JP5427323B2 - 立体視内視鏡用光学系 - Google Patents
立体視内視鏡用光学系 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5427323B2 JP5427323B2 JP2013542697A JP2013542697A JP5427323B2 JP 5427323 B2 JP5427323 B2 JP 5427323B2 JP 2013542697 A JP2013542697 A JP 2013542697A JP 2013542697 A JP2013542697 A JP 2013542697A JP 5427323 B2 JP5427323 B2 JP 5427323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical system
- objective
- stereoscopic
- optical axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
- G02B23/2415—Stereoscopic endoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00193—Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00194—Optical arrangements adapted for three-dimensional imaging
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/04—Reversed telephoto objectives
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
- G02B23/2423—Optical details of the distal end
- G02B23/243—Objectives for endoscopes
Description
本発明は、立体視内視鏡用光学系に関する。
従来、立体観察システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この特許文献１の立体観察システムは、画角が６０°程度のものであり、広画角の観察ができないという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、広画角の観察範囲を観察する際に見やすく立体感のある観察を行うことができる立体視内視鏡用光学系を提供する。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、広画角の観察範囲を観察する際に見やすく立体感のある観察を行うことができる立体視内視鏡用光学系を提供する。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、間隔を空けて配列された光軸を有する２つの対物光学系を備え、各前記対物光学系が、光軸方向に間隔を空け、かつ、相互に偏心して配置された２つのレンズ群と、該２つのレンズ群の間に配置され、一方のレンズ群を透過した光を偏向して他方のレンズ群に入射させる光軸偏向部材とを備え、下記の条件を満足し、同一平面上に２つの光学像を同時に形成する立体視内視鏡用光学系である。
０．５ｍｍ＜ＯＰ＜１．５ｍｍ （１）
３ｍｍ＜Ｄ＜２００ｍｍ （２）
α＜１０° （３）
１１０°＜ω＜１８０° （４）
ここで、ＯＰは、前記対物光学系の最先端の光学部材における前記光軸の間隔、Ｄは被写界深度、αは前記被写界深度Ｄの近点観察時の輻輳角（内向角）、ωは前記対物光学系の画角である。
本発明の一態様は、間隔を空けて配列された光軸を有する２つの対物光学系を備え、各前記対物光学系が、光軸方向に間隔を空け、かつ、相互に偏心して配置された２つのレンズ群と、該２つのレンズ群の間に配置され、一方のレンズ群を透過した光を偏向して他方のレンズ群に入射させる光軸偏向部材とを備え、下記の条件を満足し、同一平面上に２つの光学像を同時に形成する立体視内視鏡用光学系である。
０．５ｍｍ＜ＯＰ＜１．５ｍｍ （１）
３ｍｍ＜Ｄ＜２００ｍｍ （２）
α＜１０° （３）
１１０°＜ω＜１８０° （４）
ここで、ＯＰは、前記対物光学系の最先端の光学部材における前記光軸の間隔、Ｄは被写界深度、αは前記被写界深度Ｄの近点観察時の輻輳角（内向角）、ωは前記対物光学系の画角である。
このようにすることで、広画角の観察範囲を観察する際に見やすく立体感のある観察を行うことができる。対物光学系の最先端の光学部材における光軸の間隔が０．５ｍｍ以下となると立体感が損なわれ、１．５ｍｍ以上となると立体感が強すぎて観察者の気分が悪くなるという問題がある。
上記態様においては、２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材における前記光軸が相互に平行に配置されていてもよい。
このようにすることで、２つの対物光学系を介して取得した２つの画像の周辺部分の倍率を略同等にすることができ、２つの画像を左右の眼で別々に観察する場合に、画像の縦ズレや横ズレを抑えることができる。画像の縦ズレが大きすぎると観察者の気分が悪くなり、横ズレが大きすぎると像面が歪んで見えるという不都合が発生する。
このようにすることで、２つの対物光学系を介して取得した２つの画像の周辺部分の倍率を略同等にすることができ、２つの画像を左右の眼で別々に観察する場合に、画像の縦ズレや横ズレを抑えることができる。画像の縦ズレが大きすぎると観察者の気分が悪くなり、横ズレが大きすぎると像面が歪んで見えるという不都合が発生する。
上記態様においては、各前記対物光学系が、光軸方向に間隔を空け、かつ、相互に偏心して配置された２つのレンズ群と、該２つのレンズ群の間に配置され、一方のレンズ群を透過した光を偏向して他方のレンズ群に入射させる光軸偏向部材とを備えている。
このようにすることで、最先端の光学部材の光軸間隔が小さくても、２つの対物光学系同士の干渉を回避しながら狭い範囲に２つの像を結像させることができ、単一の撮像素子による撮影を可能とし、あるいは撮像素子の小型化を図ることができる。
このようにすることで、最先端の光学部材の光軸間隔が小さくても、２つの対物光学系同士の干渉を回避しながら狭い範囲に２つの像を結像させることができ、単一の撮像素子による撮影を可能とし、あるいは撮像素子の小型化を図ることができる。
上記態様においては、前記光軸偏向部材が、２つの前記レンズ群の光軸に対して傾斜して配置された平行平板であってもよい。
このようにすることで、簡易に光軸を偏向させることができる。
このようにすることで、簡易に光軸を偏向させることができる。
上記態様においては、前記光軸偏向部材が、２つの前記レンズ群の光軸に対して互いに異なる角度に傾斜して配置された入射面および射出面を有する楔プリズムであってもよい。
このようにすることで、簡易に光軸を偏向させることができる。
上記態様においては、２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材が一体的に形成されていてもよい。
このようにすることで、簡易に光軸を偏向させることができる。
上記態様においては、２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材が一体的に形成されていてもよい。
上記態様においては、最先端の前記光学部材が、異なる２つの光学像を形成する光線を交差させるように透過させてもよい。
このようにすることで、２つの対物光学系の最先端の光学部材の光軸間隔を小さくしても、２つの光学像を形成する光線を無駄なく集光することができる。
上記態様においては、２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材が一体的に形成されていてもよい。
このようにすることで、２つの対物光学系の最先端の光学部材の光軸間隔を小さくしても、２つの光学像を形成する光線を無駄なく集光することができる。
上記態様においては、２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材が一体的に形成されていてもよい。
上記態様においては、前記対物光学系の光学像位置に、光軸方向に所定の長さ範囲にわたって配置され、各前記対物光学系を透過した光を別個に通過させる貫通孔を有する遮光部材を備えていてもよい。
このようにすることで、２つの光学像を形成する光線が光学像位置において重複するのを防止することができる。
このようにすることで、２つの光学像を形成する光線が光学像位置において重複するのを防止することができる。
上記態様においては、前記対物光学系の２つの光軸の間に前記光軸方向に沿って所定の長さ範囲にわたって配置され、これらの対物光学系ごとに光を別個に透過させる遮光部材を備えていてもよい。
このようにすることで、２つの光学像を形成する光線が光学像位置において重複するのを防止することができる。これにより、左右像のクロストークを防ぐことができる。
このようにすることで、２つの光学像を形成する光線が光学像位置において重複するのを防止することができる。これにより、左右像のクロストークを防ぐことができる。
上記態様においては、各前記対物光学系の前記２つのレンズ群が、同一の回転対称軸回りに回転対称な入射面および射出面を有する複数の光学部材により構成されていることとしてもよい。
上記態様においては、前記２つの対物光学系が、それぞれの光路中で中間結像しないこととしてもよい。
上記態様においては、前記光軸偏向部材が、前記２つの対物光学系の前記一方のレンズ群どうしの光軸の間隔よりも、前記他方のレンズ群どうしの光軸の間隔が狭くなるように光を偏向することとしてもよい。
上記態様においては、前記光軸偏向部材が、前記２つの対物光学系の前記一方のレンズ群の光軸どうしの間隔よりも、前記２つの対物光学系のそれぞれの前記他方のレンズ群どうしの光軸の間隔が広くなるように光を偏向することとしてもよい。
上記態様においては、前記２つの対物光学系が、それぞれの光路中で中間結像しないこととしてもよい。
上記態様においては、前記光軸偏向部材が、前記２つの対物光学系の前記一方のレンズ群どうしの光軸の間隔よりも、前記他方のレンズ群どうしの光軸の間隔が狭くなるように光を偏向することとしてもよい。
上記態様においては、前記光軸偏向部材が、前記２つの対物光学系の前記一方のレンズ群の光軸どうしの間隔よりも、前記２つの対物光学系のそれぞれの前記他方のレンズ群どうしの光軸の間隔が広くなるように光を偏向することとしてもよい。
本発明によれば、広画角の観察範囲を観察する際に見やすく立体感のある観察を行うことができるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１は、図１に示されるように、平行間隔を空けて配置される２つの光軸２ａ，３ａに沿って並行して配列される２つの対物光学系２，３を備えている。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１は、図１に示されるように、平行間隔を空けて配置される２つの光軸２ａ，３ａに沿って並行して配列される２つの対物光学系２，３を備えている。
各対物光学系２，３は、物体側から順に、物体側に平坦面４ａを配置した平凹レンズ４、フレア絞り５、物体側に凸面７ａを配置した平凸レンズ７、物体側に凹面８ａを配置したメニスカスレンズ８、明るさ絞り９、両凸レンズ１１とメニスカスレンズ１２との接合レンズ１３、平行平板１４、物体側に凸面１５ａを配置した平凸レンズ１５および平行平板１６によって構成されている。平行平板１６の端面１６ａは物体の光学像の形成される結像位置となっており、この位置に、ＣＣＤ等の撮像素子（図示略）の撮像面が配置されるようになっている。
２つの光学像を形成する２つの光線は、それぞれ交差することなく独立して、各対物光学系２，３を通過している。そして、平行平板１６の端面１６ａの位置においては、２つの光学像が並んで形成されるので、この位置に単一の撮像素子を配置しておくことにより、２つの光学像を同時に撮影することができるようになっている。
本実施形態においては、２つの対物光学系２，３は、以下の条件式を満たしている。
０．５ｍｍ＜ＯＰ＜１．５ｍｍ （１）
３ｍｍ＜Ｄ＜２００ｍｍ （２）
α＜１０° （３）
１１０°＜ω＜１８０° （４）
ここで、ＯＰは、対物光学系２，３の最先端の光学部材である平凹レンズ４における光軸２ａ，３ａの間隔、Ｄは被写界深度、αは被写界深度Ｄの近点観察時の輻輳角（内向角）、ωは対物光学系２，３の画角である。
０．５ｍｍ＜ＯＰ＜１．５ｍｍ （１）
３ｍｍ＜Ｄ＜２００ｍｍ （２）
α＜１０° （３）
１１０°＜ω＜１８０° （４）
ここで、ＯＰは、対物光学系２，３の最先端の光学部材である平凹レンズ４における光軸２ａ，３ａの間隔、Ｄは被写界深度、αは被写界深度Ｄの近点観察時の輻輳角（内向角）、ωは対物光学系２，３の画角である。
このように構成された本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１によれば、式（１）を満たすことにより、適度の立体感を得ることができる。すなわち、光軸の間隔が０．５ｍｍ以下の場合には、立体感が損なわれてしまい、１．５ｍｍ以上の場合には立体感が強すぎて、観察者が気分を悪くするという問題が起こり易いが、式（１）を満たすことにより、そのような不都合はない。
また、式（２）を満たすことにより、適度の被写界深度Ｄを得ることができる。すなわち、被写界深度Ｄが３ｍｍ以下の場合には、立体感が強すぎて観察者の目が疲れ、２００ｍｍ以上の場合には、立体感がなくなって立体的なイメージが困難になるという問題が起こり易いが、式（２）を満たすことによりそのような問題が発生しない。
また、式（３）を満たすことにより、近点観察時の立体感を適度に得ることができる。すなわち、内向角が１０°以上の場合には、近点観察時に立体感が強すぎて目が疲れてしまうという問題が生じるが、式（３）を満たすことによりそのような問題は生じない。
さらに、式（４）を満たすことにより、十分に広画角な観察を行うことができる。画角が１１０°以下の場合には内視鏡の病変部発見率が悪くなって見落としが発生する可能性がある。また１８０°以上の場合には、２つ並べた画像による立体視が困難になる。しかし、式（４）を満たすことによりそのような問題は生じない。
さらに、式（４）を満たすことにより、十分に広画角な観察を行うことができる。画角が１１０°以下の場合には内視鏡の病変部発見率が悪くなって見落としが発生する可能性がある。また１８０°以上の場合には、２つ並べた画像による立体視が困難になる。しかし、式（４）を満たすことによりそのような問題は生じない。
また、本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１によれば、２つの対物光学系２，３の光軸２ａ，３ａが平行に配列されているので、同じ物体を撮影した場合に取得される２つの光学像の画像において、周辺部における縦ズレや横ズレの発生を抑えることができるという利点がある。
すなわち、２つの画像の周辺部において奥行き方向にずれる縦ズレが発生した場合、観察者の脳内における融像処理が困難となり気分が悪くなるという問題が発生する。
また、２つの画像の周辺部において左右方向にずれる横ズレが発生した場合、周辺に行くほど２つの画像間で物体の形状が相違してくるので、像面が歪んで見えるという問題が発生する。
したがって、周辺部における縦ズレや横ズレの発生を抑えることにより、観察し易さおよび精度を向上することができるという利点がある。
また、２つの画像の周辺部において左右方向にずれる横ズレが発生した場合、周辺に行くほど２つの画像間で物体の形状が相違してくるので、像面が歪んで見えるという問題が発生する。
したがって、周辺部における縦ズレや横ズレの発生を抑えることにより、観察し易さおよび精度を向上することができるという利点がある。
次に、本発明の第２の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０は、図２に示されるように、２つの対物光学系２１，２２が、それぞれ、光軸２１ａ，２２ａ方向に間隔を空けて配列された２つのレンズ群２３Ａ，２３Ｂと、これらのレンズ群２３Ａ，２３Ｂの間に配置された光軸偏向部材２４とを備えている。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０は、図２に示されるように、２つの対物光学系２１，２２が、それぞれ、光軸２１ａ，２２ａ方向に間隔を空けて配列された２つのレンズ群２３Ａ，２３Ｂと、これらのレンズ群２３Ａ，２３Ｂの間に配置された光軸偏向部材２４とを備えている。
図２に示す例では、物体側のレンズ群２３Ａは、物体側から順に、物体側に平坦面２５ａを配置した平凹レンズ２５、物体側に凸面２６ａを配置したメニスカスレンズ２６、両凸レンズ２７および物体側に凹面２８ａを配置したメニスカスレンズ２８により構成されている。また、像側のレンズ群２３Ｂは、物体側から順に、両凸レンズ２９とメニスカスレンズ３０との接合レンズ３１および３枚の平行平板３２，３３，３４によって構成されている。
また、光軸偏向部材２４は、ガラス平行平板であり、光軸２１ａ，２２ａに対して傾斜して配置されている。これにより、物体側のレンズ群２３Ａを透過した光線は、光軸偏向部材２４の入射面２４ａと射出面２４ｂとによって２回偏向されることにより、入射方向と平行な方向に射出されるようになっている。図２に示す例では、最先端の光学部材である平凹レンズ２５における光軸２１ａ，２２ａおよび像位置における２つの光線の光軸２１ａ，２２ａはいずれも平行に維持され、物体側よりも像側における光軸２１ａ，２２ａ間隔が狭くなるように、光軸偏向部材２４の傾斜方向が決定されている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、式（１）〜（４）が満たされている。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、式（１）〜（４）が満たされている。
このように構成された本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０によれば、式（１）〜（４）を満たすことにより、第１の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１と同一の効果を奏することができる。
さらに、本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０によれば、最先端の光学部材である平凹レンズ２５における光軸２１ａ，２２ａの間隔を広げることで、十分な立体感を得ることができるとともに、像位置における光軸２１ａ，２２ａ間隔を狭めることで、小さい撮像素子に２つの光学像を結像させることができる。
そして、光軸偏向部材２４を用いることで、各レンズ群２３Ａ，２３Ｂの光軸２１ａ，２２ａ中心付近に各光線を通過させることができ、収差の発生を抑えた鮮明な画像による立体観察を行うことができるという利点がある。
そして、光軸偏向部材２４を用いることで、各レンズ群２３Ａ，２３Ｂの光軸２１ａ，２２ａ中心付近に各光線を通過させることができ、収差の発生を抑えた鮮明な画像による立体観察を行うことができるという利点がある。
なお、本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０においては、物体側の光軸２１ａ，２２ａ間隔よりも像側の光軸２１ａ，２２ａ間隔を狭めるように光軸偏向部材２４を配置したが、これに代えて、物体側の光軸２１ａ，２２ａ間隔よりも像側の光軸２１ａ，２２ａ間隔を広げるように光軸偏向部材２４を配置してもよい。
この場合には、図３に示されるように、２つの対物光学系２１，２２を構成する各光学部材が相互に近接するので、十分に近接した光学部材については左右の対物光学系２１，２２で共通の光学部材となるように一体化して、光学部材同士の干渉を回避してもよい。
この場合には、図３に示されるように、２つの対物光学系２１，２２を構成する各光学部材が相互に近接するので、十分に近接した光学部材については左右の対物光学系２１，２２で共通の光学部材となるように一体化して、光学部材同士の干渉を回避してもよい。
特に、物体側の平凹レンズ２５を一体化することにより、該平凹レンズ２５に入射する２つの光学像を形成する光線どうしを平凹レンズ２５内において相互に交差させることができる。これにより省スペース化を図りつつ、光線を無駄なく集光することができるという利点がある。
このように光線を交差させることとした場合、光学像の結像面３４ａにおいて２つの光線が重複する虞があるため、図４に示されるように、光軸方向に一定の厚さを有し、２つの光学像を形成する光線を別々に通過させる貫通孔３５ａを有する遮蔽部材３５を配置することが好ましい。このようにすることで、相互に重複する位置に結像する光線が遮蔽部材３５によって遮蔽され、画像の重複を防止することができる。
次に、本発明の第３の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０は、ガラス平行平板からなる光軸偏向部材２４に代えて、図５に示すように、楔形状の楔プリズムからなる光軸偏向部材１２４を備える点で、第２の実施形態と異なる。
以下、第１の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０または第２の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０は、ガラス平行平板からなる光軸偏向部材２４に代えて、図５に示すように、楔形状の楔プリズムからなる光軸偏向部材１２４を備える点で、第２の実施形態と異なる。
以下、第１の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０または第２の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
光軸偏向部材１２４は、レンズ群２３Ａ，２３Ｂの間に設けられ、これらのレンズ群２３Ａ，２３Ｂの光軸に対して互いに異なる角度に傾斜して配置された入射面１２４ａおよび射出面１２４ｂを有している。これにより、物体側のレンズ群２３Ａを透過した光線は、光軸偏向部材１２４の入射面１２４ａと射出面１２４ｂとによって２回偏向されることにより、入射方向とは異なるに方向に射出されるようになっている。
図５に示す例では、各対物光学系２，３の各光軸偏向部材１２４は、互いに隣接する側に厚さが厚い一端を有し、互いに離れた側に厚さが薄い他端を有する向きで配置されている。そして、最先端の光学部材である平凹レンズ２５における光軸２１ａ，２２ａおよび像位置における２つの光線の光軸２１ａ，２２ａはいずれも角度が異なり、物体側よりも像側における光軸２１ａ，２２ａ間隔の方が狭くなるように、光軸偏向部材１２４の入射面１２４ａおよび射出面１２４ｂの傾斜角度が決定されている。
対物光学系２１，２２の２つの光軸２ａ，３ａの間には、これらの対物光学系２１，２２ごとに光線を別個に透過させる遮光部材１３５が配置されている。遮光部材１３５は、例えば、光軸偏向部材１２４の入射面１２４ａから平凸レンズ１５の凸面１５ａまでの範囲で、光軸方向に沿って配置されている。
本実施形態においては、光軸偏向部材１２４を除き、各対物光学系２１，２２を構成する全ての光学部材が、それぞれ同一の回転対称軸回りに回転対称な入射面および射出面を有している。
後述する第３の実施形態の実施例３では、光軸偏向部材１２４の前後の面、すなわち、入射面１２４ａおよび射出面１２４ｂは自由曲面を有している。
自由曲面ＦＦＳの形状は、以下の式（ａ）で定義されるものである。なお、その定義式のＺ軸が自由曲面ＦＦＳの軸となる。また、データの記載されていない係数項は０である。
自由曲面ＦＦＳの形状は、以下の式（ａ）で定義されるものである。なお、その定義式のＺ軸が自由曲面ＦＦＳの軸となる。また、データの記載されていない係数項は０である。
また、球面項中、
Ｒ：頂点の曲率半径
ｋ：コーニック定数（円錐定数）
ｒ＝√（Ｘ２＋Ｙ２）
である。
自由曲面項は、
本実施形態においては、左右方向に２つの光軸２ａ，３ａが並んでいるため、偏心方向はＸ−Ｚ面内での偏心となり、自由曲面の対称面はＸ−Ｚ面となる。そこで、Ｙ軸正負の方向で面形状を対称にするために、Ｙ奇数次項はすべて０にし、Ｙ偶数次項のみで偏心収差の補正を行う。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、式（１）〜（４）が満たされている。
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、式（１）〜（４）が満たされている。
このように構成された本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０によれば、式（１）〜（４）を満たすことにより、第１の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１および第２の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０と同一の効果を奏することができる。また、遮光部材１３５により、２つの光学像を形成する光線が光学像位置において重複するのを防止し、左右像のクロストークを防ぐことができる。
本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０においては、物体側の光軸２１ａ，２２ａ間隔よりも像側の光軸２１ａ，２２ａ間隔を狭めるような光軸偏向部材１２４を例示して説明したが、これに代えて、物体側の光軸２１ａ，２２ａ間隔よりも像側の光軸２１ａ，２２ａ間隔を広げるような楔プリズムからなる光軸偏向部材１２４を採用してもよい。
この場合、図６に示すように、各対物光学系２，３の各光軸偏向部材１２４どうしを、互いに隣接する側に厚さが薄い一端を有し、互いに離れた側に厚さが厚い他端を有する向きで配置することとすればよい。図６において、遮光部材１３５は、両凸レンズ２９の物体側面から平凸レンズ１５の凸面１５ａまでの範囲で、光軸方向に沿って配置されている。
また、この場合には、２つの対物光学系２１，２２を構成する各光学部材が相互に近接するので、十分に近接した光学部材については左右の対物光学系２１，２２で共通の光学部材となるように一体化して、光学部材同士の干渉を回避してもよい。
なお、第３の実施形態においては、対物光学系２１，２２の２つの光軸２ａ，３ａの間に遮光部材１３５を配置することとしたが、遮光部材１３５を採用しないこととしてもよい。
なお、第３の実施形態においては、対物光学系２１，２２の２つの光軸２ａ，３ａの間に遮光部材１３５を配置することとしたが、遮光部材１３５を採用しないこととしてもよい。
次に、本発明の第１の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系１の実施例について説明する。
図７は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系１のレンズ配列を示す図であり、表１はレンズデータを示し、表２は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
図７は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系１のレンズ配列を示す図であり、表１はレンズデータを示し、表２は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
（表１）
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｅ
１ ∞ ０．２ ２．１６０００ ３３．６０
２ ０．４２５５ ０．１６５
３ ∞ ０．０６２６
４ １．３６２ ０．４ １．９２２８６ １８．９０
５ ∞ ０．０７６１
６ −１．３２２５ ０．３８５ ２．００３３０ ２８．２７
７ −０．８２６９ ０
ＳＴＯ ∞ ０．１
９ ３．６３８４ ０．５４ １．７２９１６ ５４．６８
１０ −０．５３０９ ０．２ １．９２２８６ １８．９０
１１ −１．１５８１ ０．０４３４
１２ ∞ ０．１３４８ １．５１４００ ７５．００
１３ ∞ ０．９１３
１４ １．１８８４ ０．３２ １．５１６３３ ６４．１４
１５ ∞ ０．００４３ １．５１３００ ６４．００
１６ ∞ ０．２８２６ １．５０５１０ ６３．２６
１７ ∞ ０
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｅ
１ ∞ ０．２ ２．１６０００ ３３．６０
２ ０．４２５５ ０．１６５
３ ∞ ０．０６２６
４ １．３６２ ０．４ １．９２２８６ １８．９０
５ ∞ ０．０７６１
６ −１．３２２５ ０．３８５ ２．００３３０ ２８．２７
７ −０．８２６９ ０
ＳＴＯ ∞ ０．１
９ ３．６３８４ ０．５４ １．７２９１６ ５４．６８
１０ −０．５３０９ ０．２ １．９２２８６ １８．９０
１１ −１．１５８１ ０．０４３４
１２ ∞ ０．１３４８ １．５１４００ ７５．００
１３ ∞ ０．９１３
１４ １．１８８４ ０．３２ １．５１６３３ ６４．１４
１５ ∞ ０．００４３ １．５１３００ ６４．００
１６ ∞ ０．２８２６ １．５０５１０ ６３．２６
１７ ∞ ０
（表２）
光軸間隔（ＯＰ） ： １
最大画角（ω） ： １５０°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．４８５０６
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．３２０６
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００１５
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．０７６５０４
物体距離（ＸＢ） ： −１１．３２０６
被写界深度遠点（ＸＦ）： −８４．２０３２
被写界深度近点（Ｘｎ）： −５．７４５９６
被写界深度（Ｄ） ： ７８．４５７２４
内向角（α） ： ９．９４６４３７
光軸間隔（ＯＰ） ： １
最大画角（ω） ： １５０°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．４８５０６
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．３２０６
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００１５
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．０７６５０４
物体距離（ＸＢ） ： −１１．３２０６
被写界深度遠点（ＸＦ）： −８４．２０３２
被写界深度近点（Ｘｎ）： −５．７４５９６
被写界深度（Ｄ） ： ７８．４５７２４
内向角（α） ： ９．９４６４３７
次に、本発明の第２の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系２０の実施例について説明する。
図８は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系２０の第１のレンズ配列を示す図であり、表３はレンズデータを示し、表４は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
図８は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系２０の第１のレンズ配列を示す図であり、表３はレンズデータを示し、表４は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
（表３）
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｅ
１ ∞ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
４ ０．６４１８ ０．０４
５ １．３７８８ ０．３ １．５８４８２ ４０．７５
６ −０．７１６７ ０．１１６８
ＳＴＯ ∞ ０
８ −２．９５２ ０．２５ １．４８９１５ ７０．２３
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６ １．５１５６４ ７５．０１
１１ ∞ １．０６６９
１２ １．１０２６ ０．６ １．５７１２４ ５６．３６
１３ −０．６７６４ ０．２５０１ １．９３４２９ １８．９０
１４ −１．８５１７ ０
１５ ∞ ０．２ １．５２４９８ ５９．８９
１６ ∞ ０．３０４２
１７ ∞ ０．３ １．５１８２５ ６４．１４
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９３ ６３．０１
１９ ∞ ０．２ １．５０８０１ ６０．００
２０ ∞ ０
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｅ
１ ∞ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
４ ０．６４１８ ０．０４
５ １．３７８８ ０．３ １．５８４８２ ４０．７５
６ −０．７１６７ ０．１１６８
ＳＴＯ ∞ ０
８ −２．９５２ ０．２５ １．４８９１５ ７０．２３
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６ １．５１５６４ ７５．０１
１１ ∞ １．０６６９
１２ １．１０２６ ０．６ １．５７１２４ ５６．３６
１３ −０．６７６４ ０．２５０１ １．９３４２９ １８．９０
１４ −１．８５１７ ０
１５ ∞ ０．２ １．５２４９８ ５９．８９
１６ ∞ ０．３０４２
１７ ∞ ０．３ １．５１８２５ ６４．１４
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９３ ６３．０１
１９ ∞ ０．２ １．５０８０１ ６０．００
２０ ∞ ０
（表４）
光軸間隔（ＯＰ） ： １．３
最大画角（ω） ： １４８°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．５０９１
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．２５４８９
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００１
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．０５０９２９
物体距離（ＸＢ） ： −１４．２５４９
被写界深度遠点（ＸＦ）： −５１．７６８７
被写界深度近点（Ｘｎ）： −８．００４０７
被写界深度（Ｄ） ： ４３．７６４６３
内向角（α） ： ９．２８５４５７
光軸間隔（ＯＰ） ： １．３
最大画角（ω） ： １４８°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．５０９１
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．２５４８９
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００１
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．０５０９２９
物体距離（ＸＢ） ： −１４．２５４９
被写界深度遠点（ＸＦ）： −５１．７６８７
被写界深度近点（Ｘｎ）： −８．００４０７
被写界深度（Ｄ） ： ４３．７６４６３
内向角（α） ： ９．２８５４５７
図９は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系２０の第２のレンズ配列を示す図であり、表５はレンズデータを示し、表６は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
（表５）
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｅ
１ ∞ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
４ ０．６４１８ ０．０４
５ １．３７８８ ０．３ １．５８４８２ ４０．７５
６ −０．７１６７ ０．１１６８
ＳＴＯ ∞ ０
８ −２．９５２ ０．２５ １．４８９１５ ７０．２３
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６ １．５１５６４ ７５．０１
１１ ∞ １．０６６９
１２ １．１０２６ ０．６ １．５７１２４ ５６．３６
１３ −０．６７６４ ０．２５０１ １．９３４２９ １８．９０
１４ −１．８５１７ ０
１５ ∞ ０．２ １．５２４９８ ５９．８９
１６ ∞ ０．３０７２
１７ ∞ ０．３ １．５１８２５ ６４．１４
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９３ ６３．０１
１９ ∞ ０．２ １．５０８０１ ６０．００
２０ ∞ ０
面番号 ｒ ｄ ｎｅ νｅ
１ ∞ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２ １．８８８１５ ４０．７６
４ ０．６４１８ ０．０４
５ １．３７８８ ０．３ １．５８４８２ ４０．７５
６ −０．７１６７ ０．１１６８
ＳＴＯ ∞ ０
８ −２．９５２ ０．２５ １．４８９１５ ７０．２３
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６ １．５１５６４ ７５．０１
１１ ∞ １．０６６９
１２ １．１０２６ ０．６ １．５７１２４ ５６．３６
１３ −０．６７６４ ０．２５０１ １．９３４２９ １８．９０
１４ −１．８５１７ ０
１５ ∞ ０．２ １．５２４９８ ５９．８９
１６ ∞ ０．３０７２
１７ ∞ ０．３ １．５１８２５ ６４．１４
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９３ ６３．０１
１９ ∞ ０．２ １．５０８０１ ６０．００
２０ ∞ ０
（表６）
光軸間隔（ＯＰ） ： ０．７
最大画角（ω） ： １４７°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．５０９１
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．２５４８９
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００２
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．１０１８５９
物体距離（ＸＢ） ： −９．２５４８９
被写界深度遠点（ＸＦ）： −１６１．２３４
被写界深度近点（Ｘｎ）： −４．５０９０７
被写界深度（Ｄ） ： １５６．７２５
内向角（α） ： ８．８７６９５８
光軸間隔（ＯＰ） ： ０．７
最大画角（ω） ： １４７°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．５０９１
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．２５４８９
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００２
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．１０１８５９
物体距離（ＸＢ） ： −９．２５４８９
被写界深度遠点（ＸＦ）： −１６１．２３４
被写界深度近点（Ｘｎ）： −４．５０９０７
被写界深度（Ｄ） ： １５６．７２５
内向角（α） ： ８．８７６９５８
次に、本発明の第３の実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０の実施例１について説明する。
図１０は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系４０の第１のレンズ配列を示す図であり、図１１（ａ）〜（ｃ）、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る横収差を示している。図１１（ａ）〜（ｃ）、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）において、破線は６５６．２７２５ＮＭ、実線は５８７．５６１８ＮＭ、一点鎖線は４８６．１３２７ＮＭである。図１５（ａ）〜（ｃ）、図１６（ａ）〜（ｃ）、図１７（ａ）〜（ｃ）、図１９（ａ）〜（ｃ）、図２０（ａ）〜（ｃ）および図２１（ａ）〜（ｃ）において同様である。また、表７はレンズデータを示し、表８は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
図１０は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系４０の第１のレンズ配列を示す図であり、図１１（ａ）〜（ｃ）、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る横収差を示している。図１１（ａ）〜（ｃ）、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１３（ａ）〜（ｃ）において、破線は６５６．２７２５ＮＭ、実線は５８７．５６１８ＮＭ、一点鎖線は４８６．１３２７ＮＭである。図１５（ａ）〜（ｃ）、図１６（ａ）〜（ｃ）、図１７（ａ）〜（ｃ）、図１９（ａ）〜（ｃ）、図２０（ａ）〜（ｃ）および図２１（ａ）〜（ｃ）において同様である。また、表７はレンズデータを示し、表８は条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータを示している。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
（表７）
面番号 ｒ ｄ 偏心 ｎｄ νｄ
１ ∞ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
４ ０．６４１８ ０．０４００
５ １．３７８８ ０．３０００ １．５８１４ ４０．７
６ −０．７１６７ ０．１１６８
７ 絞り面 ０．００００
８ −２．９５２０ ０．２５００ １．４８７５ ７０．２
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６０００偏心（１） １．５１５６ ７５．０
１１ ∞ ０．１５００偏心（２）
１２ １．１０２６ ０．６０００ １．５６８８ ５６．３
１３ −０．６８６４ ０．２５０１ １．９２２９ １８．９
１４ −１．８５１７ ０．００００
１５ ∞ ０．２０００ １．５２５０ ５９．９
１６ ∞ ０．２９６６
１７ ∞ ０．３０００ １．５１８２ ６４．１
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９ ６３．０
１９ ∞ ０．２０００ １．５０８０ ６０．０
像面 ∞ ０．
面番号 ｒ ｄ 偏心 ｎｄ νｄ
１ ∞ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
４ ０．６４１８ ０．０４００
５ １．３７８８ ０．３０００ １．５８１４ ４０．７
６ −０．７１６７ ０．１１６８
７ 絞り面 ０．００００
８ −２．９５２０ ０．２５００ １．４８７５ ７０．２
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６０００偏心（１） １．５１５６ ７５．０
１１ ∞ ０．１５００偏心（２）
１２ １．１０２６ ０．６０００ １．５６８８ ５６．３
１３ −０．６８６４ ０．２５０１ １．９２２９ １８．９
１４ −１．８５１７ ０．００００
１５ ∞ ０．２０００ １．５２５０ ５９．９
１６ ∞ ０．２９６６
１７ ∞ ０．３０００ １．５１８２ ６４．１
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９ ６３．０
１９ ∞ ０．２０００ １．５０８０ ６０．０
像面 ∞ ０．
表７において、
偏心（１）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ ６．００ δ ０．００
偏心（２）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ −６．００ δ ０．００
である。
偏心（１）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ ６．００ δ ０．００
偏心（２）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ −６．００ δ ０．００
である。
（表８）
光軸間隔（ＯＰ） ： １．０
最大画角（ω） ： １４８°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．５０９１
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．２５４８９
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００１
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．０５０９２９
物体距離（ＸＢ） ： −１４．２５４９
被写界深度遠点（ＸＦ）： −５１．７６８７
被写界深度近点（Ｘｎ）： −８．００４０７
被写界深度（Ｄ） ： ４３．７６４６３
内向角（α） ： ９．２８５４５７
光軸間隔（ＯＰ） ： １．０
最大画角（ω） ： １４８°
Ｆナンバー（ｆｎｏ） ： ３．３
合成焦点距離（ｆｌ） ： ０．５０９１
前側焦点距離（ｆｆ） ： ０．２５４８９
撮像素子のピッチ（Ｐ）： ０．００１
４×Ｐ×ｆｎｏ／ｆｌ２ ： ０．０５０９２９
物体距離（ＸＢ） ： −１４．２５４９
被写界深度遠点（ＸＦ）： −５１．７６８７
被写界深度近点（Ｘｎ）： −８．００４０７
被写界深度（Ｄ） ： ４３．７６４６３
内向角（α） ： ９．２８５４５７
次に、本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０の実施例２について説明する。
図１４は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系４０の第１のレンズ配列を示す図であり、図１５（ａ）〜（ｃ）、図１６（ａ）〜（ｃ）および図１７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本実施例に係る横収差を示し、表９はレンズデータを示している。条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータは表７と同様である。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
図１４は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系４０の第１のレンズ配列を示す図であり、図１５（ａ）〜（ｃ）、図１６（ａ）〜（ｃ）および図１７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本実施例に係る横収差を示し、表９はレンズデータを示している。条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータは表７と同様である。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
（表９）
面番号 ｒ ｄ 偏心 ｎｄ νｄ
１ ∞ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
４ ０．６４１８ ０．０４００
５ １．３７８８ ０．３０００ １．５８１４ ４０．７
６ −０．７１６７ ０．１１６８
７ 絞り面 ０．００００
８ −２．９５２０ ０．２５００ １．４８７５ ７０．２
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６０００偏心（１） １．５１５６ ７５．０
１１ ∞ ０．１５００偏心（２)
１２ １．１０２６ ０．６０００ １．５６８８ ５６．３
１３ −０．６８６４ ０．２５０１ １．９２２９ １８．９
１４ −１．８５１７ ０．００００
１５ ∞ ０．２０００ １．５２５０ ５９．９
１６ ∞ ０．２９６６
１７ ∞ ０．３０００ １．５１８２ ６４．１
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９ ６３．０
１９ ∞ ０．２０００ １．５０８０ ６０．０
像面 ∞ ０．
面番号 ｒ ｄ 偏心 ｎｄ νｄ
１ ∞ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
４ ０．６４１８ ０．０４００
５ １．３７８８ ０．３０００ １．５８１４ ４０．７
６ −０．７１６７ ０．１１６８
７ 絞り面 ０．００００
８ −２．９５２０ ０．２５００ １．４８７５ ７０．２
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ∞ ０．６０００偏心（１） １．５１５６ ７５．０
１１ ∞ ０．１５００偏心（２)
１２ １．１０２６ ０．６０００ １．５６８８ ５６．３
１３ −０．６８６４ ０．２５０１ １．９２２９ １８．９
１４ −１．８５１７ ０．００００
１５ ∞ ０．２０００ １．５２５０ ５９．９
１６ ∞ ０．２９６６
１７ ∞ ０．３０００ １．５１８２ ６４．１
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９ ６３．０
１９ ∞ ０．２０００ １．５０８０ ６０．０
像面 ∞ ０．
表９において、
偏心（１）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ −５．９０ δ ０．００
偏心（２）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ ５．９０ δ ０．００
である。
偏心（１）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ −５．９０ δ ０．００
偏心（２）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ ５．９０ δ ０．００
である。
次に、本実施形態に係る立体視内視鏡用光学系４０の実施例３について説明する。
図１８は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系４０の第１のレンズ配列を示す図であり、図１９（ａ）〜（ｃ）、図２０（ａ）〜（ｃ）および図２１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本実施例に係る横収差を示し、表１０はレンズデータを示している。条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータは表７と同様である。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
図１８は、本実施例に係る立体視内視鏡用光学系４０の第１のレンズ配列を示す図であり、図１９（ａ）〜（ｃ）、図２０（ａ）〜（ｃ）および図２１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本実施例に係る横収差を示し、表１０はレンズデータを示している。条件式（１）〜（４）の値を含む各種のデータは表７と同様である。本実施例においては、条件式（１）〜（４）は全て満たされている。
（表１０）
面番号 ｒ ｄ 偏心 ｎｄ νｄ
１ ∞ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
４ ０．６４１８ ０．０４００
５ １．３７８８ ０．３０００ １．５８１４ ４０．７
６ −０．７１６７ ０．１１６８
７ 絞り面 ０．００００
８ −２．９５２０ ０．２５００ １．４８７５ ７０．２
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ＦＦＳ（１） ０．６０００偏心（１） １．５１５６ ７５．０
１１ ＦＦＳ（２） ０．１５００偏心（２）
１２ １．１０２６ ０．６０００ １．５６８８ ５６．３
１３ −０．６８６４ ０．２５０１ １．９２２９ １８．９
１４ −１．８５１７ ０．００００
１５ ∞ ０．２０００ １．５２５０ ５９．９
１６ ∞ ０．２９６６
１７ ∞ ０．３０００ １．５１８２ ６４．１
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９ ６３．０
１９ ∞ ０．２０００ １．５０８０ ６０．０
像面 ∞ ０．
面番号 ｒ ｄ 偏心 ｎｄ νｄ
１ ∞ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
２ ０．３２８８ ０．１５０１
３ ２．４６０６ ０．２０００ １．８８３０ ４０．７
４ ０．６４１８ ０．０４００
５ １．３７８８ ０．３０００ １．５８１４ ４０．７
６ −０．７１６７ ０．１１６８
７ 絞り面 ０．００００
８ −２．９５２０ ０．２５００ １．４８７５ ７０．２
９ −０．５１３３ ０．１５０１
１０ ＦＦＳ（１） ０．６０００偏心（１） １．５１５６ ７５．０
１１ ＦＦＳ（２） ０．１５００偏心（２）
１２ １．１０２６ ０．６０００ １．５６８８ ５６．３
１３ −０．６８６４ ０．２５０１ １．９２２９ １８．９
１４ −１．８５１７ ０．００００
１５ ∞ ０．２０００ １．５２５０ ５９．９
１６ ∞ ０．２９６６
１７ ∞ ０．３０００ １．５１８２ ６４．１
１８ ∞ ０．００２９ １．５１１９ ６３．０
１９ ∞ ０．２０００ １．５０８０ ６０．０
像面 ∞ ０．
表１０において、
ＦＦＳ（１）
Ｃ７ １．１２５４ｅ−００４ Ｃ９ ２．９４８０ｅ−００３
Ｃ１１ １．２８４９ｅ−００２ Ｃ１３ −２．１９２３ｅ−００２
Ｃ１５ −４．４８２０ｅ−００２ Ｃ１６ −３．０６６１ｅ−００９
Ｃ１８ −２．７７９８ｅ−００８ Ｃ２０ −２．１７０２ｅ−００８
ＦＦＳ（２）
Ｃ７ １．９９１０ｅ−００４ Ｃ９ ２．３７３９ｅ−００３
Ｃ１１ ３．７８９２ｅ−００２ Ｃ１３ −２．６７０３ｅ−００２
Ｃ１５ −１．７９２９ｅ−００２ Ｃ１６ １．１３０９ｅ−００９
Ｃ１８ −７．１３２９ｅ−０１０ Ｃ２０ １．８１８１ｅ−００９
偏心（１）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ ５．９７ δ ０．００
偏心（２）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ −５．９７ δ ０．００
である。
ＦＦＳ（１）
Ｃ７ １．１２５４ｅ−００４ Ｃ９ ２．９４８０ｅ−００３
Ｃ１１ １．２８４９ｅ−００２ Ｃ１３ −２．１９２３ｅ−００２
Ｃ１５ −４．４８２０ｅ−００２ Ｃ１６ −３．０６６１ｅ−００９
Ｃ１８ −２．７７９８ｅ−００８ Ｃ２０ −２．１７０２ｅ−００８
ＦＦＳ（２）
Ｃ７ １．９９１０ｅ−００４ Ｃ９ ２．３７３９ｅ−００３
Ｃ１１ ３．７８９２ｅ−００２ Ｃ１３ −２．６７０３ｅ−００２
Ｃ１５ −１．７９２９ｅ−００２ Ｃ１６ １．１３０９ｅ−００９
Ｃ１８ −７．１３２９ｅ−０１０ Ｃ２０ １．８１８１ｅ−００９
偏心（１）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ ５．９７ δ ０．００
偏心（２）
Ｘ ０．００ Ｙ ０．００ Ｚ ０．００
β ０．００ γ −５．９７ δ ０．００
である。
本実施形態の実施例１〜３については、図１０，１４，１８の紙面内をＸ−Ｚ平面とし、物体から第１面に向かう方向をＺ軸正方向とし、２つの光軸２ａ，３ａの配列方向をＸ軸方向とし、図１０，１４，１８の紙面の裏から表に向かう方向をＹ軸正方向とする。実施例１〜３においては、Ｘ−Ｚ面内で偏心を行っており、自由曲面の対称面をＸ−Ｚ面としている。
偏心面については、その面が定義される座標系の上記光学系の原点の中心からの偏心量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、光学系の原点に定義される座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする各面を定義する座標系の傾き角（それぞれβ，γ，δ（°））とが与えられている。その場合、βとγの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、δの正はＺ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のβ，γ，δの回転のさせ方は、各面を定義する座標系を光学系の原点に定義される座標系のまずＸ軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次に、その回転した新たな座標系のＹ軸の回りで反時計回りにγ回転させ、次いで、その回転した別の新たな座標系のＺ軸の回りで時計回りにδ回転させるものである。
１，２０，４０ 立体視内視鏡用光学系
２，３，２１，２２ 対物光学系
２ａ，３ａ，２１ａ，２２ａ 光軸
４ 平凹レンズ（光学部材）
２３Ａ，２３Ｂ レンズ群
２４，１２４ 光軸偏向部材
３５ 遮光部材
３５ａ 貫通孔
１２４ａ 入射面
１２４ｂ 射出面
１３５ 遮光部材
２，３，２１，２２ 対物光学系
２ａ，３ａ，２１ａ，２２ａ 光軸
４ 平凹レンズ（光学部材）
２３Ａ，２３Ｂ レンズ群
２４，１２４ 光軸偏向部材
３５ 遮光部材
３５ａ 貫通孔
１２４ａ 入射面
１２４ｂ 射出面
１３５ 遮光部材
Claims (12)
- 間隔を空けて配列された光軸を有する２つの対物光学系を備え、
各前記対物光学系が、光軸方向に間隔を空け、かつ、相互に偏心して配置された２つのレンズ群と、該２つのレンズ群の間に配置され、一方のレンズ群を透過した光を偏向して他方のレンズ群に入射させる光軸偏向部材とを備え、
下記の条件を満足し、同一平面上に２つの光学像を同時に形成する立体視内視鏡用光学系。
０．５ｍｍ＜ＯＰ＜１．５ｍｍ （１）
３ｍｍ＜Ｄ＜２００ｍｍ （２）
α＜１０° （３）
１１０°＜ω＜１８０° （４）
ここで、
ＯＰは前記対物光学系の最先端の光学部材における前記光軸の間隔、
Ｄは被写界深度、
αは前記被写界深度Ｄの近点観察時の輻輳角（内向角）、
ωは前記対物光学系の画角
である。 - ２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材における前記光軸が相互に平行に配置されている請求項１に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記光軸偏向部材が、２つの前記レンズ群の光軸に対して傾斜して配置された平行平板である請求項１に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記光軸偏向部材が、２つの前記レンズ群の光軸に対して互いに異なる角度に傾斜して配置された入射面および射出面を有する楔プリズムである請求項１に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 最先端の前記光学部材が、異なる２つの光学像を形成する光線を交差させるように透過させる請求項１に記載の立体視内視鏡用光学系。
- ２つの前記対物光学系の最先端の前記光学部材が一体的に形成されている請求項５に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記対物光学系の光学像位置に、光軸方向に所定の長さ範囲にわたって配置され、各前記対物光学系を透過した光を別個に通過させる貫通孔を有する遮光部材を備える請求項６に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記対物光学系の２つの光軸の間に前記光軸方向に沿って所定の長さ範囲にわたって配置され、これらの対物光学系ごとに光を別個に透過させる遮光部材を備える請求項６に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 各前記対物光学系の前記２つのレンズ群が、同一の回転対称軸回りに回転対称な入射面および射出面を有する複数の光学部材により構成されている請求項４に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記２つの対物光学系が、それぞれの光路中で中間結像しない請求項１に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記光軸偏向部材が、前記２つの対物光学系の前記一方のレンズ群どうしの光軸の間隔よりも、前記他方のレンズ群どうしの光軸の間隔が狭くなるように光を偏向する請求項４または請求項５に記載の立体視内視鏡用光学系。
- 前記光軸偏向部材が、前記２つの対物光学系の前記一方のレンズ群どうしの光軸の間隔よりも、前記他方のレンズ群どうしの光軸の間隔が広くなるように光を偏向する請求項４または請求項５に記載の立体視内視鏡用光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013542697A JP5427323B2 (ja) | 2012-01-18 | 2012-12-05 | 立体視内視鏡用光学系 |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012007964 | 2012-01-18 | ||
| JP2012007964 | 2012-01-18 | ||
| JP2012163042 | 2012-07-23 | ||
| JP2012163042 | 2012-07-23 | ||
| PCT/JP2012/081490 WO2013108500A1 (ja) | 2012-01-18 | 2012-12-05 | 立体視内視鏡用光学系 |
| JP2013542697A JP5427323B2 (ja) | 2012-01-18 | 2012-12-05 | 立体視内視鏡用光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP5427323B2 true JP5427323B2 (ja) | 2014-02-26 |
| JPWO2013108500A1 JPWO2013108500A1 (ja) | 2015-05-11 |
Family
ID=48798937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013542697A Expired - Fee Related JP5427323B2 (ja) | 2012-01-18 | 2012-12-05 | 立体視内視鏡用光学系 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9864185B2 (ja) |
| EP (1) | EP2806301A4 (ja) |
| JP (1) | JP5427323B2 (ja) |
| CN (1) | CN103782215B (ja) |
| WO (1) | WO2013108500A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10686973B2 (en) | 2015-12-14 | 2020-06-16 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus with two optical systems |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2872026B1 (en) * | 2012-07-13 | 2021-12-08 | Steris Instrument Management Services, Inc. | Stereo endoscope system |
| JP6280749B2 (ja) | 2013-01-23 | 2018-02-14 | オリンパス株式会社 | 光学系、立体撮像装置、及び内視鏡 |
| DE102013209956A1 (de) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Xion Gmbh | Videoendoskopische Vorrichtung |
| DE102014204244A1 (de) * | 2014-03-07 | 2015-09-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Endoskop mit Tiefenbestimmung |
| JP6280803B2 (ja) * | 2014-04-24 | 2018-02-14 | オリンパス株式会社 | 立体撮像用光学系、立体撮像装置、及び内視鏡 |
| CN104049356B (zh) * | 2014-06-09 | 2016-09-14 | 中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所 | 包括平凹透镜的双目立体内窥镜体视物镜光学系统 |
| US9746660B2 (en) * | 2015-03-11 | 2017-08-29 | Lucida Research Llc | Binocular telescope with controlled parallax |
| EP3278704A4 (en) * | 2015-03-30 | 2019-01-09 | Olympus Corporation | ENDOSCOPE DEVICE |
| US11131860B1 (en) * | 2015-09-14 | 2021-09-28 | Wavefront Research, Inc. | Wide spatial field optical systems |
| WO2017187814A1 (ja) * | 2016-04-25 | 2017-11-02 | オリンパス株式会社 | 内視鏡対物光学系 |
| US10295817B2 (en) * | 2016-06-01 | 2019-05-21 | General Electric Company | Stereo imaging system |
| JP6446161B1 (ja) * | 2017-06-06 | 2018-12-26 | オリンパス株式会社 | 立体内視鏡 |
| DE102017123896A1 (de) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Optisches System für ein Stereo-Videoendoskop |
| DE102018116139B4 (de) * | 2018-07-04 | 2023-11-30 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Optisches System und Stereo-Videoendoskop |
| JP7154903B2 (ja) * | 2018-09-11 | 2022-10-18 | キヤノン株式会社 | レンズ装置およびそれを有する撮像装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2590040B1 (fr) * | 1985-11-08 | 1989-03-31 | Cuvillier Roger | Systeme optique et procede pour prise de vues stereoscopiques |
| JP2000325306A (ja) * | 1991-03-11 | 2000-11-28 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡装置 |
| JP3093875B2 (ja) | 1992-06-09 | 2000-10-03 | オリンパス光学工業株式会社 | 立体視内視鏡 |
| CH689968A5 (de) * | 1993-07-30 | 2000-02-29 | Zeiss Carl Fa | Beobachtungs- und/oder Dokumentationseinrichtung mit vorgeschaltetem Endoskop sowie Verfahren zu deren Betrieb. |
| US6632172B1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-10-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Endoscope apparatus |
| US6614595B2 (en) * | 2001-02-16 | 2003-09-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Stereo endoscope |
| JP4253493B2 (ja) * | 2001-10-31 | 2009-04-15 | オリンパス株式会社 | 光学観察装置及びこれに用いる立体画像入力光学系 |
| JP2004309930A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Olympus Corp | 立体観察システム |
| EP1542053B1 (fr) | 2003-12-11 | 2007-11-14 | Tokendo | Dispositif de métrologie pour sonde vidéoendoscopique |
| JP4537916B2 (ja) | 2005-09-09 | 2010-09-08 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 医療用立体観察システム |
| JP4750175B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2011-08-17 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | ステレオ光学系、並びにそれを用いたステレオ計測用光学装置、ステレオ計測装置及びステレオ観察装置 |
| JP5324321B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2013-10-23 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用対物レンズおよび内視鏡 |
| EP2492744A4 (en) * | 2009-10-23 | 2013-05-22 | Olympus Medical Systems Corp | OPTICAL LENS SYSTEM FOR DETECTING THREE-DIMENSIONAL PICTURES AND ENDOSCOPES |
-
2012
- 2012-12-05 JP JP2013542697A patent/JP5427323B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-12-05 EP EP12866036.2A patent/EP2806301A4/en not_active Withdrawn
- 2012-12-05 WO PCT/JP2012/081490 patent/WO2013108500A1/ja active Application Filing
- 2012-12-05 CN CN201280043464.XA patent/CN103782215B/zh active Active
-
2014
- 2014-02-26 US US14/190,666 patent/US9864185B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10686973B2 (en) | 2015-12-14 | 2020-06-16 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus with two optical systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103782215A (zh) | 2014-05-07 |
| JPWO2013108500A1 (ja) | 2015-05-11 |
| WO2013108500A1 (ja) | 2013-07-25 |
| US9864185B2 (en) | 2018-01-09 |
| US20140177043A1 (en) | 2014-06-26 |
| EP2806301A1 (en) | 2014-11-26 |
| CN103782215B (zh) | 2016-08-17 |
| EP2806301A4 (en) | 2015-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5427323B2 (ja) | 立体視内視鏡用光学系 | |
| US10274717B2 (en) | Optical system, stereoscopic imaging device, and endoscope | |
| JP6261566B2 (ja) | 立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡 | |
| JP2014174390A (ja) | 結像光学系、立体撮像装置、及び内視鏡 | |
| US20110310231A1 (en) | Stereoscopic imaging optical system, interchangeable lens apparatus, and camera system | |
| US10520719B2 (en) | Image acquisition device | |
| JP6150717B2 (ja) | 立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡 | |
| US20160370571A1 (en) | Stereoscopic imaging optical system, stereoscopic imaging device, and endoscope | |
| JP2015094922A (ja) | 内視鏡対物光学系 | |
| JP2014021293A (ja) | 偏向光学系及びそれを備えた内視鏡 | |
| WO2017073292A1 (ja) | 内視鏡撮像ユニット | |
| JP2019101181A (ja) | 撮像装置 | |
| JP5629996B2 (ja) | 立体視光学装置および結像光学装置 | |
| CN111201465B (zh) | 立体视觉光学系统以及具备该立体视觉光学系统的内窥镜 | |
| US10718935B2 (en) | Endoscope and relay lens system for transmitting an image | |
| JP6072381B1 (ja) | 撮像装置 | |
| JP2008176180A (ja) | 視覚表示装置 | |
| JP6713386B2 (ja) | 立体内視鏡用対物光学系、立体内視鏡、及び立体内視鏡用撮像装置 | |
| WO2012001996A1 (ja) | レンズ部品および画像表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131112 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131129 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5427323 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |