WO2016035891A1

WO2016035891A1 - 光学アダプタおよびこれを用いた立体撮像システム

Info

Publication number: WO2016035891A1
Application number: PCT/JP2015/075248
Authority: WO
Inventors: 英二高沖
Original assignee: 株式会社メタ・コーポレーション・ジャパン
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2016-03-10
Also published as: JPWO2016035891A1

Abstract

　立体映像を撮影するにあたって、立体映像を構成する第１映像および第２映像の間に発生する漏光の影響を抑制出来る立体撮像システムを提供する。また、この立体撮像システムに含まれる光源およびカメラを接続する光学アダプタを提供する。立体映像を構成する第１映像および第２映像を、本来の視差方向に直交する方向に並べ替えて撮影することによって、第１映像および第２映像の間により広い間隔を設けることが出来る。その結果、第１映像および第２映像の間で漏光の影響を抑制出来る。

Description

光学アダプタおよびこれを用いた立体撮像システム

　本発明は光学アダプタおよびこれを用いた立体撮像システムに関し、例えば、カメラに接続する光学アダプタおよびこれを用いた立体撮像システムに好適に利用できるものである。

　立体的な視覚情報を、教育に用いる場合など、時間や場所を限定せずに複数の人間で共有する方法として、実際の映像を立体的に撮影する手法が知られている。

　従来技術による立体視撮影システムとして、独立した２つの撮影装置を用意し、同一の撮影対象をこれら２つの撮影装置で同時に撮影する技術が知られている。このとき、２つの撮影装置の位置と方向を、人間の両目の視差などに合わせて適切に調節することで、立体視映像を撮影することが可能となる。

　しかしながら、この従来技術による立体視撮影システムでは、２つの撮影装置の間で同期を取ることは困難である、という課題がある。

　例えば、一般的なビデオカメラなどでは、毎秒２４乃至３０枚程度のフレームレートで撮影を行う。このようなフレームレートで２台のビデオカメラの間で同期を取ろうとしても、２つの録画ボタンを同時に押すような方法では到底実現し得えず、一例として、２台のビデオカメラを改造して、録画開始信号を同時に伝達する回路を用意する必要がある。

　また、一般的なビデオカメラには個体差がある。このような個体差は、たとえ単独撮影時に求められる基準は満足していても、大量生産された同機種のうちの２台で同じ設定および条件で立体視撮影を行う際に求められる基準を満足する保証は無い。特に、光を電気信号に変換する受光素子の製造ロットが２台のビデオカメラの間で異なった場合などは、繊細な立体視映像の撮影が困難になると言わざるを得ない。

　上記に関連して、特許文献１（特開２００５－２４６２９号公報）では、立体カメラ用雲台装置に係る記載が開示されている。特許文献１に記載の立体カメラ用雲台装置は、立体映像を撮影するために用いられる２台のカメラを保持すると共に、設置面に対して水平な水平面内において２台のカメラを互いに接近・離反させるように移動させ、かつ、水平面内において２台のカメラを所定角度に回転させる。この立体カメラ用雲台装置は、第１，第２カメラホルダと、第１，第２回転機構と、第１，第２角度測定手段と、第１支持部と、第２支持部と、移動機構と、移動距離測定手段と、同期手段と、出力手段とを備えることを特徴とする。ここで、第１，第２カメラホルダは、２台のカメラをそれぞれ着脱自在に保持する。第１，第２回転機構は、各カメラホルダに保持された各カメラを所定角度にかつ逆方向に回転させる。第１，第２角度測定手段は、各回転機構で所定角度に回転させた各カメラの光軸に対する角度を測定する。第１支持部は、第１角度測定手段、第１回転機構及び第１カメラホルダを直線状のガイドに沿って移動自在に支持する。第２支持部は、第２角度測定手段、第２回転機構及び第２カメラホルダをガイドに沿って移動自在に支持する。移動機構は、両支持部をガイドに沿って互いに接近・離反するように移動させる。移動距離測定手段は、移動機構によって移動させた各カメラの光軸間の距離を測定する。同期手段は、両回転機構による回転あるいは両支持部の移動機構による移動の少なくとも一方を同期させる。出力手段は、この移動距離測定手段で測定した距離及び角度測定手段で測定した角度を出力する。

　別の従来技術による立体撮影システムとして、上述した従来技術が抱える課題を解決するために、立体視映像のうち、左目用映像および右目用映像の両方を、１台のビデオカメラで同時に撮影する技術が知られている。

　こうすることによって、２台のビデオカメラの間の同期および個体差に係る課題は解決される。ただし、撮影された立体視映像の解像度が半分になる。すなわち、横方向に３，８４０ピクセル、縦方向に２，１６０ピクセルの解像度を有する、いわゆる４ｋ２ｋ規格の受光素子には、横方向に１，９２０ピクセル、縦方向に１，０８０ピクセルを有する、いわゆる２ｋ１ｋ規格なら、左右の映像にそれぞれ対応する２枚の映像を、横方向に並べて納めることが可能である。

　ただし、いわゆる４ｋ２ｋ規格の受光素子で、いわゆる２ｋ１ｋ規格の映像を２枚左右に並べて撮像すると、２枚の映像の間に隙間を設けることが出来ないので、漏光の問題が発生する。

　図１は、この従来技術による立体視撮影システムの構成例を示す図である。図１に示した立体視撮影システムは、撮像素子１と、第１映像領域２と、第２映像領域３と、第１漏光領域４と、第２漏光領域５とを含んでいる。

　ここで、撮像素子１の解像度はいわゆる４ｋ２ｋ規格を満たしており、第１映像領域２および第２映像領域３の解像度はそれぞれいわゆる２ｋ１ｋ規格を満たしている。

　また、第１漏光領域４は、第１映像領域２の周囲に位置しており、第２漏光領域５は、第２映像領域３の周囲に位置している。なお、この位置関係は、漏光の原理上、変更不可能である。

　図１に示したように、撮像素子１の幅は、第１映像領域２の幅および第２映像領域３の幅の和に等しく、したがって２枚の映像の間に隙間を設けることが出来ない。そのため、第１漏光領域４は第２映像領域３の一部に重なっており、第２漏光領域５は第１映像領域２の一部に重なっている。

　通常の撮影では、レンズなどの光学系を通った光のうち、中心部分の一部は四角い撮像領域に照射される。このとき、残りの光は撮像領域の周辺に照射される。このような光を漏光と呼ぶ。なお、撮像領域周辺の漏光は、光学系にマスクを設けてある程度までは除去出来たとしても、今度はこのマスクで回折現象が発生するため、やはり完全な除去は非常に困難である。

　上述した特許文献１の場合は、第１映像の周囲に発生する漏光は第２映像に重なって撮像され、反対に、第２映像の周囲に発生する漏光は第１映像に重なって撮像されることになる。立体映像に重なったこのような漏光は、映像が有する本来の鮮明さを損なうのみならず、左右の映像に違和感を与えるため、立体視の効果が薄まる。

　上記に関連して、特許文献２（特開２００２－１１２２８８号公報）には立体撮影光学ユニットおよび立体画像撮影システムに係る記載が開示されている。特許文献１に記載の立体撮影光学ユニットは、左側光学系および右側光学系を有しており、これら左側および右側光学系を通して単一のカメラに立体観察が可能な画像の撮影を行わせている。この立体撮影光学ユニットは、左側および右側光学系の左右方向における相対間隔を変更する間隔変更手段を有することを特徴としている。

　さらに別の従来技術による立体視撮影システムが知られている。図２は、この従来技術による立体視撮影システムの構成例を示す図である。

　図２に示した立体視撮影システムの構成要素について説明する。図２の立体視撮影システムは、立体映像撮影装置１０と、カメラ２０とを含んでいる。

　立体映像撮影装置１０は、第１反射鏡１１と、第２反射鏡１２と、プリズム１３とを含んでいる。プリズム１３の形状は、三角柱である。

　カメラ２０は、レンズ２１と、フィルム２２とを含んでいる。フィルム２２は、複数のコマ２３を含んでいる。複数のコマ２３のそれぞれは、第１領域２４と、第２領域２５とに分割されている。

　図１に示した立体視撮影システムの動作について説明する。第１反射鏡１１は、ｙ軸方向から受光する左目用映像を、プリズム１３の第１側面に向けて反射する。第２反射鏡１２は、同じくｙ軸方向からから受光する右目用映像を、プリズム１３の第２側面に向けて反射する。プリズム１３は、第１反射鏡１１から受光する左目用映像を第１側面で反射して、レンズ２１を介してフィルム２２の第１領域２４に向けて反射する。また、プリズム１３は、第２反射鏡１２から受光する右目用映像を第２側面で反射して、レンズ２１を介してフィルム２２の第２領域２５に向けて反射する。

　その結果、左目用映像と、右目用映像とは、互いに逆方向に９０度回転して、ｚ軸方向に対して垂直な平面上に配置されたフィルム２２に届く。さらに、立体映像撮影装置１０が受光する方向と、フィルム２２が受光する方向との間には、９０度の傾きが発生する。

　撮影したフィルムを現像した写真を立体視するには、図１に示した立体視撮影システムを逆向きに用いれば良い。すなわち、写真の第１領域を、プリズム１３と、第１反射鏡１１とを経由して左目で見て、同時に写真の第２領域を、プリズム１３と、第２反射鏡１２とを経由して右目で見ることで、写真の立体視が可能となる。

　したがって、立体映像の撮影時と、撮影した立体映像の閲覧時と、その両方において、撮影または閲覧する方向とは９０度傾いた方向に、フィルムまたは写真があることになり、直観的な操作や調整が困難である。

　上記に関連して、非特許文献１（Rob Crockett、“Tri-Delta Prism Stereo Camera Adapter”、［Ｏｎｌｉｎｅ］、［２０１４年８月２２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ledametrix.com/prism/index.html＞）が公開されている。

特開２００５-２４６２９号公報特開２００２－１１２２８８号公報

Rob Crockett、"Tri-Delta Prism Stereo Camera Adapter"、［Ｏｎｌｉｎｅ］、［２０１４年８月２２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ledametrix.com/prism/index.html＞

　立体映像を撮影するにあたって、立体映像を構成する第１映像および第２映像の間に発生する漏光の影響を抑制出来る立体撮像システムを提供する。また、この立体撮像システムに含まれる光源およびカメラを接続する光学アダプタを提供する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

　一実施の形態によれば、光学アダプタは、第１入光部と、第２入光部と、第１出光部と、第２出光部と、第１光学系と、第２光学系とを備える。ここで、第１入光部は、外部光源から第１方向に入射する第１映像を入力する。第２入光部は、前記第１入光部に対して、前記第１方向に直交する視差方向に並んで配置され、前記外部光源から前記第１方向に入射する第２映像を入力する。第１出光部は、第１映像を第２方向に出力する。第２出光部は、第１出光部に対して、前記第２方向および前記第１映像の視差方向の双方に直交する第３方向に並んで配置され、前記第２映像を前記第２方向に出力する。第１光学系は、第１映像を前記第１入光部から前記第１出光部に導く。第２光学系は、第２映像を前記第２入光部から前記第２出光部に導く。

　前記一実施の形態によれば、立体映像を構成する第１映像および第２映像を、本来の視差方向に直交する方向に並べ替えて撮影することによって、第１映像および第２映像の間により広い間隔を設けることが出来る。その結果、第１映像および第２映像の間で漏光の影響を抑制出来る。

図１は、従来技術による立体視撮影システムの構成例を示す図である。図２は、従来技術による立体視撮影システムの構成例を示す図である。図３は、本発明の第１実施形態による立体視撮影システムの一構成例を示す図である。図４は、顕微鏡の一構成例を示す図である。図５Ａは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの一構成例を、顕微鏡側から見た下面図である。図５Ｂは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの一構成例の正面図である。図５Ｃは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの一構成例を、カメラ側から見た上面図である。図６Ａは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの調整機構の一構成例を示す図である。図６Ｂは、本発明の第１実施形態による調整フレームの一構成例を示す図である。図６Ｃは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの、第１調整軸に係る調整方法を示す図である。図６Ｄは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの、第２調整軸に係る調整方法を示す図である。図６Ｅは、本発明の第１実施形態による光学アダプタの、第３調整軸に係る調整方法を示す図である。図７は、カメラの一構成例を示す図である。図８は、本発明の第１実施形態による立体視撮影システムで撮像する映像の、光学アダプタ側から見た配置の一例を示す配置図である。図９は、本発明の第１実施形態による立体視撮影システムで撮像した映像を立体視するシステムの一構成例を示す図である。図１０は、本発明の第２実施形態による立体撮像システムの一構成例を示す図である。図１１Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタの一構成例を示す平面図である。図１１Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタの一構成例を示す正面図である。図１２Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタのうち、第１ビームスプリッタの一構成例を示す俯瞰図である。図１２Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタのうち、第２ビームスプリッタの一構成例を示す俯瞰図である。図１２Ｃは、本発明の第２実施形態による光学アダプタのうち、出光部反射鏡の一構成例を示す俯瞰図である。図１３Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタの内部構造の一構成例を示す俯瞰図である。図１３Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタを介して撮像される立体映像の一構成例を示す図である。図１４Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタのうち、調整フレームの一構成例を示す平面図である。図１４Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタのうち、調整フレームの一構成例を示す正面図である。図１５は、本発明の第３実施形態による立体撮像システムの一構成例を示す図である。図１６Ａは、本発明の第３実施形態による光学アダプタの一構成例を示す平面図である。図１６Ｂは、本発明の第３実施形態による光学アダプタの一構成例を示す正面図である。図１７Ａは、本発明の第３実施形態による光学アダプタの内部構造の一構成例を示す平面図である。図１７Ｂは、本発明の第３実施形態による光学アダプタの内部構造の一構成例を示す正面図である。図１８Ａは、本発明の第３実施形態による光学アダプタの内部構造の一構成例を示す俯瞰図である。図１８Ｂは、本発明の第３実施形態による光学アダプタを介して撮像される立体映像の一構成例を示す図である。

　添付図面を参照して、本発明による光学アダプタおよび立体撮像システムを実施するための形態を以下に説明する。第１実施形態では、主に漏光に係る課題に注目して説明し、第２実施形態および第３実施形態では、主に光源との接続関係に注目して説明するが、これらの実施形態で説明するそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能であることに注目されたい。

　（第１実施形態）
　図３は、本発明の第１実施形態による立体視撮影システム１００の一構成例を示す図である。

　図３に示した立体視撮影システム１００の構成要素について説明する。図３の立体視撮影システム１００は、顕微鏡２００と、光学アダプタ３００と、カメラ４００とを含んでいる。ここで、顕微鏡２００は、他の立体視映像源にも変更可能である。また、カメラ４００は、他の一般的な撮像装置にも変更可能である。

　図３に示した立体視撮影システム１００の構成要素の接続関係について説明する。顕微鏡２００は、光学アダプタ３００の一方の端部に接続されている。カメラ４００は、光学アダプタ３００の他方の端部に接続されている。言い換えれば、顕微鏡２００と、カメラ４００とは、光学アダプタ３００を介して接続されている。さらに言い換えれば、顕微鏡２００は光学アダプタ３００の前段に接続されており、カメラ４００は光学アダプタ３００の後段に接続されている。

　図３に示した構成例では、顕微鏡２００と、光学アダプタ３００と、カメラ４００とが同一の方向に配置されている。この方向をｚ軸方向と置く。

　図４は、顕微鏡２００の一構成例を示す図である。

　図４に示した顕微鏡２００の構成要素について説明する。図４の顕微鏡２００は、光源２０１と、試料台２０２と、第１対物レンズ２２１と、第２対物レンズ２２２と、マウント２０４とを含んでいる。

　光源２０１は、外部の光を内部に導く反射鏡などにも変更可能である。また、第１対物レンズ２２１および第２対物レンズ２２２は、それぞれ、光をそのまま通す単なる空間などにも変更可能であり、言い換えれば省略可能である。

　マウント２０４は、顕微鏡２００に他の部品を接続するために設けられている。マウント２０４には、例えば、接眼レンズや、焦点距離を調整する光学系などが接続出来ても良い。

　顕微鏡２００に含まれる他の構成要素については、一般的な顕微鏡の構成要素として公知であり、かつ、本実施形態には直接的に関係しないので、さらなる説明を省略する。

　図４に示した顕微鏡２００の各構成要素の接続関係について説明する。第１対物レンズ２２１の光軸を、第１光軸２１１と呼ぶ。第２対物レンズ２２２の光軸を、第２光軸２１２と呼ぶ。このとき、第１光軸２１１と、第２光軸２１２とは、所定の距離だけ離れて、平行であることが望ましい。この距離を、視差２１０と呼ぶ。

　ここでは、第１光軸２１１および第２光軸２１２のそれぞれはｚ軸方向に対して平行に配置されているものとして、説明を続ける。また、第１光軸２１１および第２光軸２１２が離れている方向を、ｘ軸方向と置く。言い換えれば、第１対物レンズ２２１と、第２対物レンズ２２２とは、ｘ軸方向に配置されている。ｘ軸方向と、ｚ軸方向との両方に直交する方向として、ｙ軸方向が定義される。

　図４に示した顕微鏡２００の各構成要素の動作について説明する。試料台２０２は、試料２０３を支持または固定する。光源２０１は、試料台２０２に支持または固定された試料２０３に光を照射する。光源２０１から照射された光の一部は、試料２０３で反射し、第１対物レンズ２２１を通り、第１光軸２１１に沿って光学アダプタ３００に向かう。光源２０１から照射された光の他の一部は、試料２０３で反射し、第２対物レンズ２２２を通り、第２光軸２１２に沿って光学アダプタ３００に向かう。マウント２０４は、顕微鏡２００と、光学アダプタ３００とを、着脱可能に接続する。

　図５Ａ～図５Ｃは、本発明の第１実施形態による光学アダプタ３００の一構成例を示す図である。図５Ａは、本実施形態による光学アダプタ３００の一構成例を、顕微鏡２００側から見た下面図である。図５Ｂは、本実施形態による光学アダプタ３００の一構成例の正面図である。図５Ｃは、本実施形態による光学アダプタ３００の一構成例を、カメラ４００側から見た上面図である。

　図５Ａ～図５Ｃに示した光学アダプタ３００の構成要素について説明する。図５Ａ～図５Ｃの光学アダプタ３００は、入力側マウント３０１と、出力側マウント３０２と、第１入光部３１１と、第２入光部３１２と、入力側第１反射鏡３２１と、入力側第２反射鏡３２２と、出力側第１反射鏡３３１と、出力側第２反射鏡３３２と、第１出光部３４１と、第２出光部３４２とを含んでいる。

　第１入光部３１１と、第２入光部３１２と、第１出光部３４１と、第２出光部３４２とは、それぞれ、光学アダプタ３００のボディの表面に設けられて内部の空洞に至る穴であるが、必要に応じてレンズなどのそれぞれに適宜な光学系を、光軸に合わせて設けても良い。

　入力側第１反射鏡３２１と、入力側第２反射鏡３２２と、出力側第１反射鏡３３１と、出力側第２反射鏡３３２とについては、ガラス製の鏡、金属製の鏡、プリズムなどの利用が考えられる。

　図５Ａ～図５Ｃに示した光学アダプタ３００の各構成要素の接続関係について説明する。まず、入力側マウント３０１は、顕微鏡２００のマウント２０４と着脱可能に接続出来る位置に設けられている。同様に、出力側マウント３０２は、後述するカメラ４００のマウント４０１と着脱可能に接続出来る位置に設けられている。以降、顕微鏡２００のマウント２０４と、光学アダプタ３００の入力側マウント３０１とが接続され、かつ、光学アダプタ３００の出力側マウント３０２と、カメラ４００のマウント４０１とが接続されている状態について説明する。

　光学アダプタ３００の第１入光部３１１および第２入光部３１２は、顕微鏡２００の第１対物レンズ２２１および第２対物レンズ２２２にそれぞれ対応する位置に配置されている。また、光学アダプタ３００の入力側第１反射鏡３２１および入力側第２反射鏡３２２は、光学アダプタ３００の第１入光部３１１および第２入光部３１２にそれぞれ対応する位置に配置されている。言い換えれば、顕微鏡２００の第１光軸２１１が入力側第１反射鏡３２１に到達し、かつ、顕微鏡２００の第２光軸２１２が入力側第２反射鏡３２２に到達するように、光学アダプタ３００の第１入光部３１１、第２入光部３１２、入力側第１反射鏡３２１および入力側第２反射鏡３２２は配置されている。

　ここで、第１入光部３１１および第２入光部３１２は、顕微鏡２００の第１対物レンズ２２１および第２対物レンズ２２２と同様に、ｘ軸方向に並んで配置されている。

　顕微鏡２００の第１対物レンズ２２１から出た第１光軸２１１は、第１入光部３１１から光学アダプタ３００に入り、入力側第１反射鏡３２１で反射し、さらに出力側第１反射鏡３３１で反射して、第１出光部３４１から光学アダプタ３００を出る。同様に、顕微鏡２００の第２対物レンズ２２２から出た第２光軸２１２は、第２入光部３１２から光学アダプタ３００に入り、入力側第２反射鏡３２２で反射し、さらに出力側第２反射鏡３３２で反射して、第２出光部３４２から光学アダプタ３００を出る。言い換えれば、第１光軸２１１および第２光軸２１２が、それぞれ、上記のような光路を辿れるように、出力側第１反射鏡３３１、出力側第２反射鏡３３２、第１出光部３４１および第２出光部３４２は配置されている。

　なお、各反射鏡による反射によって各映像に台形歪などが発生しないように、入力側第１反射鏡３２１および出力側第１反射鏡３３１は、互いに平行に配置されていることが好ましい。同様に、入力側第２反射鏡３２２および出力側第２反射鏡３３２も、互いに平行に配置されていることが好ましい。

　ここで、第１出光部３４１および第２出光部３４２が、ｙ軸方向に並んで配置されていることに注目されたい。第１入光部３１１および第２入光部３１２の配置方向と、第１出光部３４１および第２出光部３４２の配置方向とが直交していることは、本実施形態による光学アダプタ３００における重要な特徴である。

　なお、顕微鏡２００から出力されて光学アダプタ３００に入力する２つの光と、光学アダプタ３００から出力されてカメラ４００に入力する２つの光とは、いずれもｚ軸方向に直進しており、ｘ軸方向と、ｙ軸方向と、ｚ軸方向とは、互いに直交している。

　図５Ａ～図５Ｃに示した光学アダプタ３００の各構成要素の動作について説明する。第１入光部３１１と、入力側第１反射鏡３２１と、出力側第１反射鏡３３１と、第１出光部３４１とは、顕微鏡２００から第１光軸２１１に沿って出力された第１映像を、カメラ４００まで導く。以降、入力側第１反射鏡３２１と、出力側第１反射鏡３３１とを合わせて、光学アダプタ３００の第１光学系と呼ぶ。なお、この第１光学系には、第１入光部３１１と、第１出光部３４１とがさらに含まれていても良い。

　同様に、第２入光部３１２と、入力側第２反射鏡３２２と、出力側第２反射鏡３３２と、第２出光部３４２とは、顕微鏡２００から第２光軸２１２に沿って出力された第２映像を、カメラ４００まで導く。以降、入力側第２反射鏡３２２と、出力側第２反射鏡３３２とを合わせて、光学アダプタ３００の第２光学系と呼ぶ。なお、この第２光学系には、第２入光部３１２と、第２出光部３４２とがさらに含まれていても良い。

　言い換えると、第１光学系は、前段光学系としての顕微鏡２００が生成出力する第１映像を入力し、後段光学系としてのカメラ４００に向けて出力する第１映像に変換する動作を行う。同様に、第２光学系は、前段光学系としての顕微鏡２００が生成出力する第２映像を入力し、後段光学系としてのカメラ４００に向けて出力する第２映像に変換する動作を行う。

　本実施形態による光学アダプタ３００は、図５Ａ～図５Ｃに示した構成要素に加えて、入力側および出力側のそれぞれにおいて、第１光軸２１１および第２光軸２１２の位置関係を調整する調整機構をさらに有していることが好ましい。

　図６Ａは、本発明の第１実施形態による光学アダプタ３００の調整機構の一構成例を示す図である。

　図６Ａに示した光学アダプタ３００の構成要素について説明する。図６Ａに示した光学アダプタ３００は、図５Ａ～図５Ｃにも示した第１入光部３１１、第２入光部３１２、入力側第１反射鏡３２１、入力側第２反射鏡３２２、出力側第１反射鏡３３１および出力側第２反射鏡３３２の他に、調整フレーム３５０を含んでいる。図６Ａには、光学アダプタ３００の構成要素に加えて、撮像素子４０３の位置関係も示している。

　なお、図５Ａ～図５Ｃに示したその他の構成要素については、説明の簡単のためにここでは省略している。また、図６Ａでは図示を省略したが、本実施形態の光学アダプタ３００は、別の調整フレームをさらに有していることが好ましい。

　図６Ａに示した調整フレーム３５０の接続関係について説明する。図６Ａに示した調整フレーム３５０は、第２入光部３１２および入力側第２反射鏡３２２の間に設けられている。入力側第２反射鏡３２２は、調整フレーム３５０に対して固定されている。出力側第２反射鏡３３２は、調整フレーム３５０に搭載されており、かつ、調整フレーム３５０に対して一軸の直進方向に移動可能である。調整フレーム３５０は、光学アダプタ３００のボディに対して一軸の方向に回転可能である。調整フレーム３５０は、さらに別の一軸の方向にも移動可能であることが望ましい。

　図６Ｂは、本発明の第１実施形態による調整フレーム３５０の一構成例を示す図である。

　図６Ｂに示した調整フレーム３５０の構成要素について説明する。図６Ｂの調整フレーム３５０は、ベアリング部３５１と、レール部３５２と、開口部３５３とを含んでいる。ベアリング部３５１は、外側枠部と、内側枠部と、複数のベアリングボールとを含む。レール部３５２は、軌道部と、摺動部とを含む。開口部３５３は、ベアリング部３５１の内側枠部の内側に開いた空間である。

　図６Ａおよび図６Ｂに示した調整フレーム３５０の各構成要素の接続関係について説明する。ベアリング部３５１において、外側枠部は内側枠部の外側に配置されており、複数のベアリングボールは外側枠部および内側枠部の間に配置されている。レール部３５２において、摺動部は軌道部によって支持されている。

　出力側第２反射鏡３３２は、レール部３５２の摺動部に固定されている。レール部３５２の軌道部は、その一方の端部がベアリング部３５１の外側枠部に固定されている。また、入力側第２反射鏡３２２も、ベアリング部３５１の外側枠部に固定されている。ここで、レール部３５２の軌道部と、入力側第２反射鏡３２２とは、ベアリング部３５１の外側枠部のうち、なるべく離れた２点にそれぞれ固定されていることが好ましい。

　ベアリング部３５１の内側枠部は、光学アダプタ３００側で支持されている。ベアリング部３５１の中央部分、すなわち内側枠部の内側は中空であり、この部分を開口部３５３と呼ぶ。第２光軸２１２は、開口部３５３を通る。

　図６Ａおよび図６Ｂに示した調整フレーム３５０の動作について説明する。調整フレーム３５０は、大きく分けて３種類の動作を行う。

　第１の動作として、調整フレーム３５０は、第１調整軸を中心に回転する自由度を有する。この第１調整軸は、第２光軸２１２と一致していることが好ましい。この回転の方向を、回転方向３６１として図６Ｂに示す。

　図６Ｃは、本発明の第１実施形態による光学アダプタ３００の、第１調整軸に係る調整方法を示す図である。図６Ｃは、図６Ａに示した光学アダプタ３００が、調整フレーム３５０が回転した後の状態を示している。

　図６Ｃに示した光学アダプタ３００では、図６Ａに示した状態と比較して、調整フレーム３５０が第２光軸２１２を中心に時計回りに回転している。したがって、調整フレーム３５０のベアリング部３５１の外側枠部に固定されている入力側第２反射鏡３２２は、その鏡面方向が図６Ａでの方向から変わっている。同様に、調整フレーム３５０のレール部３５２の摺動部に固定されている出力側第２反射鏡３３２も、その鏡面方向が図６Ａでの方向から変わっている。

　その結果、第２光軸２１２が撮像素子４０３に届く場所も異なる。この違いを、図６Ａおよび図６Ｃでは、撮像素子４０３に写る文字「Ｒ」の位置で示している。このとき、入力側第２反射鏡３２２と、出力側第２反射鏡３３２とは常に平行に向き合っているため、文字「Ｒ」において、撮像素子４０３に対する位置関係は平行移動しても、回転や歪みは発生しない。

　第２の動作として、調整フレーム３５０は、入力側第２反射鏡３２２から出力側第２反射鏡３３２までの距離を、第２調整軸に沿った平行移動によって調整する自由度を有する。この第２調整軸は、レール部３５２の軌道部の長手方向に平行であり、図６Ｂに直進方向３６２として示す。

　図６Ｄは、本発明の第１実施形態による光学アダプタ３００の、第２調整軸に係る調整方法を示す図である。図６Ｄは、図６Ａに示した光学アダプタ３００が、出力側第２反射鏡３３２が直進方向３６２で平行移動した後の状態を示している。

　図６Ｄに示した光学アダプタ３００では、図６Ａに示した状態と比較して、調整フレーム３５０のレール部３５２の摺動部が、入力側第２反射鏡３２２から離れる直進方向３６２に沿って平行移動している。したがって、調整フレーム３５０のレール部３５２の摺動部に固定されている出力側第２反射鏡３３２と、調整フレーム３５０のベアリング部３５１の外側枠部に固定されている入力側第２反射鏡３２２との距離は、図６Ａでの距離よりも広がっている。

　その結果、第２光軸２１２が撮像素子４０３に届く場所も異なる。この違いを、図６Ａおよび図６Ｃでは、撮像素子４０３に写る文字「Ｒ」の位置で示している。このときも、第１の動作の場合と同様に、入力側第２反射鏡３２２と、出力側第２反射鏡３３２とは常に平行に向き合っているため、文字「Ｒ」において、撮像素子４０３に対する位置関係は平行移動しても、回転や歪みは発生しない。

　さらに、第１の動作と、第２の動作とでは、第２光軸２１２が撮像素子４０３に届く場所の変化の仕方が異なる。これら２つの動作を適宜に組み合わせることによって、本実施形態による光学アダプタ３００では、第２光軸２１２が撮像素子４０３に届く場所を自由に調整できる。また、これらの調整によって、同じ光学アダプタ３００を構成の異なるカメラ４００に用いることも可能となる。

　上述したように、本実施形態による光学アダプタ３００は、第２光軸２１２の位置関係を調整する調整フレーム３５０と同様に、第１光軸２１１の位置関係を調整する別の調整フレームをさらに有することが好ましい。

　第３の動作として、調整フレーム３５０は、第１の動作である回転運動の中心軸を、第２光軸２１２に一致させるための調整を行う。言い換えれば、調整フレーム３５０は、光学アダプタ３００との位置関係、特に第２入光部３１２との相対的な位置関係を調整する自由度を有する。

　図６Ｅは、本発明の第１実施形態による光学アダプタ３００の、第３調整軸に係る調整方法を示す図である。図６Ｅには、図６Ａ～図６Ｄに示した調整フレーム３５０と、この調整フレームと同様に第１光軸２１１の位置関係を調整する別の調整フレーム３７０とを示している。ここで、別の調整フレーム３７０の構成は、調整フレーム３５０の構成と全く同じであるので、さらなる詳細な説明を省略する。

　図６Ｅでは、調整フレーム３５０の回転軸が第２光軸２１２に一致しており、かつ、調整フレーム３７０の回転軸も第１光軸２１１に一致している。調整フレーム３５０および調整フレーム３７０は、それぞれ、第１光軸２１１から第２光軸２１２までの距離を示す視差２１０の方向に平行なＸ軸方向に平行移動が可能である。この平行移動は、例えば、各調整フレームの内側枠部と、光学アダプタ３００との間に、平行移動を可能とするレール部を調整機構の一部として設けることで可能となる。

　第３の動作によって回転軸と光軸を一致させることは、言い換えれば、視差２１０を調整することをも可能とする。この調整によって、同じ光学アダプタ３００を構成の異なる顕微鏡２００に用いることも可能となる。

　なお、本実施形態による光学アダプタ３００の調整機構は、内蔵される調整フレーム３５０の状態を外部から微調整し、微調整の結果を保持するために、図示しないイモネジや、バネなどをさらに含んでいることが好ましい。

　図７は、カメラ４００の一構成例を示す図である。

　図７に示したカメラ４００の構成要素について説明する。図７のカメラ４００は、マウント４０１と、レンズ４０２と、撮像素子４０３とを含んでいる。ここで、レンズ４０２は、例えば単なる空間などにも変更可能であり、言い換えればレンズ４０２は省略可能である。

　カメラ４００に含まれる他の構成要素については、一般的なカメラの構成要素として公知であり、かつ、本実施形態には直接的に関係しないので、さらなる説明を省略する。

　図７に示したカメラ４００の各構成要素の接続関係について説明する。マウント４０１は、カメラ４００の図示しないボディに固定されている。

　レンズ４０２は、これを用いる場合は、マウント４０１および図示しないボディの間に配置されて、両者に対して固定されている。なお、レンズ４０２は、図示しないボディおよびマウント４０１の、片方または両方と着脱可能であっても良い。

　具体例として、カメラ４００が、いわゆる一眼レフカメラや、いわゆるミラーレス一眼カメラなどのように、レンズの交換が可能な機種であれば、レンズの代わりに光学アダプタ３００をカメラ４００に直接接続しても良い。この場合は、光学アダプタ３００の出力側マウント３０２と、カメラ４００のマウント４０１とは、両方とも、カメラ４００のレンズマウントに対応している必要がある。また、この場合は、図７に示したレンズ４０２が省略される。

　別の具体例として、カメラ４００が、いわゆるコンパクトデジタルカメラなどのように、レンズを取り外せない機種であれば、レンズの外側に光学アダプタ３００を接続する。この場合は、取り外せないレンズが図７に示したレンズ４０２に対応する。また、カメラ４００がレンズ交換可能な機種であっても、任意のレンズの外側に光学アダプタ３００を接続しても良い。この場合は、この任意のレンズが図７に示したレンズ４０２に対応する。

　撮像素子４０３は、図示しないボディに固定されていることが望ましいが、いわゆる手振れ防止機能などによってボディとの位置関係が適宜に調整されても構わない。

　図７に示したカメラ４００の各構成要素の動作について説明する。マウント４０１は、上述したとおり、カメラ４００と、光学アダプタ３００とを、着脱可能に接続する。レンズ４０２は、これが用いられる場合は、光学アダプタ３００の第１出光部３４１から出力される第１光軸２１１と、同じく第２出光部３４２から出力される第２光軸２１２とを、撮像素子４０３に導く。撮像素子４０３は、顕微鏡２００から第１光軸２１１に沿って届いた第１映像と、同じく第２光軸２１２に沿って届いた第２映像とを、同時に撮像する。このとき、カメラ４００は、同一フレームに第１映像および第２映像を含む映像を、一枚の写真として記録しても良いし、カメラ４００が動画撮影機能を有していれば動画として記録しても良い。

　図８は、本発明の第１実施形態による立体視撮影システム１００で撮像する映像の、光学アダプタ３００側から見た配置の一例を示す配置図である。

　図８に示した配置図の構成要素について説明する。図８の配置図は、撮像素子４０３と、第１映像領域４１１と、第２映像領域４１２と、第１漏光領域４２１と、第２漏光領域４２２とを含んでいる。

　撮像素子４０３は、長方形であり、いわゆる４ｋ２ｋ規格に対応しており、長辺が３，８４０ピクセルの解像度を有し、短辺が２，１６０ピクセルの解像度を有している。なお、これらは撮像素子４０３の有効画素数または有効解像度に係るピクセル数であって、本発明は撮像素子４０３がさらなるピクセル数の画素を有することを制限しない。

　第１映像領域４１１および第２映像領域４１２のそれぞれは、いわゆる２ｋ１ｋ規格に対応しており、長辺が１，９２０ピクセルの解像度を有し、短辺が１，０８０ピクセルの解像度を有している。

　なお、これらの画素数の組み合わせはあくまでも一例であり、本発明を限定する特徴ではない。特に、今後の普及が予想される、いわゆる８ｋ４ｋ規格（７，６８０ピクセル×４，３２０ピクセル）などにも本発明は対応可能である。

　第１映像領域４１１は、顕微鏡２００から第１光軸２１１に沿って届いた第１映像のうち、所望する必要部分を撮像素子４０３が受光する領域である。第１漏光領域４２１は、第１映像のうち、所望しない不要部分が第１映像領域４１１の周囲に漏れる領域である。

　同様に、第２映像領域４１２は、顕微鏡２００から第２光軸２１２に沿って届いた第２映像のうち、所望する必要部分を撮像素子４０３が受光する領域である。第２漏光領域４２２は、第２映像のうち、所望しない不要部分が第２映像領域４１２の周囲に漏れる領域である。

　図８に示した配置図の各構成要素の接続関係について説明する。まず、撮像素子４０３は、長辺がｙ軸方向に、短辺がｘ軸方向に、それぞれ配置されている。しかし、顕微鏡２００から第１映像および第２映像が出力される段階では、各映像の長辺方向がｘ軸方向に、短辺方向がｙ軸方向に配置されている。つまり、撮像素子４０３の配置は、顕微鏡２００の映像と比較して、ｚ軸上に９０度回転している。これは、光学アダプタ３００において、第１入光部３１１および第２入光部３１２がｘ軸方向に配置されている一方で、第１出光部３４１および第２出光部３４２がｙ軸方向に配置されていることに由来する。

　次に、第１映像領域４１１は、長辺がｘ軸方向に、短辺がｙ軸方向に、それぞれ配置されている。つまり、撮像素子４０３の場合とは異なり、顕微鏡２００の映像と比較して、配置の回転が無い。これは、顕微鏡２００から出力される第１映像に対して、光学アダプタ３００の第１光学系に含まれて平行に配置された入力側第１反射鏡３２１および出力側第１反射鏡３３１による合計２回の反射だけが施されるからである。

　同様に、第２映像領域４１２は、長辺がｘ軸方向に、短辺がｙ軸方向に、それぞれ配置されている。つまり、撮像素子４０３の場合とは異なり、顕微鏡２００の映像と比較して、配置の回転が無い。これは、顕微鏡２００から出力される第２映像に対して、光学アダプタ３００の第２光学系に含まれて平行に配置された入力側第２反射鏡３２２および出力側第２反射鏡３３２による合計２回の反射だけが施されるからである。

　したがって、図１に示した従来技術の場合と比較すると、見かけ上、撮像素子４０３の長手方向に並んでいる第１映像および第２映像が、ｚ軸上に、かつ両映像とも同一の方向に、９０度回転した映像が得られる。

　言い換えれば、第１映像および第２映像の天地方向を基準に考えると、左右の目でそれぞれ見るための第１映像および第２映像が、通常なら左右方向に並べて配置される筈が、本実施形態では上下方向に配置される。

　その結果、撮像素子４０３の上では、第１映像領域４１１と、第２映像領域４１２との間に、第１漏光領域４２１の幅よりも長く、第２漏光領域４２２の幅よりも長い、十分な距離が確保される。すなわち、本実施形態によれば、第１漏光領域４２１が第２映像領域４１２に重なることもなければ、第２漏光領域４２２が第１映像領域４１１に重なることもないので、本発明の課題が解決される。

　撮像した映像は、第１漏光領域４２１および第２漏光領域４２２を黒く塗りつぶすなどのデジタル処理などを行っても良い。このような処理を行うことで、立体視の体験はより鮮明となる。このような処理は、撮像と同時に、リアルタイムに行っても良い。このような処理は、公知の技術で実現可能であるので、さらなる詳細な説明を省略する。

　図９は、本発明の第１実施形態による立体視撮影システム１００で撮像した映像を立体視する表示システムの一構成例を示す図である。

　図９に示した表示システムの構成要素について説明する。図９の表示システムは、表示装置５００と、立体視ゴーグル６００とを含む。

　表示装置５００は、その表面に、立体視撮影した２枚の映像を表示する。表示装置５００としては、一般的なモニタや、テレビ受像機や、プロジェクター投影スクリーンなどの利用が考えられる。また、立体視撮影した映像が静止画像であれば、表示装置５００は２枚の静止画像を印刷した紙などであっても良い。表示装置５００は、第１表示領域５０１と、第２表示領域５０２とを含む。表示装置５００の表面は、平面であることが好ましい。

　立体視ゴーグル６００は、第１入光部６１１と、第２入光部６１２と、第１出光部６２１と、第２出光部６２２とを含む。立体視ゴーグル６００は、図示しない第１光学系および第２光学系をさらに含む。

　立体視ゴーグル６００の構成は、図５Ａ～図５Ｄに示した光学アダプタ３００と同様であるので、さらなる詳細な図示を省略する。

　図９に示した標示システムの各構成要素の接続関係について説明する。まず、表示装置５００の表面がｘ－ｙ平面に含まれている。ここで、立体視する者から見てｙ軸方向が天地方向で、ｘ軸方向が左右方向であり、表示装置５００と立体視する者はｚ軸方向に並んで配置されている。

　表示装置５００の上部には、第１表示領域５０１が配置されている。表示装置５００の下部には、第２表示領域５０２が配置されている。第１表示領域５０１と、第２表示領域５０２との間には、適宜な距離が設けられていることが望ましい。

　立体視ゴーグル６００は、図５Ａ～図５Ｄに示した光学アダプタ３００を逆向きに用いたものに等しい。すなわち、図９に示した第１入光部６１１および第１出光部６２１は、図５Ａ～図５Ｄに示した第１出光部３４１および第１入光部３１１にそれぞれ対応する。また、図９に示した第１入光部６１１および第１出光部６２１の間には、図５Ａ～図５Ｄに示した第１光学系に対応する光学系、すなわち出力側第１反射鏡３３１および入力側第１反射鏡３２１にそれぞれ対応する光学系が内蔵されている。同様に、図９に示した第２入光部６１２および第２出光部６２２は、図５Ａ～図５Ｃに示した第２出光部３４２および第２入光部３１２にそれぞれ対応する。また、図９に示した第２入光部６１２および第２出光部６２２の間には、図５Ａ～図５Ｃに示した第２光学系に対応する光学系、すなわち出力側第２反射鏡３３２および入力側第２反射鏡３２２にそれぞれ対応する光学系が内蔵されている。

　ただし、実際には、第１入光部６１１から第２入光部６１２までの距離は、第１表示領域５０１から第２表示領域５０２までの距離よりも無視出来ない比率で小さい場合が考えられるので、この比率に応じて第１光軸６０１および第２光軸６０２の間の角度を、必要に応じて適宜に調整可能であることが好ましい。

　図９に示した標示システムの各構成要素の動作について説明する。表示装置５００は、予め撮像された立体映像のうち、一方の映像を第１表示領域５０１に表示し、他方の映像を第２表示領域５０２に表示する。図９に示した例では、左目用映像が第１表示領域５０１に表示され、右目用映像が第２表示領域５０２に表示されているが、この関係は必要に応じて交換可能である。

　第１表示領域５０１に表示された左目用映像は、第１光軸６０１に沿って第１入光部６１１から入光し、図示を省略した光学系を介して第１出光部６２１から出光し、立体視する者の左目に映る。同様に、第２表示領域５０２に表示された右目用映像は、第２光軸６０２に沿って第２入光部６１２から入光し、図示を省略した光学系を介して第２出光部６２２から出光し、立体視する者の右目に映る。立体視する者は、第１映像および第２映像をそれぞれ左目および右目で見ることで、立体視を体験する。

　本発明の第１実施形態によれば、一般的で既存の顕微鏡と、いわゆる４ｋ２ｋ規格に対応する動画撮影機能を有する一般的で既存のカメラとを、この顕微鏡およびこのカメラに対応する２つのマウント３０１、３０２を有する光学アダプタ３００によって接続することによって、いわゆる２ｋ１ｋ規格に対応する鮮明な立体映像の撮影を、容易かつ安価に実現する。さらに、撮像素子４０３の上で立体映像を構成する２枚の映像の間に必要十分な距離を設けることで、撮像時に発生する所望しない漏光による悪影響を、比較的容易に除去することが可能である。

　（第２実施形態）
　図１０は、本発明の第２実施形態による立体撮像システム１６００の一構成例を示す図である。

　図１０に示した立体撮像システム１６００の構成要素について説明する。図１０に示した立体撮像システム１６００は、光学アダプタ１０１０と、カメラ１３００と、顕微鏡１４００と、接眼鏡筒１５００とを備えている。

　図１０に示した各構成要素の接続関係について説明する。カメラ１３００と、顕微鏡１４００と、接眼鏡筒１５００とは、それぞれ、光学アダプタ１０１０に接続されている。

　図１０に示した各構成要素の動作について説明する。顕微鏡１４００は、立体映像を構成する左右の映像を供給する光源である。これら左右の映像を、以降、第１映像および第２映像と表記する。光学アダプタ１０１０は、顕微鏡１４００から供給された第１映像および第２映像のそれぞれを二分して、カメラ１３００および接眼鏡筒１５００に同時に供給する。カメラ１３００は、光学アダプタ１０１０から供給される第１映像および第２映像を撮影する撮像装置である。接眼鏡筒１５００は、光学アダプタ１０１０から供給される第１映像および第２映像を、利用者の両目にそれぞれ出力する。

　光学アダプタ１０１０は、いわゆる透過式の光学アダプタであって、撮影と、顕微鏡での観察とを、同時に可能にする。

　光源としての顕微鏡１４００は、他の立体視映像源に変更可能である。

　撮像装置としてのカメラ１３００は、他の撮像装置に変更可能である。

　接眼鏡筒１５００は、顕微鏡１４００のシステムに含まれる一要素であることが望ましい。

　図１１Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０の一構成例を示す平面図である。図１１Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０の一構成例を示す正面図である。

　図１１Ａおよび図１１Ｂに示した光学アダプタ１０１０の構成要素について説明する。光学アダプタ１０１０は、ボディ１１００と、第１接続部１１１０と、第２接続部１１２０と、第３接続部１１３０と、第１光学系と、第２光学系とを備える。

　第１接続部１１１０は、第１入光部１１１１と、第２入光部１１１２とを備える。第２接続部１１２０は、第１出光部１１２１と、第２出光部１１２２とを備える。第３接続部１１３０は、第３出光部１１３１と、第４出光部１１３２とを備える。

　第１光学系は、第１ビームスプリッタ１１４０と、第１光路第１反射鏡１１５１と、第１光路結像レンズ１１５３と、第１光路第２反射鏡１１５２と、出光部反射鏡１１８０とを備える。ただし、出光部反射鏡１１８０のうち、第１光学系として動作するのは、出光部反射鏡第１反射面１１８１である。

　第２光学系は、第２ビームスプリッタ１１６０と、第２光路第１反射鏡１１７１と、第２光路結像レンズ１１７３と、第２光路第２反射鏡１１７２と、出光部反射鏡１１８０とを備える。ただし、出光部反射鏡１１８０のうち、第２光学系として動作するのは、出光部反射鏡第２反射面１１８２である。

　図１１Ａおよび図１１Ｂに示した各構成要素の接続関係について説明する。まず、顕微鏡１４００から供給される第１映像および第２映像が、それぞれ、第１入光部１１１１および第２入光部１１１２に入射する方向を、＋Ｚ方向と表記する。

　第１入光部１１１１と、第２入光部１１１２とは、＋Ｚ方向に直交するＸ方向に並んでいる。より正確には、第１入光部１１１１から見て、第２入光部１１１２は、＋Ｘ方向に配置されている。これは、顕微鏡１４００における視差方向がＸ方向に設定されているからである。

　第１ビームスプリッタ１１４０は、第１入光部１１１１から見て＋Ｚ方向に配置されている。第２ビームスプリッタ１１６０は、第２入光部１１１２から見て＋Ｚ方向に配置されている。ここで、第１ビームスプリッタ１１４０および第２ビームスプリッタ１１６０の構成について説明する。

　図１２Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０のうち、第１ビームスプリッタ１１４０の一構成例を示す俯瞰図である。

　図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２Ａに示した第１ビームスプリッタ１１４０の全体的な形状は、立方体である。この立方体を、頂点１０１１Ａ～１０１１Ｈで定義する。

　頂点１０１１Ａ～１０１１Ｄで定義される正方形は、第１ビームスプリッタ１１４０の立方体の一面である。第１ビームスプリッタ１１４０において、面１０１１Ａ～１０１１Ｄは、第１入光部１１１１から入力する第１映像が入射光１０２１Ａとして＋Ｚ方向に入射する入射面である。

　頂点１０１１Ａ、１０１１Ｂ、１０１１Ｇ、１０１１Ｈで定義される長方形は、第１ビームスプリッタ１１４０の立方体の内部に含まれており、共有する辺１０１１Ａ、１０１１Ｂを介して入射面１０１１Ａ～１０１１Ｄに接している。第１ビームスプリッタ１１４０において、面１０１１Ａ、１０１１Ｂ、１０１１Ｇ、１０１１Ｈは、＋Ｚ方向に入射する入射光１０２１Ａのうち、一部を反射光１０２１Ｂとして＋Ｙ方向に反射する反射面であって、残りを透過光１０２１Ｃとして＋Ｚ方向に透過する。ここで、＋Ｙ方向は、＋Ｘ方向および＋Ｚ方向の両方に直交する方向であり、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向および＋Ｚ方向は、この順番で右手系を構成する。

　頂点１０１１Ｃ、１０１１Ｄ、１０１１Ｈ、１０１１Ｇで定義される正方形は、第１ビームスプリッタ１１４０の立方体の一面であり、共有する辺１０１１Ｃ、１０１１Ｄを介して入射面１０１１Ａ～１０１１Ｄに接している。第１ビームスプリッタ１１４０において、面１０１１Ｃ、１０１１Ｄ、１０１１Ｈ、１０１１Ｇは、反射光１０２１Ｂが＋Ｙ方向に出射する第１出射面である。

　頂点１０１１Ｅ～１０１１Ｈで定義される正方形は、第１ビームスプリッタ１１４０の立方体の一面であり、共有する辺１０１１Ｇ、１０１１Ｈを介して反射面１０１１Ａ、１０１１Ｂ、１０１１Ｇ、１０１１Ｈおよび第１出射面１０１１Ｃ、１０１１Ｄ、１０１１Ｈ、１０１１Ｇの両方に接しており、入射面１０１１Ａ～１０１１Ｄに対して平行に対面している。第１ビームスプリッタ１１４０において、面１０１１Ｅ～１０１１Ｈは、透過光１０２１Ｃが＋Ｚ方向に出射する第２出射面である。

　なお、第１ビームスプリッタ１１４０は、入射光１０２１Ａを、反射光１０２１Ｂおよび透過光１０２１Ｃに、１：１の比率で分割する無偏光型のビームスプリッタであることが望ましい。

　図１２Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０のうち、第２ビームスプリッタ１１６０の一構成例を示す俯瞰図である。

　図１１Ａおよび図１２Ｂに示した第２ビームスプリッタ１１６０の全体的な形状は、立方体である。この立方体を、頂点１０１２Ａ～１０１２Ｈで定義する。

　頂点１０１２Ａ～１０１２Ｄで定義される正方形は、第２ビームスプリッタ１１６０の立方体の一面である。第２ビームスプリッタ１１６０において、面１０１２Ａ～１０１２Ｄは、第２入光部１１１２から入力する第２映像が入射光１０２２Ａとして＋Ｚ方向に入射する入射面である。

　頂点１０１２Ｃ～１０１２Ｆで定義される長方形は、第２ビームスプリッタ１１６０の立方体の内部に含まれており、共有する辺１０１２Ｃ、１０１２Ｄを介して入射面１０１１Ａ～１０１１Ｄに接している。第２ビームスプリッタ１１６０において、面１０１２Ｃ～１０１２Ｆは、＋Ｚ方向に入射する入射光１０２２Ａのうち、一部を反射光１０２２Ｂとして－Ｙ方向に反射し、残りを透過光１０２２Ｃとして＋Ｚ方向に透過する、反射面である。

　頂点１０１２Ａ、１０１２Ｂ、１０１２Ｆ、１０１２Ｅで定義される正方形は、第２ビームスプリッタ１１６０の立方体の一面であり、共有する辺１０１２Ａ、１０１２Ｂを介して入射面１０１２Ａ～１０１２Ｄに接している。第２ビームスプリッタ１１６０において、面１０１２Ａ、１０１２Ｂ、１０１２Ｆ、１０１２Ｅは、反射光１０２２Ｂが－Ｙ方向に出射する第１出射面である。

　頂点１０１２Ｅ～１０１２Ｈで定義される正方形は、第２ビームスプリッタ１１６０の立方体の一面であり、共有する辺１０１２Ｅ、１０１２Ｆを介して反射面１０１２Ｃ～１０１２Ｆおよび第１出射面１０１２Ａ、１０１２Ｂ、１０１２Ｆ、１０１２Ｅの両方に接しており、入射面１０１２Ａ～１０１２Ｄに対して平行に対面している。第２ビームスプリッタ１１６０において、面１０１２Ｅ～１０１２Ｈは、透過光１０２２Ｃが＋Ｚ方向に出射する第２出射面である。

　なお、第２ビームスプリッタ１１６０も、入射光１０２２Ａを、反射光１０２２Ｂおよび透過光１０２２Ｃに、１：１の比率で分割する無偏光型のビームスプリッタであることが望ましい。

　第１光路第１反射鏡１１５１は、第１ビームスプリッタ１１４０から見て、＋Ｙ方向に配置されている。第１光路第２反射鏡１１５２は、第１光路第１反射鏡１１５１から見て、＋Ｘ方向に配置されている。第１光路第１反射鏡１１５１と、第１光路第２反射鏡１１５２との間には、第１光路結像レンズ１１５３が配置されている。

　第２光路第１反射鏡１１７１は、第２ビームスプリッタ１１６０から見て、－Ｙ方向に配置されている。第２光路第２反射鏡１１７２は、第２光路第１反射鏡１１７１から見て、＋Ｘ方向に配置されている。第２光路第１反射鏡１１７１と、第２光路第２反射鏡１１７２との間には、第２光路結像レンズ１１７３が配置されている。

　第２光路第２反射鏡１１７２は、第１光路第２反射鏡１１５２から見て、－Ｙ方向に配置されている。第１光路第２反射鏡１１５２と、第２光路第２反射鏡１１７２との間には、出光部反射鏡１１８０が配置されている。

　図１２Ｃは、本発明の第２実施形態による光学アダプタのうち、出光部反射鏡１１８０の一構成例を示す俯瞰図である。

　図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２Ｃに示した出光部反射鏡１１８０の形状は、直角二等辺三角形の底面を有する三角柱である。また、出光部反射鏡１１８０の形状は、立方体の半分であるとも言える。この三角柱を、頂点１０１３Ａ～１０１３Ｆで定義する。

　頂点１０１３Ｃ～１０１３Ｆで定義される正方形は、出光部反射鏡１１８０の三角柱の第１の側面である。出光部反射鏡１１８０において、面１０１３Ｃ～１０１３Ｆは、－Ｙ方向に入射する第１入射光１０２３Ａを、第１反射光１０２３Ｂとして＋Ｚ方向に反射する、出光部反射鏡第１反射面１１８１である。

　頂点１０１３Ａ、１０１３Ｂ、１０１３Ｆ、１０１３Ｅで定義される正方形は、出光部反射鏡１１８０の三角柱の第２の側面である。出光部反射鏡１１８０において、面１０１３Ａ、１０１３Ｂ、１０１３Ｆ、１０１３Ｅは、＋Ｙ方向に入射する第２入射光１０２４Ａを、第２反射光１０２４Ｂとして＋Ｚ方向に反射する、出光部反射鏡第２反射面１１８２である。

　第１出光部１１２１は、出光部反射鏡第１反射面１１８１から見て＋Ｚ方向に配置されている。第２出光部１１２２は、出光部反射鏡第２反射面１１８２から見て＋Ｚ方向に配置されている。第２出光部１１２２は、第１出光部１１２１から見て－Ｙ方向に配置されている。

　第３出光部１１３１は、第１ビームスプリッタ１１４０から見て＋Ｚ方向に配置されている。第４出光部１１３２は、第２ビームスプリッタ１１６０から見て＋Ｚ方向に配置されている。第４出光部１１３２は、第３出光部１１３１から見て＋Ｘ方向に配置されている。

　第１接続部１１１０は、第１入光部１１１１および第２入光部１１１２の周囲に、－Ｚ方向を向いて配置されている。第２接続部１１２０は、第１出光部１１２１および第２出光部１１２２の周囲に、＋Ｚ方向を向いて配置されている。第３接続部１１３０は、第３出光部１１３１および第４出光部１１３２の周囲に、＋Ｚ方向を向いて配置されている。

　図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２Ａ～図１２Ｃに示した各構成要素の動作について説明する。

　まず、第１接続部１１１０は、光学アダプタ１０１０を顕微鏡１４００に着脱可能に接続する。なお、この接続を確実にするために、第１接続部１１１０には固定用のネジなどが設けられていても良い。

　次に、第２接続部１１２０は、光学アダプタ１０１０をカメラ１３００の接続部１３１０に着脱可能に接続する。なお、第２接続部１１２０は、カメラ１３００の規格を満たすカメラ用マウントであっても良い。

　次に、第３接続部１１３０は、光学アダプタ１０１０を接眼鏡筒１５００の接続部１５１０に着脱可能に接続する。なお、この接続を確実にするために、第３接続部１１３０には固定用のネジなどが設けられていても良い。

　図１３Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタの内部構造の一構成例を示す俯瞰図である。以降の説明は、図１３Ａを参照して、第１光路および第２光路に分けて行う。ここで、第１光路とは、第１光学系が第１映像を第１入光部１１１１から第１出光部１１２１まで導く光路である。また、第２光路とは、第２光学系が第２映像を第２入光部１１１２から第２出光部１１２２まで導く光路である。

　第１光路において、第１入光部１１１１が、顕微鏡１４００が＋Ｚ方向に供給する第１映像を入力する。

　第１ビームスプリッタ１１４０は、第１入光部１１１１から＋Ｚ方向に入力した第１映像を、入射面１０１１Ａ～１０１１Ｄから入力する。第１ビームスプリッタ１１４０は、入射した第１映像を反射面１０１１Ａ、１０１１Ｂ、１０１１Ｇ、１０１１Ｈで二分する。第１ビームスプリッタ１１４０は、二分した第１映像のうち、一方を反射光１０２１Ｂとして＋Ｙ方向の第１光路１００１に出力し、他方を透過光１０２１Ｃとして＋Ｚ方向の第３光路１００３に出力する。

　第１光路第１反射鏡１１５１は、＋Ｙ方向に向かう第１ビームスプリッタ１１４０の反射光１０２１Ｂを、＋Ｘ方向に反射する。このとき、第１光路結像レンズ１１５３が、第１映像の焦点を調整しても良い。

　第１光路第２反射鏡１１５２は、第１光路第１反射鏡１１５１が反射して＋Ｘ方向に向かう第１映像を、－Ｙ方向に反射する。

　出光部反射鏡１１８０の第１反射面１０１３Ｃ～１０１３Ｆである出光部反射鏡第１反射面１１８１は、第１光路第２反射鏡１１５２が反射して－Ｙ方向に向かう第１映像を、＋Ｚ方向に反射する。

　第１出光部１１２１は、出光部反射鏡１１８０に反射されて＋Ｚ方向に向かう第１映像を、第１光路１００１に沿って、カメラ１３００の撮像素子１３２０に向けて出力する。

　第３出光部１１３１は、第１ビームスプリッタ１１４０が透過して＋Ｚ方向に向かう第１映像を、第３光路１００３に沿って、接眼鏡筒１５００に向けて出力する。

　第２光路において、第２入光部１１１２が、顕微鏡１４００が＋Ｚ方向に供給する第２映像を入力する。

　第２ビームスプリッタ１１６０は、第２入光部１１１２から＋Ｚ方向に入力した第２映像を、第２光路入射面１０１２Ａ～１０１２Ｄから入力する。第２ビームスプリッタ１１６０は、入射した第２映像を反射面１０１２Ｃ～１０１２Ｆで二分する。第２ビームスプリッタ１１６０は、二分した第２映像のうち、一方を反射光１０２２Ｂとして－Ｙ方向の第２光路１００２に出力し、他方を透過光１０２２Ｃとして＋Ｚ方向の第４光路１００４に出力する。

　第２光路第１反射鏡１１７１は、－Ｙ方向に向かう第２ビームスプリッタ１１６０の反射光１０２２Ｂを、＋Ｘ方向に反射する。このとき、第２光路結像レンズ１１７３が、第２映像のかたこ焦点を調整しても良い。

　第２光路第２反射鏡１１７２は、第２光路第１反射鏡１１７１が反射して＋Ｘ方向に向かう第２映像を、＋Ｙ方向に反射する。

　出光部反射鏡１１８０の第２反射面１０１３Ａ、１０１３Ｂ、１０１３Ｆ、１０１３Ｅである出光部反射鏡第２反射面１１８２は、第２光路第２反射鏡１１７２が反射して＋Ｙ方向に向かう第２映像を、＋Ｚ方向に反射する。

　第２出光部１１２２は、出光部反射鏡１１８０に反射されて＋Ｚ方向に向かう第２映像を、カメラ１３００の撮像素子１３２０に向けて出力する。

　第４出光部１１３２は、第２ビームスプリッタ１１６０が透過して＋Ｚ方向に向かう第２映像を、接眼鏡筒１５００に向けて出力する。

　本実施形態による光学アダプタ１０１０によって得られる作用効果について説明する。

　図１３Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０を介して撮像される立体映像の一構成例を示す図である。図１３Ｂでは、撮像素子１３２０を、＋Ｚ方向から－Ｚ方向に向かう視点で見ている。撮像素子１３２０は、縦横に配置された複数の画素を備えている。撮像素子１３２０は、その長手方向がＹ方向に配置されている。図１３Ｂに示した撮像素子１３２０は、いわゆる４ｋ２ｋの規格を満たしており、そのＹ方向の画素数は３８４０であり、そのＸ方向の画素数は１９２０である。

　図１３Ｂに示した例では、撮像素子１３２０で撮影される第１映像の領域を「Ｌ」と表記している。同様に、第２映像の領域を「Ｒ」と表記している。第１映像および第２映像の領域は、それぞれ、いわゆる２ｋ１ｋの規格を満たしており、その解像度は１９２０ピクセル×１０８０ピクセルである。ただし、第１映像および第２映像の長手方向が、撮像素子１３２０の長手方向に対して直交していることに注目されたい。

　図１３Ｂに示したように、２枚の２ｋ１ｋ規格映像を、１枚の４ｋ２ｋ規格の撮像素子に、各映像の長手方向および撮像素子の長手方向を直交させるように配置することによって、２枚の映像の間に最大で１６８０ピクセルの隙間を設けることが可能となっている。この隙間の広さは、常識的な光学系による漏光を最大限に見積っても、両映像の相互の悪影響を無視出来る程には十分である。

　光学アダプタ１０１０を介することで、第１映像および第２映像が並ぶ方向が変換されることについて説明する。第１入光部１１１１から第１出光部１１２１までのベクトルを考える。このベクトルを、第１光路ベクトルと表記する。第１光路ベクトルを、図示した直交座標系にしたがって、Ｘ方向成分ベクトルと、Ｙ方向成分ベクトルと、Ｚ方向成分ベクトルに分けて考える。同様に、第２入光部１１１２から第２出光部１１２２までの第２光路ベクトルについても、Ｘ方向成分ベクトルと、Ｙ方向成分ベクトルと、Ｚ方向成分ベクトルに分けて考える。

　このとき、第１光路ベクトルのＸ方向成分ベクトルと、第２光路ベクトルのＸ方向成分ベクトルとでは、方向は同じでも、ノルムが異なる。そして、第１光路ベクトルのＸ方向成分ベクトルと、第２光路ベクトルのＸ方向成分ベクトルとの差は、第１入光部１１１１から第２入光部１１１２までのベクトルに等しい。

　また、第１光路ベクトルのＹ方向成分ベクトルと、第２光路ベクトルのＹ方向成分ベクトルとでは、ノルムは同じでも、方向が反対である。そして、第１光路ベクトルのＹ方向成分ベクトルと、第２光路ベクトルのＹ方向成分ベクトルとの差は、第１出光部１１２１から第２出光部１１２２までのベクトルに等しい。

　その結果として、顕微鏡１４００から入力する際には視差方向に並んでいる第１映像および第２映像を、光学アダプタ１０１０がＸ方向に並んでいる第１入光部１１１１および第２入光部１１１２から入力しても、Ｙ方向に並んでいる第１出光部１１２１および第２出光部１１２２から出力する際には、第１映像および第２映像は、視差方向とは直交する方向に並んだ状態で撮像素子１３２０に照射される。

　撮像素子１３２０に照射される第１映像および第２映像の間の隙間を調整する方法について説明する。ここでは、１つの方法として、出光部反射鏡１１８０の位置をＺ方向に調整する手法について説明する。そのためには、出光部反射鏡１１８０の、ボディ１１００に対する位置を調整する調整フレームを設けることが望ましい。

　図１４Ａは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０のうち、調整フレーム１１９０の一構成例を示す平面図である。図１４Ｂは、本発明の第２実施形態による光学アダプタ１０１０のうち、調整フレーム１１９０の一構成例を示す正面図である。

　図１４Ａおよび図１４Ｂに示した調整フレーム１１９０の構成要素について説明する。調整フレーム１１９０は、反射鏡支持部１１９１と、調整用ねじ１１９２と、ガイドシャフト１１９３、１１９４と、調整用つまみ１１９５とを備える。

　調整フレーム１１９０の各構成要素の接続関係について説明する。ガイドシャフト１１９３、１１９４は、光学アダプタ１０１０のボディ１１００に対して固定されている。図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、ガイドシャフト１１９３、１１９４の形状は、Ｚ方向の高さを有する円柱である。反射鏡支持部１１９１は、ガイドシャフト１１９３、１１９４が貫通する穴を備えている。反射鏡支持部１１９１は、調整用ねじ１１９２が嵌合するねじ穴をさらに備えている。調整用ねじ１１９２の一端には、調整用つまみ１１９５が設けられている。調整用ねじ１１９２は、ボディ１１００に対してＺ軸を中心とする回転以外の自由度が無いように支持されていることが望ましい。出光部反射鏡１１８０は、反射鏡支持部１１９１に固定されている。

　調整フレーム１１９０の各構成要素の動作について説明する。ガイドシャフト１１９３、１１９４は、反射鏡支持部１１９１を、ボディ１１００に対してＺ方向に摺動可能に支持する。使用者が調整用つまみ１１９５を、Ｚ軸を中心に回転させると、調整用ねじ１１９２と、反射鏡支持部１１９１のねじ穴とによって回転運動がＺ方向の直進運動に変換されて、反射鏡支持部１１９１がガイドシャフト１１９３、１１９４に沿ってＺ方向に移動する。その結果、反射鏡支持部１１９１に固定された出光部反射鏡１１８０もＺ方向に移動する。

　調整フレーム１１９０の操作によって出光部反射鏡１１８０がＺ方向に移動すると、出光部反射鏡１１８０が反射する第１映像の範囲を第１出光部１１２１から見た第１出光領域１９６がＹ方向に移動する。同様に、出光部反射鏡１１８０が反射する第２映像の範囲を第２出光部１１２２から見た第２出光領域１９７もＹ方向に移動する。

　ここで、出光部反射鏡１１８０が－Ｚ方向に移動すれば、第１出光領域１９６は－Ｙ方向に移動し、第２出光領域１９７は＋Ｙ方向に移動する。この状態における第１出光領域１９６および第２出光領域１９７を、図１４Ａでは実線で示している。

　反対に、出光部反射鏡１１８０が＋Ｚ方向に移動すれば、第１出光領域１９６は＋Ｙ方向に移動し、第２出光領域１９７は－Ｙ方向に移動する。この状態における第１出光領域１９６および第２出光領域１９７を、図１４Ａでは破線で示している。

　したがって、調整フレーム１１９０を操作して出光部反射鏡１１８０のＺ方向の位置を調整することで、撮像素子１３２０における第１映像および第２映像の間の隙間の広さを調整することが可能となる。

　（第３実施形態）
　図１５は、本発明の第３実施形態による立体撮像システム１６１０の一構成例を示す図である。

　図１５に示した立体撮像システム１６１０の構成要素について説明する。図１５に示した立体撮像システム１６１０は、光学アダプタ１０２０と、カメラ１３００と、顕微鏡１４００とを備えている。

　図１５に示した各構成要素の接続関係について説明する。カメラ１３００と、顕微鏡１４００とは、それぞれ、光学アダプタ１０２０に接続されている。

　図１５に示した各構成要素の動作について説明する。図１０に示した第２実施形態の場合と同様に、顕微鏡１４００は、立体映像を構成する第１映像および第２映像を供給する光源である。光学アダプタ１０１０は、顕微鏡１４００から供給された第１映像および第２映像をカメラ１３００に供給する。カメラ１３００は、光学アダプタ１０１０から供給される第１映像および第２映像を撮影する撮像装置である。

　光学アダプタ１０２０は、いわゆるアングル式の光学アダプタであって、比較的大型の撮像素子を搭載したカメラ１３００で撮影を行う場合に適している。

　図１６Ａは、本発明の第３実施形態による光学アダプタの１０２０一構成例を示す平面図である。図１６Ｂは、本発明の第３実施形態による光学アダプタ１０２０の一構成例を示す正面図である。図１７Ａは、本発明の第３実施形態による光学アダプタ１０２０の内部構造の一構成例を示す平面図である。図１７Ｂは、本発明の第３実施形態による光学アダプタ１０２０の内部構造の一構成例を示す正面図である。

　図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａおよび図１７Ｂに示した光学アダプタ１０２０の構成要素について説明する。光学アダプタ１０２０は、ボディ１２００と、第１接続部１２１０と、第２接続部１２２０と、第１光学系と、第２光学系とを備える。

　第１接続部１２１０は、第１入光部１２１１と、第２入光部１２１２とを備える。第２接続部１２２０は、第１出光部１２２１と、第２出光部１２２２とを備える。

　第１光学系は、第１光路第１反射鏡１２３１と、第１光路第２反射鏡１２３２と、第１光路第３反射鏡１２３３と、出光部反射鏡第１反射面１２５１とを備える。なお、出光部反射鏡第１反射面１２５１は、後述する出光部反射鏡１２５０が備える反射面である。

　第２光学系は、第２光路第１反射鏡１２４１と、第２光路第２反射鏡１２４２と、第２光路第３反射鏡１２４３と、出光部反射鏡第２反射面１２５２とを備える。なお、出光部反射鏡第２反射面１２５２は、後述する出光部反射鏡１２５０が備える別の反射面である。

　図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａおよび図１７Ｂに示した光学アダプタ１０２０の構成要素の接続関係について説明する。第２実施形態の場合と同様に、まず、顕微鏡１４００から供給される第１映像および第２映像が、それぞれ、第１入光部１２１１および第２入光部１２１２に入射する方向を、＋Ｚ方向と表記する。

　第１光路１００１において、第１光路第１反射鏡１２３１は、第１入光部１２１１から見て＋Ｚ方向に配置されている。第１光路第２反射鏡１２３２は、第１光路第１反射鏡１２３１から見て－Ｘ方向に配置されている。第１光路第３反射鏡１２３３は、第１光路第２反射鏡１２３２から見て＋Ｙ方向に配置されている。出光部反射鏡第１反射面１２５１は、第１光路第３反射鏡１２３３から見て＋Ｘ方向に配置されている。第１出光部１２２１は、出光部反射鏡第１反射面１２５１から見て＋Ｙ方向に配置されている。

　同様に、第２光路１００２において、第２光路第１反射鏡１２４１は、第２入光部１２１２から見て＋Ｚ方向に配置されている。第２光路第２反射鏡１２４２は、第２光路第１反射鏡１２４１から見て＋Ｘ方向に配置されている。第２光路第３反射鏡１２４３は、第２光路第２反射鏡１２４２から見て＋Ｙ方向に配置されている。出光部反射鏡第２反射面１２５２は、第２光路第３反射鏡１２４３から見て－Ｘ方向に配置されている。第２出光部１２２２は、出光部反射鏡第２反射面１２５２から見て＋Ｙ方向に配置されている。

　図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａおよび図１７Ｂに示した各構成要素の動作について説明する。

　第２実施形態の場合と同様に、まず、第１接続部１２１０は、光学アダプタ１０２０を顕微鏡１４００に着脱可能に接続する。なお、この接続を確実にするために、第１接続部１２１０には固定用のネジなどが設けられていても良い。

　次に、第２接続部１２２０は、光学アダプタ１０２０をカメラ１３００の接続部１３１０に着脱可能に接続する。なお、第２接続部１２２０は、カメラ１３００の規格を満たすカメラ用マウントであっても良い。

　図１８Ａは、本発明の第３実施形態による光学アダプタ１０２０の内部構造の一構成例を示す俯瞰図である。以降の説明では、図１８Ａを参照して、第１光路および第２光路に分けて行う。ここで、第１光路とは、第１光学系が第１映像を第１入光部１２１１から第１出光部１２２１まで導く光路である。また、第２光路とは、第２光学系が第２映像を第２入光部１２１２から第２出光部１２２２まで導く光路である。

　第１光路において、第１入光部１２１１が、顕微鏡１４００が＋Ｚ方向に供給する第１映像を入力する。

　第１光路第１反射鏡１２３１は、第１入光部１２１１から＋Ｚ方向に入力した第１映像を、－Ｘ方向に反射する。第１光路第２反射鏡１２３２は、第１光路第１反射鏡１２３１が反射して－Ｘ方向に向かう第１映像を、＋Ｙ方向に反射する。第１光路第３反射鏡１２３３は、第１光路第２反射鏡１２３２が反射して＋Ｙ方向に向かう第１映像を、＋Ｘ方向に反射する。出光部反射鏡１２５０の第１反射面１２５１は、第１光路第３反射鏡１２３３が反射して＋Ｘ方向に向かう第１映像を、＋Ｙ方向に反射する。

　第１出光部１２２１は、出光部反射鏡１２５０の第１反射面１２５１が反射して＋Ｙ方向に向かう第１映像を、カメラ１３００の撮像素子１３２０に向けて出力する。

　第２光路において、第２入光部１２１２が、顕微鏡１４００が＋Ｚ方向に供給する第２映像を入力する。

　第２光路第１反射鏡１２４１は、第２入光部１２１２から＋Ｚ方向に入力した第２映像を、＋Ｘ方向に反射する。第２光路第２反射鏡１２４２は、第２光路第１反射鏡１２４１が反射して＋Ｘ方向に向かう第２映像を、＋Ｙ方向に反射する。第２光路第３反射鏡１２４３は、第２光路第２反射鏡１２４２が反射して＋Ｙ方向に向かう第２映像を、－Ｘ方向に反射する。出光部反射鏡１２５０の第２反射面１２５２は、第２光路第３反射鏡１２４３が反射して－Ｘ方向に向かう第２映像を、＋Ｙ方向に反射する。

　第２出光部１２２２は、出光部反射鏡１２５０の第２反射面１２５２が反射して＋Ｙ方向に向かう第２映像を、カメラ１３００の撮像素子１３２０に向けて出力する。

　本実施形態による光学アダプタ１０２０によって得られる作用効果について説明する。

　図１８Ｂは、本発明の第３実施形態による光学アダプタ１０２０を介して撮像される立体映像の一構成例を示す図である。図１８Ｂでは、撮像素子１３２０を、＋Ｙ方向から－Ｙ方向に向かう視点で見ている。第２実施形態の場合と同様に、撮像素子１３２０は、縦横に配置された複数の画素を備えている。撮像素子１３２０は、その長手方向がＹ方向に配置されている。図１８Ｂに示した撮像素子１３２０は、いわゆる４ｋ２ｋの規格を満たしており、そのＹ方向の画素数は３８４０であり、そのＸ方向の画素数は１９２０である。

　図１８Ｂに示した例では、撮像素子１３２０で撮影される第１映像の領域を「Ｌ」と表記している。同様に、第２映像の領域を「Ｒ」と表記している。第１映像および第２映像の領域は、それぞれ、いわゆる２ｋ１ｋの規格を満たしており、その解像度は１９２０ピクセル×１０８０ピクセルである。ただし、第１映像および第２映像の長手方向が、撮像素子１３２０の長手方向に対して直交していることに注目されたい。

　図１８Ｂに示したように、２枚の２ｋ１ｋ規格映像を、１枚の４ｋ２ｋ規格の撮像素子に、各映像の長手方向および撮像素子の長手方向を直交させるように配置することによって、２枚の映像の間に最大で１６８０ピクセルの隙間を設けることが可能となっている。この隙間の広さは、常識的な光学系による漏光を最大限に見積っても、両映像の相互の悪影響を無視出来る程には十分である。

　光学アダプタ１０２０を介することで、第１映像および第２映像が並ぶ方向が変換されることについて説明する。

　第１光路に注目すると、第１光路第１反射鏡１２３１および第１光路第２反射鏡１２３２の反射によって、Ｙ方向から見た反射後の第１映像は、Ｚ方向から見た反射前の第１映像と比較して、＋Ｙ方向の回転軸に対して９０度の回転を与えられている。この回転は、第１映像を出力するＹ方向が、第１映像を入力するＺ方向に直交しているからこそ得られる効果である。なお、その後に第１映像を反射する第１光路第３反射鏡１２３３および出光部反射鏡１２５０の第１反射面１２５１は、平行に対面して配置されているので、第１映像を回転しない。

　その一方で、第２光路に注目すると、第２光路第１反射鏡１２４１および第２光路第２反射鏡１２４２の反射によって、Ｙ方向から見た反射後の第１映像は、Ｚ方向から見た反射前の第１映像と比較して、＋Ｙ方向の回転軸に対して－９０度の回転を与えられている。この回転は、第２映像を出力するＹ方向が、第２映像を入力するＺ方向に直交しているからこそ得られる効果である。なお、その後に第１映像を反射する第２光路第３反射鏡１２４３および出光部反射鏡１２５０の第２反射面１２５２は、平行に対面して配置されているので、第１映像を回転しない。

　その結果として、顕微鏡１４００から入力する際には視差方向に並んでいる第１映像および第２映像を、光学アダプタ１０２０がＸ方向に並んでいる第１入光部１２１１および第２入光部１２１２から入力しても、Ｘ方向に並んでいる第１出光部１２２１および第２出光部１２２２から出力する際には、第１映像および第２映像は、視差方向とは直交する方向に並んだ状態で撮像素子１３２０に照射される。

　以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、第１実施形態では、主に漏光に係る課題に注目して説明し、第２実施形態および第３実施形態では、主に光源との接続関係に注目して説明したが、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

　特に、第３実施形態による光学アダプタ１０２０に、第２実施形態による調整フレーム１１９０を組み合わせて、ボディ１２００に対する出光部反射鏡１２５０の位置をＹ方向に調整し、撮像素子１３２０における第１映像および第２映像の間の隙間の広さを調整しても良い。

　また、第３実施形態による第１光路第１反射鏡１２３１および第２光路第１反射鏡１２４１を、それぞれ、第２実施形態による第１ビームスプリッタ１４０および第２ビームスプリッタ１１６０に置き換えることで、第３実施形態によるアングル式の光学アダプタ１０２０に、第２実施形態と同様の透過機能を追加し、接眼鏡筒１５００を接続する構成を追加することも可能となる。

　なお、この出願は、２０１４年９月５日に出願された日本特許出願２０１４－１８１７５９号と、２０１５年４月１７日に出願された日本特許出願２０１５－０８５３７５号とを基礎とする優先権を主張し、その開示の全てを引用によりここに組み込む。

Claims

　外部光源から第１入力光として第１方向に入射する第１映像を入力する第１入光部と、
　前記第１入光部に対して、前記第１方向に直交する視差方向に並んで配置され、前記外部光源から第２入力光として前記第１方向に入射する第２映像を入力する第２入光部と、
　前記第１映像を第１出力光として第２方向に出力する第１出光部と、
　前記第１出光部に対して、前記第２方向および前記第１映像の視差方向の双方に直交する第３方向に並んで配置され、前記第２映像を第２出力光として前記第２方向に出力する第２出光部と、
　前記第１映像を前記第１入光部から前記第１出光部に導く第１光学系と、
　前記第２映像を前記第２入光部から前記第２出光部に導く第２光学系と
を具備する
　光学アダプタ。
　請求項１に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１出光部および前記第２出光部は、所定の距離を空けて配置されており、
　前記所定の距離は、
　前記第１出力光の周囲に発生する第１漏光の幅および前記第２出力光の周囲に発生する第２漏光の幅の双方より長い
　光学アダプタ。
　請求項１または２に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１方向および前記第２方向は平行であり、
　前記第１入光部から前記第１出光部までのベクトルは、
　前記第１入光部および前記第２入光部が並ぶ方向の第１成分ベクトルと、
　前記第１出光部および前記第２出光部が並ぶ方向の第２成分ベクトルと
を含み、
　前記第２入光部から前記第２出光部までのベクトルは、
　前記第１入光部および前記第２入光部が並ぶ方向の第３成分ベクトルと、
　前記第１出光部および前記第２出光部が並ぶ方向の第４成分ベクトルと
を含み、
　前記第１成分ベクトルおよび前記第３成分ベクトルの差は、前記第１入光部から前記第２入光部までのベクトルに等しく、かつ、前記第２成分ベクトルおよび前記第４成分ベクトルの差は、前記第１出光部から前記第２出光部までのベクトルに等しい
　光学アダプタ。
　請求項１または２に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１方向および前記第２方向は直交しており、
　前記第１光学系は、
　前記第１入光部から入力する前記第１映像に、前記第１出光部から出力するまでに、光軸の周囲の回転方向に＋９０度の回転を与え、
　前記第２光学系は、
　前記第２入光部から入力する前記第２映像に、前記第２出光部から出力するまでに、光軸の周囲の前記回転方向に－９０度の回転を与える
　光学アダプタ。
　請求項３に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１光学系は、
　前記第１入力光を反射して第１反射光として出力する入力側第１反射鏡と、
　前記入力側第１反射鏡に対して平行に配置されて、前記第１反射光を反射して前記第１出力光として出力する出力側第１反射鏡と
を具備し、
　前記第２光学系は、
　前記第２入力光を反射して第２反射光として出力する入力側第２反射鏡と、
　前記入力側第２反射鏡に対して平行に配置されて、前記第２反射光を反射して前記第２出力光として出力する出力側第２反射鏡と
を具備する
　光学アダプタ。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１光学系は、
　前記第１映像として入射する入射光の一部を反射光として反射し、前記入射光の他の一部を透過光として透過する第１ビームスプリッタ
を具備し、
　前記第２光学系は、
　前記第２映像として入射する他の入射光の一部を別の反射光として反射し、前記他の入射光の別の一部を他の透過光として透過する第２ビームスプリッタ
を具備し、
　前記透過光を出力する第３出光部と、
　前記他の透過光を出力する第４出光部と
をさらに具備する
　光学アダプタ。
　請求項４または５に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１入光部および前記第２入光部の周囲に配置され、前記第１映像および前記第２映像を供給する外部の光源を接続する第１接続部と、
　前記第１出光部および前記第２出光部の周囲に配置され、前記第１映像および前記第２映像を撮像する外部のカメラを接続する第２接続部と
をさらに具備する
　光学アダプタ。
　請求項６に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１入光部および前記第２入光部の周囲に配置され、前記第１映像および前記第２映像を供給する外部の光源を接続する第１接続部と、
　前記第１出光部および前記第２出光部の周囲に配置され、前記第１映像および前記第２映像を撮像する外部のカメラを接続する第２接続部と、
　前記第３出光部および前記第４出光部の周囲に配置され、外部の接眼鏡筒を接続する第３接続部と
をさらに具備する
　光学アダプタ。
　請求項１～８のいずれか一項に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１光学系および前記第２光学系の光学特性を調整する調整機構
をさらに具備し、
　前記調整機構が調整する光学特性は、
　前記第１入力光の光軸および前記第１出力光の光軸の位置関係と、
　前記第２入力光の光軸および前記第２出力光の光軸の位置関係と、
　前記第１入力光の光軸および前記第２入力光の光軸の位置関係と
のうち、少なくとも１つを含む
　光学アダプタ。
　請求項５に記載の光学アダプタにおいて、
　前記第１光学系の光学特性を調整する調整機構
をさらに具備し、
　前記調整機構は、
　前記第１光学系の光学特性を調整する第１調整フレーム
を具備し、
　前記第１調整フレームは、
　前記入力側第１反射鏡および前記出力側第１反射鏡が平行に向かい合ったまま、前記第１入力光の光軸に平行な回転軸を中心に、前記入力側第１反射鏡および前記出力側第１反射鏡の集合を回転するベアリング部と、
　前記入力側第１反射鏡および前記出力側第１反射鏡が平行に向かい合ったまま、前記入力側第１反射鏡から前記出力側第１反射鏡までの距離を調整するレール部と
を具備する
　光学アダプタ。
　請求項１０に記載の光学アダプタにおいて、
　前記調整機構は、
　前記第２光学系の光学特性を調整する第２調整フレーム
をさらに具備し、
　前記第２調整フレームは、
　前記入力側第２反射鏡および前記出力側第２反射鏡が平行に向かい合ったまま、前記第２入力光の光軸に平行な回転軸を中心に、前記入力側第２反射鏡および前記出力側第２反射鏡の集合を回転するベアリング部と、
　前記入力側第２反射鏡および前記出力側第２反射鏡が平行に向かい合ったまま、前記入力側第２反射鏡から前記出力側第２反射鏡までの距離を調整するレール部と
を具備する
　光学アダプタ。
　請求項７に記載の光学アダプタと、
　前記第１接続部に接続されて、前記第１映像および前記第２映像を供給する光源と、
　前記第２接続部に接続されて、前記第１映像および前記第２映像を同一の撮像素子で同時に撮影するカメラと
を具備する
　立体撮像システム。
　請求項８に記載の光学アダプタと、
　前記第１接続部に接続されて、前記第１映像および前記第２映像を供給する光源と、
　前記第２接続部に接続されて、前記第１映像および前記第２映像を同一の撮像素子で同時に撮影するカメラと、
　前記第３接続部に接続されて、前記第１映像および前記第２映像を出力する接眼鏡筒と
を具備する
　立体撮像システム。
　請求項１～１３のいずれかに記載の光学アダプタと、
　前記光学アダプタの前段に接続されて、前記第１入力光として左目用映像を前記第１入光部に向けて出力し、前記第２入力光を右目用映像として前記第２入光部に向けて出力する立体顕微鏡と、
　前記光学アダプタの後段に接続されて、前記第１出力光としての前記左目用映像および前記第２出力光としての前記右目用映像を、同一の撮像素子の異なる領域に同時に撮像するカメラと
を具備する
　立体視撮影システム。
　請求項１４に記載の立体視撮影システムにおいて、
　前記カメラは、
　長辺方向に３，８４０ピクセルの解像度および短辺方向に２，１６０ピクセルの解像度を有する撮像素子
を具備し、
　前記撮像素子は、前記左目用映像および前記右目用映像のそれぞれを、長辺方向に１，９２０ピクセルの解像度および短辺方向に１，０８０ピクセルの解像度で撮像する
　立体視撮影システム。
　請求項１４または１５に記載の立体視撮影システムにおいて、
　前記左目用映像および前記右目用映像を表示する表示装置と、
　前記左目用映像および前記右目用映像を立体視する立体視ゴーグルと
を具備し、
　前記表示装置は、
　天地方向に並んで、かつ所定の距離を設けて配置されて、前記左目用映像および前記右目用映像を表示する第１表示領域および第２表示領域
を具備し、
　前記立体視ゴーグルは、
　前記第１表示領域から前記左目用映像または前記右目用映像の一方を入力するゴーグル側第１入光部と、
　前記ゴーグル側第１入光部と天地方向に並んで配置されて、前記第２表示領域から前記左目用映像または前記右目用映像の他方を入力するゴーグル側第２入光部と、
　前記左目用映像または前記右目用映像の前記一方を出力するゴーグル側第１出光部と、
　前記ゴーグル側第１出光部と左右方向に並んで配置されて、前記左目用映像または前記右目用映像の前記他方を出力するゴーグル側第２出光部と、
　前記左目用映像または前記右目用映像の前記一方を、前記ゴーグル側第１入光部から前記ゴーグル側第１出光部へ導くゴーグル側第１光学系と、
　前記左目用映像または前記右目用映像の前記他方を、前記ゴーグル側第２入光部から前記ゴーグル側第２出光部へ導くゴーグル側第２光学系と
を具備する
　立体視撮影システム。