(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で、パース歪が少ない輻輳角の調整方法を有し、且つ高い光学性能を有する立体映像撮影用光学系を提供する。【解決手段】両眼視差を有した被写体像を時系列的に交互に１つの像面に形成する、物体側から順に第１の光学系と第２の光学系を備える立体映像撮影用光学系は、第１の光学系が、最も物体側に配置される負の屈折力を有する一対の第１ｆレンズ群２０１と、一対の反射ミラー２０２と、被写体光を時分割に交互に透過させる一対の光量制御手段２０３と、２つの光路を偏向して合成し第２の光学系に入射させる光路合成手段２０５と、を有し、第２の光学系は変倍レンズ群２０７及び絞り２０８を有し、一対の反射ミラーのみを回転して輻輳角が変更され、第１ｆレンズ群の焦点距離をｆ１ｆ、広角端での焦点距離をｆｗとするとき、−１０．０＜ｆ１ｆ／ｆｗ＜−３．０を満たす。【選択図】図２
2014164103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両眼視差を有した被写体像を時系列的に交互に１つの像面に形成する、物体側から順に第１の光学系と第２の光学系を備える立体映像撮影用光学系であって、
前記第１の光学系は、最も物体側に配置される負の屈折力を有する一対の第１ｆレンズ群と、一対の反射ミラーと、被写体光を時分割に交互に透過させる一対の光量制御手段と、２つの光路を偏向して合成し前記第２の光学系に入射させる光路合成手段と、を有し、
前記第２の光学系は、変倍レンズ群及び絞りを有し、
前記一対の反射ミラーのみを回転して輻輳角が変更され、
前記第１ｆレンズ群の焦点距離をｆ１ｆ、広角端での焦点距離をｆｗとするとき、
−１０．０  ＜  ｆ１ｆ／ｆｗ  ＜  −３．０
を満足することを特徴とする立体映像撮影用光学系。
【請求項２】
前記第１ｆレンズ群は、１以上の負レンズ及び１以上の正レンズを含み、前記１以上の負レンズのアッベ数の平均をνｄ１、前記１以上の正レンズのアッベ数の平均をνｄ２としたとき、
１．０  ＜  νｄ１／νｄ２  ＜  ３．５
を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体映像撮影用光学系。
【請求項３】
前記第１ｆレンズ群の最も物体側に配置されるレンズの頂点から、前記反射ミラーまでの距離をＤε、望遠端での焦点距離をｆｔとしたとき、
０．５  ＜ Ｄε／ｆｔ ＜  ３．０ 
を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体映像撮影用光学系。
【請求項４】
前記第２の光学系は、変倍のためには移動せず正の屈折力を有する第１ｂレンズ群と、変倍の際に移動する、負の屈折力を有する第２ｂレンズ群と像点補正用の第３ｂレンズ群と、絞りと、変倍のためには移動せず正の屈折力を有する第４ｂレンズ群と、を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立体映像撮影用光学系。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体映像撮影用光学系と、該立体映像撮影用光学系によって結像する被写体像を撮像するカメラを備える、ことを特徴とする立体映像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は簡易な構成で、パース歪が少ない輻輳調整方法を有し、且つ高い光学性能を有する立体映像撮影用光学系及びそれを用いた撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より視差映像を得るための立体撮影用光学装置及び光学系が種々提案されている。
例えば特許文献１では、左右眼用の両眼視差を有した２つの映像を時系列的に交互に一つの撮像素子に形成する立体映像撮影用光学系が提案されている。
【０００３】
特許文献１において、物体側から、光束を制御するシャッター、負の屈折力の第１レンズ群、光路偏向手段としての反射ミラーが各々一対ずつ左右眼用に配置され、該一対の第１レンズ群の光軸が交差する位置又は近傍に合成光学素子、絞りが配置される。その後方には、変倍用のレンズ群が配置されている。そして、時系列的に左眼用と右眼用のシャッターを交互に開閉することにより視差映像を得ている。
【０００４】
特許文献１における輻輳角の調整方法として、反射ミラーを回転し、且つ第１レンズ群を反射ミラーと光軸の交点を回転中心として反射ミラーの回転角の２倍回転する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている輻輳角の調整方法は、反射ミラーと第１レンズ群の回転の協調制御が煩雑であるという課題があった。また、輻輳角を大きく調整した場合に左右眼で生じる台形歪（以下、パース歪と呼ぶ）が逆向きに増大し、上下方向の垂直視差により立体視に支障をきたすという課題があった。
【０００７】
よって、本発明の目的は左右眼用の二つの異なる光軸を有する光学系で撮影された映像を時系列的に交互に一つの撮像素子に形成する立体映像撮影用光学系において、簡易な構成で、パース歪が少ない輻輳角の調整方法を有し、且つ高い光学性能を有する立体映像撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、両眼視差を有した被写体像を時系列的に交互に１つの像面に形成する、物体側から順に第１の光学系と第２の光学系を備える本発明の立体映像撮影用光学系は、前記第１の光学系が、最も物体側に配置される負の屈折力を有する一対の第１ｆレンズ群と、一対の反射ミラーと、被写体光を時分割に交互に透過させる一対の光量制御手段と、２つの光路を偏向して合成し前記第２の光学系に入射させる光路合成手段と、を有し、前記第２の光学系は、変倍レンズ群及び絞りを有し、前記一対の反射ミラーのみを回転して輻輳角が変更され、
前記第１ｆレンズ群の焦点距離をｆ１ｆ、広角端での焦点距離をｆｗとするとき、
−１０．０  ＜  ｆ１ｆ／ｆｗ  ＜  −３．０
を満足することを特徴とする。
【０００９】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、左右眼用の２つの異なる視差を有した映像を時系列的に交互にひとつの撮像素子に形成する立体映像撮影用光学系において、簡易な構成で、パース歪が少ない輻輳角の調整方法を有し、且つ高い光学性能を有する立体映像撮影装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における立体映像撮影装置の構成を示す概略図
【図２】実施例１におけるレンズ系の広角端物体距離無限遠でのレンズ断面図
【図３】実施例１の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの縦収差図
【図４】実施例１の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの横収差図
【図５】実施例１の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度における横収差図
【図６】実施例２の立体映像撮影装置におけるレンズ系の広角端物体距離無限遠でのレンズ断面図
【図７】実施例２の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの縦収差図
【図８】実施例２の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの横収差図
【図９】実施例２の立体映像撮影装置における（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度における横収差図
【図１０】実施例３の立体映像撮影装置におけるレンズ系の広角端物体距離無限遠でのレンズ断面図
【図１１】実施例３の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの縦収差図
【図１２】実施例３の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの横収差図
【図１３】実施例３の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度における横収差図
【図１４】実施例４の立体映像撮影装置におけるレンズ系の広角端物体距離無限遠でのレンズ断面図
【図１５】実施例４の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの縦収差図
【図１６】実施例４の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離１．０ｍでの横収差図
【図１７】実施例４の立体映像撮影装置における、（Ａ）広角端及び（Ｂ）望遠端、物体距離４．０ｍ、輻輳角４度における横収差図
【図１８】液晶シャッターおよび偏光ビームスプリッターの概略図
【図１９】従来の輻輳角の調整方法の概略説明図
【図２０】本発明の輻輳角の調整方法の概略説明図
【図２１】左右眼のパース歪により発生する垂直視差の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図１を参照して立体映像撮影装置の概略構成について説明する。
両眼視差を有するように構成された立体映像撮影用光学系１００は、物体側から順に、第１の光学系（前方光学系）１０１、第２の光学系（後方光学系）１０２により構成される。１０３は撮影用カメラである。第１の光学系１０１の最も物体側に左右眼用に一対の負の屈折力を有するレンズ群１Ｒ、１Ｌが配置される。２Ｒ、２Ｌは光路を偏向させるためのミラーである。３Ｒ、３Ｌは左右の被写体光を時分割により交互に透過させる手段としての光量制御手段であり、液晶シャッター、メカニカルシャッター等で構成される。４は左右眼用の光路を偏向し、左右眼用の２つの光軸を同一の光軸に合致させる光路合成手段であり、偏光ビームスプリッターやハーフプリズム等により構成される。第１の光学系１０１は、上記１〜４にて構成されている。尚、光量制御手段３Ｒ、３Ｌはミラー２Ｒ、２Ｌと光路合成手段４の間に配置しても良い。
【００１４】
第２の光学系１０２の最も物体側に正の屈折力を有するレンズ群５が配置される。６は変倍用のレンズ群、絞り、結像用のレンズ群を含む光学系である。第２の光学系１０２は、５，６により構成されている。７は撮像部であり、単板式もしくは色分解光学系を含めた複数板式等の撮像系から構成され、撮像素子としてＣＣＤ、ＣＭＯＳ、撮像管等が考えられる。
【００１５】
実際の撮影時には、光量制御手段３Ｒ、３Ｌにより左右の被写体像の光束を時分割で交互に透過させ、それぞれの光束を独立に撮像部７へと導く必要がある。
以下、光量制御手段３Ｒ、３Ｌが液晶シャッター、光路合成手段４が偏光ビームスプリッターである場合の具体的な構成と動作手順とを説明する。この場合、透過した光束の偏光状態が互いに直交するように駆動制御を行うのが好ましい。以下説明のため、右側透過光束をｓ偏光、左側透過光束をｐ偏光であるとする。
【００１６】
図１８は、液晶シャッターと偏光ビームスプリッターを表した概略図である。３０Ｒは右側光束をｓ偏光として透過または遮断する液晶シャッター、３０Ｌは左側光束をｐ偏光として透過または遮断する液晶シャッターで、４０が偏光ビームスプリッタープリズムである。偏光ビームスプリッタープリズム４０において、Ｒｓはｓ偏光のみを反射し、Ｒｐはｐ偏光のみを反射する。即ち、液晶シャッター３０Ｒを透過したｓ偏光の右側光束（実線矢印）がＲｓでのみ反射され、３０Ｌを透過したｐ偏光の左側光束（点線矢印）がＲｐでのみ反射される。このとき、偶数（奇数）フレームでは右側の光束を透過させると同時に左側の光束を遮断し、奇数（偶数）フレームでは左側の光束を透過させると同時に右側の光束を遮断する、という動作を行うのが好ましい。以上のような構成により、左右の被写体像を交互に独立して撮像部７へ導くことができる。
【００１７】
次に、図２を参照して本発明の第１の実施例による立体映像撮影用光学系の詳細な構成について説明する。
【００１８】
第１の実施例による立体映像撮影用光学系の第１の光学系１０１は、物体側から順に、それぞれ負の第１ｆレンズ群２０１Ｒ，２０１Ｌ、反射ミラー２０２Ｒ，２０２Ｌ、左右の被写体像を時分割により交互に切り替えて透過させる手段としての左右２系統の液晶シャッター２０３Ｒ、２０３Ｌ、正の第２ｆレンズ群２０４Ｒ、２０４Ｌは、偏光ビームスプリッター２０５を有する。第２の光学系１０２は、正の第１ｂレンズ群２０６、変倍用に負の第２ｂレンズ群と像点補正用の負の第３ｂレンズ群により構成される変倍レンズ群２０７、絞り２０８、変倍のためには移動しない第４ｂレンズ群２０９、色分解光学系２１０を備える。２１１は撮像面である。変倍レンズ群２０７の構成において、第３ｂレンズ群が正の屈折力を有する構成でも良い。また、変倍群が３群以上で構成されていても良い。絞り２０８は変倍レンズ群２０７の内部に配置することも可能であり、更には絞り２０８が可動であっても良い。尚、合焦は実施例１では、第１ｂレンズ群２０６で行っているが、変倍レンズ群２０７、第４ｂレンズ群２０９に含まれる内部のレンズ群により合焦を行うことも可能である。
【００１９】
次に、本発明の請求項及び条件式について詳述する。
請求項１は、左右眼用の二つの異なる視差を有した映像を時系列的に交互に一つの撮像素子に形成する立体映像撮影用光学系において、簡易な方法で且つ輻輳角の調整（輻輳調整）により発生するパース歪を抑制するための構成について規定している。
【００２０】
まず、本発明の第１の特徴である、簡易な輻輳調整方法について説明する。
公知例における輻輳調整方法は、図１９に示すように所望の輻輳角を得るためにミラー２０２Ｒ、２０２Ｌをθだけ回転させ、更に負のレンズ群２０１Ｒ、２０１Ｌを光軸との交点を回転中心として２θだけ回転する構成となっている。本発明では、図２０に示すように所望の輻輳角を得るためにミラー２０２Ｒ、２０２Ｌをθ‘だけ回転させる一方で、第１ｆレンズ群２０１Ｒ、２０１Ｌは輻輳調整の際に固定であるため、簡易な輻輳調整が可能となる。
【００２１】
次に、本発明の第２の特徴であるパース歪の抑制方法について説明する。
図２１（ａ）は左右眼のパース歪により発生する垂直視差の概略図を表わしている。尚、パース歪は、左右眼の像の対角位置における高さの和（Ａ＋Ｂ）に対する左右眼の対角位置における上下像ズレ量（Ｃ）の割合（Ｃ／(Ａ＋Ｂ)）と定義する（図２１（ｂ））。
【００２２】
公知例において輻輳調整を行う場合、左右眼の光軸を主被写体上に交差させるため、光軸が傾き、パース歪が発生する。特に近距離撮影時において輻輳角が大きくなると、垂直視差が増大し左右像の融像が困難となる。一方で本発明では、第１ｆレンズ群２０１がミラー２０２により偏向された光軸に対して、ミラー２０２と光軸の交点を中心に傾き偏心が発生している状態となる。
【００２３】
一般に光学系が光軸に対して傾き偏心した場合、偏心による歪曲収差が発生する。第１ｆレンズ群２０１を薄肉近似し、発生する偏心歪曲収差量を収差論的な表現式を用いて表すと、
【数１】
2014164103.tif 000003
【００２４】
上記（ａ）〜（ｃ）式より、第１ｆレンズ群２０１の傾き量、第１ｆレンズ群２０１の収差係数、そして第１ｆレンズ２０１の傾き中心位置を適切に設定することにより、偏心歪曲収差を任意に発生することが可能となる。つまり、パース歪を抑制するように偏心歪曲収差を発生させることが可能となる。
【００２５】
本発明の光学系は、広角端焦点距離で規格化した第１ｆレンズ群２０１の焦点距離の範囲を規定した次の条件式を満足する。
−１０．０  ＜  ｆ１ｆ／ｆｗ  ＜  −３．０        ・・・（１）
ここで、ｆ１ｆは第１ｆレンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端での焦点距離である。
【００２６】
条件式（１）の上限を上回ると、第１ｆレンズ群２０１のパワー増大に伴い、傾き偏心による軸上コマ収差、像面の傾き等の非対称収差が発生し、結像性能の劣化を招いてしまう。また、条件式（１）の下限を下回ると、第１ｆレンズ群２０１のパワー減少に伴い、パース歪の抑制が困難となる。
【００２７】
ここで更に、
−７．０  ＜  ｆ１ｆ／ｆｗ  ＜  −４．３        ・・・（１ａ）
を満足すると尚好ましい。
【００２８】
第１ｆレンズ群２０１は、１以上の負レンズ及び１以上の正レンズを備え、負レンズのアッベ数の平均νｄ１、正レンズのアッベ数の平均νｄ２は、以下の条件式を満足する。
１．０  ＜  νｄ１／νｄ２  ＜  ３．５        ・・・（２）
【００２９】
条件式（２）の上限を上回ると、第１ｆレンズ群２０１内の各レンズのパワーが弱くなり、レンズ全系における諸収差の補正が困難となる。
条件式（２）の下限を下回ると、第１ｆレンズ群２０１の傾き偏心による色ズレの抑制が困難となる。
【００３０】
ここで更に、
１．５  ＜  νｄ１／νｄ２  ＜  ３．２        ・・・（２ａ）
を満足すると尚好ましい。
【００３１】
さらに、望遠端での焦点距離ｆｔに対する第１ｆレンズ群２０１のレンズ頂点から反射ミラー２０２までの距離Ｄεの比は以下の条件式を満足する。
０．５  ＜  Ｄε  ／  ｆｔ  ＜  ３．０        ・・・（３）
条件式（３）の上限を上回ると、第１ｆレンズ群２０１からミラー２０２までの距離が増大することにより第１ｆレンズ群２０１に入射する軸外光線高さが増大し、径が大型化してしまう。条件式（３）の下減を下回ると、所望の輻輳角を得るためのミラー回転角度が増大し、偏心収差の抑制が困難となる。
【００３２】
ここで更に、
０．９  ＜  Ｄε／ｆｔ  ＜  ２．３        ・・・（３ａ）
を満足すると尚好ましい。
上記の条件式を満足することにより、本発明における実施例１は簡易な構成で、パース歪が少ない輻輳調整方法を有し、且つ高い光学性能を有する立体映像撮影装置を提供することが可能となる。
【００３３】
図２は、本発明の実施例１（数値実施例１）における広角端、物体距離無限遠に合焦しているときの光学断面図である。図３（Ａ）は、数値実施例１の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図３（Ｂ）は、数値実施例１の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図４（Ａ）は、数値実施例１の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図４（Ｂ）は、数値実施例１の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図５（Ａ）は、数値実施例１の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における横収差図である。図５（Ｂ）は、数値実施例１の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における横収差図である。
【００３４】
球面収差は０．１ｍｍ、非点収差は０．１ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は、０．０２５ｍｍのスケールで描かれている。横収差図は０．０２５ｍｍのスケールで描かれている。収差図中にて、軸上色収差図及び倍率色収差図中のｅ線、ｇ線はそれぞれの波長５４６ｎｍ、４３６ｎｍに対する収差である。Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、図中のＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（°）を示す。
【００３５】
尚、数値実施例におけるｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎｄは波長５４６nmにおける屈折率、νdはアッベ数、*は非球面を示す。非球面は次式で定義される。
【数２】
2014164103.tif 000004
但し、ｃは曲率(１/ｒ)、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８・・・は各次数の非球面係数である。
【００３６】
実施例１に対応する数値実施例１は、各群焦点距離や曲率半径の値が条件式（１）〜（３）を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても満足しており、半画角３６．９°〜８．５３°、変倍比５倍、Ｆナンバー２．８１を達成している。また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、広角端におけるパース歪は１．０８％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪２．３９％に対して大幅に改善されている。また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、望遠端におけるパース歪は０．０３％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪０．４５％に対して改善されている。
【００３７】
（数値実施例１）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*        83.566    1.50   1.88300    40.8       34.18
2         19.398   11.64                         28.24
3        -33.747    1.20   1.81600    46.6       26.92
4        494.132    2.94                         27.53
5         56.697    4.86   1.84666    23.8       28.99
6        887.887  (可変)                         28.75
7          ∞      20.00                         27.31
8          ∞       5.00   1.51633    64.1       25.26
9          ∞       0.50                         24.92
10         36.838    4.44   1.60311    60.6       25.69
11*      3995.433    3.00                         25.51
12          ∞      28.00   1.51633    64.1       25.24
13          ∞       3.00                         23.54
14       -213.974    1.00   1.72047    34.7       23.29
15         25.658    5.27   1.49700    81.5       23.26
16        -64.944    0.15                         23.46
17         55.590    3.01   1.59240    68.3       23.56
18       -333.613    0.15                         23.35
19         25.966    2.53   1.60311    60.6       22.59
20         49.693  (可変)                         21.98
21         35.902    0.70   1.88300    40.8        9.78
22         10.008    1.89                          9.16
23        -20.271    0.70   1.81600    46.6        9.18
24         45.480    0.72                          9.57
25         22.599    2.44   1.78472    25.7       10.30
26        -26.269    0.63                         10.50
27        -15.085    0.70   1.64000    60.1       10.48
28        -41.803  (可変)                         10.80
29        -21.034    0.70   1.72916    54.7       11.10
30         42.485    2.00   1.80809    22.8       11.78
31       -270.226  (可変)                         12.29
32(絞り)    ∞       1.40                         12.95
33         79.908    3.07   1.58913    61.1       13.95
34        -23.180    0.15                         14.42
35        107.880    0.70   1.83481    42.7       14.54
36         14.207    3.99   1.50137    56.4       14.50
37        -84.499    0.15                         14.92
38         21.080    4.66   1.50137    56.4       15.50
39        -25.785    0.70   1.83481    42.7       15.34
40        210.865    0.15                         15.45
41         17.341    3.86   1.58913    61.1       15.74
42        975.841   10.00                         15.19
43         89.230    0.70   1.88300    40.8       10.79
44          9.454    3.29   1.49700    81.5       10.21
45        -44.278    0.31                         10.15
46         32.921    1.76   1.50137    56.4        9.98
47       -158.869    5.00                          9.70
48          ∞      21.00   1.70154    41.2       30.00
49          ∞       6.75   1.51633    64.1       30.00
50          ∞                                    30.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 3.12227e+000  A 4= 8.88156e-006  A 6=-1.17714e-008  A 8= 3.65481e-011  A10=-9.59778e-014  A12= 1.15620e-016  
第11面
K = 3.78716e+000  A 4= 3.10299e-006  A 6=-3.31097e-010  A 8=-5.68704e-012  A10= 4.21083e-014  A12=-1.03182e-016  
各種データ
ズーム比     5.00 
焦点距離       4.00     8.00    12.00    16.00    20.00  
Fナンバー      2.81     2.81     2.81     2.81     2.81  
画角          36.87    20.56    14.04    10.62     8.53  
像高           3.00     3.00     3.00     3.00     3.00  
レンズ全長   219.14   219.14   219.14   219.14   219.14  
BF             5.09     5.09     5.09     5.09     5.09  
d 6           12.16    12.16    12.16    12.16    12.16  
d20            1.00    12.83    17.93    20.92    22.90  
d28           23.46     9.72     4.51     2.32     1.63  
d31            1.11     3.03     3.13     2.32     1.04  
d50            5.09     5.09     5.09     5.09     5.09  
入射瞳位置    22.03    24.94    27.15    28.93    30.40  
射出瞳位置   -58.73   -58.73   -58.73   -58.73   -58.73  
前側主点位置  25.78    31.94    36.90    40.92    44.13  
後側主点位置   1.09    -2.91    -6.91   -10.91   -14.91  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     -20.87        22.14         2.58        -16.11
2    7      38.91        76.05        51.23        -22.38
3   21     -12.29         7.79         0.53         -5.33
4   29     -33.74         2.70        -0.18         -1.69
5   32      18.85        67.64         8.29        -43.92
【実施例２】
【００３８】
本発明の第２の実施例について説明する。
図６は、本発明の実施例２（数値実施例２）における広角端、物体距離無限遠に合焦しているときの光学断面図である。基本的な光学系の概略の構成については、図２を用いて説明した実施例１の構成と同様であるので説明は省略する。
【００３９】
図７（Ａ）は、数値実施例２の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図７（Ｂ）は、数値実施例２の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図８（Ａ）は、数値実施例２の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図８（Ｂ）は、数値実施例２の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図９（Ａ）は、数値実施例２の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における横収差図である。図９（Ｂ）は、数値実施例２の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における横収差図である。
球面収差は０．１ｍｍ、非点収差は０．１ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は、０．０２５ｍｍのスケールで描かれている。横収差図は０．０２５mmのスケールで描かれている。
【００４０】
実施例２に対応する数値実施例２は、条件式（１）〜（３）を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても満足しており、半画角３３．７°〜５．４４°、変倍比７倍、Ｆナンバー２．８〜３．５６を達成している。
また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、広角端におけるパース歪は０．６６％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪２．１１％に対して大幅に改善されている。また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、望遠端におけるパース歪は−０．０７％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪０．２８％に対して改善されている。
【００４１】
（数値実施例２）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*        83.566    1.50   1.88300    40.8       34.18
2         19.398   11.64                         28.24
3        -33.747    1.20   1.81600    46.6       26.92
4        494.132    2.94                         27.53
5         56.697    4.86   1.84666    23.8       28.99
6        887.887   12.16                         28.75
7          ∞      20.00                         27.31
8          ∞       5.00   1.51633    64.1       25.26
9          ∞       0.50                         24.92
10         36.838    4.44   1.60311    60.6       25.69
11*      3995.433    3.00                         25.51
12          ∞      28.00   1.51633    64.1       25.24
13          ∞       3.00                         23.54
14       -213.974    1.00   1.72047    34.7       23.29
15         25.658    5.27   1.49700    81.5       23.26
16        -64.944    0.15                         23.46
17         55.590    3.01   1.59240    68.3       23.56
18       -333.613    0.15                         23.35
19         25.966    2.53   1.60311    60.6       22.59
20         49.693  (可変)                         21.98
21         35.902    0.70   1.88300    40.8        9.78
22         10.008    1.89                          9.16
23        -20.271    0.70   1.81600    46.6        9.18
24         45.480    0.72                          9.57
25         22.599    2.44   1.78472    25.7       10.30
26        -26.269    0.63                         10.50
27        -15.085    0.70   1.64000    60.1       10.48
28        -41.803  (可変)                         10.80
29        -21.034    0.70   1.72916    54.7       11.10
30         42.485    2.00   1.80809    22.8       11.78
31       -270.226  (可変)                         12.29
32(絞り)    ∞       1.40                         12.95
33         79.908    3.07   1.58913    61.1       13.95
34        -23.180    0.15                         14.42
35        107.880    0.70   1.83481    42.7       14.54
36         14.207    3.99   1.50137    56.4       14.50
37        -84.499    0.15                         14.92
38         21.080    4.66   1.50137    56.4       15.50
39        -25.785    0.70   1.83481    42.7       15.34
40        210.865    0.15                         15.45
41         17.341    3.86   1.58913    61.1       15.74
42        975.841   10.00                         15.19
43         89.230    0.70   1.88300    40.8       10.79
44          9.454    3.29   1.49700    81.5       10.21
45        -44.278    0.31                         10.15
46         32.921    1.76   1.50137    56.4        9.98
47       -158.869    5.00                          9.70
48          ∞      21.00   1.70154    41.2       30.00
49          ∞       6.75   1.51633    64.1       30.00
50          ∞                                    30.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 3.12227e+000  A 4= 8.88156e-006  A 6=-1.17714e-008  A 8= 3.65481e-011  A10=-9.59778e-014  A12= 1.15620e-016  
第11面
K = 3.78716e+000  A 4= 3.10299e-006  A 6=-3.31097e-010  A 8=-5.68704e-012  A10= 4.21083e-014  A12=-1.03182e-016  
各種データ
ズーム比     5.00 
焦点距離       4.00     8.00    12.00    16.00    20.00  
Fナンバー      2.81     2.81     2.81     2.81     2.81  
画角          36.87    20.56    14.04    10.62     8.53  
像高           3.00     3.00     3.00     3.00     3.00  
レンズ全長   219.14   219.14   219.14   219.14   219.14  
BF             5.09     5.09     5.09     5.09     5.09  
d20            1.00    12.83    17.93    20.92    22.90  
d28           23.46     9.72     4.51     2.32     1.63  
d31            1.11     3.03     3.13     2.32     1.04  
d50            5.09     5.09     5.09     5.09     5.09  
入射瞳位置    22.03    24.94    27.15    28.93    30.40  
射出瞳位置   -58.73   -58.73   -58.73   -58.73   -58.73  
前側主点位置  25.78    31.94    36.90    40.92    44.13  
後側主点位置   1.09    -2.91    -6.91   -10.91   -14.91  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      13.22       110.36        29.58         27.95
2   21     -12.29         7.79         0.53         -5.33
3   29     -33.74         2.70        -0.18         -1.69
4   32      18.85        67.64         8.29        -43.92
【実施例３】
【００４２】
本発明の第３の実施例について説明する。
図１０は、本発明の実施例３（数値実施例３）における広角端、物体距離無限遠に合焦しているときの光学断面図である。本実施例における立体映像撮影用光学系においても、概略の構成は第２及び第２の実施例の光学系と同様であるが、本実施例では第１の光学系１０１内で、液晶シャッター２０３Ｒ，２０３Ｌをミラー２０２Ｒ、２０２Ｌより物体側に配置したことが異なる。すなわち、本実施例の第１の光学系は、物体側から順に、それぞれ負の屈折率を有する第１ｆレンズ群２０１Ｒ，２０１Ｌ、左右の被写体像を時分割により交互に切り替えて透過させる手段としての左右２系統の液晶シャッター２０３Ｒ，２０３Ｌ、ミラー２０２Ｒ，２０２Ｌ、正の屈折力を有する第２ｆレンズ群２０４Ｒ、２０４Ｌ、偏光ビームスプリッター２０５から構成される。第２の光学系については、第１及び第２の実施例と概略の構成は同じであるので説明は省略する。
【００４３】
図１１（Ａ）は、数値実施例３の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図１１（Ｂ）は、数値実施例３の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図１２（Ａ）は、数値実施例３の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図１２（Ｂ）は、数値実施例３の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図１３（Ａ）は、数値実施例３の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における横収差図である。図１３（Ｂ）は、数値実施例３の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における縦収差図である。
【００４４】
実施例３に対応する数値実施例３は、条件式（１）〜（３）を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても満足しており、半画角３５．５°〜８．４６°、変倍比４．８倍、Ｆナンバー２．８７を達成している。球面収差は０．１ｍｍ、非点収差は０．１ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は、０．０３６ｍｍのスケールで描かれている。横収差図は０．０３６mmのスケールで描かれている。
また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、広角端におけるパース歪は０．９７％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪２．２２％に対して大幅に改善されている。また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、望遠端におけるパース歪は−０．１１％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪０．４４％に対して改善されている。
【００４５】
（数値実施例３）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*       251.516    2.00   1.88300    40.8       46.32
2         27.922   12.06                         38.71
3        -53.919    1.60   1.81600    46.6       38.52
4        343.793    1.60                         39.65
5         72.451    4.73   1.84666    23.8       41.55
6       -363.847    2.00                         41.51
7          ∞       8.00   1.51633    64.1       41.06
8          ∞      23.00                         40.16
9          ∞      22.00                         36.21
10         56.704    3.98   1.60311    60.6       32.61
11*     -5238.851    4.00                         32.11
12          ∞      38.00   1.51633    64.1       30.12
13          ∞       4.00                         28.64
14        534.303    1.20   1.72047    34.7       28.43
15         29.999    5.60   1.49700    81.5       28.19
16       -181.398    0.20                         28.35
17         72.198    2.57   1.59240    68.3       28.52
18        431.962    0.20                         28.38
19         32.078    3.36   1.60311    60.6       27.98
20         80.925  (可変)                         27.41
21         70.459    0.80   1.88300    40.8       12.32
22         14.028    1.79                         11.71
23        -41.319    0.80   1.81600    46.6       11.73
24         44.548    1.26                         12.09
25         27.234    2.82   1.78472    25.7       13.20
26        -50.733    0.68                         13.39
27        -22.164    0.80   1.64000    60.1       13.39
28        -47.943  (可変)                         13.72
29        -28.853    0.80   1.72916    54.7       14.16
30         67.756    2.17   1.80809    22.8       14.87
31       -607.227  (可変)                         15.40
32(絞り)    ∞       1.80                         16.74
33       -407.319    2.36   1.60311    60.6       17.69
34        -43.608    0.20                         18.23
35        120.047    1.00   1.83481    42.7       18.71
36         27.329    4.05   1.48749    70.2       18.94
37        -62.159    0.20                         19.43
38         38.407    3.57   1.50137    56.4       20.12
39        356.900    1.00                         20.15
40         19.019    4.47   1.60311    60.6       20.32
41         53.352   11.40                         19.29
42        139.689    1.00   1.88300    40.8       14.29
43         12.018    5.93   1.49700    81.5       13.45
44        -17.177    1.68                         13.37
45        -14.087    1.00   1.77250    49.6       12.58
46        -32.793    5.24                         12.90
47         84.228    4.12   1.50137    56.4       12.88
48        -25.375    5.00                         13.13
49          ∞      29.00   1.60342    38.0       36.00
50          ∞      11.00   1.51633    64.2       36.00
51          ∞                                    36.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 5.27387e+001  A 4= 4.28999e-006  A 6=-6.02916e-009  A 8= 5.70746e-012  A10=-1.71297e-015  A12=-1.15891e-018  
第11面
K = 1.62034e+004  A 4= 5.77865e-007  A 6=-9.66075e-011  A 8= 4.62108e-013  A10=-4.54773e-015  A12= 8.33438e-018  
各種データ
ズーム比     4.80 
焦点距離       5.60    11.20    16.80    22.40    26.88  
Fナンバー      2.87     2.87     2.87     2.87     2.87  
画角          35.54    19.65    13.39    10.12     8.46  
像高           4.00     4.00     4.00     4.00     4.00  
レンズ全長   287.40   287.40   287.40   287.40   287.40  
BF             5.02     5.02     5.02     5.02     5.02  
d20            0.97    17.88    25.24    29.57    31.95  
d28           33.10    13.74     6.26     2.98     1.91  
d31            2.30     4.75     4.88     3.83     2.51  
d51            5.02     5.02     5.02     5.02     5.02  
入射瞳位置    29.87    34.36    37.70    40.36    42.13  
射出瞳位置  -131.03  -131.03  -131.03  -131.03  -131.03  
前側主点位置  35.24    44.63    52.43    59.07    63.70  
後側主点位置  -0.58    -6.18   -11.78   -17.38   -21.86  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      19.87       140.09        40.85         38.14
2   21     -17.71         8.95         0.07         -6.78
3   29     -44.00         2.97        -0.12         -1.78
4   32      30.68        94.00        20.03        -73.36
【実施例４】
【００４６】
本発明の第４の実施例について説明する。
図１４は、本発明の実施例４（数値実施例４）における広角端、物体距離無限遠に合焦しているときの光学断面図である。本実施例における立体映像撮影用光学系の概略の構成は、実施例１、２と同様であるので、説明は省略する。
【００４７】
図１５（Ａ）は、数値実施例４の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図１５（Ｂ）は、数値実施例４の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの縦収差図である。図１６（Ａ）は、数値実施例４の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図１６（Ｂ）は、数値実施例４の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの横収差図である。図１７（Ａ）は、数値実施例４の広角端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における横収差図である。図１７（Ｂ）は、数値実施例４の望遠端における物体距離１．０ｍに合焦しているときの輻輳角４度における縦収差図である。
【００４８】
実施例４に対応する数値実施例４は、条件式（１）〜（３）を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても満足しており、半画角３５．５°〜９．０２°、変倍比４．５倍、Ｆナンバー２．７９〜２．８を達成している。球面収差は０．１ｍｍ、非点収差は０．１ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は、０．０３６ｍｍのスケールで描かれている。横収差図は０．０３６mmのスケールで描かれている。また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、広角端におけるパース歪は０．９３％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪２．２５％に対して大幅に改善されている。また、物体距離１．０ｍ、輻輳角４度、望遠端におけるパース歪は−０．１６％であり、公知例の輻輳調整手法におけるパース歪０．４７％に対して改善されている。
【００４９】
（数値実施例４）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*      1752.276    1.50   1.69680    55.5       42.53
2         28.400    7.27                         36.12
3       -336.135    1.20   1.69680    55.5       35.98
4         97.137    4.58                         35.22
5        -80.704    1.20   1.69680    55.5       35.08
6        322.220    0.15                         35.46
7         75.106    3.84   1.92286    18.9       35.94
8        279.689   23.00                         35.70
9          ∞      24.00                         55.00
10          ∞       6.00   1.51633    64.1       31.64
11          ∞       3.00                         31.29
12         51.985    4.48   1.60311    60.6       32.33
13*     -1069.831    4.00                         32.25
14          ∞      35.00   1.51633    64.1       32.07
15          ∞       3.72                         31.02
16         47.888    1.20   1.80518    25.4       30.72
17         28.371    5.61   1.43875    94.9       29.79
18       3186.298    0.15                         29.64
19         65.299    4.07   1.49700    81.5       29.39
20       -114.536    0.15                         29.02
21         33.375    1.49   1.48749    70.2       26.99
22         35.200  (可変)                         26.24
23         31.245    0.70   2.00330    28.3       12.75
24         12.070    2.51                         11.96
25        -29.800    0.70   1.81600    46.6       12.00
26         86.220    1.27                         12.41
27         24.618    4.07   1.80518    25.4       13.67
28        -25.428    1.45                         13.80
29        -19.791    0.70   1.77250    49.6       13.33
30       -192.672  (可変)                         13.53
31        -24.580    0.70   1.72916    54.7       13.82
32         45.591    2.46   1.80809    22.8       14.58
33       -453.555  (可変)                         15.12
34(絞り)    ∞       1.80                         15.73
35        294.931    2.97   1.60311    60.6       16.74
36        -30.152    0.20                         17.21
37        186.909    1.00   1.83481    42.7       17.41
38         23.309    5.48   1.48749    70.2       17.47
39        -65.955    0.20                         18.18
40        137.779    3.54   1.50137    56.4       18.41
41       -128.644    1.00                         18.66
42         18.438    4.53   1.60311    60.6       18.89
43         41.588   12.79                         17.74
44        708.008    1.00   1.88300    40.8       13.28
45         12.309    6.34   1.49700    81.5       12.72
46        -14.317    1.05                         12.87
47        -12.569    1.00   1.77250    49.6       12.43
48        -25.748    5.69                         12.89
49      -2412.566    2.65   1.50137    56.4       14.46
50        -18.078    5.00                         14.66
51          ∞      29.00   1.60342    38.0       36.00
52          ∞      11.00   1.51633    64.2       36.00
53          ∞                                    36.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 2.42788e+003  A 4= 7.55430e-006  A 6=-1.86617e-008  A 8= 4.38181e-011  A10=-6.03659e-014  A12= 3.50320e-017  
第13面
K =-2.09094e+003  A 4= 1.93342e-006  A 6= 1.27184e-009  A 8=-1.00297e-011  A10= 3.06382e-014  A12=-3.39886e-017  
各種データ
ズーム比     4.50 
焦点距離       5.60    11.20    16.79    22.39    25.19  
Fナンバー      2.79     2.79     2.79     2.79     2.80  
画角          35.55     0.00     0.00     0.00     0.00  
像高           4.00     0.00     0.00     0.00     0.00  
レンズ全長   281.58   281.58   281.58   281.58   281.58  
BF             4.99     4.99     4.99     4.99     4.99  
d22            1.13    15.32    21.46    24.97    26.21  
d30           24.11     9.10     4.24     2.88     2.87  
d33            4.94     5.77     4.49     2.33     1.10  
d53            4.99     4.99     4.99     4.99     4.99  
入射瞳位置    28.33    32.29    35.27    37.63    38.61  
射出瞳位置  -249.05  -249.05  -249.05  -249.05  -249.05  
前側主点位置  33.81    42.99    50.95    58.05    61.31  
後側主点位置  -0.60    -6.20   -11.80   -17.40   -20.19  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      16.78       135.61        37.29         33.32
2   23     -18.16        11.40         0.78         -7.45
3   31     -38.41         3.16        -0.15         -1.92
4   34      34.76        96.23        28.86        -79.18
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５０】
【表１】
2014164103.tif 000005
【符号の説明】
【００５１】
１００  立体映像撮影用光学系
１０１  第１の光学系
１０２  第２の光学系
１Ｒ、１Ｌ  第１ｆレンズ群
２Ｒ、２Ｌ  反射ミラー
３Ｒ、３Ｌ  光量制御手段
４  光路合成手段
５  第１ｂレンズ群
６  変倍、結像用レンズ群
２０１Ｒ、２０１Ｌ  第１ｆレンズ群
２０２Ｒ、２０２Ｌ  ミラー
２０３Ｒ、２０３Ｌ  シャッター
２０４Ｒ、２０４Ｌ  第２ｆレンズ群
２０５  偏光ビームスプリッター
２０６  第１ｂレンズ群
２０７  変倍光学系
２０８  絞り
【図１】
2014164103.tif 000006
【図２】
2014164103.tif 000007
【図３】
2014164103.tif 000008
【図４】
2014164103.tif 000009
【図５】
2014164103.tif 000010
【図６】
2014164103.tif 000011
【図７】
2014164103.tif 000012
【図８】
2014164103.tif 000013
【図９】
2014164103.tif 000014
【図１０】
2014164103.tif 000015
【図１１】
2014164103.tif 000016
【図１２】
2014164103.tif 000017
【図１３】
2014164103.tif 000018
【図１４】
2014164103.tif 000019
【図１５】
2014164103.tif 000020
【図１６】
2014164103.tif 000021
【図１７】
2014164103.tif 000022
【図１８】
2014164103.tif 000023
【図１９】
2014164103.tif 000024
【図２０】
2014164103.tif 000025
【図２１】
2014164103.tif 000026