JP6713386B2 - Objective optical system for stereoscopic endoscope, stereoscopic endoscope, and imaging device for stereoscopic endoscope - Google Patents

Objective optical system for stereoscopic endoscope, stereoscopic endoscope, and imaging device for stereoscopic endoscope Download PDF

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本発明は、立体内視鏡用撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup device for a stereoscopic endoscope.

斜視用内視鏡が、特許文献1乃至3に開示されている。特許文献1の斜視用内視鏡は、前群と、視野方向変換素子と、後群と、撮像素子と、を有する。視野方向変換素子は、前群と後群との間に配置されている。 The strabismus endoscopes are disclosed in Patent Documents 1 to 3. The oblique-viewing endoscope of Patent Document 1 has a front group, a visual field direction conversion element, a rear group, and an imaging element. The visual field direction conversion element is arranged between the front group and the rear group.

特許文献2の斜視用内視鏡は、立体視が可能な内視鏡である。特許文献2の斜視用内視鏡では、共通光路上に、対物光学系と、リレー光学系と、1次結像光学系と、が配置されている。対物光学系は、斜視プリズム光学系を有する。 The perspective endoscope of Patent Document 2 is an endoscope capable of stereoscopic viewing. In the perspective endoscope of Patent Document 2, an objective optical system, a relay optical system, and a primary imaging optical system are arranged on a common optical path. The objective optical system has a perspective prism optical system.

共通光路の像側に、2つの光路が形成されている。各々の光路に、開口部と、2次結像光学系と、撮像素子と、が配置されている。2つの開口部は、1枚の板状部材に形成されている。 Two optical paths are formed on the image side of the common optical path. An aperture, a secondary imaging optical system, and an image sensor are arranged in each optical path. The two openings are formed in one plate-shaped member.

特許文献3の斜視用内視鏡は、立体視が可能な内視鏡である。特許文献3の斜視用内視鏡では、2つの光路だけが形成されている。各々の光路に、前群と、反射部材と、後群と、が配置されている。一方の光路の反射部材と他方の光路の反射部材とは、1つの部材で構成されている。 The perspective endoscope of Patent Document 3 is an endoscope capable of stereoscopic viewing. In the perspective endoscope of Patent Document 3, only two optical paths are formed. A front group, a reflecting member, and a rear group are arranged in each optical path. The reflecting member for one optical path and the reflecting member for the other optical path are configured by one member.

通常、光学系には、様々な方向から光が入射する。入射した光の一部は、レンズ枠の内側で反射される。反射光は、反射方向や反射回数によって、様々な方向に向かう。このうち、一部の反射光は像位置に向かう。 Usually, light enters the optical system from various directions. Part of the incident light is reflected inside the lens frame. The reflected light travels in various directions depending on the reflection direction and the number of reflections. Of these, part of the reflected light goes to the image position.

像位置に向かう反射光(以下、「迷光」という)は、像位置で発散した状態になっている場合もあれば、収束した状態になっている場合もある。迷光は、フレア、及び、ゴースト等とも呼ばれており、本来の物体の画像には不要のものである。よって、迷光が光学像と重なると、光学像のコントラストや解像度が低下する。 Reflected light (hereinafter referred to as “stray light”) traveling toward the image position may be in a divergent state or a converged state at the image position. Stray light is also called flare, ghost, etc. and is not necessary for the image of the original object. Therefore, when the stray light overlaps the optical image, the contrast and resolution of the optical image decrease.

光学系の光路が1つだけの場合、1つの光学像が形成される。光路が1つだけの光学系では、迷光が光学像と重ならなければ、光学像のコントラストや解像度は低下しない。 When the optical system has only one optical path, one optical image is formed. In an optical system with only one optical path, the contrast and resolution of the optical image do not decrease unless stray light overlaps the optical image.

光学系の光路が2つの場合、2つの光学像が形成される。光路が2つの光学系では、一方の光路で発生した迷光が、一方の光学像と重ならなければ、一方の光学像のコントラストや解像度は低下しない。 When the optical system has two optical paths, two optical images are formed. In an optical system having two optical paths, if the stray light generated in one optical path does not overlap one optical image, the contrast or resolution of one optical image does not decrease.

ただし、光路が2つの光学系では、一方の光路の隣に他方の光路が位置している。そのため、場合によっては、一方の光路で発生した迷光は、他方の光路に入射する。このとき、他方の光路に迷光が入射しても、迷光が他方の光学像と重ならなければ、他方の光学像のコントラストや解像度は低下しない。しかしながら、迷光が他方の光学像と重なってしまうと、他方の光学像のコントラストや解像度が低下してしまう。 However, in an optical system with two optical paths, the other optical path is located next to one optical path. Therefore, in some cases, the stray light generated in one optical path enters the other optical path. At this time, even if stray light is incident on the other optical path, the contrast and resolution of the other optical image do not decrease unless the stray light overlaps the other optical image. However, when the stray light overlaps with the other optical image, the contrast and resolution of the other optical image deteriorate.

また、立体観察用の撮像装置で迷光が発生すると、その迷光の映像が左目画像と右目画像で異なる場合が多い。特に、立体観察時では、左目画像と右目画像で異なるものが表示されると、大きな疲労につながるという課題が発生する。 Further, when stray light is generated in an image pickup apparatus for stereoscopic observation, the image of the stray light is often different between the left eye image and the right eye image. In particular, when stereoscopic observation is performed, if different images are displayed in the left-eye image and the right-eye image, a problem of causing great fatigue occurs.

特許5558058号公報Japanese Patent No. 5558058 特開平7−236610号公報JP, 7-236610, A 特開2006−317891号公報JP 2006-317891 A

特許文献1の斜視用内視鏡では、光学系は1つの光路だけで構成されている。よって、2つの光路だけからなる光学系で発生する迷光については、考慮されていない。 In the perspective endoscope of Patent Document 1, the optical system is configured by only one optical path. Therefore, the stray light generated in the optical system including only two optical paths is not taken into consideration.

特許文献2の斜視用内視鏡では、光学系は共通光路と2つの光路とで構成されている。よって、共通光路を持たない光学系で発生する迷光、すなわち、2つの光路だけからなる光学系で発生する迷光については、考慮されていない。 In the perspective endoscope of Patent Document 2, the optical system includes a common optical path and two optical paths. Therefore, no consideration is given to stray light generated in an optical system having no common optical path, that is, stray light generated in an optical system having only two optical paths.

特許文献3の斜視用内視鏡では、光学系は2つの光路だけで構成されている。しかしながら、迷光については、考慮されていない。 In the perspective endoscope of Patent Document 3, the optical system is composed of only two optical paths. However, stray light is not considered.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、2つの光路だけで光学系が構成されている立体内視鏡において、迷光が少ない光学系を有する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を提供することを目的とする。また、製造が容易な立体内視鏡と立体内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a stereoscopic endoscope in which an optical system is configured by only two optical paths, a stereoscopic objective optical system having an optical system with less stray light is provided. A system, a stereoscopic endoscope, and an imaging device for a stereoscopic endoscope are provided. Moreover, it aims at providing the stereoscopic endoscope and the imaging device for stereoscopic endoscopes which are easy to manufacture.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る立体内視鏡用撮像装置は、
第1の光路に配置され、第1の光学像を生成する第1の光学系と、
第2の光路に配置され、第2の光学像を生成する第2の光学系と、
第1の光学像と第2の光学像を撮像する撮像素子と、を有し、
第1の光路と第2の光路の各々に、平行平板と、光路変換素子と、が位置し、
平行平板と光路変換素子とは、一体化されており、
平行平板は、単一の部材で構成され、
所定の位置は、平行平板の物体側面と光路変換素子の像側面との間の任意の位置であり、
第1の光学系と第2の光学系では、所定の位置で、軸外光束の光線高が最も低くなり、
第1の開口部は、第1の光路に位置し、
第2の開口部は、第2の光路に位置し、
第1の開口部と第2の開口部は、共に、所定の位置よりも物体側に位置するか、又は所定の位置よりも像側に位置し、
所定の位置に、明るさ絞りが配置されていることを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る立体内視鏡用対物光学系は、
第1の光路に配置され、第1の光学像を生成する第1の光学系と、
第2の光路に配置され、第2の光学像を生成する第2の光学系と、を有し、
第1の光路と第2の光路の各々に、平行平板と、光路変換素子と、が位置し、
平行平板と光路変換素子とは、一体化されており、
平行平板は、単一の部材で構成され、
所定の位置は、平行平板の物体側面と光路変換素子の像側面との間の任意の位置であり、
第1の光学系と第2の光学系では、所定の位置で、軸外光束の主光線高が最も低くなり、
第1の開口部は、第1の光路に位置し、
第2の開口部は、第2の光路に位置し、
第1の開口部と第2の開口部は、共に、所定の位置よりも物体側に位置するか、又は所定の位置よりも像側に位置し、
所定の位置に、明るさ絞りが配置されていることを特徴とする。
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る立体内視鏡は、
上記の立体内視鏡用対物光学系を備えることを特徴とする。
In order to solve the problems described above and achieve the object, an imaging device for a stereoscopic endoscope according to at least some embodiments of the present invention,
A first optical system disposed in the first optical path and generating a first optical image;
A second optical system arranged in the second optical path to generate a second optical image;
An image sensor for capturing the first optical image and the second optical image,
A parallel plate and an optical path conversion element are located in each of the first optical path and the second optical path,
The parallel plate and the optical path changing element are integrated,
The parallel plate is composed of a single member,
The predetermined position is an arbitrary position between the object side surface of the parallel plate and the image side surface of the optical path conversion element,
In the first optical system and the second optical system, the principal ray height of the off- axis light flux becomes the lowest at a predetermined position,
The first opening is located in the first optical path,
The second opening is located in the second optical path,
The first opening and the second opening are both located closer to the object side than the predetermined position or closer to the image side than the predetermined position ,
In position, characterized that you have been disposed aperture stop.
Further, the objective optical system for a stereoscopic endoscope according to at least some embodiments of the present invention,
A first optical system disposed in the first optical path and generating a first optical image;
A second optical system arranged in the second optical path to generate a second optical image,
A parallel plate and an optical path conversion element are located in each of the first optical path and the second optical path,
The parallel plate and the optical path changing element are integrated,
The parallel plate is composed of a single member,
The predetermined position is an arbitrary position between the object side surface of the parallel plate and the image side surface of the optical path conversion element,
In the first optical system and the second optical system, the principal ray height of the off-axis light flux becomes the lowest at a predetermined position,
The first opening is located in the first optical path,
The second opening is located in the second optical path,
The first opening and the second opening are both located closer to the object side than the predetermined position or closer to the image side than the predetermined position,
It is characterized in that an aperture stop is arranged at a predetermined position.
Further, the stereoscopic endoscope according to at least some embodiments of the present invention,
It is characterized by comprising the above-mentioned objective optical system for a stereoscopic endoscope.

本発明によれば、2つの光路だけで光学系が構成されている立体内視鏡において、迷光が少ない光学系を有する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を提供することができる。また、製造が容易な立体内視鏡と立体内視鏡用撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, in a stereoscopic endoscope having an optical system with only two optical paths, an objective optical system for a stereoscopic endoscope having an optical system with less stray light, a stereoscopic endoscope, and a stereoscopic endoscope. It is possible to provide an imaging device for use. Further, it is possible to provide a stereoscopic endoscope and an imaging device for a stereoscopic endoscope that are easy to manufacture.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置の構成と迷光を示す図である。It is a figure which shows the structure and the stray light of the imaging device for stereoscopic endoscopes of this embodiment. 開口部の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement|positioning of an opening part. 開口部の別の配置例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement|positioning of an opening part. 開口部の具体例1を示す図である。It is a figure which shows the specific example 1 of an opening part. 開口部の具体例2を示す図である。It is a figure which shows the specific example 2 of an opening part. 開口部の具体例3を示す図である。It is a figure which shows the specific example 3 of an opening part. 開口部の具体例4を示す図である。It is a figure which shows the specific example 4 of an opening part. 開口部の具体例5を示す図である。It is a figure which shows the specific example 5 of an opening part. 明るさ絞りの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement|positioning of an aperture stop. 光路変換素子を示す図である。It is a figure which shows an optical path conversion element. 立体内視鏡用の光学系の断面図である。It is sectional drawing of the optical system for stereoscopic endoscopes.

以下に、本発明にかかる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の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments and examples of the objective optical system for a stereoscopic endoscope, the stereoscopic endoscope, and the imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments and examples.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、第1の光路に配置され、第1の光学像を生成する第1の光学系と、第2の光路に配置され、第2の光学像を生成する第2の光学系と、第1の光学像と第2の光学像を撮像する撮像素子と、を有し、第1の光路と第2の光路の各々に、平行平板と、光路変換素子と、が位置し、平行平板と光路変換素子とは、一体化されており、平行平板は、単一の部材で構成され、所定の位置は、平行平板の物体側面と光路変換素子の像側面との間の任意の位置であり、第1の光学系と第2の光学系では、所定の位置で、軸外光束の光線高が最も低くなり、第1の開口部は、第1の光路に位置し、第2の開口部は、第2の光路に位置し、第1の開口部と第2の開口部は、共に、所定の位置よりも物体側に位置するか、又は所定の位置よりも像側に位置することを特徴とする。 The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment is arranged in a first optical path to generate a first optical image, and a second optical path to generate a second optical image. A second optical system for generating, a first optical image, and an image sensor for capturing the second optical image, and a parallel plate and an optical path conversion on each of the first optical path and the second optical path. The element is located, and the parallel plate and the optical path conversion element are integrated, and the parallel plate is composed of a single member, and at a predetermined position, the object side surface of the parallel plate and the image of the optical path conversion element. It is an arbitrary position between the side surface, and in the first optical system and the second optical system, at a predetermined position, the chief ray height of the off- axis light flux becomes the lowest, and the first opening portion is In the optical path, the second opening is located in the second optical path, and the first opening and the second opening are both located closer to the object than the predetermined position, or the predetermined opening. It is characterized in that it is located closer to the image side than the position.

図1は、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置の構成と迷光を示す図である。本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、光学系は、第1の光路OP1と第2の光路OP2とを有する。ただし、光学系は共通光路を有していない。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration and stray light of an image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment. In the imaging device for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, the optical system has a first optical path OP1 and a second optical path OP2. However, the optical system does not have a common optical path.

第1の光路OP1には、第1の光学系OBJ1が配置されている。第1の光学系OBJ1によって、第1の光学像I1が形成される。第2の光路OP2には、第2の光学系OBJ2が配置されている。第2の光学系OBJ2によって、第2の光学像I2が形成される。 The first optical system OBJ1 is arranged in the first optical path OP1. The first optical system OBJ1 forms a first optical image I1. The second optical system OBJ2 is arranged in the second optical path OP2. The second optical system OBJ2 forms a second optical image I2.

第1の光学像I1と第2の光学像I2は、撮像素子ISによって撮像される。図1では、撮像素子ISは1つであるが、2つの撮像素子を用いても良い。2つの撮像素子を用いる場合、第1の光学像I1は、一方の撮像素子によって撮像され、第2の光学像I2は、他方の撮像素子によって撮像される。 The first optical image I1 and the second optical image I2 are captured by the image sensor IS. In FIG. 1, the number of image pickup elements IS is one, but two image pickup elements may be used. When two image pickup elements are used, the first optical image I1 is picked up by one of the image pickup elements and the second optical image I2 is picked up by the other image pickup element.

第1の光学系OBJ1と第2の光学系OBJ2には、同一の光学系が用いられている。この光学系は、物体側から順に、負レンズL1と、正レンズL2と、負レンズL3と、平行平板PLと、光路変換素子PRと、正レンズL4と、負レンズL5と、正レンズL6と、を有する。 The same optical system is used for the first optical system OBJ1 and the second optical system OBJ2. This optical system includes, in order from the object side, a negative lens L1, a positive lens L2, a negative lens L3, a parallel plate PL, an optical path conversion element PR, a positive lens L4, a negative lens L5, and a positive lens L6. With.

正レンズL2と負レンズL3は、接合されている。負レンズL5と正レンズL6は、接合されている。正レンズL6の像側には、カバーガラスC1と、カバーガラスC2が配置されている。カバーガラスC1とカバーガラスC2は、接合されている。カバーガラスC2は、撮像素子ISのカバーガラスである。 The positive lens L2 and the negative lens L3 are cemented. The negative lens L5 and the positive lens L6 are cemented. A cover glass C1 and a cover glass C2 are arranged on the image side of the positive lens L6. The cover glass C1 and the cover glass C2 are joined. The cover glass C2 is a cover glass of the image sensor IS.

平行平板PLと光路変換素子PRとは、一体化されている。平行平板PLは、単一の部材で構成されている。よって、平行平板PLは、第1の光路と第2の光路の両方に位置するような大きさを有する。 The parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated. The parallel plate PL is composed of a single member. Therefore, the parallel plate PL has such a size that it is located in both the first optical path and the second optical path.

光路変換素子PRは、単一の部材で構成されていても、2つの部材で構成されていても良い。光路変換素子PRでは、第1の光路と第2の光路が、各々折り曲げられる。 The optical path conversion element PR may be composed of a single member or may be composed of two members. In the optical path conversion element PR, the first optical path and the second optical path are each bent.

光路変換素子PRとして、例えば、直角プリズムを用いることができる。この場合、光路変換素子PRの像側に位置する光路は、紙面と直交する方向に形成される。見易さのために、図1では、光路が折り曲げられていない状態が示されている。 As the optical path conversion element PR, for example, a right angle prism can be used. In this case, the optical path located on the image side of the optical path conversion element PR is formed in the direction orthogonal to the paper surface. For ease of viewing, FIG. 1 shows a state in which the optical path is not bent.

迷光について説明する。図1には、迷光の様子が示されている。ここでは、迷光の様子を定性的に示している。すなわち、レンズにおける光の屈折は考慮されていない。そのため、迷光は直線で描かれている。 The stray light will be described. FIG. 1 shows a state of stray light. Here, the state of stray light is qualitatively shown. That is, refraction of light in the lens is not taken into consideration. Therefore, the stray light is drawn as a straight line.

図1では、迷光は、鏡枠BALの内面で2回反射されている。ただし、実際は、レンズによる屈折が発生するため、2回目の反射は生じないこともある。 In FIG. 1, the stray light is reflected twice on the inner surface of the lens frame BAL. However, in reality, the refraction by the lens occurs, so that the second reflection may not occur.

第1の光路OP1に入射した迷光LBflarは、鏡枠BALの内面の点Pin1に到達する。迷光LBflarは点Pin1で反射され、鏡枠BALの内面の点Pin2に到達する。迷光LBflarは点Pin2で反射され、第2の光学像I2と重なる。 The stray light LB flar incident on the first optical path OP1 reaches the point P in1 on the inner surface of the lens frame BAL. The stray light LB flar is reflected at the point P in1 and reaches the point P in2 on the inner surface of the lens frame BAL. The stray light LB flar is reflected at the point P in2 and overlaps with the second optical image I2.

像位置で、迷光LBflarが集光した状態になっている場合、第2の光学像I2にゴーストが重なる。また、像位置で、迷光LBflarが拡散した状態になっている場合、第2の光学像I2にフレアが重なる。いずれの場合も、第2の光学像I2では、コントラストの低下や解像度の低下が発生する。 When the stray light LB flar is focused at the image position, the ghost overlaps the second optical image I2. When the stray light LB flar is in a diffused state at the image position, flare overlaps the second optical image I2. In either case, in the second optical image I2, a decrease in contrast and a decrease in resolution occur.

第1の光学系OBJ1と第2の光学系OBJ2では、所定の位置で、軸外光束LBoffax光線高が最も低くなる。第1の光学系OBJ1と第2の光学系OBJ2は、そのように設計されている。所定の位置は、平行平板PLの物体側面と光路変換素子PRの像側面との間の任意の位置である。 In the first optical system OBJ1 second optical system OBJ2, at a predetermined position, the principal ray height of an off-axis light flux LB Offax is lowest. The first optical system OBJ1 and the second optical system OBJ2 are so designed. The predetermined position is an arbitrary position between the object side surface of the parallel plate PL and the image side surface of the optical path conversion element PR.

平行平板PLの物体側面と光路変換素子PRの像側面との間に所定の位置が存在すると、平行平板PLにおける光線高や、光路変換素子PRにおける光線高が低くなる。そのため、平行平板PLや光路変換素子PRを小型化することができる。 If there is a predetermined position between the object side surface of the parallel plate PL and the image side surface of the optical path conversion element PR, the ray height at the parallel plate PL or the ray height at the optical path conversion element PR becomes low. Therefore, the parallel plate PL and the optical path conversion element PR can be downsized.

図1に示すように、負レンズL3の像側面から平行平板PLの物体側面までの範囲(以下、「範囲A」という)では、迷光LBflarは、軸上光束LBaxや軸外光束LBoffaxから離れている。よって、範囲Aに開口部を設けることで、迷光LBflarを遮光することができる。 As shown in FIG. 1, in the range from the image side surface of the negative lens L3 to the object side surface of the parallel plate PL (hereinafter referred to as “range A”), the stray light LB flar is the on-axis light beam LB ax or the off-axis light beam LB offax. Away from. Therefore, the stray light LB flar can be shielded by providing the opening in the range A.

同様に、光路変換素子PRの像側面よりも像側の範囲(以下、「範囲B」という)でも、迷光LBflarは、軸上光束LBaxや軸外光束LBoffaxから離れている。よって、範囲Bに開口部を設けることで、迷光LBflarを遮光することができる。 Similarly, the optical path conversion element range is also the image side of the image side surface of the PR (hereinafter, referred to as "range B") But stray LB flar is separated from the axial beam LB ax and Jikugaikotaba LB offax. Therefore, by providing the opening in the range B, the stray light LB flar can be shielded.

迷光LBflarは、第1の光路OP1と第2の光路OP2の両方で生じる。よって、開口部は、第1の光路OP1と第2の光路OP2の両方に設けることが好ましい。すなわち、第1の光路OP1に第1の開口部を位置させ、第2の光路OP2に第2の開口部を位置させる。 The stray light LB flar is generated in both the first optical path OP1 and the second optical path OP2. Therefore, it is preferable that the openings are provided in both the first optical path OP1 and the second optical path OP2. That is, the first opening is located on the first optical path OP1 and the second opening is located on the second optical path OP2.

範囲Aは、所定の位置よりも物体側に位置している。範囲Bは、所定の位置よりも像側に位置している。よって、第1の開口部と第2の開口部は、所定の位置よりも物体側に位置させるか、又は所定の位置よりも像側に位置させれば良い。 The range A is located closer to the object than the predetermined position. The range B is located closer to the image side than the predetermined position. Therefore, the first opening and the second opening may be located closer to the object side than the predetermined position or closer to the image side than the predetermined position.

図1には、平行平板PLの物体側面の近傍や、光路変換素子PRの像側面の近傍に、点線が描かれている。この点線は、所定の位置よりも物体側に位置するか、又は所定の位置よりも像側に位置している。よって、この点線で示す位置に、第1の開口部と第2の開口部を位置させれば良い。このようにすることで、迷光を遮光することができる。 In FIG. 1, dotted lines are drawn near the object side surface of the parallel plate PL and near the image side surface of the optical path conversion element PR. This dotted line is located closer to the object side than the predetermined position or closer to the image side than the predetermined position. Therefore, the first opening and the second opening may be located at the positions indicated by the dotted lines. By doing so, stray light can be shielded.

その結果、迷光が少ない光学系を有する立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。また、迷光を低減できるので、光学像に重畳するゴーストやフレアを低減することができる。よって、光学像におけるコントラストの低下や、解像度の低下を防止することができる。 As a result, it is possible to realize an image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope having an optical system with less stray light. Further, since stray light can be reduced, it is possible to reduce ghost and flare that are superimposed on the optical image. Therefore, it is possible to prevent a decrease in contrast and a decrease in resolution in the optical image.

また、上述のように、平行平板PLと光路変換素子PRとは、一体化されている。一体化の方法としては、例えば、接合がある。接合では、例えば、接着剤が用いられる。 Further, as described above, the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated. As an integration method, for example, there is joining. In joining, for example, an adhesive is used.

上述のように、光路変換素子PRは、単一の部材で構成されていても、2つの部材で構成されていても良い。光路変換素子PRが単一の部材で構成されている場合、平行平板PLに、光路変換素子PRを接合すれば良い。 As described above, the optical path conversion element PR may be composed of a single member or may be composed of two members. When the optical path conversion element PR is composed of a single member, the optical path conversion element PR may be joined to the parallel plate PL.

光路変換素子PRが2つの部材で構成されている場合、2つの部材を別々に平行平板PLに接合すれば良い。あるいは、2つの部材を接合した後に、接合した2つの部材を平行平板PLに接合すれば良い。 When the optical path conversion element PR is composed of two members, the two members may be separately bonded to the parallel plate PL. Alternatively, after joining the two members, the joined two members may be joined to the parallel plate PL.

図1に示すように、平行平板PLや光路変換素子PRは、鏡枠BAL内に組み込まれる。鏡枠BAL内への組み込の際に、平行平板PLと光路変換素子PRを別々に組み込むと、調整が困難になる。 As shown in FIG. 1, the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are incorporated in the lens frame BAL. If the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are separately incorporated at the time of assembling into the lens frame BAL, adjustment becomes difficult.

平行平板PLは、単一の部材で構成されているので、外径の形状や大きさは自由に設定することができる。よって、平行平板PLの外径を、光路変換素子PRよりも大きくすることができる。 Since the parallel plate PL is composed of a single member, the shape and size of the outer diameter can be freely set. Therefore, the outer diameter of the parallel plate PL can be made larger than that of the optical path conversion element PR.

このとき、平行平板PLの外径を位置決めに適した形状にすると共に、高い精度で加工しておく。そして、平行平板PLと光路変換素子PRとを一体化する。このようにすることで、平行平板PLだけで鏡枠BALに対する位置決めが行なえる。そのため、鏡枠BAL内に組み込む際の調整が容易になる。 At this time, the outer diameter of the parallel plate PL is made into a shape suitable for positioning and processed with high accuracy. Then, the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated. By doing so, the positioning with respect to the lens frame BAL can be performed only by the parallel plate PL. Therefore, it becomes easy to adjust the lens when it is installed in the lens frame BAL.

また、平行平板PLと光路変換素子PRとを予め一体化しておく方法では、鏡枠BALが存在しないので、平行平板PLや光路変換素子PRの位置や傾きを容易に測定できる。そのため、接合前の調整が容易になる。その結果、組み立て時の誤差を低減できる。 Further, in the method in which the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated in advance, since the lens frame BAL does not exist, the positions and inclinations of the parallel plate PL and the optical path conversion element PR can be easily measured. Therefore, the adjustment before joining becomes easy. As a result, errors during assembly can be reduced.

内視鏡の光学系では、平行平板PLのサイズや光路変換素子PRのサイズは非常に小さくなる。そのため、平行平板PLと光路変換素子PRとを一体化しておくと、1つの部品としてのサイズが大きくなるので、取り扱いが容易になる。その結果、組み立て時の作業効率を向上させることができる。 In the optical system of the endoscope, the size of the parallel plate PL and the size of the optical path conversion element PR are very small. Therefore, if the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated, the size of one component becomes large, which facilitates the handling. As a result, work efficiency during assembly can be improved.

このように、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、組み立て時の誤差を低減でき、又、組み立て時の作業効率を向上させることができる。そのため、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を提供することができる。 As described above, in the imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, it is possible to reduce an error during assembly and improve work efficiency during assembly. Therefore, it is possible to provide an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

一体化の別の方法としては、例えば、金属枠や樹脂枠による保持がある。このようにしても、接合による一体化と同様の効果を得ることができる。 Another method of integration is holding by a metal frame or a resin frame, for example. Even in this case, the same effect as the integration by joining can be obtained.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、第1の開口部と第2の開口部は、所定の位置よりも物体側に位置することが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, it is preferable that the first opening and the second opening are located closer to the object than the predetermined position.

物体側からは様々な方向から光線が入射するため、所定の位置よりも物体側にある鏡枠BAL内面では、多くの光線が反射する。そこで、所定の位置よりも、物体側に開口部を配置することで、効率的に反射光(迷光)が所望の位置を通過しない構成、又は、反射光が発生しない構成を取ることができる。よって、迷光が少ない光学系を有する立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。また、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。 Since light rays are incident from various directions from the object side, many light rays are reflected on the inner surface of the lens frame BAL located on the object side with respect to the predetermined position. Therefore, by arranging the opening portion closer to the object than the predetermined position, it is possible to adopt a configuration in which the reflected light (stray light) does not efficiently pass through the desired position or the reflected light is not generated. Therefore, it is possible to realize an image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope having an optical system with less stray light. Further, it is possible to realize an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、第1の開口部と第2の開口部は、平行平板の物体側面上に位置することが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, it is preferable that the first opening and the second opening are located on the object side surface of the parallel plate.

図2は、開口部の配置例を示す図である。図2に示すように、位置P1は、平行平板PLと光路変換素子PRの接合面の位置である。位置P1で、軸外光束LBoffax光線高が最も低くなっている。よって、位置P1が所定の位置である。 FIG. 2 is a diagram showing an arrangement example of the openings. As shown in FIG. 2, the position P1 is the position of the joint surface between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. In position P1, the principal ray height of an off-axis light flux LB Offax is the lowest. Therefore, the position P1 is the predetermined position.

上述のように、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2は、所定の位置よりも物体側に位置するか、又は所定の位置よりも像側に位置すれば良い。図2では、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2は、位置P1よりも物体側に位置している。 As described above, the first opening ST1 and the second opening ST2 may be located on the object side of the predetermined position or on the image side of the predetermined position. In FIG. 2, the first opening ST1 and the second opening ST2 are located closer to the object side than the position P1.

より具体的には、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2は、平行平板PLの物体側面SPLf上に位置している。このようにすることで、鏡枠BALの内面で反射された迷光LBflarを、第1の開口部ST1で遮光することができる。 More specifically, the first opening portion ST1 and the second opening portion ST2 are located on the object side surface S PLf of the parallel plate PL. By doing so, the stray light LB flar reflected on the inner surface of the lens frame BAL can be blocked by the first opening ST1.

鏡枠BALの内面で反射された迷光LBflarは、位置P1に到達するまでの間、徐々に光軸に近づいていく。よって、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2の位置が位置P1に近づくにつれて、第1の開口部ST1の開口径と第2の開口部ST2の開口径は徐々に小さくなる。 The stray light LB flar reflected on the inner surface of the lens frame BAL gradually approaches the optical axis until reaching the position P1. Therefore, as the positions of the first opening ST1 and the second opening ST2 approach the position P1, the opening diameter of the first opening ST1 and the opening diameter of the second opening ST2 gradually decrease.

平行平板PLの物体側面SPLfは、位置P1に対して最も近くに位置すると共に、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2を物理的に設けることができる場所である。そこで、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2を、平行平板PLの物体側面SPLfに位置させることが好ましい。 The object side surface S PLf of the parallel plate PL is located closest to the position P1 and is a place where the first opening ST1 and the second opening ST2 can be physically provided. Therefore, it is preferable to position the first opening ST1 and the second opening ST2 on the object side surface S PLf of the parallel plate PL.

このようにすることで、第1の開口部ST1の開口径と第2の開口部ST2の開口径を、共に小さくすることができる。開口径が小さくなると、迷光LBflarを遮光する領域が増える。その結果、より多くの迷光LBflarを遮光することができる。 By doing so, both the opening diameter of the first opening portion ST1 and the opening diameter of the second opening portion ST2 can be reduced. As the aperture diameter becomes smaller, the area for blocking the stray light LB flar increases. As a result, more stray light LB flar can be blocked .

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、第1の開口部と第2の開口部は、所定の位置よりも像側に位置することが好ましい。 In the imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, it is preferable that the first opening and the second opening are located on the image side with respect to the predetermined position.

このようにすることで、迷光が少ない光学系を有する立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。また、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。 By doing so, it is possible to realize an image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope having an optical system with less stray light. Further, it is possible to realize an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、第1の開口部と第2の開口部は、光路変換素子の像側面上に位置することが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, it is preferable that the first opening and the second opening are located on the image side surface of the optical path conversion element.

図3は、開口部の別の配置例を示す図である。図3に示すように、位置P1は、平行平板PLと光路変換素子PRの接合面の位置である。位置P1で、軸外光束LBoffax光線高が最も低くなっている。よって、位置P1が所定の位置である。 FIG. 3 is a diagram showing another arrangement example of the openings. As shown in FIG. 3, the position P1 is the position of the joint surface between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. In position P1, the principal ray height of an off-axis light flux LB Offax is the lowest. Therefore, the position P1 is the predetermined position.

上述のように、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2は、所定の位置よりも物体側に位置するか、又は所定の位置よりも像側に位置すれば良い。図3では、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2は、位置P1よりも像側に位置している。 As described above, the first opening ST1 and the second opening ST2 may be located on the object side of the predetermined position or on the image side of the predetermined position. In FIG. 3, the first opening ST1 and the second opening ST2 are located closer to the image side than the position P1.

より具体的には、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2は、光路変換素子PRの像側面SPRr上に位置している。このようにすることで、鏡枠BALの内面で反射された迷光LBflarを、第1の開口部ST1で遮光することができる。 More specifically, the first opening ST1 and the second opening ST2 are located on the image side surface S PRr of the optical path conversion element PR. By doing so, the stray light LB flar reflected on the inner surface of the lens frame BAL can be blocked by the first opening ST1.

位置P1から像側では、鏡枠BALの内面で反射された迷光LBflarは、位置P1から離れるにつれて、徐々に光軸から遠ざかる。よって、第1の開口部ST1の位置と第2の開口部ST2の位置が位置P1から遠ざかるにつれて、第1の開口部ST1の開口径と第2の開口部ST2の開口径は徐々に大きくなる。 On the image side from the position P1, the stray light LB flar reflected on the inner surface of the lens frame BAL gradually moves away from the optical axis as the distance from the position P1 increases. Therefore, as the positions of the first opening portion ST1 and the second opening portion ST2 move away from the position P1, the opening diameters of the first opening portion ST1 and the second opening portion ST2 gradually increase. ..

光路変換素子PRの像側面SPRrは、位置P1に対して最も近くに位置すると共に、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2を物理的に設けることができる場所である。そこで、第1の開口部ST1と第2の開口部ST2を、光路変換素子PRの像側面SPRrに位置させることが好ましい。 The image side surface S PRr of the optical path conversion element PR is located closest to the position P1 and is a place where the first opening ST1 and the second opening ST2 can be physically provided. Therefore, it is preferable to position the first opening ST1 and the second opening ST2 on the image side surface S PRr of the optical path conversion element PR.

このようにすることで、第1の開口部ST1の開口径と第2の開口部ST2の開口径を、共に小さくすることができる。開口径が小さくなると、迷光LBflarを遮光する領域が増える。その結果、より多くの迷光LBflarを遮光することができる。 By doing so, both the opening diameter of the first opening portion ST1 and the opening diameter of the second opening portion ST2 can be reduced. As the aperture diameter becomes smaller, the area for blocking stray light LB flar increases. As a result, more stray light LB flar can be blocked .

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、不透明な平板を更に有し、平行平板は、無色透明な平板であり、第1の開口部と第2の開口部は、不透明な平板に形成された孔であることが好ましい。 The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment further includes an opaque flat plate, the parallel flat plate is a colorless and transparent flat plate, and the first opening and the second opening are formed as an opaque flat plate. It is preferable that the holes are formed.

図4は、開口部の具体例1を示す図である。図4(a)は、開口部が平行平板から分離している場合を示し、図4(b)は、開口部と平行平板とが一体化している場合を示している。 FIG. 4 is a diagram showing a specific example 1 of the opening. 4A shows the case where the opening is separated from the parallel plate, and FIG. 4B shows the case where the opening and the parallel plate are integrated.

平行平板PLが無色透明な平板の場合、平行平板PL自体で、迷光を遮光することはできない。また、光路変換素子PRも無色透明な素子である。そのため、光路変換素子PR自体で、迷光を遮光することはできない。そこで、遮光部材1を用いることで、迷光を遮光することができる。 When the parallel flat plate PL is a colorless and transparent flat plate, the parallel flat plate PL itself cannot block stray light. The optical path changing element PR is also a colorless and transparent element. Therefore, the optical path conversion element PR itself cannot block stray light. Therefore, by using the light shielding member 1, stray light can be shielded.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、図4(a)に示すように、遮光部材1は、不透明な平板2で構成されている。不透明な平板2には、第1の開口部3と第2の開口部4が設けられている。第1の開口部3と第2の開口部4は、不透明な平板2に形成された貫通孔である。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the light blocking member 1 is composed of an opaque flat plate 2. The opaque flat plate 2 is provided with a first opening 3 and a second opening 4. The first opening 3 and the second opening 4 are through holes formed in the opaque flat plate 2.

第1の開口部3と第2の開口部4は、所定の位置よりも物体側に位置していれば良い。所定の位置は、平行平板PLと光路変換素子PRの接合面の位置である。よって、図4(a)に示すように、遮光部材1は、平行平板PLから離れた位置に配置されている。 The first opening 3 and the second opening 4 may be located on the object side with respect to the predetermined position. The predetermined position is the position of the joint surface between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. Therefore, as shown in FIG. 4A, the light blocking member 1 is arranged at a position apart from the parallel plate PL.

内視鏡の光学系は小型で、光学系の全長が非常に短い。そのため、不透明な平板2の厚みは薄くなりやすい。不透明な平板2の厚みが薄くなりすぎると、遮光部材1を単独で保持することが困難になる。仮に遮光部材1を単独で保持できたとしても、鏡枠BAL内で、遮光部材1を正確に位置決めすることは困難である。 The optical system of the endoscope is small and the total length of the optical system is very short. Therefore, the thickness of the opaque flat plate 2 is likely to be thin. If the thickness of the opaque flat plate 2 becomes too thin, it becomes difficult to hold the light shielding member 1 alone. Even if the light blocking member 1 can be held alone, it is difficult to accurately position the light blocking member 1 within the lens frame BAL.

よって、不透明な平板2を平行平板PLと一体化することが好ましい。このようにすることで、遮光部材1の保持を容易に行うことができ、且つ、遮光部材1を正確に位置決めすることができる。その結果、迷光の遮光をより的確に行うことができる。 Therefore, it is preferable to integrate the opaque flat plate 2 with the parallel flat plate PL. By doing so, the light shielding member 1 can be easily held and the light shielding member 1 can be accurately positioned. As a result, stray light can be shielded more accurately.

また、一体化によって、第1の開口部3と第2の開口部4とを、平行平板PLの物体側面に位置させることができる。そのため、第1の開口部3の開口径と第2の開口部4の開口径を、共に小さくすることができる。その結果、より多くの迷光を遮光することができる。 Further, the first opening 3 and the second opening 4 can be located on the object side surface of the parallel plate PL by the integration. Therefore, both the opening diameter of the 1st opening part 3 and the opening diameter of the 2nd opening part 4 can be made small. As a result, more stray light can be blocked.

平行平板PLは、光路変換素子PRと一体化されている。そのため、遮光部材1を平行平板PLと一体化することで、図4(b)に示すように、遮光部材1、平行平板PL及び光路変換素子PRが一体化される。その結果、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。 The parallel plate PL is integrated with the optical path conversion element PR. Therefore, by integrating the light blocking member 1 with the parallel plate PL, the light blocking member 1, the parallel plate PL, and the optical path conversion element PR are integrated as shown in FIG. 4B. As a result, it is possible to realize an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

図5は、開口部の具体例2を示す図である。図5(a)は、開口部が光路変換素子から分離している場合を示し、図5(b)は、開口部と光路変換素子とが一体化している場合を示している。図4(a)と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。 FIG. 5 is a diagram showing a specific example 2 of the opening. 5A shows the case where the opening is separated from the optical path changing element, and FIG. 5B shows the case where the opening and the optical path changing element are integrated. The same configurations as those in FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第1の開口部3と第2の開口部4は、所定の位置よりも像側に位置していれば良い。所定の位置は、平行平板PLと光路変換素子PRの接合面の位置である。よって、図5(a)に示すように、遮光部材1は、光路変換素子PRから離れた位置に配置されている。 The first opening 3 and the second opening 4 may be located on the image side with respect to a predetermined position. The predetermined position is the position of the joint surface between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. Therefore, as shown in FIG. 5A, the light blocking member 1 is arranged at a position away from the optical path conversion element PR.

上述のように、不透明な平板2の厚みは薄くなりやすい。不透明な平板2の厚みが薄くなりすぎると、遮光部材1を単独で保持することが困難になる。仮に遮光部材1を保持できたとしても、鏡枠BAL内で、遮光部材1を正確に位置決めすることは困難である。 As described above, the thickness of the opaque flat plate 2 tends to be thin. If the thickness of the opaque flat plate 2 becomes too thin, it becomes difficult to hold the light shielding member 1 alone. Even if the light blocking member 1 can be held, it is difficult to accurately position the light blocking member 1 within the lens frame BAL.

よって、不透明な平板2を光路変換素子PRと一体化することが好ましい。このようにすることで、遮光部材1の保持を容易に行うことができ、且つ、遮光部材1を正確に位置決めすることができる。その結果、迷光の遮光をより的確に行うことができる。 Therefore, it is preferable to integrate the opaque flat plate 2 with the optical path conversion element PR. By doing so, the light shielding member 1 can be easily held and the light shielding member 1 can be accurately positioned. As a result, stray light can be shielded more accurately.

また、一体化によって、第1の開口部3と第2の開口部4とを、光路変換素子PRの像側面に位置させることができる。そのため、第1の開口部3の開口径と第2の開口部4の開口径を、共に小さくすることができる。その結果、より多くの迷光を遮光することができる。 Further, the first opening 3 and the second opening 4 can be located on the image side surface of the optical path conversion element PR by the integration. Therefore, both the opening diameter of the 1st opening part 3 and the opening diameter of the 2nd opening part 4 can be made small. As a result, more stray light can be blocked.

光路変換素子PRは、平行平板PLと一体化されている。そのため、遮光部材1を光路変換素子PRと一体化することで、図5(b)に示すように、遮光部材1、平行平板PL及び光路変換素子PRが一体化される。その結果、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。 The optical path conversion element PR is integrated with the parallel plate PL. Therefore, by integrating the light blocking member 1 with the optical path conversion element PR, the light blocking member 1, the parallel plate PL, and the optical path conversion element PR are integrated as shown in FIG. 5B. As a result, it is possible to realize an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、平行平板は、無色透明な平板であり、平行平板の物体側面又は光路変換素子の像側面に、遮光部と、第1の開口部と、第2の開口部と、が形成され、遮光部は、遮光材料によって形成されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, the parallel plate is a colorless and transparent plate, and the light blocking part, the first opening part, the first opening part, It is preferable that the second opening and the light shielding portion are formed of a light shielding material.

図6は、開口部の具体例3を示す図である。図6(a)は開口部の正面図、図6(b)、(c)は開口部の形成場所を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a specific example 3 of the openings. FIG. 6A is a front view of the opening, and FIGS. 6B and 6C are views showing the formation place of the opening.

平行平板PLが無色透明な平板の場合、平行平板PL自体で、迷光を遮光することはできない。また、光路変換素子PRも無色透明な素子である。そのため、光路変換素子PR自体で、迷光を遮光することはできない。そこで、平行平板PLに遮光領域10を形成するか、又は光路変換素子PRに遮光領域10を形成することで、迷光を遮光することができる。 When the parallel flat plate PL is a colorless and transparent flat plate, the parallel flat plate PL itself cannot block stray light. The optical path changing element PR is also a colorless and transparent element. Therefore, the optical path conversion element PR itself cannot block stray light. Therefore, stray light can be shielded by forming the light shielding area 10 on the parallel plate PL or forming the light shielding area 10 on the optical path conversion element PR.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、図6(a)に示すように、遮光領域10には、遮光部11と、第1の開口部12と、第2の開口部13と、が形成されている。遮光部11は、遮光材料によって形成されている。遮光部11の形成方法としては、例えば、塗布や蒸着がある。遮光領域10によって、遮光部材1と同様の効果を得ることができる。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 6A, in the light shielding area 10, the light shielding portion 11, the first opening portion 12, the second opening portion 13, Are formed. The light blocking portion 11 is made of a light blocking material. Examples of the method of forming the light shielding portion 11 include coating and vapor deposition. With the light-shielding region 10, the same effect as that of the light-shielding member 1 can be obtained.

遮光領域10は、平行平板PLに形成されているか、又は光路変換素子PRに形成されていれば良い。図6(b)では、遮光領域10は平行平板PLの物体側面に形成されている。図6(c)では、遮光領域10は光路変換素子PRの像側面に形成されている。 The light shielding region 10 may be formed on the parallel plate PL or the optical path conversion element PR. In FIG. 6B, the light shielding area 10 is formed on the object side surface of the parallel plate PL. In FIG. 6C, the light shielding region 10 is formed on the image side surface of the optical path conversion element PR.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、平行平板は、不透明な材料で形成され、第1の開口部と第2の開口部は、平行平板に形成された孔であることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, it is preferable that the parallel plate is formed of an opaque material, and the first opening and the second opening are holes formed in the parallel plate.

平行平板PLが無色透明な平板の場合、平行平板PL自体で、迷光を遮光することはできない。光路変換素子PRも無色透明な素子である。そのため、光路変換素子PR自体で、迷光を遮光することはできない。そこで、平行平板PLを不透明な材料で形成することで、迷光を遮光することができる。 When the parallel flat plate PL is a colorless and transparent flat plate, the parallel flat plate PL itself cannot block stray light. The optical path changing element PR is also a colorless and transparent element. Therefore, the optical path conversion element PR itself cannot block stray light. Therefore, stray light can be shielded by forming the parallel plate PL with an opaque material.

図7は、開口部の具体例4を示す図である。図7(a)は開口部の正面図、図7(b)は開口部の断面図である。 FIG. 7: is a figure which shows the specific example 4 of an opening part. 7A is a front view of the opening, and FIG. 7B is a sectional view of the opening.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、図7(a)に示すように、遮光部材20は、平行平板PLで構成されている。平行平板PLには、不透明な材料が用いられている。平行平板PLには、第1の開口部21と第2の開口部22が設けられている。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the light blocking member 20 is composed of a parallel plate PL. An opaque material is used for the parallel plate PL. The parallel plate PL is provided with a first opening 21 and a second opening 22.

図7(b)に示すように、第1の開口部21と第2の開口部22は、平行平板PLに形成された貫通孔である。遮光部材20によって、遮光部材1と同様の効果を得ることができる。 As shown in FIG. 7B, the first opening 21 and the second opening 22 are through holes formed in the parallel plate PL. The same effect as that of the light blocking member 1 can be obtained by the light blocking member 20.

遮光部材20では、物体側面と像側面との間の屈折率は1である。平行平板PLが無色透明な平板の場合は、物体側面と像側面との間の屈折率は1よりも大きくなる。このように、遮光部材20と無色透明な平板とでは、光路長が異なる。 In the light blocking member 20, the refractive index between the object side surface and the image side surface is 1. When the parallel plate PL is a colorless and transparent plate, the refractive index between the object side surface and the image side surface is larger than 1. In this way, the light-shielding member 20 and the colorless and transparent flat plate have different optical path lengths.

図1に示す第1の光学系OBJ1と第2の光学系OBJ2は、平行平板PLが無色透明な平板が用いられることを前提とする光学系である。よって、第1の光学系OBJ1と第2の光学系OBJ2では、遮光部材20を用いることはできない。遮光部材20の使用を前提とした新たな光学系が必要になる。 The first optical system OBJ1 and the second optical system OBJ2 shown in FIG. 1 are optical systems which are based on the assumption that the parallel flat plate PL is a colorless and transparent flat plate. Therefore, the light blocking member 20 cannot be used in the first optical system OBJ1 and the second optical system OBJ2. A new optical system based on the use of the light blocking member 20 is required.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、第1の光路に位置する第3の開口部と、第2の光路に位置する第4の開口部と、を有し、第3の開口部と第4の開口部は、所定の位置よりも像側に位置することが好ましい。 The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment has a third opening located in the first optical path and a fourth opening located in the second optical path. The fourth opening and the fourth opening are preferably located closer to the image side than the predetermined position.

図1に示すように、迷光を遮光する開口部を配置する場所は、所定の位置の両側に存在する。上述のように、所定の位置の一方の側に開口部を位置させることで、迷光を遮光することができる。ただし、所定の位置の両側に開口部を位置させても良い。 As shown in FIG. 1, the places for arranging the openings for blocking stray light are present on both sides of a predetermined position. As described above, stray light can be shielded by positioning the opening on one side of the predetermined position. However, the openings may be located on both sides of the predetermined position.

そこで、第3の開口部と第4の開口部を用いる。第3の開口部と第4の開口部は、第1の開口部や第2の開口部とは別の開口部である。第1の開口部と第2の開口部を所定の位置よりも物体側に位置させ、第3の開口部と第4の開口部を所定の位置よりも像側に位置させる。このようにすることで、所定の位置の両側に開口部を位置させることができる。 Therefore, the third opening and the fourth opening are used. The third opening and the fourth opening are different from the first opening and the second opening. The first opening and the second opening are positioned closer to the object than the predetermined position, and the third opening and the fourth opening are positioned closer to the image than the predetermined position. By doing so, the openings can be positioned on both sides of the predetermined position.

第3の開口部は第1の光路に位置し、第4の開口部は第2の光路に位置する。第1の光路には、第1の開口部と第3の開口部が位置し、第2の光路には、第2の開口部と第4の開口部が位置する。 The third opening is located in the first optical path and the fourth opening is located in the second optical path. The first opening and the third opening are located in the first optical path, and the second opening and the fourth opening are located in the second optical path.

このように、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、光路上に位置する開口部が多くなる。そのため、第1の開口部や第2の開口部で遮光できなかった迷光を、第3の開口部と第4の開口部とで遮光することが可能になる。その結果、より多くの迷光を遮光することができる。 As described above, in the imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, the number of openings located on the optical path increases. Therefore, stray light that could not be shielded by the first opening and the second opening can be shielded by the third opening and the fourth opening. As a result, more stray light can be blocked.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、第3の開口部と第4の開口部は、光路変換素子の像側面に位置することが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, it is preferable that the third opening and the fourth opening are located on the image side surface of the optical path conversion element.

図4(a)や図5(b)に示すように、第1の開口部と第2の開口部を配置する場所は、所定の位置の両側に存在する。上述のように、所定の位置の一方の側に第1の開口部と第2の開口部を位置させることで、迷光を遮光することができる。ただし、所定の位置の両側に開口部を位置させても良い。 As shown in FIGS. 4A and 5B, places where the first opening and the second opening are arranged are on both sides of a predetermined position. As described above, stray light can be shielded by arranging the first opening and the second opening on one side of the predetermined position. However, the openings may be located on both sides of the predetermined position.

上述のように、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、第3の開口部と第4の開口部とを有する。第3の開口部と第4の開口部は、第1の開口部や第2の開口部とは別の開口部である。第1の開口部と第2の開口部を平行平板の物体側面に位置させ、第3の開口部と第4の開口部を光路変換素子の像側面に位置させる。このようにすることで、所定の位置の両側に開口部を位置させることができる。 As described above, the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment has the third opening and the fourth opening. The third opening and the fourth opening are different from the first opening and the second opening. The first opening and the second opening are located on the object side surface of the parallel plate, and the third opening and the fourth opening are located on the image side surface of the optical path conversion element. By doing so, the openings can be positioned on both sides of the predetermined position.

また、第1の開口部、第2の開口部、第3の開口部及び第4の開口部は、所定の位置に対して最も近い場所に位置する。よって、第1の開口部の開口径、第2の開口部の開口径、第3の開口部の開口径及び第4の開口部の開口径を、各々、小さくすることができる。開口径が小さくなると、迷光を遮光する領域が増える。その結果、より多くの迷光を遮光することができる。 Further, the first opening, the second opening, the third opening, and the fourth opening are located at positions closest to the predetermined position. Therefore, the opening diameter of the first opening, the opening diameter of the second opening, the opening diameter of the third opening, and the opening diameter of the fourth opening can be made smaller. As the aperture diameter becomes smaller, the area for blocking stray light increases. As a result, more stray light can be blocked.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、不透明な平板を更に有し、平行平板は、無色透明な平板であり、第3の開口部と第4の開口部は、不透明な平板に形成された孔であることが好ましい。 The imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment further includes an opaque flat plate, the parallel flat plate is a colorless and transparent flat plate, and the third opening and the fourth opening are formed as an opaque flat plate. It is preferable that the holes are formed.

図8は、開口部の具体例5を示す図である。図8(a)は、開口部が平行平板や光路変換素子から分離している場合を示し、図8(b)は、開口部、平行平板及び光路変換素子が一体化している場合を示している。図4(a)と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。 FIG. 8 is a diagram showing a specific example 5 of the opening. FIG. 8A shows the case where the opening is separated from the parallel plate and the optical path conversion element, and FIG. 8B shows the case where the opening, the parallel plate and the optical path conversion element are integrated. There is. The same configurations as those in FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

上述のように、所定の位置の両側に開口部を位置させることで、より多くの迷光を遮光することができる。具体的には、第1の開口部と第2の開口部を所定の位置よりも物体側に位置させ、第3の開口部と第4の開口部を所定の位置よりも像側に位置させる。 As described above, by locating the openings on both sides of the predetermined position, more stray light can be blocked. Specifically, the first opening and the second opening are located closer to the object side than the predetermined position, and the third opening and the fourth opening are located closer to the image side than the predetermined position. ..

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、図8(a)に示すように、平行平板PLの物体側に遮光部材1が位置し、光路変換素子PRの像側に遮光部材30が位置している。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the light blocking member 1 is located on the object side of the parallel plate PL, and the light blocking member 30 is located on the image side of the optical path conversion element PR. doing.

遮光部材30は、不透明な平板31で構成されている。不透明な平板31には、第3の開口部32と第4の開口部33が設けられている。第3の開口部32と第4の開口部33は、不透明な平板31に形成された貫通孔である。 The light shielding member 30 is composed of an opaque flat plate 31. The opaque flat plate 31 is provided with a third opening 32 and a fourth opening 33. The third opening 32 and the fourth opening 33 are through holes formed in the opaque flat plate 31.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、所定の位置よりも物体側に遮光部材1が位置し、所定の位置よりも像側に遮光部材30が位置しているので、光路上に位置する開口部が多くなる。そのため、遮光部材1で遮光できなかった迷光を、遮光部材30で遮光することが可能になる。その結果、より多くの迷光を遮光することができる。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, since the light blocking member 1 is located on the object side of the predetermined position and the light blocking member 30 is located on the image side of the predetermined position, it is positioned on the optical path. The number of openings is increased. Therefore, stray light that cannot be blocked by the light blocking member 1 can be blocked by the light blocking member 30. As a result, more stray light can be blocked.

上述のように、不透明な平板2の厚みは薄くなりやすい。このようなことから、不透明な平板2は平行平板PLと一体化することが好ましい。同様に、不透明な平板31の厚みも薄くなりやすい。このようなことから、不透明な平板31は光路変換素子PRと一体化することが好ましい。 As described above, the thickness of the opaque flat plate 2 tends to be thin. For this reason, the opaque flat plate 2 is preferably integrated with the parallel flat plate PL. Similarly, the thickness of the opaque flat plate 31 tends to be thin. For this reason, the opaque flat plate 31 is preferably integrated with the optical path conversion element PR.

このようにすることで、遮光部材1や遮光部材30の保持を容易に行うことができ、且つ、遮光部材1や遮光部材30を正確に位置決めすることができる。その結果、迷光の遮光をより的確に行うことができる。 By doing so, the light blocking member 1 and the light blocking member 30 can be easily held, and the light blocking member 1 and the light blocking member 30 can be accurately positioned. As a result, stray light can be shielded more accurately.

また、一体化によって、第1の開口部3と第2の開口部4とを平行平板PLの物体側面に位置させることができ、第3の開口部32と第4の開口部33とを光路変換素子PRの像側面に位置させることができる。そのため、第1の開口部の開口径、第2の開口部の開口径、第3の開口部の開口径及び第4の開口部の開口径を、各々、小さくすることができる。開口径が小さくなると、迷光を遮光する領域が増える。その結果、より多くの迷光を遮光することができる。 In addition, the first opening 3 and the second opening 4 can be positioned on the object side surface of the parallel plate PL by the integration, and the third opening 32 and the fourth opening 33 can be arranged in the optical path. It can be located on the image side of the conversion element PR. Therefore, the opening diameter of the first opening, the opening diameter of the second opening, the opening diameter of the third opening, and the opening diameter of the fourth opening can be made smaller. As the aperture diameter becomes smaller, the area for blocking stray light increases. As a result, more stray light can be blocked.

光路変換素子PRと平行平板PLは一体化されている。そのため、遮光部材1を平行平板PLと一体化し、遮光部材30を光路変換素子PRと一体化することで、図8(b)に示すように、遮光部材1、平行平板PL、光路変換素子PR及び遮光部材30が一体化される。その結果、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。 The optical path conversion element PR and the parallel plate PL are integrated. Therefore, by integrating the light blocking member 1 with the parallel plate PL and the light blocking member 30 with the optical path conversion element PR, as shown in FIG. 8B, the light blocking member 1, the parallel plate PL, the optical path conversion element PR. And the light shielding member 30 is integrated. As a result, it is possible to realize an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、光路変換素子の像側面に、遮光部と、第3の開口部と、第4の開口部と、が形成され、遮光部は、遮光材料によって形成されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, the light blocking portion, the third opening portion, and the fourth opening portion are formed on the image side surface of the optical path conversion element, and the light blocking portion is made of the light blocking material. It is preferably formed.

図6(a)、(c)に示すように、遮光材料を用いて、光路変換素子の像側面に、遮光部と開口部とを形成することができる。図6(a)に示す遮光領域10では、遮光部11と、第1の開口部12と、第2の開口部13と、が形成されている。第1の開口部12を第3の開口部に置き換え、第2の開口部13を第4の開口部に置き換えれば、光路変換素子の像側面に、遮光部と、第3の開口部、第4の開口部と、を形成することができる。 As shown in FIGS. 6A and 6C, a light-shielding material can be used to form a light-shielding portion and an opening on the image side surface of the optical path conversion element. In the light shielding area 10 shown in FIG. 6A, a light shielding portion 11, a first opening portion 12 and a second opening portion 13 are formed. If the first opening 12 is replaced with the third opening and the second opening 13 is replaced with the fourth opening, the light-shielding portion, the third opening, and the third opening on the image side surface of the optical path conversion element. 4 openings can be formed.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、所定の位置に、明るさ絞りが配置されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, it is preferable that the aperture stop is arranged at a predetermined position.

明るさ絞りは2つの開口部を有する。入射瞳は、明るさ絞りよりも物体側にあるレンズによって結像される明るさ絞りの像である。よって、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、2つの入射瞳を有する。2つの入射瞳の位置がばらつくと、立体視が困難になる。 The aperture stop has two openings. The entrance pupil is an image of the aperture stop formed by a lens on the object side of the aperture stop. Therefore, the imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment has two entrance pupils. If the positions of the two entrance pupils vary, stereoscopic vision becomes difficult.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、所定の位置に明るさ絞りが配置されている。所定の位置は、平行平板の物体側面と光路変換素子の像側面との間である。平行平板と光路変換素子とは、一体化されている。よって、明るさ絞りは、平行平板の像側面に位置することになる。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, the aperture stop is arranged at a predetermined position. The predetermined position is between the object side surface of the parallel plate and the image side surface of the optical path conversion element. The parallel plate and the optical path changing element are integrated. Therefore, the aperture stop is located on the image side surface of the parallel plate.

平行平板では、物体側面と像側面とで、光屈折が生じる。ただし、物体側面に入射する光線の角度と像側面から射出する光線の角度は、同じになる。すなわち、平行平板はレンズや、光路変換素子などと異なり、光線を曲げる屈折力パワーを有さない。よって、明るさ絞りを平行平板の像側に配置することで、光路変換素子の像側に配置する場合に比べて、入射瞳の位置バラツキを大幅に低減することが可能である。 On a parallel plate, light refraction occurs on the object side surface and the image side surface. However, the angle of the light ray incident on the object side surface and the angle of the light ray exiting from the image side surface are the same. That is, unlike the lens and the optical path changing element, the parallel plate does not have the refractive power for bending the light beam. Therefore, by arranging the aperture stop on the image side of the parallel plate, it is possible to significantly reduce the positional variation of the entrance pupil, as compared with the case of arranging the aperture stop on the image side of the optical path conversion element.

また、平行平板を単一の部材で構成しているため、平行平板を2つ使用する場合に比べて、平行平板のバラツキを最小にできるという効果もある。 Further, since the parallel plate is composed of a single member, there is an effect that the variation of the parallel plate can be minimized as compared with the case where two parallel plates are used.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、明るさ絞りの開口部は、不透明な平板に形成された孔であり、明るさ絞りは、平行平板と光路変換素子との間に位置し、平行平板、明るさ絞り及び光路変換素子が、一体化されていることが好ましい。 In the imaging device for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, the aperture of the aperture stop is a hole formed in an opaque flat plate, and the aperture stop is located between the parallel flat plate and the optical path conversion element, It is preferable that the parallel plate, the aperture stop and the optical path changing element are integrated.

図9は、明るさ絞りの配置例を示す図である。図9(a)は、開口部が平行平板や光路変換素子から分離している場合を示し、図9(b)は、開口部、平行平板及び光路変換素子が一体化している場合を示している。図4(a)と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。 FIG. 9 is a diagram showing an arrangement example of the aperture stop. FIG. 9A shows the case where the opening is separated from the parallel plate and the optical path conversion element, and FIG. 9B shows the case where the opening, the parallel plate and the optical path conversion element are integrated. There is. The same configurations as those in FIG. 4A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、図9(a)に示すように、平行平板PLの物体側に遮光部材1が位置し、平行平板PLと光路変換素子PRとの間に明るさ絞り40が位置している。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the light blocking member 1 is located on the object side of the parallel plate PL, and the brightness between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR is increased. The diaphragm 40 is located.

図9(a)では、見易さのために、明るさ絞り40は、平行平板PLや光路変換素子PRから離れた場所に位置している。しかしながら、後述のように、平行平板PLと光路変換素子PRとは一体化されている。よって、実際には、明るさ絞り40は、平行平板PLや光路変換素子PRと密着している。 In FIG. 9A, for ease of viewing, the aperture stop 40 is located away from the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. However, as described later, the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated. Therefore, in reality, the aperture stop 40 is in close contact with the parallel plate PL and the optical path conversion element PR.

明るさ絞り40は、不透明な平板41で構成されている。不透明な平板41には、開口部42と開口部43が設けられている。開口部42と開口部43は、不透明な平板41に形成された貫通孔である。 The aperture stop 40 is composed of an opaque flat plate 41. The opaque flat plate 41 is provided with an opening 42 and an opening 43. The opening 42 and the opening 43 are through holes formed in the opaque flat plate 41.

上述のように、内視鏡の光学系は小型で、光学系の全長が非常に短い。そのため、不透明な平板2と同様に、不透明な平板41の厚みは薄くなりやすい。不透明な平板41の厚みが薄くなりすぎると、明るさ絞り40を単独で保持することが困難になる。仮に明るさ絞り40を単独で保持できたとしても、鏡枠BAL内で、明るさ絞り40を正確に位置決めすることは困難である。 As described above, the optical system of the endoscope is small and the total length of the optical system is very short. Therefore, like the opaque flat plate 2, the thickness of the opaque flat plate 41 is likely to be thin. If the thickness of the opaque flat plate 41 is too thin, it becomes difficult to hold the aperture stop 40 alone. Even if the aperture stop 40 can be held alone, it is difficult to accurately position the aperture stop 40 within the lens frame BAL.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、明るさ絞り40は、平行平板PLと光路変換素子PRとの間に位置する。しかも、平行平板PLと光路変換素子PRは一体化されている。そのため、明るさ絞り40は、平行平板PLと光路変換素子PRとに挟まれる形で、平行平板PLや光路変換素子PRと一体化される。その結果、明るさ絞り40の保持を容易に行うことができ、且つ、明るさ絞り40を正確に位置決めすることができる。 In the imaging device for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, the aperture stop 40 is located between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. Moreover, the parallel plate PL and the optical path conversion element PR are integrated. Therefore, the aperture stop 40 is integrated with the parallel plate PL and the optical path conversion element PR so as to be sandwiched between the parallel plate PL and the optical path conversion element PR. As a result, the aperture stop 40 can be easily held, and the aperture stop 40 can be accurately positioned.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置は、2つの入射瞳を有する。2つの入射瞳の位置がばらつくと、立体視が困難になる。2つの入射瞳の位置のばらつきとしては、光軸方向における位置のばらつきや、光軸と直交する面内における位置のばらつきがある。 The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to this embodiment has two entrance pupils. If the positions of the two entrance pupils vary, stereoscopic vision becomes difficult. The variation of the positions of the two entrance pupils includes the variation of the position in the optical axis direction and the variation of the position in the plane orthogonal to the optical axis.

開口部42の位置と開口部43の位置が、光軸方向で異なると、2つの入射瞳の位置も、光軸方向でばらつく。この場合、立体視が困難になる。 When the position of the opening 42 and the position of the opening 43 are different in the optical axis direction, the positions of the two entrance pupils also vary in the optical axis direction. In this case, stereoscopic vision becomes difficult.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、開口部42と開口部43は1枚の平板に形成されている。更に、明るさ絞り40は、平行平板PLと一体化されている。よって、開口部42の位置と開口部43の位置を、光軸方向で略同一にすることができる。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, the opening 42 and the opening 43 are formed as one flat plate. Further, the aperture stop 40 is integrated with the parallel plate PL. Therefore, the position of the opening 42 and the position of the opening 43 can be made substantially the same in the optical axis direction.

このようにできると、明るさ絞り40よりも物体側に位置する光学系に対して、明るさ絞り40の位置誤差を最小にすることができる。その結果、光軸方向における2つの入射瞳の位置のばらつきを、低減することができる。 By doing so, it is possible to minimize the position error of the aperture stop 40 with respect to the optical system located on the object side of the aperture stop 40. As a result, variations in the positions of the two entrance pupils in the optical axis direction can be reduced.

また、立体視に必要な視差は、2つの光軸と直交する方向に生じる。よって、2つの光軸と直交する方向(以下、「視差方向」という)における2つの入射瞳の間隔も重要になる。この間隔が設計値からずれると、十分な視差を得ることができないか、又は、視差が大きくなりすぎて立体視が困難になる。 Further, the parallax required for stereoscopic vision occurs in the direction orthogonal to the two optical axes. Therefore, the distance between the two entrance pupils in the direction orthogonal to the two optical axes (hereinafter referred to as “parallax direction”) is also important. If this interval deviates from the design value, sufficient parallax cannot be obtained, or parallax becomes too large, which makes stereoscopic vision difficult.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、開口部42と開口部43は1枚の平板に形成されている。この場合、1つの平板に1つの開口部を有する部材を2つ使用する方法に比べると、設計値からのずれが最小となるように、開口部42や開口部43を形成することができる。よって、光軸と直交する面内における位置のずれを最小限にすることができる。その結果、光軸と直交する面内における2つの入射瞳の位置のばらつきを少なくすることができる。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, the opening 42 and the opening 43 are formed as one flat plate. In this case, the openings 42 and 43 can be formed so that the deviation from the design value is minimized as compared with the method of using two members having one opening on one flat plate. Therefore, it is possible to minimize the positional deviation in the plane orthogonal to the optical axis. As a result, it is possible to reduce variations in the positions of the two entrance pupils in the plane orthogonal to the optical axis.

更に、組み立て時に、開口部42と開口部43との相対位置を調整する必要が無い。よって、組み立て時の誤差を少なくすることができる。 Furthermore, it is not necessary to adjust the relative positions of the opening 42 and the opening 43 during assembly. Therefore, the error during assembly can be reduced.

更に、明るさ絞り40は、平行平板PLと一体化されている。上述のように、平行平板PLは、単一の部材で構成されているので、外径の形状や大きさは自由に設定することができる。更に、平行平板PLの外径を位置決めに適した形状にすると共に、外周や光学面を高い精度で加工することができる。 Further, the aperture stop 40 is integrated with the parallel plate PL. As described above, since the parallel plate PL is composed of a single member, the shape and size of the outer diameter can be set freely. Further, the outer diameter of the parallel plate PL can be formed into a shape suitable for positioning, and the outer circumference and the optical surface can be processed with high accuracy.

そのため、開口部42と開口部43については、光軸方向における誤差を少なくすることができる。その結果、光軸方向における2つの入射瞳の位置のばらつきを少なくすることができる。 Therefore, regarding the opening 42 and the opening 43, it is possible to reduce the error in the optical axis direction. As a result, it is possible to reduce variations in the positions of the two entrance pupils in the optical axis direction.

上述のように、不透明な平板2は平行平板PLと一体化することが好ましい。このようにすることで、遮光部材1の保持を容易に行うことができ、且つ、遮光部材1を正確に位置決めすることができる。その結果、迷光の遮光をより的確に行うことができる。 As described above, the opaque flat plate 2 is preferably integrated with the parallel flat plate PL. By doing so, the light shielding member 1 can be easily held and the light shielding member 1 can be accurately positioned. As a result, stray light can be shielded more accurately.

光路変換素子PR、明るさ絞り40及び平行平板PLは一体化されている。そのため、遮光部材1を平行平板PLと一体化することで、図9(b)に示すように、遮光部材1、平行平板PL、明るさ絞り40及び光路変換素子PRが一体化される。その結果、製造が容易な立体内視鏡用撮像装置を実現することができる。 The optical path conversion element PR, the aperture stop 40, and the parallel plate PL are integrated. Therefore, by integrating the light blocking member 1 with the parallel plate PL, the light blocking member 1, the parallel plate PL, the aperture stop 40, and the optical path conversion element PR are integrated as shown in FIG. 9B. As a result, it is possible to realize an imaging device for a stereoscopic endoscope that is easy to manufacture.

図7(b)に示すように、平行平板PLが不透明な材料で構成されている場合、平行平板PLの像側面に、明るさ絞り40を配置させても良い。また、第1の開口部21の開口径と第2の開口部22の開口径は、明るさ絞り40の開口部の開口径よりも大きい。よって、物体側面から像側面に向かって直径が小さくなるように、貫通孔を形成しても良い。 As shown in FIG. 7B, when the parallel plate PL is made of an opaque material, the aperture stop 40 may be arranged on the image side of the parallel plate PL. The opening diameter of the first opening 21 and the opening diameter of the second opening 22 are larger than the opening diameter of the opening of the brightness diaphragm 40. Therefore, the through hole may be formed so that the diameter decreases from the object side surface to the image side surface.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、平行平板の像側面に、遮光部と、明るさ絞りの開口部と、が形成され、平行平板の像側面の遮光部は、遮光材料によって形成されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, the light blocking portion and the aperture portion of the aperture stop are formed on the image side surface of the parallel plate, and the light blocking portion on the image side surface of the parallel plate is formed of the light blocking material. Is preferably provided.

図6(a)、(b)に示すように、遮光材料を用いて、平行平板PLの物体側面に、遮光部と開口部とを形成することができる。ただし、遮光部と開口部とを形成できる面は、この面に限られない。当然のことながら、遮光材料を用いて、平行平板PLの像側面に、遮光部と開口部とを形成することができる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, a light blocking material and an opening can be formed on the object side surface of the parallel plate PL using a light blocking material. However, the surface on which the light-shielding portion and the opening can be formed is not limited to this surface. As a matter of course, the light blocking material and the opening can be formed on the image side surface of the parallel plate PL by using the light blocking material.

図6(a)に示す遮光領域10では、遮光部11と、第1の開口部12と、第2の開口部13と、が形成されている。第1の開口部12と第2の開口部13を、明るさ絞りの開口部に置き換えれば、平行平板PLの像側面に、明るさ絞りの遮光部と開口部とを形成することができる。 In the light shielding area 10 shown in FIG. 6A, a light shielding portion 11, a first opening portion 12 and a second opening portion 13 are formed. By replacing the first opening 12 and the second opening 13 with the aperture of the aperture stop, it is possible to form the light-shielding portion and the aperture of the aperture stop on the image side surface of the parallel plate PL.

また、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、光路変換素子の物体側面に、遮光部と、明るさ絞りの開口部と、が形成され、光路変換素子の物体側面の遮光部は、遮光材料によって形成されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, a light blocking portion and an aperture portion of the aperture stop are formed on the object side surface of the optical path conversion element, and the light blocking portion on the object side surface of the optical path conversion element is It is preferably formed of a light shielding material.

図6(a)、(c)に示すように、遮光材料を用いて、光路変換素子PRの像側面に、遮光部と開口部とを形成することができる。ただし、遮光部と開口部とを形成できる面は、この面に限られない。当然のことながら、遮光材料を用いて、光路変換素子PRの物体側面に、遮光部と開口部とを形成することができる。 As shown in FIGS. 6A and 6C, a light blocking material and an opening can be formed on the image side surface of the optical path conversion element PR using a light blocking material. However, the surface on which the light-shielding portion and the opening can be formed is not limited to this surface. As a matter of course, the light-shielding material can be used to form the light-shielding portion and the opening on the object side surface of the optical path conversion element PR.

図6(a)に示す遮光領域10では、遮光部11と、第1の開口部12と、第2の開口部13と、が形成されている。第1の開口部12と第2の開口部13を、明るさ絞りの開口部に置き換えれば、光路変換素子PRの物体側に、明るさ絞りの遮光部と開口部とを形成することができる。 In the light shielding area 10 shown in FIG. 6A, a light shielding portion 11, a first opening portion 12 and a second opening portion 13 are formed. By replacing the first opening 12 and the second opening 13 with the opening of the aperture stop, the light blocking portion and the opening of the aperture stop can be formed on the object side of the optical path conversion element PR. ..

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、光路変換素子は、単一の部材で構成されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to the present embodiment, it is preferable that the optical path conversion element is composed of a single member.

図10は、光路変換素子を示す図である。図8(b)や図9(b)と同じ構成については同じ番号を付し、説明は省略する。 FIG. 10 is a diagram showing an optical path changing element. The same numbers are given to the same configurations as those in FIG. 8B and FIG. 9B, and the description will be omitted.

図8(b)や図9(b)では、光路変換素子PRは2つの部材で構成されている。これに対して、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、図10に示すように、光路変換素子PR’は、単一の部材で構成されている。 In FIG. 8B and FIG. 9B, the optical path conversion element PR is composed of two members. On the other hand, in the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, as shown in FIG. 10, the optical path conversion element PR′ is composed of a single member.

以下、光路変換素子が単一の部材で構成されている場合と、光路変換素子が2つの部材で構成されている場合と、を比較する。光路変換素子として、直角プリズムが用いられているものとする。この場合、光路変換素子は、入射面、反射面及び射出面を有する。 Hereinafter, a case where the optical path changing element is composed of a single member and a case where the optical path changing element is composed of two members will be compared. A rectangular prism is used as the optical path changing element. In this case, the optical path conversion element has an entrance surface, a reflection surface, and an exit surface.

また、第1の光軸AX1fと第2の光軸AX2fは、平行になっているものとする。第1の光軸AX1fは、光路変換素子よりも物体側における第1の光路の光軸である。第2の光軸AX2fは、光路変換素子よりも物体側における第2の光路の光軸である。 In addition, the first optical axis AX1f and the second optical axis AX2f are assumed to be parallel. The first optical axis AX1f is the optical axis of the first optical path on the object side of the optical path conversion element. The second optical axis AX2f is the optical axis of the second optical path on the object side of the optical path conversion element.

光路変換素子が単一の部材で構成されている場合、2つの光路にわたって単一の反射面が位置する。よって、第1の光路と第2の光路は、共に、同じ反射面で折り曲げられる。 When the optical path changing element is composed of a single member, a single reflecting surface is located across the two optical paths. Therefore, both the first optical path and the second optical path are bent at the same reflecting surface.

入射面に対する反射面の角度は、反射面内のどの位置でも同じである。この場合、反射面の向きは、第1の光軸AX1fと交わる位置と第2の光軸AX2fと交わる位置とで同一になる。 The angle of the reflecting surface with respect to the entrance surface is the same at any position within the reflecting surface. In this case, the direction of the reflecting surface is the same at the position intersecting with the first optical axis AX1f and the position intersecting with the second optical axis AX2f.

上述のように、第1の光軸AX1fと第2の光軸AX2fは、平行になっている。すなわち、第1の光軸AX1fの向きと第2の光軸AX2fの向きは、同一である。よって、第1の光軸AX1rの向きと第2の光軸AX2rの向きも、同一になる。第1の光軸AX1rは、光路変換素子よりも像側における第1の光路の光軸である。第2の光軸AX2rは、光路変換素子よりも像側における第2の光路の光軸である。 As described above, the first optical axis AX1f and the second optical axis AX2f are parallel to each other. That is, the direction of the first optical axis AX1f and the direction of the second optical axis AX2f are the same. Therefore, the direction of the first optical axis AX1r and the direction of the second optical axis AX2r are also the same. The first optical axis AX1r is the optical axis of the first optical path on the image side of the optical path conversion element. The second optical axis AX2r is the optical axis of the second optical path on the image side of the optical path conversion element.

また、入射面と反射面との間隔は、第1の光路と第2の光路とで同一である。よって、入射面と平行な同一面内に、第1の光軸AX1rと第2の光軸AX2rとが位置する。すなわち、第1の光軸AX1rの位置と第2の光軸AX2rの位置との間で、視差方向と直交する方向のずれは生じない。 The distance between the incident surface and the reflective surface is the same in the first optical path and the second optical path. Therefore, the first optical axis AX1r and the second optical axis AX2r are located in the same plane parallel to the incident surface. That is, there is no shift in the direction orthogonal to the parallax direction between the position of the first optical axis AX1r and the position of the second optical axis AX2r.

このように、光路変換素子が単一の部材で構成されている場合、第1の光軸AX1rの向きや第2の光軸AX2rの向きを調整する必要がない。また、第1の光軸AX1rと第2の光軸AX2rとの相対間隔や相対位置を調整する必要がない。 As described above, when the optical path conversion element is composed of a single member, it is not necessary to adjust the orientation of the first optical axis AX1r or the orientation of the second optical axis AX2r. Further, there is no need to adjust the relative distance or relative position between the first optical axis AX1r and the second optical axis AX2r.

光路変換素子が2つの部材で構成されている場合、2つの光路の各々に、反射面が位置する。よって、第1の光路と第2の光路は、各々、異なる反射面で折り曲げられる。 When the optical path changing element is composed of two members, the reflecting surface is located in each of the two optical paths. Therefore, the first optical path and the second optical path are respectively bent by different reflecting surfaces.

上述のように、単一の部材では、入射面に対する反射面の角度は、反射面内のどの位置でも同じになる。ただし、一方の部材と他方の部材とでは、入射面に対する反射面の角度は、必ずしも同じにならない。この場合、反射面の向きは、第1の光軸AX1fと交わる位置と第2の光軸AX2fと交わる位置とで異なる。 As described above, in a single member, the angle of the reflecting surface with respect to the entrance surface is the same at any position within the reflecting surface. However, one member and the other member do not necessarily have the same angle of the reflecting surface with respect to the incident surface. In this case, the direction of the reflecting surface is different between the position intersecting with the first optical axis AX1f and the position intersecting with the second optical axis AX2f.

上述のように、第1の光軸AX1fと第2の光軸AX2fは、平行になっている。すなわち、第1の光軸AX1fの向きと第2の光軸AX2fの向きは、同一である。しかしながら、反射面の向きが2つの部材で異なるので、第1の光軸AX1rの向きと第2の光軸AX2rの向きは異なる。 As described above, the first optical axis AX1f and the second optical axis AX2f are parallel to each other. That is, the direction of the first optical axis AX1f and the direction of the second optical axis AX2f are the same. However, since the two members have different reflecting surface orientations, the first optical axis AX1r and the second optical axis AX2r have different orientations.

また、一方の部材と他方の部材とでは、入射面と反射面との間隔は、必ずしも同じにならない。この場合、入射面と反射面との間隔は、第1の光路と第2の光路とで異なる。その結果、入射面と平行な同一面内に、第1の光軸AX1rと第2の光軸AX2rとが位置しなくなる。すなわち、第1の光軸AX1rの位置と第2の光軸AX2rの位置との間に、視差方向と直交する方向のずれが生じる。 In addition, the distance between the incident surface and the reflecting surface is not necessarily the same in one member and the other member. In this case, the distance between the incident surface and the reflecting surface differs between the first optical path and the second optical path. As a result, the first optical axis AX1r and the second optical axis AX2r do not lie in the same plane parallel to the incident surface. That is, a shift in the direction orthogonal to the parallax direction occurs between the position of the first optical axis AX1r and the position of the second optical axis AX2r.

このように、光路変換素子が2つの部材で構成されている場合、第1の光軸AX1rの向きや第2の光軸AX2rの向きを調整する必要が生じる。また、第1の光軸AX1rと第2の光軸AX2rとの相対間隔や相対位置を調整する必要が生じる。 Thus, when the optical path conversion element is composed of two members, it becomes necessary to adjust the orientation of the first optical axis AX1r and the orientation of the second optical axis AX2r. Further, it becomes necessary to adjust the relative distance and the relative position between the first optical axis AX1r and the second optical axis AX2r.

一方の部材と他方の部材とでは、入射面に対する反射面の角度が同じで、且つ、入射面と反射面との間隔が同じ場合であっても、調整が必要になる場合がある。 One member and the other member may require adjustment even if the angle of the reflecting surface with respect to the incident surface is the same and the distance between the incident surface and the reflecting surface is the same.

図1に示すように、光路変換素子では、軸外光束LBoffax光線高が低くなっている。そのため、2つの部材を小型化することができる。小型化した2つの部材を並列に接合すると、2つの光軸を近づけなくてはならなくなる。 As shown in FIG. 1, the optical path conversion element, the principal ray height of an off-axis light flux LB Offax is low. Therefore, the two members can be downsized. When two miniaturized members are joined in parallel, the two optical axes must be brought close to each other.

しかしながら、適切な視差を確保するために、2つの光軸の間隔はある程度広げておく必要がある。そのため、2つの部材は、分離された状態で平行平板と一体化されることになる。 However, in order to secure an appropriate parallax, the distance between the two optical axes needs to be widened to some extent. Therefore, the two members are integrated with the parallel plate in a separated state.

この場合、一方の部材は、第1の光軸AX1fの周りに回転可能な状態になる。また、他方の部材は、第2の光軸AX2fの周りに回転可能な状態になる。そのため、第1の光軸AX1rの向きや第2の光軸AX2rの向きを調整する必要が生じる。 In this case, one of the members becomes rotatable about the first optical axis AX1f. Further, the other member is in a state of being rotatable around the second optical axis AX2f. Therefore, it becomes necessary to adjust the orientation of the first optical axis AX1r and the orientation of the second optical axis AX2r.

以上のように、光路変換素子が単一の部材で構成されている場合に比べると、光路変換素子が2つの部材で構成されている場合では、組み立て時の調整の必要性が格段に高くなる。 As described above, when the optical path conversion element is composed of two members, the necessity of adjustment at the time of assembly is significantly higher than when the optical path conversion element is composed of a single member. ..

組み立て時の調整が不十分な場合、光学像の形成位置や光学像の向きが、設計時の位置や向きと一致しなくなってしまう。このような不一致は、画像処理で補正することができる。ただし、コストを考慮すると、このような不一致の発生は好ましくない。 If the adjustment at the time of assembly is insufficient, the formation position of the optical image and the orientation of the optical image will not match the position and orientation at the time of design. Such inconsistency can be corrected by image processing. However, in consideration of cost, the occurrence of such a mismatch is not preferable.

このような不一致が発生しないようにするためには、組み立て時の調整に多大な時間を費やなくてはならない。しかしながら、組み立て時の調整に時間がかかると、組み立て時の作業効率が大きく低下してしまう。 In order to prevent such inconsistency, a great amount of time must be spent on adjustment during assembly. However, if adjustment takes a long time at the time of assembly, work efficiency at the time of assembly will be significantly reduced.

このようなことから、光路変換素子を単一の部材で構成することが好ましい。光路変換素子を単一の部材で構成することで、組み立て時の作業効率の低下を防止することができる。また、画像処理による補正も必要なくなる。よって、コストの上昇を抑えることができる。 For this reason, it is preferable that the optical path conversion element is composed of a single member. By configuring the optical path conversion element with a single member, it is possible to prevent a reduction in work efficiency during assembly. Further, correction by image processing is not necessary. Therefore, increase in cost can be suppressed.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置では、光路変換素子は、第1の光路変換素子と第2の光路変換素子で構成され、第1の光路変換素子と第2の光路変換素子とは、別々に構成されていることが好ましい。 In the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment, the optical path changing element is composed of a first optical path changing element and a second optical path changing element, and the first optical path changing element and the second optical path changing element are different from each other. It is preferable that they are separately configured.

上述のように、光路変換素子が単一の部材で構成されている場合に比べると、光路変換素子が2つの部材で構成されている場合では、組み立て時の調整の必要性が格段に高くなる。 As described above, when the optical path conversion element is composed of two members, the necessity of adjustment at the time of assembly is significantly higher than when the optical path conversion element is composed of a single member. ..

ただし、一方の部材と他方の部材とが、以下の(I)、(II)、(III)を満足する場合、2つの部材を一体化することで、光路変換素子を単一の部材で構成した場合と同等になる。
(I)入射面に対する反射面の角度が同じである。
(II)入射面と反射面との間隔が同じである。
(III)2つの部材が、並列した状態で接合可能な大きさを有する。
However, when one member and the other member satisfy the following (I), (II), and (III), the optical path conversion element is configured by a single member by integrating the two members. It will be the same as if you did.
(I) The angle of the reflecting surface with respect to the incident surface is the same.
(II) The distance between the incident surface and the reflective surface is the same.
(III) The two members are large enough to be joined in parallel.

この場合、調整の必要性が少なくなるので、光路変換素子を、第1の光路変換素子と第2の光路変換素子とで構成することができる。 In this case, since the necessity for adjustment is reduced, the optical path conversion element can be configured by the first optical path conversion element and the second optical path conversion element.

本実施形態の立体内視鏡用撮像装置に用いられる光学系の具体例について、説明する。図11は、本実施形態の立体内視鏡用撮像装置に用いられる光学系の断面図である。 A specific example of the optical system used in the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope of the present embodiment will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical system used in the image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope according to this embodiment.

立体内視鏡用の光学系は、物体側から順に、平凹負レンズL1と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、平行平板PLと、光路変換素子PRと、平凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、で構成されている。 An optical system for a stereoscopic endoscope includes, in order from the object side, a plano-concave negative lens L1, a positive meniscus lens L2 having a convex surface facing the image side, a negative meniscus lens L3 having a convex surface facing the image side, and a parallel plate. PL, an optical path conversion element PR, a plano-convex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L6.

正メニスカスレンズL2と負メニスカスレンズL3とが接合されている。平行平板PLと光路変換素子PRとが接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが接合されている。 The positive meniscus lens L2 and the negative meniscus lens L3 are cemented. The parallel plate PL and the optical path conversion element PR are joined. The negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are cemented together.

両凸正レンズL6の像側には、カバーガラスC1とカバーガラスC2とが配置されている。カバーガラスC2は、撮像素子のカバーガラスである。カバーガラスC2の像側面には、撮像素子の撮像面Iが位置している。よって、カバーガラスC2の像側面に、光学像Iが形成されている。 A cover glass C1 and a cover glass C2 are arranged on the image side of the biconvex positive lens L6. The cover glass C2 is a cover glass of the image sensor. The image pickup surface I of the image pickup element is located on the image side surface of the cover glass C2. Therefore, the optical image I is formed on the image side surface of the cover glass C2.

光学系の光路は、光路変換素子PRの反射面で折り曲げられる。この例では、光路変換素子PRとして、直角プリズムが用いられている。折り曲げ後の光路は、折り曲げ前の光路と直交している。 The optical path of the optical system is bent by the reflection surface of the optical path conversion element PR. In this example, a rectangular prism is used as the optical path changing element PR. The optical path after bending is orthogonal to the optical path before bending.

以下に、上記実施例の数値データを示す。面データにおいて、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズのd線の屈折率、νdは各レンズのアッベ数である。 The numerical data of the above examples are shown below. In the surface data, r is the radius of curvature of each lens surface, d is the distance between the lens surfaces, nd is the d-line refractive index of each lens, and νd is the Abbe number of each lens.

また、各種データにおいて、fは全系の焦点距離、Frはフレア絞りの半径、Arは明るさ絞りの半径である。 In various data, f is the focal length of the entire system, Fr is the radius of the flare stop, and Ar is the radius of the brightness stop.

数値実施例
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.34 1.88815 40.76
2 0.51 0.27 1
3(絞り) ∞ 0.13 1
4 -2.484 0.45 1.62409 36.26
5 -0.639 0.3 1.75453 35.33
6 -0.84 0.317 1
7(絞り) ∞ 0.03 1
8 ∞ 0.3 1.93429 18.9
9 ∞ 0.0 1
10(絞り) ∞ 0.03 1
11 ∞ 0.70 1.93429 18.9
12 ∞ 0.03 1
13(絞り) ∞ 0.2388 1
14 ∞ 0.5 1.48915 70.23
15 -1.566 0.1777 1
16 6.745 0.3 1.74706 27.79
17 1.072 0.8 1.48915 70.23
18 -1.686 1.2991 1
19 ∞ 0.7 1.51825 64.14
20 ∞ 0.02 1.5119 64.06
21 ∞ 0.7 1.6135 50.5
22(撮像面) ∞

各種データ
f 0.87
Fr (r3) 0.38
Fr (r7) 0.22
Fr (r13) 0.3
Ar (r10) 0.159
Numerical Example Unit mm

Surface data Surface number rd nd νd
1 ∞ 0.34 1.88815 40.76
2 0.51 0.27 1
3 (Aperture) ∞ 0.13 1
4 -2.484 0.45 1.62409 36.26
5 -0.639 0.3 1.75453 35.33
6 -0.84 0.317 1
7 (Aperture) ∞ 0.03 1
8 ∞ 0.3 1.93429 18.9
9 ∞ 0.0 1
10 (Aperture) ∞ 0.03 1
11 ∞ 0.70 1.93429 18.9
12 ∞ 0.03 1
13 (aperture) ∞ 0.2388 1
14 ∞ 0.5 1.48915 70.23
15 -1.566 0.1777 1
16 6.745 0.3 1.74706 27.79
17 1.072 0.8 1.48915 70.23
18 -1.686 1.2991 1
19 ∞ 0.7 1.51825 64.14
20 ∞ 0.02 1.5119 64.06
21 ∞ 0.7 1.6135 50.5
22 (imaging plane) ∞

Various data f 0.87
Fr (r3) 0.38
Fr (r7) 0.22
Fr (r13) 0.3
Ar (r10) 0.159

(付記)
なお、上述の実施形態から以下の構成の発明が導かれる。
(Appendix)
The invention of the following configurations is derived from the above-mentioned embodiment.

(付記項1)
不透明な平板を更に有し、
平行平板は、無色透明な平板であり、
第1の開口部と第2の開口部は、不透明な平板に形成された孔であることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項2)
平行平板は、無色透明な平板であり、
平行平板の物体側面又は光路変換素子の像側面に、遮光部と、第1の開口部と、第2の開口部と、が形成され、
遮光部は、遮光材料によって形成されていることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項3)
平行平板は、不透明な材料で形成され、
第1の開口部と第2の開口部は、平行平板に形成された孔であることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項4)
第1の光路に位置する第3の開口部と、
第2の光路に位置する第4の開口部と、を有し、
第3の開口部と第4の開口部は、所定の位置よりも像側に位置することを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項5)
第3の開口部と第4の開口部は、光路変換素子の像側面に位置することを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項6)
不透明な平板を更に有し、
平行平板は、無色透明な平板であり、
第3の開口部と第4の開口部は、不透明な平板に形成された孔であることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項7)
光路変換素子の像側面に、遮光部と、第3の開口部と、第4の開口部と、が形成され、
遮光部は、遮光材料によって形成されていることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項8)
明るさ絞りの開口部は、不透明な平板に形成された孔であり、
明るさ絞りは、平行平板と光路変換素子との間に位置し、
平行平板、明るさ絞り及び光路変換素子が、一体化されていることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項9)
平行平板の像側面に、遮光部と、明るさ絞りの開口部と、が形成され、
平行平板の像側面の遮光部は、遮光材料によって形成されていることを特徴とする立体視鏡用撮像装置。
(付記項10)
光路変換素子の物体側面に、遮光部と、明るさ絞りの開口部と、が形成され、
光路変換素子の物体側面の遮光部は、遮光材料によって形成されていることを特徴とする立体視鏡用撮像装置。
(付記項11)
光路変換素子は、単一の部材で構成されていることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(付記項12)
光路変換素子は、第1の光路変換素子と第2の光路変換素子で構成され、
第1の光路変換素子と第2の光路変換素子とは、別々に構成されていることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
(Appendix 1)
Further having an opaque plate,
The parallel plate is a colorless and transparent plate,
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the first opening and the second opening are holes formed in an opaque flat plate.
(Appendix 2)
The parallel plate is a colorless and transparent plate,
A light blocking portion, a first opening portion, and a second opening portion are formed on the object side surface of the parallel plate or the image side surface of the optical path conversion element,
The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope, wherein the light shielding portion is formed of a light shielding material.
(Appendix 3)
The parallel plate is made of an opaque material,
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the first opening and the second opening are holes formed in a parallel plate.
(Appendix 4)
A third opening located in the first optical path,
A fourth opening located in the second optical path,
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the third opening and the fourth opening are located closer to the image side than a predetermined position.
(Appendix 5)
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the third opening and the fourth opening are located on the image side surface of the optical path conversion element.
(Appendix 6)
Further having an opaque plate,
The parallel plate is a colorless and transparent plate,
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the third opening and the fourth opening are holes formed in an opaque flat plate.
(Appendix 7)
A light shielding portion, a third opening portion, and a fourth opening portion are formed on the image side surface of the optical path conversion element,
The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope, wherein the light shielding portion is formed of a light shielding material.
(Appendix 8)
The aperture of the aperture stop is a hole formed in an opaque flat plate,
The aperture stop is located between the parallel plate and the optical path changing element,
An image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope, wherein a parallel plate, an aperture stop, and an optical path changing element are integrated.
(Appendix 9)
A light-shielding portion and an aperture of the aperture stop are formed on the image side surface of the parallel plate,
The image pickup device for a stereoscopic endoscope, wherein the light-shielding portion on the image side of the parallel plate is formed of a light-shielding material.
(Appendix 10)
A light blocking portion and an aperture portion of the aperture stop are formed on the object side surface of the optical path conversion element,
The image pickup apparatus for a stereoscopic endoscope, wherein the light-shielding portion on the object side surface of the optical path conversion element is formed of a light-shielding material.
(Appendix 11)
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the optical path changing element is composed of a single member.
(Appendix 12)
The optical path changing element comprises a first optical path changing element and a second optical path changing element,
The imaging device for a stereoscopic endoscope, wherein the first optical path changing element and the second optical path changing element are configured separately.

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、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合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 only these embodiments, and is configured by appropriately combining the configurations of these embodiments without departing from the spirit thereof. The form is also within the scope of the present invention.

以上のように、本発明は、2つの光路だけで光学系が構成されている立体内視鏡において、迷光が少ない光学系を有する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に適している。また、本発明は、製造が容易な立体内視鏡と立体内視鏡用撮像装置に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention is a stereoscopic endoscope in which an optical system is configured by only two optical paths, and an objective optical system for a stereoscopic endoscope having an optical system with less stray light, a stereoscopic endoscope, and a stereoscopic system. It is suitable for imaging devices for endoscopes. Further, the present invention is suitable for a stereoscopic endoscope and an imaging device for a stereoscopic endoscope that are easy to manufacture.

OBJ1 第1の光学系
OBJ2 第2の光学系
OP1 第1の光路
OP2 第2の光路
L1〜L6 レンズ
PL 平行平板
PR 光路変換素子
C1、C2 カバーガラス
IS 撮像素子
I 光学像(撮像面)
I1 第1の光学像
I2 第2の光学像
BAL 鏡枠
in1、Pin2 鏡枠BALの内面の点
P1 位置(所定の位置)
LBflar 迷光
LBax 軸上光束
LBoffax 軸外光束
S 明るさ絞り
ST1 第1の開口部
ST2 第2の開口部
PLf 平行平板PLの物体側面
PRr 光路変換素子PRの像側面
1、20、30 遮光部材
2、31 不透明な平板
3、21 第1の開口部
4、22 第2の開口部
10 遮光領域
11 遮光部
12 第1の開口部
13 第2の開口部
32 第3の開口部
33 第4の開口部
40 明るさ絞り
41 不透明な平板
42、43 開口部
AX1f 第1の光軸
AX2f 第2の光軸
AX1r 第1の光軸
AX2r 第2の光軸

OBJ1 1st optical system OBJ2 2nd optical system OP1 1st optical path OP2 2nd optical path L1-L6 lens PL parallel plate PR optical path conversion element C1, C2 cover glass IS image sensor I optical image (imaging surface)
I1 First optical image I2 Second optical image BAL Lens frame P in1 and P in2 Point on inner surface of lens frame BAL
P1 position (predetermined position)
LB flar Stray light LB ax On- axis light flux LB offax Off-axis light flux S Brightness stop ST1 First aperture ST2 Second aperture S PLf Object side surface of parallel plate PL S PRr Image side surface 1, 20 of optical path conversion element PR 30 Light-shielding member 2, 31 Opaque flat plate 3, 21 1st opening part 4, 22 2nd opening part 10 Light-shielding area 11 Light-shielding part 12 1st opening part 13 2nd opening part 32 3rd opening part 33 Fourth aperture 40 Brightness diaphragm 41 Opaque flat plates 42, 43 Aperture AX1f First optical axis AX2f Second optical axis AX1r First optical axis AX2r Second optical axis

Claims (7)

第1の光路に配置され、第1の光学像を生成する第1の光学系と、
第2の光路に配置され、第2の光学像を生成する第2の光学系と、
前記第1の光学像と前記第2の光学像を撮像する撮像素子と、を有し、
前記第1の光路と前記第2の光路の各々に、平行平板と、光路変換素子と、が位置し、
前記平行平板と前記光路変換素子とは、一体化されており、
前記平行平板は、単一の部材で構成され、
所定の位置は、前記平行平板の物体側面と前記光路変換素子の像側面との間の任意の位置であり、
前記第1の光学系と前記第2の光学系では、前記所定の位置で、軸外光束の光線高が最も低くなり、
第1の開口部は、前記第1の光路に位置し、
第2の開口部は、前記第2の光路に位置し、
前記第1の開口部と前記第2の開口部は、共に、前記所定の位置よりも物体側に位置するか、又は前記所定の位置よりも像側に位置し、
前記所定の位置に、明るさ絞りが配置されていることを特徴とする立体内視鏡用撮像装置。
A first optical system disposed in the first optical path and generating a first optical image;
A second optical system arranged in the second optical path to generate a second optical image;
An image pickup device for picking up the first optical image and the second optical image,
A parallel plate and an optical path conversion element are located in each of the first optical path and the second optical path,
The parallel plate and the optical path conversion element are integrated,
The parallel plate is composed of a single member,
The predetermined position is an arbitrary position between the object side surface of the parallel plate and the image side surface of the optical path conversion element,
In the first optical system and the second optical system, the chief ray height of the off- axis light flux is the lowest at the predetermined position,
The first opening is located in the first optical path,
The second opening is located in the second optical path,
The first opening and the second opening are both located closer to the object side than the predetermined position or closer to the image side than the predetermined position ,
Wherein the predetermined position, the stereoscopic endoscope imaging apparatus characterized that you have been disposed aperture stop.
前記第1の開口部と前記第2の開口部は、前記所定の位置よりも物体側に位置することを特徴とする請求項1に記載の立体内視鏡用撮像装置。 The imaging device for a stereoscopic endoscope according to claim 1, wherein the first opening and the second opening are located closer to the object side than the predetermined position. 前記第1の開口部と前記第2の開口部は、前記平行平板の物体側面上に位置することを特徴とする請求項2に記載の立体内視鏡用撮像装置。 The imaging device for a stereoscopic endoscope according to claim 2, wherein the first opening and the second opening are located on an object side surface of the parallel plate. 前記第1の開口部と前記第2の開口部は、前記所定の位置よりも像側に位置することを特徴とする請求項1に記載の立体内視鏡用撮像装置。 The imaging device for a stereoscopic endoscope according to claim 1, wherein the first opening and the second opening are located closer to the image side than the predetermined position. 前記第1の開口部と前記第2の開口部は、前記光路変換素子の像側面上に位置することを特徴とする請求項4に記載の立体内視鏡用撮像装置。 The imaging device for a stereoscopic endoscope according to claim 4, wherein the first opening and the second opening are located on an image side surface of the optical path conversion element. 第1の光路に配置され、第1の光学像を生成する第1の光学系と、A first optical system disposed in the first optical path and generating a first optical image;
第2の光路に配置され、第2の光学像を生成する第2の光学系と、を有し、A second optical system arranged in the second optical path to generate a second optical image,
前記第1の光路と前記第2の光路の各々に、平行平板と、光路変換素子と、が位置し、A parallel plate and an optical path conversion element are located in each of the first optical path and the second optical path,
前記平行平板と前記光路変換素子とは、一体化されており、The parallel plate and the optical path conversion element are integrated,
前記平行平板は、単一の部材で構成され、The parallel plate is composed of a single member,
所定の位置は、前記平行平板の物体側面と前記光路変換素子の像側面との間の任意の位置であり、The predetermined position is an arbitrary position between the object side surface of the parallel plate and the image side surface of the optical path conversion element,
前記第1の光学系と前記第2の光学系では、前記所定の位置で、軸外光束の主光線高が最も低くなり、In the first optical system and the second optical system, the chief ray height of the off-axis light flux is the lowest at the predetermined position,
第1の開口部は、前記第1の光路に位置し、The first opening is located in the first optical path,
第2の開口部は、前記第2の光路に位置し、The second opening is located in the second optical path,
前記第1の開口部と前記第2の開口部は、共に、前記所定の位置よりも物体側に位置するか、又は前記所定の位置よりも像側に位置し、The first opening and the second opening are both located closer to the object side than the predetermined position or closer to the image side than the predetermined position,
前記所定の位置に、明るさ絞りが配置されていることを特徴とする立体内視鏡用対物光学系。An objective optical system for a stereoscopic endoscope, wherein an aperture stop is arranged at the predetermined position.
請求項6に記載の立体内視鏡用対物光学系を備えることを特徴とする立体内視鏡。A stereoscopic endoscope comprising the objective optical system for a stereoscopic endoscope according to claim 6.
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