JPH06331939A - ステレオ光学装置 - Google Patents
ステレオ光学装置Info
- Publication number
- JPH06331939A JPH06331939A JP5145739A JP14573993A JPH06331939A JP H06331939 A JPH06331939 A JP H06331939A JP 5145739 A JP5145739 A JP 5145739A JP 14573993 A JP14573993 A JP 14573993A JP H06331939 A JPH06331939 A JP H06331939A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- subject
- stereo optical
- prism body
- lens
- optical device
- Prior art date
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な機構により、小さい被写体について良
好な立体感が得られると同時に、被写体領域の減少及び
幾何学的歪みを解消する。 【構成】 結像レンズ12,13と正レンズ15との間
に、菱形(或いは2個の梯形)のプリズム体14を設
け、このプリズム体14により、正レンズ15から入射
した左右の被写体像光201,202を、その入射時の
基線長aが出射時の基線長bよりも小さく状態で結像レ
ンズ12,13へ導く。これにより、内視鏡等で撮像さ
れる微小体に応じた小さい角度θ2 で被写体を捉えるこ
とができ、誇張されない良好な立体感が得られる。同時
に、正レンズ15とプリズム体14により、被写体像光
を結像レンズ12,13の主光線と一致させるので、被
写体領域の減少及び幾何学的歪みが解消できる。
好な立体感が得られると同時に、被写体領域の減少及び
幾何学的歪みを解消する。 【構成】 結像レンズ12,13と正レンズ15との間
に、菱形(或いは2個の梯形)のプリズム体14を設
け、このプリズム体14により、正レンズ15から入射
した左右の被写体像光201,202を、その入射時の
基線長aが出射時の基線長bよりも小さく状態で結像レ
ンズ12,13へ導く。これにより、内視鏡等で撮像さ
れる微小体に応じた小さい角度θ2 で被写体を捉えるこ
とができ、誇張されない良好な立体感が得られる。同時
に、正レンズ15とプリズム体14により、被写体像光
を結像レンズ12,13の主光線と一致させるので、被
写体領域の減少及び幾何学的歪みが解消できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内視鏡等に適用
される撮影又は観察用の光学装置であって、被写体を立
体視するためのステレオ光学装置の構造に関する。
される撮影又は観察用の光学装置であって、被写体を立
体視するためのステレオ光学装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】被写体を立体的な像として撮影、観察す
るためのステレオ光学装置が周知であり、このステレオ
光学装置では、図5に示されるように、平行配置された
右側レンズ(レンズ系)1と左側レンズ2によって被写
体3へ焦点合せすることができる。これによれば、被写
体3が上記左右レンズ1,2にて異なる角度で捉えら
れ、結像面4,5のそれぞれには異なる角度から見た被
写体3の像が結像することになる。従って、左右レンズ
1,2により得られた像を左右の目で重ねるようにして
見れば、被写体3が立体的な像として観察できる。
るためのステレオ光学装置が周知であり、このステレオ
光学装置では、図5に示されるように、平行配置された
右側レンズ(レンズ系)1と左側レンズ2によって被写
体3へ焦点合せすることができる。これによれば、被写
体3が上記左右レンズ1,2にて異なる角度で捉えら
れ、結像面4,5のそれぞれには異なる角度から見た被
写体3の像が結像することになる。従って、左右レンズ
1,2により得られた像を左右の目で重ねるようにして
見れば、被写体3が立体的な像として観察できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ステレオ光学装置では、上記のように左右レンズ1,2
が平行配置されている場合で、撮影しようとする被写体
3が近距離にあるときは、図5に示されるように、被写
体像6が外側端部に寄ってしまう。即ち、上記右側レン
ズ1と左側レンズ2とが所定の間隔を以て配置されるた
め、右側レンズ1では右側へ、左側レンズ2では左側へ
被写体像6が寄ってしまい、左右像が重なる範囲100
が小さくなる。従って、立体視できる被写体領域が狭く
なり、良好な立体像が得られないことになる。また、右
側レンズ1、左側レンズ2へ被写体3からの光線が斜に
入射することから、図5の被写体像6に示されるよう
に、円状の被写体3が楕円状となるような幾何学的な歪
みが生じるという問題がある。
ステレオ光学装置では、上記のように左右レンズ1,2
が平行配置されている場合で、撮影しようとする被写体
3が近距離にあるときは、図5に示されるように、被写
体像6が外側端部に寄ってしまう。即ち、上記右側レン
ズ1と左側レンズ2とが所定の間隔を以て配置されるた
め、右側レンズ1では右側へ、左側レンズ2では左側へ
被写体像6が寄ってしまい、左右像が重なる範囲100
が小さくなる。従って、立体視できる被写体領域が狭く
なり、良好な立体像が得られないことになる。また、右
側レンズ1、左側レンズ2へ被写体3からの光線が斜に
入射することから、図5の被写体像6に示されるよう
に、円状の被写体3が楕円状となるような幾何学的な歪
みが生じるという問題がある。
【0004】そこで、従来では図6に示されるように、
左右位置に設けられ、合焦のために前後移動可能とされ
た左右レンズ7,8の前段に、左右方向へ振ることがで
きるシリンドリカルレンズLaと固定レンズLbからな
り、偏角プリズムの作用をする偏角レンズ系9,10を
配置したものがある。これによれば、上記偏角レンズ系
9,10のそれぞれのシリンドリカルレンズLaを距離
に応じて外側へ振ってやれば、左右レンズ7,8の主光
線が被写体3の中心へ向くようになり、これにより上記
被写体領域の減少と、幾何学的歪みが解消される。しか
し、この場合には、上記のように2系統の左右レンズ
7,8を合焦のために駆動する機構と、偏角レンズ系
9,10において距離に応じてシリンドリカルレンズL
aを駆動する機構の二つの機構が必要であり、構成が複
雑となると同時に、装置も大きくなるという問題があっ
た。
左右位置に設けられ、合焦のために前後移動可能とされ
た左右レンズ7,8の前段に、左右方向へ振ることがで
きるシリンドリカルレンズLaと固定レンズLbからな
り、偏角プリズムの作用をする偏角レンズ系9,10を
配置したものがある。これによれば、上記偏角レンズ系
9,10のそれぞれのシリンドリカルレンズLaを距離
に応じて外側へ振ってやれば、左右レンズ7,8の主光
線が被写体3の中心へ向くようになり、これにより上記
被写体領域の減少と、幾何学的歪みが解消される。しか
し、この場合には、上記のように2系統の左右レンズ
7,8を合焦のために駆動する機構と、偏角レンズ系
9,10において距離に応じてシリンドリカルレンズL
aを駆動する機構の二つの機構が必要であり、構成が複
雑となると同時に、装置も大きくなるという問題があっ
た。
【0005】また、小さい被写体3を観察する場合、特
に本出願人は内視鏡にて体腔内部位を立体視観察するこ
とを提案しているが、この場合には上記図6の左右レン
ズ7,8の配置間隔を構造上及び取付け上の限界から被
写体3の大きさに応じて十分に小さくすることができな
いという問題があった。即ち、内視鏡で観察される被写
体は、数mm〜10mm程度の大きさであるにも拘ら
ず、図6に示されるように、左右レンズ7,8の配置間
隔からその主光線200が被写体3でクロスする角度θ
1 が大きくなるので、立体感が不必要に誇張されてしま
い、良好な立体像が得られない。従って、小さい被写体
3を立体視する場合には、上記左右レンズ7,8が小さ
い被写体に応じた小さい角度θ1 で被写体3を見込む必
要がある。
に本出願人は内視鏡にて体腔内部位を立体視観察するこ
とを提案しているが、この場合には上記図6の左右レン
ズ7,8の配置間隔を構造上及び取付け上の限界から被
写体3の大きさに応じて十分に小さくすることができな
いという問題があった。即ち、内視鏡で観察される被写
体は、数mm〜10mm程度の大きさであるにも拘ら
ず、図6に示されるように、左右レンズ7,8の配置間
隔からその主光線200が被写体3でクロスする角度θ
1 が大きくなるので、立体感が不必要に誇張されてしま
い、良好な立体像が得られない。従って、小さい被写体
3を立体視する場合には、上記左右レンズ7,8が小さ
い被写体に応じた小さい角度θ1 で被写体3を見込む必
要がある。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、簡単な機構により、小さい被写体
について良好な立体感が得られると同時に、被写体領域
の減少及び幾何学的歪みを解消することが可能となるス
テレオ光学装置を提供することにある。
であり、その目的は、簡単な機構により、小さい被写体
について良好な立体感が得られると同時に、被写体領域
の減少及び幾何学的歪みを解消することが可能となるス
テレオ光学装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1請求項に係るステレオ光学装置は、近距離の被
写体を左右の異なる角度から捉えるためのステレオ光学
系と、このステレオ光学系から入射する左右の被写体像
光をその入射時の基線長が出射時の基線長よりも小さく
なるように導く構成としたプリズム体と、このプリズム
体の後段に配置され、左右の被写体像光を結像させる左
右の結像レンズ系と、からなることを特徴とする。
に、第1請求項に係るステレオ光学装置は、近距離の被
写体を左右の異なる角度から捉えるためのステレオ光学
系と、このステレオ光学系から入射する左右の被写体像
光をその入射時の基線長が出射時の基線長よりも小さく
なるように導く構成としたプリズム体と、このプリズム
体の後段に配置され、左右の被写体像光を結像させる左
右の結像レンズ系と、からなることを特徴とする。
【0008】第2請求項記載の発明は、上記ステレオ光
学系を、正レンズを含んで構成された1系統のレンズ系
としたことを特徴とする。また、第3請求項記載の発明
は、上記プリズム体を、左右の被写体像光が内部で交差
して出射する菱形状のプリズムとしたことを特徴とし、
第4請求項記載の発明は、上記プリズム体を、梯形のプ
リズムを左右別個に配置して構成したことを特徴とす
る。
学系を、正レンズを含んで構成された1系統のレンズ系
としたことを特徴とする。また、第3請求項記載の発明
は、上記プリズム体を、左右の被写体像光が内部で交差
して出射する菱形状のプリズムとしたことを特徴とし、
第4請求項記載の発明は、上記プリズム体を、梯形のプ
リズムを左右別個に配置して構成したことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】上記の構成によれば、プリズム体は左右の被写
体像光の基線長(被写体像光間を結ぶ長さ)を小さくす
る役目をすることになり、小さい被写体に応じた小さい
角度を以て被写体を捉えることが可能となる。また、正
レンズからなるステレオ光学系によれば、被写体を左右
の異なる角度から捉えることができ、この被写体像光は
上記プリズム体を介して左右2個の結像レンズ系へ導か
れる。そして、上記のプリズム体として、菱形状のプリ
ズムを用いると、左右の被写体像光は内部で交差するの
で、左右が反対となる。一方、2個の梯形のプリズムを
用いると、左右の被写体像光は同じ方向の結像レンズ系
へ導かれる。
体像光の基線長(被写体像光間を結ぶ長さ)を小さくす
る役目をすることになり、小さい被写体に応じた小さい
角度を以て被写体を捉えることが可能となる。また、正
レンズからなるステレオ光学系によれば、被写体を左右
の異なる角度から捉えることができ、この被写体像光は
上記プリズム体を介して左右2個の結像レンズ系へ導か
れる。そして、上記のプリズム体として、菱形状のプリ
ズムを用いると、左右の被写体像光は内部で交差するの
で、左右が反対となる。一方、2個の梯形のプリズムを
用いると、左右の被写体像光は同じ方向の結像レンズ系
へ導かれる。
【0010】
【実施例】図1には、第1実施例に係る電子内視鏡用の
ステレオ光学装置の概略構成が示されており、図におい
て立体像を構成する左右の被写体像を結像させる結像レ
ンズとして、右側レンズ12と左側レンズ13が間隔b
を以て固定状態で設けられる。この間隔bは左右レンズ
12,13の光軸間の長さ、即ち基線長となる。この左
右レンズ12,13の前段に、菱形のプリズム体14が
配置されている。即ち、このプリズム体14は、菱形の
上面と下面をカットしており、菱形のままでも用いるこ
とができる。そして、このプリズム体14は、図示され
るように、実際の光進行と逆向きで考えると、上記左右
レンズ12,13の主光線(視軸)が入射して内部で交
差し、上記左右レンズ12,13側の基線長bよりも短
い基線長a(a<b)で被写体3側へ出射する形状とな
っている。従って、このプリズム体14の存在によっ
て、被写体3を見込む角度を小さくすることができる。
ステレオ光学装置の概略構成が示されており、図におい
て立体像を構成する左右の被写体像を結像させる結像レ
ンズとして、右側レンズ12と左側レンズ13が間隔b
を以て固定状態で設けられる。この間隔bは左右レンズ
12,13の光軸間の長さ、即ち基線長となる。この左
右レンズ12,13の前段に、菱形のプリズム体14が
配置されている。即ち、このプリズム体14は、菱形の
上面と下面をカットしており、菱形のままでも用いるこ
とができる。そして、このプリズム体14は、図示され
るように、実際の光進行と逆向きで考えると、上記左右
レンズ12,13の主光線(視軸)が入射して内部で交
差し、上記左右レンズ12,13側の基線長bよりも短
い基線長a(a<b)で被写体3側へ出射する形状とな
っている。従って、このプリズム体14の存在によっ
て、被写体3を見込む角度を小さくすることができる。
【0011】このプリズム体14の前段には、ステレオ
光学系としての正レンズ(凸レンズ)15が設けられて
おり、この正レンズ15は所定の距離範囲(固定)に焦
点が合せられると同時に、被写体3を異なる角度から捉
えて、左右の被写体像光201,202をプリズム体1
4へ導く役目をしている。また、実施例では上記右側レ
ンズ12、左側レンズ13の後段に撮像部材として例え
ば固体撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device
)17,18が配設されており、上記左右レンズ1
2,13で捉えられた被写体像は、このCCD17,1
8の撮像面で結像することになる。なお、この撮像部材
としては、フィルム等でもよいし、また撮像部材を用い
ずに、直接観察する構成とすることができる。
光学系としての正レンズ(凸レンズ)15が設けられて
おり、この正レンズ15は所定の距離範囲(固定)に焦
点が合せられると同時に、被写体3を異なる角度から捉
えて、左右の被写体像光201,202をプリズム体1
4へ導く役目をしている。また、実施例では上記右側レ
ンズ12、左側レンズ13の後段に撮像部材として例え
ば固体撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device
)17,18が配設されており、上記左右レンズ1
2,13で捉えられた被写体像は、このCCD17,1
8の撮像面で結像することになる。なお、この撮像部材
としては、フィルム等でもよいし、また撮像部材を用い
ずに、直接観察する構成とすることができる。
【0012】上記実施例の構成によれば、正レンズ15
にて捉えられた被写体3の像光201,202は、図1
に示されるように、プリズム体14で交差しながら、右
側から捉えた被写体像光201は左側レンズ13へ、左
側から捉えた被写体像光202は右側レンズ12へ導か
れる。そして、この右側レンズ12と左側レンズ13に
よって左右の被写体像がCCD17,18へ結像され
る。このとき、上述したように、プリズム体14の被写
体側の基線長がbよりも小さいaとなり、小さい被写体
3に応じた良好なステレオ像が得られる。即ち、図2に
示されるように、上記基線長aだけ離れた各光学レンズ
の2つの主光線(201,202)が見込む角度θ2
は、基線長b(従来と同様)の2つの主光線(200)
が見込む角度θ1よりも小さく(θ2 <θ1 )なる。従
って、微小の被写体3に適合した小さい角度を以て左右
方向から被写体3を捉えることができる。
にて捉えられた被写体3の像光201,202は、図1
に示されるように、プリズム体14で交差しながら、右
側から捉えた被写体像光201は左側レンズ13へ、左
側から捉えた被写体像光202は右側レンズ12へ導か
れる。そして、この右側レンズ12と左側レンズ13に
よって左右の被写体像がCCD17,18へ結像され
る。このとき、上述したように、プリズム体14の被写
体側の基線長がbよりも小さいaとなり、小さい被写体
3に応じた良好なステレオ像が得られる。即ち、図2に
示されるように、上記基線長aだけ離れた各光学レンズ
の2つの主光線(201,202)が見込む角度θ2
は、基線長b(従来と同様)の2つの主光線(200)
が見込む角度θ1よりも小さく(θ2 <θ1 )なる。従
って、微小の被写体3に適合した小さい角度を以て左右
方向から被写体3を捉えることができる。
【0013】そうして、図3に示されるように、上記C
CD17,18においては右側レンズ12、左側レンズ
13を介して被写体像20が中心位置に結像することに
なる。従って、左右レンズ12,13で得られる像の重
なり範囲を大きく取ることができ、かつ像の幾何学的歪
みも解消される。なお、この場合、右側のCCD17に
左側から捉えた被写体像20が、左側のCCD18に右
側から捉えた被写体像20が得られることになるので、
左右を置き換えて観察する必要がある。
CD17,18においては右側レンズ12、左側レンズ
13を介して被写体像20が中心位置に結像することに
なる。従って、左右レンズ12,13で得られる像の重
なり範囲を大きく取ることができ、かつ像の幾何学的歪
みも解消される。なお、この場合、右側のCCD17に
左側から捉えた被写体像20が、左側のCCD18に右
側から捉えた被写体像20が得られることになるので、
左右を置き換えて観察する必要がある。
【0014】図4には、第2実施例のプリズム体の構成
が示されており、第2実施例は梯形プリズムを用いたも
のである。即ち、図示されるように、2個のプリズム体
22,23は上面と下面の2面が平行となった梯形であ
り、横向きでかつ左右が互いに反対となるように配置さ
れ、全体の入射面と出射面は上記第1実施例の菱形プリ
ズム体14と同様の形状とされる。これによれば、上側
のプリズム体22では入射した右側の被写体像光201
を中央面で反射させて右側の出射面から出射させ、左側
のプリズム体23では入射した左側の被写体像光202
を中央面で反射させて左側の出射面から出射させる。従
って、この場合は、左右の被写体像が反対にならないと
いう利点がある。
が示されており、第2実施例は梯形プリズムを用いたも
のである。即ち、図示されるように、2個のプリズム体
22,23は上面と下面の2面が平行となった梯形であ
り、横向きでかつ左右が互いに反対となるように配置さ
れ、全体の入射面と出射面は上記第1実施例の菱形プリ
ズム体14と同様の形状とされる。これによれば、上側
のプリズム体22では入射した右側の被写体像光201
を中央面で反射させて右側の出射面から出射させ、左側
のプリズム体23では入射した左側の被写体像光202
を中央面で反射させて左側の出射面から出射させる。従
って、この場合は、左右の被写体像が反対にならないと
いう利点がある。
【0015】上記実施例では、焦点距離が所定の範囲に
固定状態とされているが、上記正レンズ15に代えて焦
点合せ可能な移動レンズ系を採用し、任意の距離に焦点
が合うようにすることができる。
固定状態とされているが、上記正レンズ15に代えて焦
点合せ可能な移動レンズ系を採用し、任意の距離に焦点
が合うようにすることができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステレオ光学系と結像レンズ系との間に、菱形、或いは
2個の梯形のプリズム体を設け、このプリズム体によ
り、ステレオ光学系から入射した左右の被写体像光をそ
の入射時の基線長が出射時の基線長よりも小さくなる状
態で導くようにしたので、簡単な機構により、内視鏡等
で撮像される微小体に応じた角度で被写体を捉えること
ができ、誇張されない良好な立体感を得ることが可能と
なる。
ステレオ光学系と結像レンズ系との間に、菱形、或いは
2個の梯形のプリズム体を設け、このプリズム体によ
り、ステレオ光学系から入射した左右の被写体像光をそ
の入射時の基線長が出射時の基線長よりも小さくなる状
態で導くようにしたので、簡単な機構により、内視鏡等
で撮像される微小体に応じた角度で被写体を捉えること
ができ、誇張されない良好な立体感を得ることが可能と
なる。
【0017】同時に、被写体領域の減少及び幾何学的歪
みを解消することができ、良好な立体像が形成可能とな
る。しかも、正レンズからなる1系統のステレオ光学系
と上記プリズム体の組合せによれば、簡単な構成の小型
な光学装置とすることができる。
みを解消することができ、良好な立体像が形成可能とな
る。しかも、正レンズからなる1系統のステレオ光学系
と上記プリズム体の組合せによれば、簡単な構成の小型
な光学装置とすることができる。
【図1】本発明の第1実施例に係るステレオ光学装置の
概略構成を示す図である。
概略構成を示す図である。
【図2】主光線の見込む角度を示す説明図である。
【図3】実施例での結像状態を示す図である。
【図4】第2実施例のプリズム体の構成を示す図であ
る。
る。
【図5】従来のステレオ光学装置の概略構成とその結像
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図6】偏角レンズ系を備えた従来装置の概略構成を示
す図である。
す図である。
1,7,12 … 右側レンズ、 2,8,13 … 左側レンズ、 3 … 被写体、 14 … プリズム体(菱形)、 15 … 正レンズ、 17,18 … CCD、 22,23 … プリズム体(梯形)。
Claims (4)
- 【請求項1】 近距離の被写体を左右の異なる角度から
捉えるためのステレオ光学系と、このステレオ光学系か
ら入射する左右の被写体像光をその入射時の基線長が出
射時の基線長よりも小さくなるように導く構成としたプ
リズム体と、このプリズム体の後段に配置され、左右の
被写体像光を結像させる左右の結像レンズ系と、からな
るステレオ光学装置。 - 【請求項2】 上記ステレオ光学系は、正レンズを含ん
で構成された1系統のレンズ系としたことを特徴とする
上記第1請求項記載のステレオ光学装置。 - 【請求項3】 上記プリズム体は、左右の被写体像光が
内部で交差して出射する菱形状のプリズムとしたことを
特徴とする上記第1請求項記載のステレオ光学装置。 - 【請求項4】 上記プリズム体は、梯形のプリズムを左
右別個に配置して構成したことを特徴とする上記第1請
求項記載のステレオ光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5145739A JPH06331939A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | ステレオ光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5145739A JPH06331939A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | ステレオ光学装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06331939A true JPH06331939A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=15392031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5145739A Pending JPH06331939A (ja) | 1993-05-25 | 1993-05-25 | ステレオ光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06331939A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997036203A1 (en) * | 1996-03-23 | 1997-10-02 | Street Graham S B | Stereo-endoscope |
US6142932A (en) * | 1998-06-19 | 2000-11-07 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Front end structure of stereoscopic endoscope including an elongated lens |
JP2008261899A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Seiko Epson Corp | 光源装置、及び、それを用いた画像表示装置、モニタ装置、並びに照明装置 |
-
1993
- 1993-05-25 JP JP5145739A patent/JPH06331939A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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