JP5911379B2 - 立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡 - Google Patents
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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。
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１〜３参照）。
特許文献１に記載された技術は、時分割で瞳分割を行うものである。
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、立体視用に視差の異なる２つの画像を撮像面上に結像し、左右の光路を時分割で取り込み立体視するものであって、予め配置された２つの光路を時分割で選択的に選んで左右の映像を撮像する構成である。したがって、左右の映像を高速に切り替えるための可動部が必要になり、大型化してしまうものであった。
本発明は、小型かつ簡単な構造でありながら、任意の輻輳角で左右の映像を撮像する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。
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、前記前レンズ群に対して物体と反対側に位置し、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で１回結像する結像面を含む位置に配置され光束を偏向する偏向部と、を有することを特徴とする。
また、前記前レンズ群の最も物体側の面より物体側に入射瞳位置を有する。
また、前記偏向部の前記光軸方向における中心位置と前記結像面との前記光軸方向における距離は、以下の条件式（１）を満足する。
ｄ ＜ ｜Ｆ｜ （１）
ただし、
ｄは前記偏向部の前記光軸方向における中心位置と前記結像面との前記光軸方向における距離、
Ｆは全系の焦点距離、
である。
ｄ ＜ ｜Ｆ｜ （１）
ただし、
ｄは前記偏向部の前記光軸方向における中心位置と前記結像面との前記光軸方向における距離、
Ｆは全系の焦点距離、
である。
また、前記偏向部は、２枚の板ガラスと、前記２枚の板ガラスを連結する蛇腹部と、前記２枚の板ガラス及び前記蛇腹部に囲まれた空間に満たされる液体と、を有する。
また、前記偏向部は、一方が平面、他方が傾斜面を有する２枚の板ガラスを有し、前記２枚の板ガラスは、前記平面が前記光軸に直交するように配置され、前記光軸を中心にそれぞれ回転可能に配置される。
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。
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、小型かつ簡単な構造でありながら、任意の輻輳角で左右の映像を撮像することが可能となる。
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。
図１は、本発明の一実施形態に係る立体撮像光学系の断面図である。なお、断面は、後述する座標系のＹ−Ｚ断面である。
本発明の一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に対して物体と反対側に位置し、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Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間で１回結像する結像面Ｉｍを含む位置に配置され光束を偏向する偏向部２と、を有する。
物体を出た光束は、単一の光軸を持つ前レンズ群Ｇｆに入射し、太い光束となって前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂの間の光路中で一回結像をする。一回結像した空中像は、絞りＳを有する後レンズ群Ｇｂによって比較的細い光束でリレーされ撮像面に結像して撮像される。
この時、一回結像した結像面Ｉｍを含む位置に偏向部２を配置して、この偏向部２で光束を左右に振ることにより、後レンズ群Ｇｂ内の絞りＳを固定しておいても、入射瞳Ｅは偏向部２により、光軸Ｌｃと垂直方向に移動させることができる。そして、入射瞳Ｅの移動位置にタイミングをあわせて撮像することにより任意の視点の映像を立体撮像することが可能となる。
偏向部２の光軸Ｌｃ方向における中心位置２’と結像面Ｉｍとの光軸方向における距離は、以下の条件式（１）を満足する。
ｄ ＜ ｜Ｆ｜ （１）
ただし、
ｄは偏向部２の光軸Ｌｃ方向における中心位置２’と結像面Ｉｍとの光軸Ｌｃ方向における距離、
Ｆは全系の焦点距離、
である。
ｄ ＜ ｜Ｆ｜ （１）
ただし、
ｄは偏向部２の光軸Ｌｃ方向における中心位置２’と結像面Ｉｍとの光軸Ｌｃ方向における距離、
Ｆは全系の焦点距離、
である。
条件式（１）を満足しないと、偏向部２による像位置の移動が解像限界を超えて大きくなり、解像力が著しく低下する。
結像面Ｉｍを含む位置に偏向部２を配置することにより、物体面と偏向ぶ２は共役な位置関係となり、偏向部２により偏向角を変えても一時像位置は移動しないので、偏向角の変化中に撮像させても、映像がぶれて解像とコントラストを落とすことなく撮像することが可能となる。なお、偏向部２の光軸Ｌｃ方向における中心位置２’と結像面Ｉｍとの光軸方向における距離は、０であることがより好ましい。
後レンズ群Ｇｂには、絞りＳが配置される。絞りＳは、前レンズ群Ｇｆを通して物体側に入射瞳Ｅを形成する。
輻輳角は、人間が手で作業する場合の視距離が自然な立体感を得られる。眼幅60mmとして500mm先で作業する場合の輻輳角は、3.43degとなる。本実施形態では、この輻輳角を実現しつつ物体距離16mmを実現し、尚且つ光学系の外形を小さくすることに成功したものである。
一般に広画角を撮像出来る光学系のタイプとしては、最も物体側に強い負のレンズを配置するレンズタイプが知られているが、入射瞳を光学系内に配置し尚且つ輻輳角を確保しようとすると光学系内の左右の光路の入射瞳が光軸から大きく離れてしまい、結果的に光学系が大口径になってしまう。
この問題を解決する為に、入射瞳Ｅを前レンズ群Ｇｆの最も物体側の面より更に物体側に配置することが重要である。この配置により輻輳角と観察画角を確保しつつ光学系の外形を小さくすることが可能となる。
次に、各実施例について説明する。
図２は、実施例１の立体撮像光学系の断面図である。なお、断面は、後述する座標系のＹ−Ｚ断面である。
実施例１の立体撮像光学系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Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間で１回結像する結像面Ｉｍを含む位置に配置され光束を偏向する偏向部２と、を有する。実施例１の立体撮像光学系１は、特に、内視鏡に用いることが好ましい。
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凸正レンズＬf1と、両凸正レンズＬf2と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬf3の接合レンズＳＵf1と、を有する。
後レンズ群Ｇｂは、物体側から像側へ順に、両凸正レンズＬb1と、両凹負レンズＬb2と両凸正レンズＬb3の接合レンズＳＵb1と、両凸正レンズＬr4と、を有する。
後レンズ群Ｇｂの接合レンズＳＵb1の物体側には、絞りＳが配置される。絞りＳは、前レンズ群Ｇｆを通して物体側に入射瞳Ｅを形成する。
入射瞳Ｅの位置は、前レンズ群Ｇｆの最も物体側の面より物体側に配置される。
図３は、実施例１に用いる偏向部を示す図である。
実施例１の偏向部２は、２枚の板ガラス２ａ，２ｂと、２枚の板ガラス２ａ，２ｂを連結する蛇腹部２ｃと、２枚の板ガラス２ａ，２ｂ及び蛇腹部２ｃに囲まれた空間に満たされる液体３と、を有する。
液体３は、本実施例では、水を使用するが、高屈折低分散の液体の方が好ましい。
実施例１の偏向部２は、蛇腹部２ｃを作動させることにより、光軸方向の厚みを変更することが可能である。偏向部２は、図２に示した結像面Ｉｍを含む位置に配置され、光軸方向の厚みを変更して、光束を左右に振ることによって、後レンズ群Ｇｂの絞りＳを固定しておいた状態で、入射瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して直交する方向で移動させることが可能となる。そして、入射瞳Ｅの移動にタイミングをあわせて撮像することにより、任意の視点の映像を撮像することが可能となる。
図４は、実施例１の立体撮像光学系の左右観察状態を示す図である。図４（ａ）は、左観察状態であり、図４（ｂ）は、右観察状態である。なお、断面は、後述する座標系のＸ−Ｚ断面である。
図４（ａ）に示すように、実施例１の立体撮像光学系１の左観察状態では、図３に示した偏向部２の蛇腹部２ｃの光軸に対して右側を折り、左側を伸ばすことで、射出瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して左側に移動させたものである。
また、図４（ｂ）に示すように、実施例１の立体撮像光学系１の右観察状態では、図３に示した偏向部２の蛇腹部２ｃの光軸に対して左側を折り、右側を伸ばすことで、射出瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して右側に移動させたものである。
このような立体撮像光学系１によれば、小型かつ簡単な構造でありながら、任意の輻輳角で左右の映像を撮像することが可能となる。
図４及び図５は、実施例１の立体撮像光学系の収差図である。左観察状態と右観察状態は、対称なので、片側光路の収差図のみ示す。
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。
図７は、実施例２の立体撮像光学系の断面図である。なお、断面は、後述する座標系のＹ−Ｚ断面である。
実施例２の立体撮像光学系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Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間で１回結像する結像面Ｉｍを含む位置に配置され光束を偏向する偏向部２と、を有する。実施例２の立体撮像光学系１は、特に、双眼実体顕微鏡に用いることが好ましい。
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凸正レンズＬf1と、両凸正レンズＬf2と両凹負レンズＬf3の接合レンズＳＵf1と、を有する。
後レンズ群Ｇｂは、物体側から像側へ順に、両凸正レンズＬb1と、両凹負レンズＬb2と両凸正レンズＬb3の接合レンズＳＵb1と、両凸正レンズＬr4と、を有する。
後レンズ群Ｇｂの接合レンズＳＵb1の物体側には、絞りＳが配置される。絞りＳは、前レンズ群Ｇｆを通して物体側に入射瞳Ｅを形成する。
入射瞳Ｅの位置は、前レンズ群Ｇｆの最も物体側の面より物体側に配置される。
実施例２の偏向部２は、図３に示した実施例１の偏向部２と同様の構成である。
図８は、実施例２の立体撮像光学系の左右観察状態を示す図である。図８（ａ）は、左観察状態であり、図８（ｂ）は、右観察状態である。なお、断面は、後述する座標系のＸ−Ｚ断面である。
図８（ａ）に示すように、実施例２の立体撮像光学系１の左観察状態では、図３に示した偏向部２の蛇腹部２ｃの光軸に対して右側を折り、左側を伸ばすことで、射出瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して左側に移動させたものである。
また、図８（ｂ）に示すように、実施例２の立体撮像光学系１の右観察状態では、図３に示した偏向部２の蛇腹部２ｃの光軸に対して左側を折り、右側を伸ばすことで、射出瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して右側に移動させたものである。
このような立体撮像光学系１によれば、小型かつ簡単な構造でありながら、任意の輻輳角で左右の映像を撮像することが可能となる。
図９及び図１０は、実施例２の立体撮像光学系の収差図である。左観察状態と右観察状態は、対称なので、片側光路の収差図のみ示す。
図１１は、実施例３の立体撮像光学系の断面図である。なお、断面は、後述する座標系のＹ−Ｚ断面である。
実施例３の立体撮像光学系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Ｇｂと、前レンズ群Ｇｆと後レンズ群Ｇｂとの間で１回結像する結像面Ｉｍを含む位置に配置され光束を偏向する偏向部２と、を有する。
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凸正レンズＬf1と、両凸正レンズＬf2と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬf3の接合レンズＳＵf1と、を有する。
後レンズ群Ｇｂは、物体側から像側へ順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬb1と、両凹負レンズＬb2と両凸正レンズＬb3の接合レンズＳＵb1と、両凸正レンズＬr4と両凹負レンズＬb5の接合レンズＳＵb2と、を有する。
後レンズ群Ｇｂの物体側の接合レンズＳＵb1の物体側には、絞りＳが配置される。絞りＳは、前レンズ群Ｇｆを通して物体側に入射瞳Ｅを形成する。
入射瞳Ｅの位置は、前レンズ群Ｇｆの最も物体側の面より物体側に配置される。
図１２は、実施例３に用いる偏向部を示す図である。図１２（ａ）は、第１板ガラス、図１２（ｂ）は、第２板ガラスを示す図である。図１３は、実施例３に用いる偏向部の作動状態を示す図である。
実施例３に用いる偏向部１２は、一方が平面１２ａ1、他方が傾斜面１２ａ2を有する図１２（ａ）に示した第１板ガラス１２ａと、一方が傾斜面１２ｂ2、他方が平面１２ｂ1を有する図１２（ｂ）に示した第２板ガラス１２ｂを有する。なお、星印は、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂの光軸方向の厚さが最も薄い部分である。
図１３に示すように、偏向部１２は、第１板ガラス１２ａの平面１２ａ1と第２板ガラス１２ｂの平面１２ａ2を対向させて、それぞれ光軸Ｌｃに直交するように光軸Ｌｃを中心として配置する。第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂとの間には、空間を設ける。空間は、円滑に作動させるために形成したが、なくてもよい。
また、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂは、光軸Ｌｃを中心にそれぞれ回転可能とする。例えば、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂを逆方向に回転可能とする。実施例３では、物体側から見て、第１板ガラス１２ａを時計方向に回転可能とし、第２板ガラス１２ｂを反時計方向に回転可能とするが、第１板ガラス１２ａを反時計方向に回転可能とし、第２板ガラス１２ｂを時計方向に回転可能としてもよい。さらに、第１板ガラス１２ａと第２板ガラス１２ｂを同じ方向に回転可能としてもよい。
図１３（ａ）は、左観察状態の偏向部１２を示す図である。左観察状態の偏向部１２は、第１板ガラス１２ａの最も薄い部分と第２板ガラス１２ｂの最も薄い部分が光軸Ｌｃに対して右側に配置されている。
図１３（ｂ）は、左観察状態から右観察状態へ回転移動する途中の偏向部１２を示す図である。図１３（ａ）に示した左観察状態から、図１３（ｂ）に示すように、第１板ガラス１２ａを物体側から見て時計方向に回転し、第２板ガラス１２ｂを物体側から見て反時計方向に回転する。
図１３（ｃ）は、右観察状態の偏向部１２を示す図である。右観察状態の偏向部１２は、第１板ガラス１２ａの最も薄い部分と第２板ガラス１２ｂの最も薄い部分が光軸Ｌｃに対して左側に配置されている。
図１３（ｄ）は、右観察状態から左観察状態へ回転移動する途中の偏向部１２を示す図である。図１３（ｃ）に示した右観察状態から、図１３（ｄ）に示すように、第１板ガラス１２ａを物体側から見て時計方向に回転し、第２板ガラス１２ｂを物体側から見て反時計方向に回転する。
このように、実施例３に用いる偏向部１２は、２枚の板ガラス１２ａ，１２ｂを回転移動させることにより、光軸方向の厚みを変更することが可能である。偏向部１２は、図１１に示した結像面Ｉｍを含む位置に配置され、光軸方向の厚みを変更して、光束を左右に振ることによって、後レンズ群Ｇｂの絞りＳを固定しておいた状態で、入射瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して直交する方向で移動させることが可能となる。そして、入射瞳Ｅの移動にタイミングをあわせて撮像することにより、任意の視点の映像を撮像することが可能となる。
図１４は、実施例３の立体撮像光学系の左右観察状態を示す図である。図１４（ａ）は、左観察状態であり、図１４（ｂ）は、右観察状態である。なお、断面は、後述する座標系のＸ−Ｚ断面である。
図１４（ａ）に示すように、実施例３の立体撮像光学系１の左観察状態では、図１３に示した偏向部１２薄い部分を光軸Ｌｃに対して右側に配置することで、射出瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して左側に移動させたものである。
また、図１４（ｂ）に示すように、実施例３の立体撮像光学系１の右観察状態では、図１３に示した偏向部１２薄い部分を光軸Ｌｃに対して右側に配置することで、射出瞳Ｅを光軸Ｌｃに対して左側に移動させたものである。
図１５及び図１６は、実施例２の立体撮像光学系の収差図である。左観察状態と右観察状態は、対称なので、片側光路の収差図のみ示す。
以下に、上記実施形態１〜実施形態３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。
実施例１
仕様
物体距離 16.00
NA 0.023
焦点距離 -2.35
倍率 -0.195
輻輳角（片側 deg） 3.44
像高 1.80×3.20（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 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 -6.33 0.10
3 13.50 4.00 1.8830 40.7
4 -5.00 1.00 1.9229 18.9
5 -17.03 2.60
6 ∞ 0.10 偏心(1) 1.5163 64.1
7 ∞ 2.00 偏心(1) 1.3330 55.7
8 ∞ 0.10 偏心(2) 1.5163 64.1
9 ∞ 1.00 偏心(2)
10 95.26 2.00 1.8830 40.7
11 -8.31 5.97
12 絞り面 0.30
13 -4.11 1.00 1.9229 18.9
14 4.12 2.00 1.6031 60.6
15 -2.54 0.10
16 5.12 2.00 1.5688 56.3
17 -11.74 5.74
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 14.78 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -14.78 γ 0.00
仕様
物体距離 16.00
NA 0.023
焦点距離 -2.35
倍率 -0.195
輻輳角（片側 deg） 3.44
像高 1.80×3.20（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
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5 -17.03 2.60
6 ∞ 0.10 偏心(1) 1.5163 64.1
7 ∞ 2.00 偏心(1) 1.3330 55.7
8 ∞ 0.10 偏心(2) 1.5163 64.1
9 ∞ 1.00 偏心(2)
10 95.26 2.00 1.8830 40.7
11 -8.31 5.97
12 絞り面 0.30
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14 4.12 2.00 1.6031 60.6
15 -2.54 0.10
16 5.12 2.00 1.5688 56.3
17 -11.74 5.74
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 14.78 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -14.78 γ 0.00
実施例２
仕様
物体距離 16.00
NA 0.0645
焦点距離 -8.44
倍率 -2.00
輻輳角（片側 deg） 3.44
像高 1.80×3.20（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 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 -13.19 0.10
3 6.79 3.00 1.8830 40.7
4 -5.00 1.00 1.9229 18.9
5 39.33 5.48
6 ∞ 0.10 偏心(1) 1.5163 64.1
7 ∞ 1.00 偏心(1) 1.3330 55.7
8 ∞ 0.10 偏心(2) 1.5163 64.1
9 ∞ 1.00 偏心(2)
10 7.64 1.00 1.8830 40.7
11 -3.01 2.34
12 絞り面 0.30
13 -1.44 1.00 1.7552 27.5
14 1.23 1.50 1.7408 27.8
15 -2.43 0.10
16 17.37 1.50 1.5688 56.3
17 -9.98 18.18
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 10.02 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -10.02 γ 0.00
仕様
物体距離 16.00
NA 0.0645
焦点距離 -8.44
倍率 -2.00
輻輳角（片側 deg） 3.44
像高 1.80×3.20（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 ∞ 2.00 1.8830 40.7
2 -13.19 0.10
3 6.79 3.00 1.8830 40.7
4 -5.00 1.00 1.9229 18.9
5 39.33 5.48
6 ∞ 0.10 偏心(1) 1.5163 64.1
7 ∞ 1.00 偏心(1) 1.3330 55.7
8 ∞ 0.10 偏心(2) 1.5163 64.1
9 ∞ 1.00 偏心(2)
10 7.64 1.00 1.8830 40.7
11 -3.01 2.34
12 絞り面 0.30
13 -1.44 1.00 1.7552 27.5
14 1.23 1.50 1.7408 27.8
15 -2.43 0.10
16 17.37 1.50 1.5688 56.3
17 -9.98 18.18
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 10.02 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -10.02 γ 0.00
実施例３
仕様
物体距離 10.00
NA 0.066
焦点距離 -3.68
倍率 -1.00
輻輳角（片側 deg） 3.44
像高 1.80×3.20（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 ∞ 11.00
1 ∞ 1.00 1.8830 40.7
2 -13.19 0.10
2 -10.41 0.10
3 9.90 1.50 1.8830 40.7
4 -5.00 0.70 1.9229 18.9
5 -50.24 10.04
6 ∞ 0.50 偏心(1) 1.8830 40.7
7 ∞ 0.10
8 ∞ 0.50 1.8830 40.7
9 ∞ 1.00 偏心(2)
10 -5.58 1.00 1.8830 40.7
11 -3.05 10.66
12 絞り面 0.30
13 -15.82 0.50 1.7195 29.2
14 0.96 1.00 1.7173 47.1
15 -3.85 0.10
16 1.81 1.00 1.7253 29.8
17 -1.22 0.50 1.7416 45.0
18 1.20 4.99
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 10.02 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -10.02 γ 0.00
仕様
物体距離 10.00
NA 0.066
焦点距離 -3.68
倍率 -1.00
輻輳角（片側 deg） 3.44
像高 1.80×3.20（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 ∞ 11.00
1 ∞ 1.00 1.8830 40.7
2 -13.19 0.10
2 -10.41 0.10
3 9.90 1.50 1.8830 40.7
4 -5.00 0.70 1.9229 18.9
5 -50.24 10.04
6 ∞ 0.50 偏心(1) 1.8830 40.7
7 ∞ 0.10
8 ∞ 0.50 1.8830 40.7
9 ∞ 1.00 偏心(2)
10 -5.58 1.00 1.8830 40.7
11 -3.05 10.66
12 絞り面 0.30
13 -15.82 0.50 1.7195 29.2
14 0.96 1.00 1.7173 47.1
15 -3.85 0.10
16 1.81 1.00 1.7253 29.8
17 -1.22 0.50 1.7416 45.0
18 1.20 4.99
像 面 ∞
偏心[1]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β 10.02 γ 0.00
偏心[2]
Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00
α 0.00 β -10.02 γ 0.00
上記実施例１〜３について、条件式（１）の値を下記に示しておく。
実施例１ 実施例２ 実施例３
ｄ 1.00 0.20 0.55
|ｆ| 2.35 8.44 3.68
ｄ 1.00 0.20 0.55
|ｆ| 2.35 8.44 3.68
さらに、本実施形態の立体撮像光学系１は、撮像面を持つ撮像素子と共に、内視鏡に用いられることができる。
図１７は、内視鏡の一例を示す図である。
図１７に示すように、内視鏡１０１は、側視型の内視鏡である。内視鏡１０１は、細長で可撓性を有する挿入部１０２と、挿入部１０２の基端部に連設する操作部１０３と、この操作部１０３の側部から延出するユニバーサルコード１０４とを備えて主に構成されている。ユニバーサルコード１０４の基端部には、内視鏡の外部装置である図示しない光源装置、ビデオプロセッサなどに接続されるコネクタが設けられている。
挿入部１０２は、先端側から順に、硬質部材で形成した先端部１０５と、例えば上下左右方向に湾曲自在に構成された湾曲部１０６と、可撓性を有する可撓管部１０７とを連設して構成されている。先端部１０５は、その側面に、光学像を撮像するための観察窓１０９と、観察窓１０９の周囲を照明する照明範囲変換部１１０とを有している。照明範囲変換部１１０は、観察窓１０９の先端に設けられた後述する発光部１０８から出射される照明光の照明範囲を、観察窓１０９の先端側及び基端側に拡げる光学部材である。
操作部１０３には、湾曲部１０６の湾曲方向を変化させる湾曲操作ノブ１１１、１１２が設けられている。また、操作部１０３には、光源装置の光量調整、或いは図示しない表示装置に表示されている内視鏡画像の停止、或いは撮影などを遠隔的に指示する各種スイッチ１１３が設けられている。さらに、操作部１０３には、送気機能及び送水機能を制御する送気送水ボタン１１４、吸引機能を制御する吸引ボタン１１５が設けられている。
図１７に示すように先端部１０５は、管状の先端部本体１１７と、円柱状の先端構成部１１８とを一体に固定して筒状に構成され、筒部の内部空間には先端側から順に図示しない照明光学系と観察光学系とが配置されている。先端部本体１１７及び先端構成部１１８は、例えば、ステンレス鋼などの金属部材、或いは、光を透過しない樹脂部材である。
なお、本実施形態の立体撮像光学系１は、図１８に示すようなビデオ内視鏡、または図１９に示すような手術用顕微鏡、測定器等に用いることも可能である。
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。
１…立体撮像光学系
Ｇｆ…前レンズ群
Ｇｂ…後レンズ群
２，１２…偏向部
Ｉ…像面
Ｇｆ…前レンズ群
Ｇｂ…後レンズ群
２，１２…偏向部
Ｉ…像面
Claims (5)
- 単一の光軸を持つ前レンズ群と、
前記前レンズ群に対して物体と反対側に位置し、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で１回結像する結像面を含む位置に配置され光束を偏向する偏向部と、
を有し、
前記前レンズ群の最も物体側の面より物体側に入射瞳位置を有する
ことを特徴とする立体撮像光学系。 - 前記偏向部の前記光軸方向における中心位置と前記結像面との前記光軸方向における距離は、以下の条件式（１）を満足する
請求項１に記載の立体撮像光学系。
ｄ ＜ ｜Ｆ｜ （１）
ただし、
ｄは前記偏向部の前記光軸方向における中心位置と前記結像面との前記光軸方向における距離、
Ｆは全系の焦点距離、
である。 - 前記偏向部は、
２枚の板ガラスと、
前記２枚の板ガラスを連結する蛇腹部と、
前記２枚の板ガラス及び前記蛇腹部に囲まれた空間に満たされる液体と、
を有する
請求項１又は２に記載の立体撮像光学系。 - 前記偏向部は、
一方が平面、他方が傾斜面を有する２枚の板ガラスを有し、
前記２枚の板ガラスは、前記平面が前記光軸に直交するように配置され、前記光軸を中心にそれぞれ回転可能に配置される
請求項１又は２に記載の立体撮像光学系。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体撮像光学系と、
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内視鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012130394A JP5911379B2 (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012130394A JP5911379B2 (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013254125A JP2013254125A (ja) | 2013-12-19 |
| JP5911379B2 true JP5911379B2 (ja) | 2016-04-27 |
Family
ID=49951647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012130394A Active JP5911379B2 (ja) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | 立体撮像光学系及びそれを備えた内視鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5911379B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3860871B2 (ja) * | 1996-12-17 | 2006-12-20 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
| JP3345645B2 (ja) * | 2000-06-20 | 2002-11-18 | 東京大学長 | 体腔内観察装置 |
| KR100761438B1 (ko) * | 2006-02-27 | 2007-09-27 | 이영화 | 근접 대상물의 입체동영상을 촬영하기 위한입체동영상촬영장치 |
-
2012
- 2012-06-08 JP JP2012130394A patent/JP5911379B2/ja active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013254125A (ja) | 2013-12-19 |
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