WO2011049195A1 - 立体撮影用対物光学系および内視鏡 - Google Patents

立体撮影用対物光学系および内視鏡 Download PDF

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WO2011049195A1
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parallel
prism
pair
optical system
light beams
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PCT/JP2010/068672
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浪井　泰志
高頭　英泰
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/08—Stereoscopic photography by simultaneous recording
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00193—Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2415—Stereoscopic endoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/34—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers
    • G02B30/36—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers using refractive optical elements, e.g. prisms, in the optical path between the images and the observer

Definitions

  • the present invention relates to a stereoscopic imaging objective optical system and an endoscope.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 Conventionally, there has been known a stereoscopic imaging optical system that divides and images two images with parallax on the same subject on a single imaging surface (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • Patent Documents 1 and 2 two images with parallax are photographed side by side in a direction orthogonal to the direction of parallax.
  • stereoscopic imaging can be performed without sacrificing the resolution in the direction of parallax which is important in stereoscopic imaging.
  • Patent Document 1 since the optical system of Patent Document 1 shifts the optical axis in the direction of parallax and the direction orthogonal to the parallax by three reflections by three mirrors, the reflection direction becomes complicated. In this case, if the angle adjustment of the individual mirrors is not performed accurately, there is a disadvantage that the two images fall down due to the tilt error of the mirrors. In order to eliminate the tilting of the image, it is necessary to provide an adjusting mechanism for adjusting the inclination of each mirror, and the apparatus becomes large.
  • the optical system of Patent Document 2 is a simple method of shifting the optical axis in the direction of parallax and the direction orthogonal to the parallax by two reflections by two mirrors. Is small, there is an inconvenience that large mirrors that reflect the entire light beam cannot be arranged so as not to interfere with each other. For this reason, there is an inconvenience that a bright stereoscopic image cannot be acquired.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to easily suppress the tilt of two parallax images and acquire a bright stereoscopic image while reducing the size of the apparatus.
  • a stereoscopic imaging objective optical system and an endoscope.
  • the present invention provides the following means.
  • light beams that are emitted from the same subject and have two substantially parallel optical axes that are parallel to each other with a gap in one direction are parallel with a gap in a direction that intersects the parallel direction.
  • the first prism pair to be converted so that the distance between the optical axes of the two light beams converted by the first prism pair is reduced, and the incident light before entering the first prism pair.
  • a stereoscopic imaging objective optical system including a second prism pair in which emission surfaces are arranged in parallel in a direction orthogonal to the parallel direction.
  • two substantially parallel light beams emitted from the same subject and arranged in parallel at an interval in one direction are allowed to pass through the first prism pair in parallel.
  • the direction is rotated and converted so as to be parallel to a direction crossing the parallel direction before incidence on the first prism pair.
  • the optical axis interval between the two light beams is reduced, and the light beam is emitted from the exit surface that is parallel to the direction orthogonal to the parallel direction before entering the first prism pair.
  • the position adjustment mechanism is unnecessary, and the size can be reduced.
  • the light beam interval is reduced by the second prism pair, the light beam interval can be greatly increased in a state before being incident on the second prism pair. As a result, light beams having a large light beam diameter can be guided to the same imaging surface without causing mutual interference. As a result, F-number can be reduced and bright stereoscopic photography can be performed.
  • the first prism pair may convert the two light beams so as to be parallel in a direction orthogonal to the parallel direction.
  • the second prism pair only needs to reduce the light beam interval only in the direction orthogonal to the parallel direction before entering the first prism pair, and avoids interference between the second prisms. It is possible to adopt a simple shape and to make it more compact.
  • each prism constituting the first and second prism pairs may include two reflecting surfaces that are parallel to each other and shift the incident light beams in parallel. By doing in this way, it is possible to accurately shift the light beams in parallel without accurately positioning the prisms constituting the first and second prism pairs.
  • a pair of negative lens groups, the first prism pair, a pair of positive lens groups, and the second prism pair are provided and emitted from the second prism pair.
  • Two substantially parallel light beams may be incident on the imaging surface.
  • light beams from a wide range of the subject arranged on the object side are converted into substantially parallel light beams by the negative lens group, respectively, and the first prism pair is formed as light beams substantially parallel to each other in one direction. Is incident on each prism.
  • the first prism is shifted so as to rotate in the parallel direction.
  • the two shifted light beams are condensed by a pair of positive lens groups, respectively, and then the optical axis interval is reduced by the second prism pair.
  • it is possible to perform stereoscopic imaging by allowing two light beams to be incident on a sufficiently small imaging surface in a direction orthogonal to the parallel direction before entering the first prism.
  • the one or more lenses constituting the lens group have a light beam incident on the imaging surface in a direction orthogonal to the parallel direction from the parallel direction before being incident on the first prism pair.
  • the toric surface reduces the magnification in the direction perpendicular to the direction of the parallax from the magnification in the direction of the parallax, while maintaining the resolution in the direction of the parallax important for stereoscopic shooting.
  • Light beams can be incident side by side on the same imaging surface.
  • a diaphragm for narrowing the light beam may be provided, and the toric surface may be disposed on the object side with respect to the diaphragm.
  • a second aspect of the present invention is an endoscope including any one of the above-described stereoscopic imaging objective optical systems at the distal end of the insertion portion.
  • the small-size stereoscopic objective optical system is disposed at the tip of the insertion portion, thereby reducing the outer diameter of the insertion portion and inserting the insertion portion. Bright stereoscopic imaging of the body cavity can be performed.
  • the present invention while downsizing the apparatus, it is possible to easily suppress the fall of two parallax images and to obtain a bright stereoscopic image.
  • FIG. 3 is a (YZ) side view of the stereoscopic imaging objective optical system of FIG. 1. It is the front view which looked at the objective optical system for stereoscopic photography of FIG. 1 from the object side. It is a front view which shows the imaging surface of the image pick-up element which image
  • FIG. 10 is a (XZ) plan view illustrating a modification of the stereoscopic imaging objective optical system in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a (YZ) side view of the stereoscopic imaging objective optical system of FIG. 5.
  • FIG. 10 is a (XZ) plan view illustrating a modification of the stereoscopic imaging objective optical system in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a (YZ) side view of the stereoscopic imaging objective optical system of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a front view of the stereoscopic imaging objective optical system of FIG. 5 viewed from the object side. It is a lens block diagram which follows the XZ plane which shows the 1st Example of this embodiment. It is a lens block diagram which follows the YZ plane which shows the 1st Example of this embodiment.
  • FIG. 9 is a spherical aberration diagram in the XZ section of the lens configuration shown in FIGS. 8A and 8B.
  • FIG. 9B is a spherical aberration diagram in the YZ section of the lens configuration shown in FIGS. 8A and 8B.
  • FIG. 9A is an aberration diagram of the astigmatism in the lens configuration illustrated in FIGS.
  • FIG. 8A and 8B in which the solid line is the sagittal direction (YZ direction) and the broken line is the meridional direction (XZ direction). It is a distortion aberration figure in the diagonal direction of the lens structure shown to FIG. 8A and 8B.
  • FIG. 9B is a diagram of chromatic aberration of magnification in the diagonal direction in the lens configuration shown in FIGS. 8A and 8B. It is a lens block diagram which follows the XZ plane which shows the 2nd Example of this embodiment. It is a lens block diagram which follows the YZ plane which shows the 2nd Example of this embodiment.
  • FIG. 10B is a spherical aberration diagram in the XZ section of the lens configuration shown in FIGS. 10A and 10B.
  • FIG. 10B is a spherical aberration diagram in the YZ section of the lens configuration shown in FIGS. 10A and 10B.
  • FIG. 10A is an aberration diagram of the astigmatism in the lens configuration illustrated in FIGS. 10A and 10B, in which the solid line is the sagittal direction (YZ direction) and the broken line is the meridional direction (XZ direction). It is a distortion aberration figure in the diagonal direction of the lens structure shown to FIG. 10A and 10B.
  • FIG. 10B is a diagram of chromatic aberration of magnification in the diagonal direction of the lens configuration shown in FIGS. 10A and 10B. It is a lens block diagram which follows the XZ plane which shows the 3rd Example of this embodiment.
  • FIG. 13B is a spherical aberration diagram in the XZ section of the lens configuration shown in FIGS. 12A and 12B.
  • FIG. 13B is a spherical aberration diagram in the YZ section of the lens configuration shown in FIGS. 12A and 12B.
  • 12A and 12B are astigmatisms in the lens configuration shown in FIGS. 12A and 12B, in which a solid line is an aberration diagram in the sagittal direction (YZ direction), and a broken line is an aberration diagram in the meridional direction (XZ direction). It is a distortion aberration figure in the diagonal direction of the lens structure shown to FIG.
  • FIG. 13B is a diagram of chromatic aberration of magnification in the diagonal direction of the lens configuration shown in FIGS. 12A and 12B. It is a lens block diagram which follows the XZ plane which shows the 4th Example of this embodiment. It is a lens block diagram which follows the YZ plane which shows the 4th Example of this embodiment. It is a spherical aberration figure in the XZ cross section of the lens structure shown to FIG. 14A and FIG. 14B. It is a spherical aberration figure in the YZ cross section of the lens structure shown to FIG. 14A and FIG. 14B.
  • FIG. 15A is an aberration diagram of the astigmatism in the lens configuration illustrated in FIGS.
  • FIG. 16A is an aberration diagram of the astigmatism in the lens configuration illustrated in FIGS. 16A and 16B, in which the solid line indicates the sagittal direction (YZ direction) and the broken line indicates the meridional direction (XZ direction).
  • FIG. 17B is a distortion diagram in the diagonal direction of the lens configuration illustrated in FIGS. 16A and 16B.
  • FIG. 17B is a diagram of chromatic aberration of magnification in the diagonal direction of the lens configuration shown in FIGS. 16A and 16B.
  • the stereoscopic imaging objective optical system 1 is disposed at the distal end of the insertion portion of the endoscope, and, as shown in FIGS. 1 to 3, a pair of objects disposed on the object side.
  • the first lens group 2 is arranged in parallel in one direction and has negative refractive power. As a result, light emitted from a wide range of the subject disposed on the object side is collected to form two light beams that are substantially parallel light beams.
  • the two light beams formed by the pair of first lens groups 2 are formed substantially parallel to each other with a space therebetween.
  • Each prism 3 constituting the first prism pair is a parallelogram prism made of a parallelepiped.
  • Each prism 3 includes an entrance surface 3a and an exit surface 3b which are parallel to each other, and two reflective surfaces 3c which are disposed between the entrance surface 3a and the exit surface 3b.
  • each prism 3 constituting the first prism pair has a center position at a position corresponding to the optical axis of the pair of first lens groups 2, respectively.
  • the emission surface 3 b of each prism 3 is arranged with its center position in parallel in a direction orthogonal to the parallel direction of the pair of first lens groups 2. That is, the pair of first prisms 3 converts the light flux so as to rotate the parallel direction of the optical axes of the pair of first lens groups 2 by 90 °.
  • the pair of second lens groups 4 has a positive refractive power for condensing the light beam emitted from the emission surface 3b of each prism 3 of the first prism pair.
  • the second lens group 4 is configured by arranging a plurality of lenses, and one or more of these lenses are provided with a toric surface.
  • the toric surface is configured to give different magnifications in two directions orthogonal to the light beam passing therethrough. In the present embodiment, a smaller magnification is applied in a direction perpendicular to the parallel direction of the first lens group 2.
  • the prisms 5 constituting the second prism pair are also parallelogram prisms each formed of a parallelepiped.
  • Each prism 5 includes an entrance surface 5a and an exit surface 5b that are parallel to each other, and two parallel reflective surfaces 5c that are disposed between the entrance surface 5a and the exit surface 5b.
  • each prism 5 constituting the second prism pair is centered at a position corresponding to the optical axis of the pair of second lens groups 4, respectively. Is arranged.
  • the emission surface 5 b of each prism 5 is arranged so as to narrow the optical axis interval of the light beams emitted from the pair of second lens groups 4. That is, the two light fluxes that have passed through the pair of second lens groups 4 are passed through the pair of second prisms 5 so that only the distance between the optical axes is reduced without changing the parallel direction thereof. The light is emitted from the emission surface 5 b of the prism 5.
  • the luminous flux emitted from the second pair of prisms is directly incident on the imaging surface 6a of the imaging element 6 disposed in the subsequent stage. That is, as shown in FIG. 4, the light beams C ⁇ b> 1 and C ⁇ b> 2 formed by the pair of second lens groups 4 in a cross-sectional shape that is long in the parallel direction of the first lens group 2 and short in the direction orthogonal thereto.
  • the first lens group 2 is incident on the imaging surface 6a side by side in a direction orthogonal to the parallel direction.
  • the light emitted from the subject has parallax by being incident on the pair of first lens groups 2 having the optical axes spaced apart from each other. It is emitted as a substantially parallel light beam.
  • the light beams emitted from the first lens group 2 are respectively incident on the incident surface 3a of the parallelogram prism 3 constituting the first pair of prisms arranged in the subsequent stage.
  • the parallelogram prism 3 is provided with two reflecting surfaces 3c manufactured in parallel with high accuracy, the light beam incident from the incident surface 3a is reflected by the two reflecting surfaces 3c within the prism 3. After being reflected once, it is emitted from the emission surface 3b. Since the exit surface 3b is parallel to the direction orthogonal to the parallel direction of the entrance surface 3a, the two light beams emitted from the two exit surfaces 3b are parallel to each other when entering the two entrance surfaces 3a. Is rotated 90 °.
  • the interval between the center positions of the two incident surfaces 3a and the interval between the center positions of the two exit surfaces 3b are relatively large, so that the two parallel directions of the optical axes are rotated by 90 °. Even if the parallelogram prisms 3 are disposed obliquely with respect to the parallel direction of the incident surface 3a, they can be disposed without interfering with each other.
  • the optical axis of the light beam emitted from the exit surface 3b of the parallelogram prism 3 is accurately parallel to the optical axis of the light beam when incident on the incident surface 3a.
  • the parallelism of the two reflecting surfaces 3 c is not affected by the mounting accuracy of the parallelogram prism 3. Therefore, even if an attachment error of the parallelogram prism 3 occurs, the incident optical axis and the outgoing optical axis can be accurately maintained in parallel.
  • the two light beams emitted from the emission surface 3 b of the parallelogram prism 3 are incident on the pair of second lens groups 4, thereby being condensed with a positive refractive power. Since any one of the lenses in the second lens group 4 is provided with a toric surface, the two light beams become light beams having flat cross sections with different magnifications in directions orthogonal to each other. The light enters the incident surface 5a of the prism 5 constituting the pair.
  • the two light beams having parallax are allowed to pass through the pair of second lens groups 4 with a space therebetween, it is possible to ensure a relatively large light beam diameter. Can do. Therefore, a bright stereoscopic image can be obtained by reducing the F number.
  • the second prism pair is also composed of two parallelogram prisms 5
  • the light beam incident from the incident surface 5 a is reflected twice by the two reflecting surfaces 5 c in the prism 5 and then from the emitting surface 5 b. Emitted.
  • the optical axis of the light beam emitted from the emission surface 5b of the parallelogram prism 5 is accurately parallel to the optical axis of the light beam when incident on the incident surface 5a, and an installation error of the parallelogram prism 5 occurs.
  • the incident optical axis and the outgoing optical axis can be accurately maintained in parallel.
  • the pair of second prisms 5 has a horizontally long rectangular emission surface 5b so that the optical axis interval is reduced only in the direction orthogonal to the parallel direction of the incident optical axes to the pair of first lens groups 2.
  • the two prisms 5 constituting the second prism pair are arranged with the center positions of the emission surfaces 5b sufficiently close to each other, but only reduce the optical axis interval in one direction. Therefore, the prisms 5 can be arranged without interfering with each other. Then, by reducing the distance between the optical axes of the two light beams by the second pair of prisms as described above, stereoscopic imaging can be performed using the small image sensor 6.
  • the stereoscopic observation objective optical system 1 it is not necessary to precisely adjust the angle between the mirrors as compared with the conventional optical system that reflects by a plurality of mirrors. , 5 can be easily performed. Therefore, it is not necessary to provide a precise position adjusting mechanism, and the apparatus can be configured in a small size.
  • the endoscope in which the stereoscopic observation objective optical system 1 according to the present embodiment is mounted at the distal end of the insertion portion can also reduce the diameter of the insertion portion.
  • the parallelism between the incident optical axis and the outgoing optical axis to the parallelogram prisms 3 and 5 is not impaired, so that it is possible to prevent the image from falling on the imaging surface 6a.
  • the light beam diameter is increased, it can be guided to the imaging surface 6a so as not to interfere with each other. As a result, there is an advantage that bright stereoscopic photography can be performed with the F number reduced.
  • the parallel direction of the two light beams is rotated by 90 ° in the first prism 3 and is not rotated in the second prism 5, but instead, the rotation in the parallel direction is performed. It may be shared by the first and second prisms 3 and 5 and rotated by 90 ° in total. In this case, it is preferable to rotate the first prism 3 more greatly than the second prism 5. In the second prism 5, since the exit surfaces 5 a are close to each other, interference occurs between the prisms 5 when accompanied by a large rotation in the parallel direction. Because it becomes.
  • each of the first and second prisms 3 and 5 is constituted by a pair of prisms, but may be constituted by two or more prism pairs as shown in FIGS. Good.
  • the parallel direction is rotated by an angle smaller than 90 ° by shifting the light beam in the direction perpendicular to the parallel direction of the two light beams by the prism 3 constituting the first prism pair.
  • the pair of second prisms 5 and the pair of third prisms 7 the light beams are respectively shifted in a direction parallel to and a direction perpendicular to the parallel direction of the two light beams before entering the first prism 3. The thing is adopted.
  • the third prism 7 having the emission surface 7b facing the imaging surface 6a has a luminous flux in a direction orthogonal to the parallel direction of the incident optical axes to the pair of first lens groups 2 as in the above embodiment.
  • a device having a function of only reducing the interval can be adopted, and the configuration can be simplified. Further, even if the positioning is simple and the positions of the two reflecting surfaces 7c of the parallelogram prism 7 fluctuate, the parallelism between the incident optical axis and the outgoing optical axis to the parallelogram prism 7 is not impaired. Further, it is possible to prevent the image from falling on the imaging surface 6a.
  • the configuration of the prism is not limited to the above embodiment, and the first prism 3 shifts the light beam in the direction orthogonal to the parallel direction of the two light beams, and the second prism 5 is moved to the first prism 3. Modifications such as a prism that shifts so that two light beams are aligned in a direction orthogonal to the parallel direction before incidence are possible.
  • Example 1 8A and 8B are lens configuration diagrams of the stereoscopic imaging objective optical system 1 according to Example 1, and lens data are shown below.
  • FIGS. 9A to 9E show aberration diagrams of the objective lens of the present example.
  • 8A is a lens configuration diagram along the XZ plane
  • FIG. 8B is a lens configuration diagram along the YZ plane.
  • 9A is a spherical aberration diagram in the XZ section
  • FIG. 9B is a spherical aberration diagram in the YZ section
  • FIG. 9C is an astigmatism
  • a solid line is in the sagittal direction (YZ direction)
  • a broken line is in the meridional direction (XZ direction).
  • FIG. 9D is a distortion diagram in the diagonal direction
  • FIG. 9E is a chromatic aberration diagram in the diagonal direction.
  • the solid line is an aberration diagram with respect to the e-line (546.07 nm), the alternate long and short dash line with respect to the F-line (486.13 nm), and the broken line with respect to the C-line (656.27 nm).
  • Example 2 10A and 10B are lens configuration diagrams of a stereoscopic imaging objective optical system according to Example 2, and lens data are shown below.
  • FIGS. 11A to 11E show aberration diagrams of the objective lens of the present example.
  • FIG. 10A is a lens configuration diagram along the XZ plane
  • FIG. 10B is a lens configuration diagram along the YZ plane.
  • 11A is a spherical aberration diagram in the XZ section
  • FIG. 11B is a spherical aberration diagram in the YZ section
  • FIG. 11C is an astigmatism
  • a solid line is in the sagittal direction (YZ direction)
  • a broken line is in the meridional direction (XZ direction).
  • FIG. 11D is a distortion diagram in the diagonal direction
  • FIG. 11E is a diagram of lateral chromatic aberration in the diagonal direction.
  • the solid line is an aberration diagram with respect to the e-line (546.07 nm)
  • the alternate long and short dash line is the F-line (486.13 nm)
  • the broken line is an aberration diagram with respect to the C-line (656.27 nm).
  • FIGS. 13A to 13E show aberration diagrams of the objective lens of the present example.
  • 12A is a lens configuration diagram along the XZ plane
  • FIG. 12B is a lens configuration diagram along the YZ plane.
  • 13A is a spherical aberration diagram in the XZ section
  • FIG. 13B is a spherical aberration diagram in the YZ section
  • FIG. 13C is an astigmatism
  • a solid line is in the sagittal direction (YZ direction)
  • a broken line is in the meridional direction (XZ direction).
  • FIG. 13D is a distortion diagram in the diagonal direction
  • FIG. 13E is a diagram of lateral chromatic aberration in the diagonal direction.
  • the solid line is an aberration with respect to the e line (546.07 nm), the alternate long and short dash line with respect to the F line (486.13 nm), and the broken line with respect to the C line (656.27 nm).
  • Example 4 14A and 14B are lens configuration diagrams of a stereoscopic imaging objective optical system according to Example 4, and lens data are shown below.
  • FIGS. 15A to 15E show aberration diagrams of the objective lens of the present example.
  • 14A is a lens configuration diagram along the XZ plane
  • FIG. 14B is a lens configuration diagram along the YZ plane.
  • 15A is a spherical aberration diagram in the XZ section
  • FIG. 15B is a spherical aberration diagram in the YZ section
  • FIG. 15C is an astigmatism
  • a solid line is in the sagittal direction (YZ direction)
  • a broken line is in the meridional direction (XZ direction).
  • FIG. 15D is a distortion aberration diagram in the diagonal direction
  • FIG. 15E is a magnification chromatic aberration diagram in the diagonal direction.
  • the solid line is an aberration diagram with respect to the e-line (546.07 nm)
  • the alternate long and short dash line is the F-line (486.13 nm)
  • the broken line is an aberration diagram with respect to the C-line (656.27 nm).
  • FIG. 16A and FIG. 16B are lens configuration diagrams of a stereoscopic imaging objective optical system according to Example 5, and lens data is shown below.
  • FIGS. 17A to 17E show aberration diagrams of the objective lens of the present example.
  • 16A is a lens configuration diagram along the XZ plane
  • FIG. 16B is a lens configuration diagram along the YZ plane.
  • 17A is a spherical aberration diagram in the XZ cross section
  • FIG. 17B is a spherical aberration diagram in the YZ cross section
  • FIG. 17C is an astigmatism
  • a solid line is in the sagittal direction (YZ direction)
  • a broken line is in the meridional direction (XZ direction).
  • FIG. 17D is a diagram showing distortion in the diagonal direction
  • FIG. 17E is a diagram showing chromatic aberration of magnification in the diagonal direction.
  • the solid line is an aberration diagram with respect to the e-line (546.07 nm)
  • the alternate long and short dash line is the F-line (486.13 nm)
  • the broken line is an aberration diagram with respect to the C-line (656.27 nm).
  • Conditional Expression (1) 0.4 ⁇ Vertical focal length / Horizontal focal length ⁇ 0.7
  • Conditional expression (2) ⁇ 3 ⁇ first lens / lateral focal length ⁇ ⁇ 1.5
  • Conditional expression (3) 2 ⁇ 2-O vertical / horizontal focal length ⁇ 7.5
  • Conditional expression (4) 2.1 ⁇ 5-TO / lateral focal length ⁇ 6.6
  • Conditional expression (5) 0.8 ⁇ second anamorphic surface R ratio (horizontal / vertical) ⁇ 2.75
  • Conditional expression (6) 0 ⁇ 4th anamorphic surface R ratio (horizontal / vertical) ⁇ 1.6
  • Conditional expression (7) 0.45 ⁇ first reflecting surface distance / lateral focal length ⁇ 2.2
  • Conditional expression (8) 0.7 ⁇ second reflecting surface distance / longitudinal focal length ⁇ 4.5
  • Conditional expression (9) 1.2 ⁇ composite focal length behind the stop / lateral focal length ⁇ 2.8
  • Conditional expression (1) is a conditional expression for accommodating the vertical and horizontal sizes of the imaging surface. If the range of conditional expression (1) is exceeded, the distortion in the vertical and horizontal directions is different, resulting in an uncomfortable image.
  • Conditional expression (2) is a conditional expression for correcting the central spot. When the power increases, the central spot increases, and when the power decreases, the ray height of the first lens increases, leading to an increase in the size of the system. Furthermore, the lenses of compound eyes interfere with each other, making layout difficult.
  • Conditional expression (3) is a conditional expression necessary for correcting the vertical and horizontal coma aberrations, and the vertical and horizontal coma aberrations are controlled by controlling the vertical and horizontal coma aberrations respectively. This is a conditional expression necessary for matching the image plane position. When the range of the conditional expression (3) is exceeded, the change in curvature of field cannot be compensated for by correcting the coma aberration, and the vertical and horizontal image plane positions do not match.
  • Conditional expression (4) corrects axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration because of the power arrangement of the cemented lens.
  • the lateral chromatic aberration increases.
  • the lateral chromatic aberration decreases, but it becomes difficult to correct longitudinal chromatic aberration.
  • Conditional expressions (5) and (6) are ranges of the R ratio of the anamorphic surface, and are conditional expressions for correcting asphalt. If the range of these conditional expressions (5) and (6) is exceeded, large asses occur in the periphery as well as in the central ass. If the upper limit of conditional expressions (5) and (6) is exceeded, the sagittal image plane will be over and the meridional image plane will be under in the lateral direction. When the lower limit is exceeded, the sagittal image plane is inclined to the underside and the meridional image plane is excessively inclined in the horizontal direction.
  • Conditional expressions (7) and (8) are conditional expressions for inserting the reflecting surface. With the lower limits of conditional expressions (7) and (8), it is not possible to ensure a sufficient space for a reflective surface necessary for layout. Exceeding the upper limit is unfavorable in terms of layout because the entire length of the optical system becomes too long to ensure more space than necessary.
  • Conditional expression (9) is a conditional expression for downsizing the entire system, and if the power of the positive group after the aperture is small beyond the upper limit of conditional expression (9), the total length is not likely to be long. If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded and the power is large, the back focus is shortened and it is difficult to secure a space for placing the reflecting member.

Abstract

　装置の小型化を図りつつ、視差のある２つの画像の像の倒れを簡易に抑制するとともに、明るい立体画像を取得することを可能とする。同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する一対の第１のプリズム（３）と、該第１のプリズム（３）により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、第１のプリズム（３）への入射前の並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した一対の第２のプリズム（５）とを備える立体撮影用対物光学系（１）を提供する。

Description

立体撮影用対物光学系および内視鏡
　本発明は、立体撮影用対物光学系および内視鏡に関する。
　従来、同一被写体に対して視差のある２つの画像を１つの撮像面上に２分割して撮影する立体撮影用光学系が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。これらの特許文献１，２においては、視差のある２つの画像を視差の方向に対して直交する方向に並べて撮影している。これにより、立体撮影において重要な視差の方向の解像度を犠牲にすることなく立体撮影を行うことができる。
特開平８－２３４３３９号公報 特開２００４－４８６９号公報
　しかしながら、特許文献１の光学系は３枚のミラーによる３回の反射によって光軸を視差の方向および視差と直交する方向にシフトさせるため、反射方向が複雑となる。この場合には、個々のミラーの角度調節を精密に行わないと、ミラーの傾き誤差によって２つの像に倒れが発生してしまう不都合がある。像の倒れをなくすためには、個々のミラーの傾きを調節する調節機構を設ける必要があり、装置が大型化してしまうということにもなる。
　また、特許文献２の光学系は２枚のミラーによる２回の反射によって光軸を視差の方向および視差と直交する方向にシフトさせる簡易な方法であるため、撮像面が小さく、かつ、Ｆナンバーが小さい場合には、光束全体を反射させるような大きなミラーを相互に干渉しないように配置することができないという不都合がある。このため、明るい立体画像を取得することができないという不都合がある。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置の小型化を図りつつ、視差のある２つの画像の像の倒れを簡易に抑制するとともに、明るい立体画像を取得することを可能とする立体撮影用対物光学系および内視鏡を提供する。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
　本発明の第一の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備える立体撮影用対物光学系である。
　上記本発明の第一の態様によれば、同一の被写体から発せられた、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光束が、第１のプリズム対を通過させられることにより、並列方向を回転させられて、第１のプリズム対への入射前の並列方向に対して交差する方向に並列するように変換させられる。その後、さらに第２のプリズム対を通過させられることにより、２つの光束の光軸間隔が縮小され、第１のプリズム対への入射前の並列方向に直交する方向に並列する出射面から射出される。これにより、同一の被写体から発せられた一方向に間隔をあけて並列する視差のある２つの光束をその並列方向に直交する方向に並んだ２つの光束として同一の撮像面に入射させ、立体撮影を行うことができる。
　この場合において、ミラーではなくプリズムを用いることで、反射面間の位置調節を不要とし、像の倒れの発生を防止できる。また、位置調節機構が不要であり、小型化を図ることができる。さらに、第２のプリズム対によって光束間隔を縮小させるので、第２のプリズム対への入射前の状態では、光束間隔を大きく広げた状態にすることができる。その結果、大きな光束径の光束を相互に干渉させることなく同一の撮像面に導くことができる。これにより、Ｆナンバーを低減して明るい立体撮影を行うことができる。
　上記第一の態様において、前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換してもよい。
　このようにすることで、第２のプリズム対は、第１のプリズム対への入射前の並列方向に直交する方向のみに光束間隔を縮小させるだけで済み、第２のプリズムどうしの干渉を回避した簡易な形状のものを採用することができて、さらにコンパクトに構成することができる。
　上記第一の態様において、前記第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を平行にシフトさせる相互に平行な２つの反射面を備えていてもよい。
　このようにすることで、第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムの位置決めを精度よく行わなくても、光束を精度よく平行にシフトさせることができる。
　上記第一の態様において、物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させてもよい。
　このようにすることで、物体側に配される被写体の広い範囲からの光束がそれぞれ負レンズ群によって略平行光束に変換され、一方向に並列する相互に略平行な光束として第１のプリズム対を構成する各プリズムにそれぞれ入射される。第１のプリズムにおいては、並列方向を回転するようにシフトされる。そして、シフトされた２つの光束はそれぞれ一対の正レンズ群によって、集光された後に、第２のプリズム対によって光軸間隔を縮小させられる。これにより、十分に小さい撮像面に、第１のプリズムへの入射前の並列方向に直交する方向に２つの光束を並べて入射させ、立体撮影を行うことができる。
　この場合において、第２のプリズム対より前段においては、比較的広い光軸間隔が維持されるので、正レンズ群どうしの干渉を回避しつつ比較的大径のレンズを使用することができＦナンバーを低減することができる。
　上記第一の態様において、前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有していてもよい。
　このようにすることで、トーリック面によって、視差の方向への倍率より視差の方向に直交する方向への倍率を小さくして、立体撮影に重要な視差の方向の解像度を保持しつつ、２つの光束を同一の撮像面に並べて入射させることができる。
　上記第一の態様において、前記光束を絞る絞りを備え、前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されていてもよい。
　このようにすることで、絞りの形状を単純な円形にすることができる。
　本発明の第二の態様は、上記いずれかの立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡である。
　上記本発明の第二の態様によれば、小型の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に配置することで、挿入部の外径寸法の小径化を図り、かつ、挿入部を挿入する体腔内の明るい立体撮影を行うことができる。
　本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、視差のある２つの画像の像の倒れを簡易に抑制するとともに、明るい立体画像を取得することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る立体撮影用対物光学系の全体構成を示す（ＸＺ）平面図である。 図１の立体撮影用対物光学系の（ＹＺ）側面図である。 図１の立体撮影用対物光学系を物体側から見た正面図である。 図１の立体撮影用対物光学系により集光された光を撮影する撮像素子の撮像面を示す正面図である。 図１の立体撮影用対物光学系の変形例を示す（ＸＺ）平面図である。 図５の立体撮影用対物光学系の（ＹＺ）側面図である。 図５の立体撮影用対物光学系を物体側から見た正面図である。 本実施形態の第１の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。 本実施形態の第１の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。 図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。 図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。 図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。 図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。 図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成における対角方向の倍率色収差図である。 本実施形態の第２の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。 本実施形態の第２の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。 本実施形態の第３の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。 本実施形態の第３の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。 本実施形態の第４の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。 本実施形態の第４の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。 本実施形態の第５の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。 本実施形態の第５の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。
　本発明の一実施形態に係る立体撮影用対物光学系および内視鏡について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１は、内視鏡の挿入部の先端に配置されるものであって、図１～図３に示されるように、物体側に配置される一対の第１のレンズ群２と、該一対の第１のレンズ群２を通過した２つの光束をシフトさせる一対の第１のプリズム（第１のプリズム対）３と、該一対の第１のプリズム３を通過した２つの光束を通過させる一対の第２のレンズ群４と、該一対の第２のレンズ群４を通過した２つの光束を、それらの光軸を近づけるようにシフトさせる一対の第２のプリズム（第２のプリズム対）５とを備えている。
　第１のレンズ群２は、図１および図３に示されるように、一方向に並列して配置されており、それぞれ負の屈折力を有している。これにより、物体側に配置されている被写体の広い範囲から発せられた光を集めて、略平行光束となる２本の光束を形成するようになっている。一対の第１のレンズ群２により形成される２つの光束は、相互に間隔をあけて略平行に形成されるようになっている。
　第１のプリズム対を構成する各プリズム３は、それぞれ平行６面体からなる平行四辺形プリズムである。各プリズム３は、相互に平行な入射面３ａおよび出射面３ｂと、これら入射面３ａおよび出射面３ｂの間に配置された相互に平行な２つの反射面３ｃを備えている。第１のレンズ群２によって形成された光束は、第１のプリズム対を構成するプリズム３の入射面３ａからプリズム３内に入射されると、プリズム３内において２つの反射面３ｃによって２回反射された後に、出射面３ｂから出射されるようになっている。
　この第１のプリズム対を構成する各プリズム３の入射面３ａは、図１～図３に示されるように、一対の第１のレンズ群２の光軸にそれぞれ一致する位置にその中心位置が配置されている。また、各プリズム３の出射面３ｂは、一対の第１のレンズ群２の並列方向に直交する方向にその中心位置を並列して配置している。すなわち、一対の第１のプリズム３は、一対の第１のレンズ群２の光軸の並列方向を９０°回転させるように光束を変換している。
　また、一対の第２のレンズ群４は、第１のプリズム対の各プリズム３の出射面３ｂから出射された光束を集光する正の屈折力を有している。また、第２のレンズ群４は複数のレンズを配列して構成されており、これらのレンズの１以上には、トーリック面が備えられている。トーリック面は、通過する光束に対して直交する２方向に異なる倍率を付与するようになっている。本実施形態においては、第１のレンズ群２の並列方向よりもこれに直交する方向に小さい倍率を付与するようになっている。
　第２のプリズム対を構成する各プリズム５も、それぞれ平行６面体からなる平行四辺形プリズムである。各プリズム５は、相互に平行な入射面５ａおよび出射面５ｂと、これら入射面５ａおよび出射面５ｂの間に配置された相互に平行な２つの反射面５ｃを備えている。第２のレンズ群４によって形成された光束は、第２のプリズム対を構成するプリズム５の入射面５ａからプリズム５内に入射されると、プリズム５内において２つの反射面５ｃによって２回反射された後に、出射面５ｂから出射されるようになっている。
　また、第２のプリズム対を構成する各プリズム５の入射面５ａは、図１～図３に示されるように、一対の第２のレンズ群４の光軸にそれぞれ一致する位置にその中心位置が配置されている。また、各プリズム５の出射面５ｂは、一対の第２のレンズ群４から出射された光束の光軸間隔を狭めるように配置されている。すなわち、一対の第２のレンズ群４を通過した２つの光束は、一対の第２のプリズム５を通過することによって、その並列方向を変更されることなくその光軸間隔のみを縮小させた状態でプリズム５の出射面５ｂから出射されるようになっている。
　第２のプリズム対から出射された光束は、その後段に配置されている撮像素子６の撮像面６ａにそのまま入射されるようになっている。すなわち、図４に示されるように、一対の第２のレンズ群４によって、第１のレンズ群２の並列方向に長く、これに直交する方向に短い断面形状に形成された光束Ｃ１，Ｃ２は、第１群のレンズ群２の並列方向に直交する方向に並んで撮像面６ａに入射されるようになっている。
　このように構成された本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１の作用について以下に説明する。
　本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１によれば、被写体から発せられた光が、間隔をあけた光軸を有する一対の第１のレンズ群２に入射されることにより、視差を有する略平行な光束となって出射される。第１のレンズ群２から出射された光束は、その後段に配置されている第１のプリズム対を構成する平行四辺形プリズム３の入射面３ａにそれぞれ入射される。
　平行四辺形プリズム３内には、相互に精度よく平行に製造された２つの反射面３ｃが備えられているので、入射面３ａから入射した光束は、プリズム３内において２つの反射面３ｃによって２回反射された後、出射面３ｂから出射される。出射面３ｂは入射面３ａの並列方向に対して直交する方向に並列しているので、２つの出射面３ｂから出射される２つの光束は、２つの入射面３ａに入射される際の並列方向を９０°回転させられている。
　この場合において、２つの入射面３ａの中心位置の間隔および２つの出射面３ｂの中心位置の間隔はそれぞれ比較的大きく離れているので、光軸の並列方向を９０°回転させるように、２つの平行四辺形プリズム３を入射面３ａの並列方向に対して斜めに配置しても相互に干渉せずに配置することができる。
　また、平行四辺形プリズム３の出射面３ｂから出射される光束の光軸は、入射面３ａに入射した際の光束の光軸と精度よく平行となっている。この場合において、本実施形態においては、平行四辺形プリズム３を用いることで、２つの反射面３ｃの平行度は平行四辺形プリズム３の取付精度によって影響を受けることがない。したがって、平行四辺形プリズム３の取り付け誤差が生じても、入射光軸と出射光軸とを精度よく平行に維持することができる。
　そして、平行四辺形プリズム３の出射面３ｂから出射された２つの光束は、一対の第２のレンズ群４に入射されることにより、正の屈折力によって集光される。第２のレンズ群４のいずれかのレンズにはトーリック面が設けられているので、２つの光束はそれぞれ直交する方向に異なる倍率を付与された扁平な断面を有する光束となって第２のプリズム対を構成するプリズム５の入射面５ａに入射される。
　この場合において、本実施形態によれば、視差を有する２つの光束が相互に間隔をあけた状態で、一対の第２のレンズ群４を通過させられるので、光束径を比較的大きく確保することができる。したがって、Ｆナンバーを低減して明るい立体画像を得ることができる。
　第２のプリズム対も２つの平行四辺形プリズム５により構成されているので、入射面５ａから入射した光束は、プリズム５内において２つの反射面５ｃによって２回反射された後、出射面５ｂから出射される。平行四辺形プリズム５の出射面５ｂから出射される光束の光軸は、入射面５ａに入射した際の光束の光軸と精度よく平行となっており、平行四辺形プリズム５の取り付け誤差が生じても、入射光軸と出射光軸とを精度よく平行に維持することができる。
　また、一対の第２のプリズム５は、一対の第１のレンズ群２への入射光軸の並列方向に直交する方向のみに光軸間隔を縮小するように、横長の長方形状の出射面５ｂの長辺どうしを近接させて隣接配置している。これにより、図４に示されるように出射面５ｂの後段に対向して配置されている撮像素子６の撮像面６ａの隣接する領域に、それぞれ視差を有する光束を入射させ撮像することができる。
　この場合において、第２のプリズム対を構成する２つのプリズム５は、出射面５ｂの中心位置どうしを十分に近接させて配置しているが、一方向の光軸間隔のみを縮小するのみであるため、プリズム５どうしを相互に干渉することなく配置することができる。そして、このように第２のプリズム対によって２つの光束の光軸間隔を縮小することにより、小型の撮像素子６を用いて立体撮影を行うことができる。
　このように、本実施形態に係る立体観察用対物光学系１によれば、複数のミラーによって反射する従来の光学系と比較して、ミラーどうしの角度調節を精密に行う必要がなく、プリズム３，５の位置決めを簡易に行うことができる。したがって、精密な位置調節機構を設ける必要がなく、小型に構成することができる。これにより、本実施形態に係る立体観察用対物光学系１を挿入部の先端に搭載した内視鏡も、挿入部の径寸法を小径化することができる。
　また、簡易に位置決めしても平行四辺形プリズム３，５への入射光軸と出射光軸との平行度は損なわれないので、撮像面６ａにおける像の倒れを防止することができる。
　また、光束径を大きくしても相互に干渉しないように撮像面６ａまで導くことができる。その結果、Ｆナンバーを低減して明るい立体撮影を行うことができるという利点がある。
　なお、本実施形態においては、第１のプリズム３において２つの光束の並列方向を９０°回転させ、第２のプリズム５においては回転させないこととしたが、これに代えて、並列方向の回転を第１および第２のプリズム３，５において分担して、合計で９０°回転するようにしてもよい。この場合には、第２のプリズム５より第１のプリズム３において大きく回転させることが好ましい。第２のプリズム５においては、出射面５ａが相互に近接させられるため、並列方向の大きな回転を伴う場合にはプリズム５どうしの干渉が発生するため、干渉する部分を削るなどプリズムの形状が複雑になるからである。
　また、本実施形態においては、第１および第２のプリズム３，５としてそれぞれ一対のプリズム対によって構成したが、図５～図７に示されるように２対以上のプリズム対によって構成してもよい。図５～図７に示す例では、第１のプリズム対を構成するプリズム３によって２つの光束の並列方向に直交する方向に光束をシフトさせることで、並列方向を９０°より小さい角度で回転させている。また、一対の第２のプリズム５，一対の第３のプリズム７としては、第１のプリズム３への入射前の２つの光束の並列方向に平行な方向および垂直な方向に光束をそれぞれシフトさせるものを採用している。
　これにより、撮像面６ａに対向する出射面７ｂを有する第３のプリズム７としては上記実施形態と同様に、一対の第１のレンズ群２への入射光軸の並列方向に直交する方向に光束の間隔を縮小させるだけの機能を有するものを採用でき、構成を簡易にすることができる。また、簡易に位置決めして、平行四辺形プリズム７の２つの反射面７ｃの位置が変動しても、平行四辺形プリズム７への入射光軸と出射光軸との平行度は損なわれないので、撮像面６ａにおける像の倒れを防止することができる。
　なお、プリズムの構成は上記の実施形態に限らず、第１のプリズム３によって２つの光束の並列方向に直交する方向に光束をシフトさせ、第２のプリズム５を、第１のプリズム３への入射前の並列方向に直交する方向に２つの光束が並列するようにシフトするプリズムとする等の変形が可能である。
　ここで、本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１の実施例について、図面を参照して以下に説明する。各実施例において、２対のレンズ群２，４および２対のプリズム３，５（または３対のプリズム３，５，７）の内、一方のレンズ群２，４およびプリズム３，５（またはプリズム３，５，７）について図面およびレンズデータを表示し、他方のレンズ群２，４およびプリズム３，５についての説明を省略する。
（実施例１）
　実施例１に係る立体撮影用対物光学系１のレンズ構成図を図８Ａ及び図８Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図９Ａから図９Ｅに示す。図８Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図８Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
　図９Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図９ＢはＹＺ断面における球面収差図、図９Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図９Ｄは対角方向における歪曲収差図、図９Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図９Ａ，図９Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。
面データ
面番号　　　ｒ　　　　　　　ｄ　　　　　　ｎｅ　　　　　　　ｖｄ
　物面　　　∞　　　　　　２６
　１　　　６．４　　　　　０．３８８　　１．８８８１５　　４０．７６
　２　　　１．８９　　　　０．８３６
　３＄　　５．８３３　　　０．４７　　　２．０１１６９　　２８．２７
　４＄　　３．０１６　　　０．５３７
　５　　　　∞　　　　　　３．０６６　　１．７７６２１　　４９．６
　６　　　　∞　　　　　　０．１３５
　７＄　　２．２５４　　　０．３３９　　１．７７６２１　　４９．６
　８＄　　１．６２４　　　０．３２１
　９　　　　∞　　　　　　０．４　　　　１．７７６２１　　４９．６
　１０　　　∞　　　　　　０．２
　１１（絞り）∞　　　　　０．２１３
　１２　－１１．１４４　　０．３４２　　１．９３４２９　　１８．９
　１３　－３．６２９　　　０．５２１
　１４　　１１．９７４　　１．１７８　　１．４８９１５　　７０．２３
　１５　－１．６４６　　　０．３８９　　１．８５５０４　　２３．７８
　１６　－２．２４７　　　０．１１
　１７　　　∞　　　　　　２．７９３　　１．８８８１５　　４０．７６
　１８　　　∞　　　　　　０．１１
　１９　　１０．８７６６　１．６３２　　１．７７６２１　　４９．６
　２０　－２．１０９　　　０．３１８　　１．９３４２９　　１８．９
　２１　－２４．３５７　　０．１０７
　２２　　　∞　　　　　　０．３７６　　１．５１５６４　　７５
　２３　　　∞　　　　　　０．２１８
　２４　　　∞　　　　　　２．８　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　２５　　　∞　　　　　　０．９７　　　１．５０８０１　　６０
　像面　　　∞　　　　　　０
非球面データ
　第３面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　５．８３３　　－９．０４
　第４面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　３．０１６　　　１．４７８
　第７面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　２．２５４　　　１．５０２
　第８面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．６２４　　　１．３５４
（実施例２）
　実施例２に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１０Ａ及び図１０Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１１Ａから図１１Ｅに示す。図１０Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１０Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
　図１１Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１１ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１１Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１１Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１１Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１１Ａ，図１１Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。
面データ
面番号　　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　　ｎｅ　　　　　　　ｖｄ
　物面　　　∞　　　　　２６
　１　　　１２．７４７　０．３８８　　　１．８８８１５　　４０．７６
　２　　　２．５７　　　０．４３５
　３＄　　２．７７９　　０．４２１　　　２．０１１６９　　２８．２７
　４＄　　１．３８２　　０．４１１
　５　　　　∞　　　　　２　　　　　　　１．７７６２１　　４９．６
　６　　　　∞　　　　　０．０７８
　７＄　　１．６７６　　０．６７２　　　１．７７６２１　　４９．６
　８＄　　１．３４８　　０．２８７
　９　　　　∞　　　　　０．３　　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　１０　　　∞　　　　　０．２
　１１（絞り）　∞　　　０．１９
　１２　－３３．７３　　０．４０５　　　１．９３４２９　　１８．９
　１３　－３．０５　　　０．６２８
　１４　　２９．７９４　１．５０６　　　１．４８９１５　　７０．２３
　１５　－１．２９２　　０．３７８　　　１．８５５０４　　２３．７８
　１６　－１．８９５　　０．０９８
　１７　　１９．６３７　０．９２４　　　１．７７６２１　　４９．６
　１８　－２．６５５　　０．２６７　　　１．９３４２９　　１８．９
　１９　－２９．４７　　０．４１８
　２０　　　∞　　　　　３．５６　　　　１．８８８１５　　４０．７６
　２１　　　∞　　　　　０．５６５
　２２　　　∞　　　　　１．１　　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　２３　　　∞　　　　　０．７　　　　　１．５０８０１　　６０
　像面　　　∞　　　　　０
非球面データ
　第３面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　２．７７９　　－１２．７６１
　第４面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．３８２　　　　１．１５９
　第７面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．６７６　　　１２．５６
　第８面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．３４８　　　　６．７４３
（実施例３）
　実施例３に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１２Ａ及び図１２Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１３Ａから図１３Ｅに示す。図１２Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１２Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
　図１３Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１３ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１３Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１３Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１３Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１３Ａ，図１３Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。
面データ
面番号　　　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　ｎｅ　　　　　　　ｖｄ
　物面　　　∞　　　　　　２９．７３
　１　　　２９．７８５　　０．４４４　　１．８８８１５　　４０．７６
　２　　　３．３０４　　　０．１８
　３＄　　２．４５　　　　０．２４５　　２．０１１６９　　２８．２７
　４＄　　１．３４７　　　０．４０５
　５　　　　∞　　　　　　２　　　　　　１．７７６２１　　４９．６
　６　　　　∞　　　　　　０．１０１
　７＄　　１．７８１　　　０．９２　　　１．７７６２１　　４９．６
　８＄　　１．３９１　　　０．６６
　９（絞り）　∞　　　　　０．０１９
　１０　－６．２６１　　　０．３６９　　１．９３４２９　　１８．９
　１１　－２．２３　　　　０．４４
　１２　　　∞　　　　　　０．３４３　　１．５１８２５　　６４．１４
　１３　　　∞　　　　　　０．３７３
　１４　　１２９．６９３　１．６７３　　１．４８９１５　　７０．２３
　１５　－１．４７３　　　０．３５４　　１．８５５０４　　２３．７８
　１６　－２．０３７　　　０．１０１
　１７　－４０．１１３　　０．９２８　　１．７７６２１　　４９．６
　１８　－２．９３６　　　０．２４３　　１．９３４２９　　１８．９
　１９　－１２．０１７　　０．１９８
　２０　　　∞　　　　　　６．９６　　　２．０１１６９　　２８．２７
　２１　　　∞　　　　　　０．３６９
　２２　　　∞　　　　　　０．９　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　２３　　　∞　　　　　　０．７　　　　１．５０８０１　　６０
　像面　　　∞　　　　　　０
非球面データ
　第３面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　２．４５　　　２７．３０２
　第４面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．３４７　　　１．１９４
　第７面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．７８１　　３７．７４３
　第８面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　１．３９１　　　７．０４１
（実施例４）
　実施例４に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１４Ａ及び図１４Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１５Ａから図１５Ｅに示す。図１４Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１４Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
　図１５Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１５ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１５Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１５Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１５Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１５Ａ，図１５Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。
面データ
面番号　　　ｒ　　　　　　ｄ　　　　　　　ｎｅ　　　　　　　ｖｄ
　物面　　　∞　　　　　２９．７２５９
　１　　　　∞　　　　　０．４４４　　　１．８８８１５　　４０．７６
　２　　　２．１５５　　０．３９３
　３＄　　１５．２４８　０．２０７　　　２．０１１６９　　２８．２７
　４＄　　４．２９６　　０．１９５
　５　　　　∞　　　　　２　　　　　　　１．７７６２１　　４９．６
　６　　　　∞　　　　　０．０６９
　７＄　　５．６３６　　０．３４７　　　１．７７６２１　　４９．６
　８＄　　２．９９４　　０．１５５
　９　　　３．４９８　　０．４０９　　　１．９３４２９　　１８．９
　１０　－１３．６３１　０．６７
　１１（絞り）　∞　　　０．３２４
　１２　　　∞　　　　　０．３４３　　　１．５１８２５　　６４．１４
　１３　　　∞　　　　　０．３２９
　１４　１２９．７４３　１．４８５　　　１．４８９１５　　７０．２３
　１５　－１．４６３　　０．２２８　　　１．８５５０４　　２３．７８
　１６　－２．５６５　　０．０４８
　１７　－８４．９４２　０．８０８　　　１．７７６２１　　４９．６
　１８　－３．０５４　　０．２６３　　　１．９３４２９　　１８．９
　１９　－４．８２３　　０．０５７
　２０　　　∞　　　　　８．４　　　　　２．０１１６９　　２８．２７
　２１　　　∞　　　　　０．３６９
　２２　　　∞　　　　　０．９　　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　２３　　　∞　　　　　０．７　　　　　１．５０８０１　　６０
　像面　　　∞　　　　　０
非球面データ
　第３面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　１５．２４８　 －２．２２９
　第４面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　４．２９６　　１．８２９
　第７面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　５．６３６　　３９．８１５
　第８面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　　２．９９４　　４６．６
（実施例５）
　実施例５に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１６Ａ及び図１６Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１７Ａから図１７Ｅに示す。図１６Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１６Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
　図１７Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１７ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１７Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１７Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１７Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１７Ａ，図１７Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。
面データ
面番号　　　ｒ　　　　　　　ｄ　　　　　　ｎｅ　　　　　　　ｖｄ
　物面　　　∞　　　　　　２６．５
　１　　　２９．０５１　　０．４４３　　１．８８８１５　　４０．７６
　２　　　３．７４４　　　０．２９６
　３＄　　５．７９２　　　０．２４　　　２．０１１６９　　２８．２７
　４＄　　２．４５７　　　０．３７７
　５　　　　∞　　　　　　６．２　　　　２．０１１６９　　２８．２７
　６　　　　∞　　　　　　０．０１
　７＄　　３．１７３　　　０．３３２　　１．７７６２１　　４９．６
　８＄　　９．９７２　　　０．２１７
　９（絞り）　∞　　　　　０．１０６
　１０　－４２１．７９６　０．２８６　　１．９３４２９　　１８．９
　１１　－９．２９１　　　０．４２５
　１２　　　∞　　　　　　０．３４３　　１．５１８２５　　６４．１４
　１３　　　∞　　　　　　０．４２５
　１４　　１２９．６７６　１．６８　　　１．４８９１５　　７０．２３
　１５　－１．４７１　　　０．３８１　　１．８５５０４　　２３．７８
　１６　－５．４４５　　　０．１３５
　１７　　３２．８０６　　０．７４２　　１．７７６２１　　４９．６
　１８　－４．３２１　　　０．１６５
　１９　　　∞　　　　　　４．２　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　２０　　　∞　　　　　　０．３６９
　２１　　　∞　　　　　　０．９　　　　１．５１８２５　　６４．１４
　２２　　　∞　　　　　　０．７　　　　１．５０８０１　　６０
　像面　　　∞　　　　　　０
非球面データ
　第３面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　５．７９２　　－４．２２６
　第４面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　２．４５７　　　１．８９９
　第７面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　３．１７３　　　３．４９５
　第８面　ＴＯＣ　　ＲＤＸ　　　　　ＲＤＹ
　　　　　　　　　９．９７２　　　９２．３８４
　上記実施例１～５の立体撮影用対物光学系は、以下の条件式（１）～（９）を満たしている。
条件式（１）　０．４≦縦焦点距離／横焦点距離≦０．７
条件式（２）　－３≦第１レンズ／横焦点距離≦－１．５
条件式（３）　２≦２－Ｏ縦／横焦点距離≦７．５
条件式（４）　２．１≦５－ＴＯ／横焦点距離≦６．６
条件式（５）　０．８≦第２アナモルフィック面Ｒ比（横／縦）≦２．７５
条件式（６）　０≦第４アナモルフィック面Ｒ比（横／縦）≦１．６
条件式（７）　０．４５≦第１反射面距離／横焦点距離≦２．２
条件式（８）　０．７≦第２反射面距離／縦焦点距離≦４．５
条件式（９）　１．２≦絞りから後ろの合成焦点距離／横焦点距離≦２．８
　条件式（１）は、撮像面の縦横の大きさに対応するための条件式であり、この条件式（１）の範囲を超えると縦横でのディストーションの大小が異なるため違和感のある画像となる。
　条件式（２）は、中心アスを補正するための条件式であり、パワーが大きくなると中心アスが大きくなり、パワーが小さくなると第１レンズの光線高が大きくなるため系の大型化を招く。さらに複眼のレンズ同士が干渉してレイアウトが困難となる。
　条件式（３）は、縦、横でのコマ収差補正のために必要な条件式であり、縦横での像面湾曲量が必ずしも一致しない中で、縦横でのコマ収差をそれぞれコントロールすることで、像面位置を合わせるために必要な条件式である。この条件式（３）の範囲を超えると像面湾曲の変化分をコマ収差の補正で補えなくなり、縦横の像面位置が一致しなくなる。
　条件式（４）は、接合レンズのパワー配置なので、軸上色収差と倍率色収差の補正をしている。パワーが小さくなると、倍率色収差が大きくなり、パワーが大きくなると、倍率色収差が小さくなるが軸上色収差補正が難しくなる。
　条件式（５）、（６）は、アナモルフィック面のＲ比の範囲であり、アスを補正するための条件式である。これらの条件式（５）、（６）の範囲を超えると中心アスとともに周辺も大きくアスが発生する。条件式（５）、（６）の上限を超えると横方向においてサジタル像面がオーバーに、メリディオナル像面がアンダーに傾く。下限を超えると同じく横方向においてサジタル像面がアンダーに、メリディオナル像面がオーバーに傾く。
　条件式（７）、（８）は、反射面を入れるための条件式である。条件式（７）、（８）の下限では、レイアウトに必要な反射面を入れるスペースが十分確保できない。上限を超えると必要以上にスペースを確保するため光学系の全長が長くなり過ぎるため、レイアウト上好ましくない。
　条件式（９）は、全系を小型化するための条件式であり、この条件式（９）の上限を超え、絞り後の正群のパワーが小さいと全長が長くなりよくない。条件式（９）の下限を超え、パワーが大きいとバックフォーカスが短くなり、反射部材を置くスペース確保が困難となる。
　１　立体撮影用対物光学系
　２　第１のレンズ群（一対の負レンズ群）
　３　プリズム（第１のプリズム）
　３ｃ，５ｃ　反射面
　４　第２のレンズ群（一対の正レンズ群）
　５　プリズム（第２のプリズム）
　５ｂ　出射面
　６ａ　撮像面

Claims (7)

  1. 　同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
    　該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備える立体撮影用対物光学系。
  2. 　前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換する請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
  3. 　前記第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を平行にシフトさせる相互に平行な２つの反射面を備える請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
  4. 　物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の立体撮影用対物光学系。
  5. 　前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有する請求項４に記載の立体撮影用対物光学系。
  6. 　前記光束を絞る絞りを備え、
    　前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されている請求項５に記載の立体撮影用対物光学系。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれかに記載の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡。
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CN201080047616.4A CN102597871B (zh) 2009-10-23 2010-10-22 立体摄影用对物光学系统以及内窥镜
US13/135,078 US8345084B2 (en) 2009-10-23 2011-06-23 Stereoscopic image-capturing objective optical system and endoscope

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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013104075A1 (en) 2012-01-13 2013-07-18 Front Street Investment Management Inc., As Manager Of Front Street Diversified Income Class Single optical path anamorphic stereoscopic imager
WO2013038403A3 (en) * 2011-09-13 2013-07-25 Visionsense Ltd. Proximal high definition endoscope
WO2013114725A1 (ja) * 2012-02-01 2013-08-08 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 立体視内視鏡光学系
JP2014174390A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Olympus Medical Systems Corp 結像光学系、立体撮像装置、及び内視鏡
JP2015094922A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡対物光学系
WO2015083439A1 (ja) 2013-12-05 2015-06-11 オリンパス株式会社 立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡
EP2806301A4 (en) * 2012-01-18 2015-08-19 Olympus Medical Systems Corp OPTICAL ARRANGEMENT FOR A STEREOSCOPIC ENDOSCOPE
CN107636533A (zh) * 2015-06-03 2018-01-26 奥林巴斯株式会社 摄像装置、内窥镜装置以及摄像方法
WO2018189853A1 (ja) * 2017-04-13 2018-10-18 オリンパス株式会社 立体視内視鏡光学系及びそれを備えた内視鏡
JP2020042197A (ja) * 2018-09-11 2020-03-19 キヤノン株式会社 レンズ装置およびそれを有する撮像装置
US11058287B2 (en) 2017-07-03 2021-07-13 Olympus Corporation Optical system for stereoscopic vision and image pickup apparatus using the same
US11156809B2 (en) 2017-05-16 2021-10-26 Olympus Corporation Optical system for stereoscopic vision and endoscope using the same
US11187886B2 (en) 2017-09-29 2021-11-30 Olympus Corporation Optical system for stereoscopic vision and image pickup apparatus using the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8295693B2 (en) * 2010-07-02 2012-10-23 Intuitive Surgical Operations, Inc. Dual optical path prism and camera in a minimally invasive surgical system
JP6019970B2 (ja) * 2012-09-11 2016-11-02 株式会社リコー 全天球型の撮像システムおよび撮像光学系
ES2806300T3 (es) 2013-02-19 2021-02-17 Steris Instrument Man Services Inc Endoscopio con expansor de pupila
CN104000548B (zh) * 2013-02-22 2017-08-04 深圳先进技术研究院 用于三维尺寸测量的双目光电式内窥镜及内窥系统
CN104656242B (zh) * 2013-11-22 2016-10-05 深圳先进技术研究院 双物镜单图像传感器的内窥镜双目光学系统
JP6280803B2 (ja) * 2014-04-24 2018-02-14 オリンパス株式会社 立体撮像用光学系、立体撮像装置、及び内視鏡
CN104434006A (zh) * 2014-12-26 2015-03-25 天津工业大学 一种双通道内窥镜
DE102015217079B4 (de) * 2015-09-07 2017-03-23 Olympus Winter & Ibe Gmbh Optisches System eines Stereo-Videoendoskops, Stereo-Videoendoskop und Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für ein Stereo-Videoendoskop
CN105549184A (zh) * 2016-01-07 2016-05-04 珠海市运泰利自动化设备有限公司 微距成像定位装置
DE102016212470A1 (de) * 2016-07-08 2018-01-11 Olympus Winter & Ibe Gmbh Optisches System eines Stereo-Videoendoskops, Stereo-Videoendoskop und Verfahren zum Betreiben eines optischen Systems eines Stereo-Videoendoskops
CN106667418B (zh) * 2016-11-22 2019-03-22 珠海维尔康生物科技有限公司 内窥镜
DE102017117374A1 (de) * 2017-08-01 2019-02-07 Olympus Winter & Ibe Gmbh Prismenanordnung für ein Stereo-Videoendoskop
KR20190054472A (ko) * 2017-11-13 2019-05-22 삼성전자주식회사 전반사 프리즘 유닛, 이를 포함하는 전반사 프리즘 어셈블리 및 라인 빔 형성 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07323012A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Nidek Co Ltd 同時立体眼底カメラ
JPH08234339A (ja) 1995-02-28 1996-09-13 Olympus Optical Co Ltd 撮影用光学装置
JP2000023199A (ja) * 1998-06-29 2000-01-21 Canon Inc 複眼撮像装置
JP2000081331A (ja) * 1998-07-09 2000-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ステレオ映像取得装置
JP2003005096A (ja) * 2001-06-27 2003-01-08 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4924853A (en) * 1989-05-22 1990-05-15 Medical Dimensions, Inc. Stereoscopic medical viewing device
US5385138A (en) * 1992-01-21 1995-01-31 Berry; Yale Stereo endoscope for inserting into body cavities
US6450950B2 (en) * 1992-11-12 2002-09-17 Karl Storz Gmbh & Co. Kg Endoscope having stereo-lateral-view optics
US5743846A (en) * 1994-03-17 1998-04-28 Olympus Optical Co., Ltd. Stereoscopic endoscope objective lens system having a plurality of front lens groups and one common rear lens group
JP3290824B2 (ja) * 1994-08-23 2002-06-10 オリンパス光学工業株式会社 立体視硬性内視鏡
JP3631302B2 (ja) * 1995-10-11 2005-03-23 オリンパス株式会社 実体顕微鏡
WO1997027798A1 (en) * 1996-02-01 1997-08-07 Heartport, Inc. Stereoscopic endoscope
JP4302199B2 (ja) * 1998-03-13 2009-07-22 オリンパス株式会社 複数人で観察可能な実体顕微鏡
DE69921240T2 (de) * 1998-07-09 2006-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Vorrichtung zur Herstellung eines Stereoskopischen Bildes
JP2001108916A (ja) * 1999-10-08 2001-04-20 Olympus Optical Co Ltd 硬性鏡光学系
US6614595B2 (en) * 2001-02-16 2003-09-02 Olympus Optical Co., Ltd. Stereo endoscope
JP3834016B2 (ja) 2003-05-30 2006-10-18 オリンパス株式会社 ステレオ撮影用光学系及びそれを用いたステレオカメラ
US6924948B2 (en) * 2003-08-21 2005-08-02 Arc Design, Inc. Multifocal lens system for digital cameras

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07323012A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Nidek Co Ltd 同時立体眼底カメラ
JPH08234339A (ja) 1995-02-28 1996-09-13 Olympus Optical Co Ltd 撮影用光学装置
JP2000023199A (ja) * 1998-06-29 2000-01-21 Canon Inc 複眼撮像装置
JP2000081331A (ja) * 1998-07-09 2000-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ステレオ映像取得装置
JP2003005096A (ja) * 2001-06-27 2003-01-08 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2492744A4 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013038403A3 (en) * 2011-09-13 2013-07-25 Visionsense Ltd. Proximal high definition endoscope
US9883788B2 (en) 2011-09-13 2018-02-06 Visionsense Ltd. Proximal high definition endoscope
WO2013104075A1 (en) 2012-01-13 2013-07-18 Front Street Investment Management Inc., As Manager Of Front Street Diversified Income Class Single optical path anamorphic stereoscopic imager
EP2802927A4 (en) * 2012-01-13 2015-08-19 Front Street Invest Man Inc ANAMORPHOTIC STEREOSCOPIC IMAGEER WITH A SINGLE OPTICAL PATH
US9864185B2 (en) 2012-01-18 2018-01-09 Olympus Corporation Three-dimensional-endoscope optical system
EP2806301A4 (en) * 2012-01-18 2015-08-19 Olympus Medical Systems Corp OPTICAL ARRANGEMENT FOR A STEREOSCOPIC ENDOSCOPE
WO2013114725A1 (ja) * 2012-02-01 2013-08-08 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 立体視内視鏡光学系
JP2014174390A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Olympus Medical Systems Corp 結像光学系、立体撮像装置、及び内視鏡
JP2015094922A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡対物光学系
WO2015083439A1 (ja) 2013-12-05 2015-06-11 オリンパス株式会社 立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡
US10634898B2 (en) 2013-12-05 2020-04-28 Olympus Corporation Steroscopic imaging optical system, steroscopic imaging aparatus, and endoscope
CN107636533A (zh) * 2015-06-03 2018-01-26 奥林巴斯株式会社 摄像装置、内窥镜装置以及摄像方法
WO2018189853A1 (ja) * 2017-04-13 2018-10-18 オリンパス株式会社 立体視内視鏡光学系及びそれを備えた内視鏡
US11478134B2 (en) 2017-04-13 2022-10-25 Olympus Corporation Stereoscopic-vision endoscope optical system and endoscope using the same
US11156809B2 (en) 2017-05-16 2021-10-26 Olympus Corporation Optical system for stereoscopic vision and endoscope using the same
US11058287B2 (en) 2017-07-03 2021-07-13 Olympus Corporation Optical system for stereoscopic vision and image pickup apparatus using the same
US11187886B2 (en) 2017-09-29 2021-11-30 Olympus Corporation Optical system for stereoscopic vision and image pickup apparatus using the same
JP2020042197A (ja) * 2018-09-11 2020-03-19 キヤノン株式会社 レンズ装置およびそれを有する撮像装置
JP7154903B2 (ja) 2018-09-11 2022-10-18 キヤノン株式会社 レンズ装置およびそれを有する撮像装置

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