(57)【要約】  一つの撮像素子に２つの光学像を結像させ、画像合成を行うための内視鏡撮像ユニットであって、フレアの少ない良好な画質を得られる内視鏡撮像ユニットを提供する。  ２つの光路を有する光学系によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子２２に結像させる内視鏡撮像ユニット１００、１２０において、２つの光路を有する対物ＬＮＳ光学系は、最も物体側に配置された負の第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１の像側に配置された第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１よりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りＦＳ２と、を有し、条件式（１）を満足する。  ０．３＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …(１)  ここで、  Ｖ方向を２つの光学像が隣接する方向とするとき、  Ｓ０１＿ｖは、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１のＶ方向の半径、  Ｓ０２＿ｖは、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２のＶ方向の半径、である。
2017073292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光路を有する光学系によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子に結像させる内視鏡撮像ユニットにおいて、
前記２つの光路を有する光学系は、最も物体側に配置された負の第１レンズと、前記第１レンズの像側に配置された第１フレア防止非円形絞りと、前記第１フレア防止非円形絞りよりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りと、を有し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする内視鏡撮像ユニット。
０．３＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …(１)
ここで、
Ｖ方向を２つの前記光学像が隣接する方向とするとき、
Ｓ０１＿ｖは、前記第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項２】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡撮像ユニット。
０．２＜ｉｈ＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …（２）
ここで、
ｉｈ＿ｖは、Ｖ方向の像高、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項３】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡撮像ユニット。
１．０＜ｉｈ＿ＡＢ／Ｓ０２＿ｖ＜１０．０      …（３）
ここで、
ｉｈ＿ＡＢは、前記撮像素子上での光軸間距離、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項４】
前記２つの光路を有する光学系は、１つの光軸を有する対物光学系と、光路を２分割する光路分割光学系と、から構成され、
前記第２フレア防止非円形絞りは、前記対物光学系と前記光路分割光学系との間に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項５】
前記２つの光路を有する光学系は、２つの光軸を有する対物光学系から構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項６】
前記対物光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と、可動の正の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、から構成されることを特徴とする請求項４または５に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項７】
前記対物光学系は、物体側から順に、第１レンズ群と、明るさ絞りと、正の後群と、から構成されることを特徴とする請求項４または５に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項８】
前記対物光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群と、可動の負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、から構成されることを特徴とする請求項４または５に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項９】
前記２つの光軸を有する対物光学系において、前記第１フレア防止非円形絞りと前記第２フレア防止非円形絞りの少なくとも一方の絞りは、２つの非円形開口部を有することを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項１０】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
０．１＜Ｓ０１＿ｖ／ｅｎｐ＿ｗｉｄｅ＜５．０      …(４)
ここで、
ｅｎｐ＿ｗｉｄｅは、前記対物光学系の最も広角状態での入射瞳位置、
Ｓ０１＿ｖは、前記第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項１１】
前記第１フレア防止非円形絞りと前記第２フレア防止非円形絞りの少なくとも一方の絞りが有する開口部は、光軸に沿った断面において一方向に傾斜するテーパー形状を有し、
さらに、前記絞りは、前記開口部に対して所定の位置に切欠き部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項１２】
最も物体側にカバーガラスを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡撮像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内視鏡システムでは、被写界深度を拡大するため、自画像を２つに分割して結像させ、取得した２つの画像を画像処理で合成する構成が知られている。また、立体画像を得るために、左眼画像と右眼画像との２つの画像を画像処理で合成する構成も知られている。このように、２つの光学像を画像合成することが必要になる場合がある。【０００３】
１つの光路ごとに、１つの撮像素子を設けて撮像する場合、２つの画像を取得するために、２つの撮像素子が必要となる。このため、コストが上昇してしまうため、好ましくない。また、２つの撮像素子を用いると、画像取り込み用機器も２つ必要になり、コストの上昇や故障の可能性が大きくなり好ましくない。【０００４】
従って、被写界深度を拡大するためや、立体画像を得るためには、１つの撮像素子により、２つの像を取得する構成が望ましい。このような、光学系において、フレアを低減するために、例えば、特許文献１に開示された構成がある。【０００５】
特許文献１の構成では、フレアを低減するために、１つのフレア絞りを光路内に設けている。このフレア絞りは、矩形等の非円形形状の開口部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５０９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の１つの光路につき１つの撮像素子で像を得る場合、像高の極端に大きなフレアは、有効撮像領域の範囲外に入射するため、問題とはならない。しかしながら、１つの撮像素子に、２つの像ＩＡ、像ＩＢを結像させる構成の場合、像ＩＡのための一方の光路で発生したフレアが、他方の像ＩＢのための隣接する有効撮像領域に映りこんでしまうという問題を生ずる。このため、２つの有効撮像領域に、相互にフレアが発生してしまうため問題である。【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一つの撮像素子に２つの光学像を結像させ、画像合成を行うための内視鏡撮像ユニットであって、フレアの少ない良好な画質を得られる内視鏡撮像ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明に係る内視鏡撮像ユニットの一態様は、
２つの光路を有する光学系によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子に結像させる内視鏡撮像ユニットにおいて、
２つの光路を有する光学系は、最も物体側に配置された負の第１レンズと、第１レンズの像側に配置された第１フレア防止非円形絞りと、第１フレア防止非円形絞りよりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りと、を有し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．３＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …(１)
ここで、
Ｖ方向を２つの光学像が隣接する方向とするとき、
Ｓ０１＿ｖは、第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
Ｓ０２＿ｖは、第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態は、一つの撮像素子に２つの光学像を結像させ、画像合成を行うための内視鏡撮像ユニットであって、フレアの少ない良好な画質を得られる内視鏡撮像ユニットを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る内視鏡撮像ユニットの断面構成を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の第２実施形態に係る内視鏡撮像ユニットの断面構成を示す図である。
【図１Ｃ】本発明の第３実施形態に係る内視鏡撮像ユニットの断面構成を示す図である。
【図２Ａ】第１フレア防止非円形絞りの正面図である。
【図２Ｂ】第２フレア防止非円形絞りの正面図である。
【図２Ｃ】第１フレア防止非円形絞りの断面図である。
【図２Ｄ】第１フレア防止非円形絞りの他の正面図である。
【図３Ａ】有効撮像領域における像を示す図である。
【図３Ｂ】有効撮像領域における像を示す他の図である。
【図４】本発明の実施形態に係る内視鏡撮像ユニットの構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る内視鏡撮像ユニットが有する光路分割部と撮像素子との概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る内視鏡撮像ユニットが有する撮像素子の概略構成図である。
【図７Ａ】本発明の実施例１に係る内視鏡撮像ユニットが有する対物光学系、光路分割部及び撮像素子の通常観察状態における断面構成を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施例１に係る内視鏡撮像ユニットが有する対物光学系、光路分割手段及び撮像素子の近接観察状態における断面構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例２に係る内視鏡撮像ユニットが有する対物光学系、光路分割部及び撮像素子の断面構成を示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施例３に係る内視鏡撮像ユニットが有する対物光学系、光路分割部及び撮像素子の通常観察状態における断面構成を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の実施例３に係る内視鏡撮像ユニットが有する対物光学系、光路分割部及び撮像素子の近接観察状態における断面構成を示す図である。
【図１０Ａ】従来のフレアの発生理由を示す図である。
【図１０Ｂ】従来のフレアの発生理由を示す他の図である。
【図１１】従来のフレアを示す別の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態に係る内視鏡撮像ユニットについて、図面を用いて、このような構成をとった理由と作用を説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
第１実施形態は、図１Ａ、図１Ｃに示すように、２つの光路を有する光学系によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子２２に結像させる内視鏡撮像ユニット１００、１２０において、２つの光路を有する対物光学系ＬＮＳは、最も物体側に配置された負の第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１の像側に配置された第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１よりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りＦＳ２と、を有し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
０．３＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …(１)
ここで、
Ｖ方向を２つの光学像が隣接する方向とするとき、
Ｓ０１＿ｖは、第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
Ｓ０２＿ｖは、第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【００１４】
本実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１００、１２０は、図１Ａ、１Ｃにそれぞれ示すように、光路分割部２０により２つの光路によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子２２に結像させ、画像合成を行うことで一つの内視鏡画像を得る内視鏡１に用いられる。即ち、２つの光路を有する光学系は、１つの光軸ＡＸを有する対物光学系ＬＮＳと、光路を２分割する光路分割部２０とから構成される。本実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１００、１２０は、被写界深度を大きくする場合に好適である。
【００１５】
（第２実施形態）
また、第２実施形態は、図１Ｂに示すように、２つの光路を有する対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂによって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子２２に結像させる内視鏡撮像ユニット１１０において、２つの光路を有する対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂは、最も物体側に配置された負の第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１の像側に配置された第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１よりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りＦＳ２と、を有し、上述の条件式（１）を満足することを特徴とする。
【００１６】
本実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１１０は、図１Ｂに示すように、２つの光路を有する対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂによって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子２２に結像させ、画像合成を行うことで一つの内視鏡画像を得る内視鏡２に用いられる。本実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１１０は、右眼画像及び左眼画像に基づいて立体画像を得る場合に好適である。
【００１７】
第１実施形態、第２実施形態において、「非円形絞り」とは、直交する２方向において長さが異なる形状の開口部を有する絞りという。また、パラメータＳ０１_ｖ、Ｓ０２_ｖを、それぞれ図２Ａ、２Ｂに示す。第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の形状に関しては、後述する。
【００１８】
さらに、図３Ａは、第１実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１００、１２０の２つの有効撮像領域２２ａ、２２ｂにおける２つの光学像を示す。図３Ｂは、第２実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１１０の２つの有効撮像領域２２ａ、２２ｂにおける２つの光学像を示す。図３Ａ、３Ｂにおいて、像が隣接する方向をＶ方向、Ｖ方向に垂直な方向をＨ方向とする。
【００１９】
まず、従来の構成において、フレアが発生する理由について説明する。図１０Ａは、１つの対物光学系ＬＮＳからの光路を２つに分割する光路分割部２０の構成を示す。なお、光路分割部２０の詳細は後述する。
【００２０】
光路分割部２０の構成を簡単に説明する。光路分割部２０は、被写体像をピントの異なる２つの光学像に分割する偏光ビームスプリッタ２１と、２つの光学像を撮像して２つの画像を取得する撮像素子２２とを有する。撮像素子２２は、有効撮像領域Ａと、有効撮像領域Ａに隣接する有効撮像領域Ｂとを有する。
【００２１】
光路分割部２０は、１つの対物光学系ＬＮＳからの光を、偏光を利用して、光軸ＡＸａを有する光路と、光軸ＡＸｂを有する光路とに分割する。２つの光学像は、それぞれ有効撮像領域Ａと有効撮像領域Ｂに結像する。
【００２２】
従来の構成では、図１０Ａにおいて破線で示すフレアＦＬのように、一方の光路で発生した光が、他方の像のための隣接する有効撮像領域Ａに映りこんでしまう場合がある。図１１は、このようにして発生するフレアＦＬを示す図である。
【００２３】
また、例えば、立体画像を得るために、図１０Ｂに示すように、光軸ＡＸａを有する対物光学系ＬＮＳａと、光軸ＡＸｂを有する対物光学系ＬＮＳｂを配置して、１つの撮像素子２２により、２つの光学像を得る構成をとることができる。
【００２４】
図１０Ｂに示す従来の構成において、光軸ＡＸｂを有する光路で発生した破線で示すフレアＦＬが、他方の像のための有効撮像領域Ａに映りこんでしまう場合がある。この場合にも、図１１に示すようなフレアＦＬを生じてしまう。
【００２５】
このような従来の構成に対して、第１実施形態及び第２実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１００、１１０、１２０は、２つの光路を有する対物光学系ＬＮＳ、ＬＮＳａ、ＬＮＳｂは、最も物体側に配置された負の第１レンズＬ１と、第１レンズＬ１の像側に配置された第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１よりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りＦＳ２と、を有する。
【００２６】
第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と第２フレア防止非円形絞りＦＳ２との２つの絞りにより、上述したようなフレアＦＬを効率良く遮光できる。
【００２７】
円形形状の開口部の代わりに、非円形形状の開口部を有する絞りを用いる理由について説明する。図２Ａは、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１の非円形開口部ＡＰ１の形状を示す図である。図２Ｂは、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の非円形開口部ＡＰ２の形状を示す図である。第１フレア防止非円形絞りＦＳ１及び第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の開口部は、小判型、４角形（矩形）、８角形などの形状を含む。
【００２８】
１つの撮像素子２２に、２つの光学像を結像させる場合、一番像高の低い縦対辺方向に２つの像を並べる構成が、内視鏡の外径を最も小さくすることができるため、好ましい。
【００２９】
この場合、縦対辺方向の像高は、対角方向の像高に比べて小さくなるため、光線高も小さくなる。このため、例えば、矩形形状の開口部を有する非円形絞りを用いる。これにより、像高の大きな対角方向には大きな開口部、像高の小さな縦対辺方向には小さな開口部を作り出すことができる。この結果、効率よく不要な光線であるフレアを遮光することができる。
【００３０】
また、撮像素子２２の大きさと像高との関係によっては、横対辺方向に２つの像を並べることが、内視鏡の外径を最も小さくすることができる場合もある。本実施形態では、縦対辺方向及び横対辺方向に光学像を並べることを想定している。このため、２つの光学像が隣接する方向をＶ方向と呼ぶ。
【００３１】
条件式（１）は、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と第２フレア防止非円形絞りＦＳ２のＶ方向の開口径の比率を既定している。
【００３２】
条件式（１）を満足することで、適切な開口径の比率を得ることができる。フレアの上側光線及び下側光線を２つの非円形絞りにより効果的に遮光することが可能である。これにより、周辺光量を確保しつつ、フレアを低減できる。
【００３３】
条件式（１）の下限値を下回ると、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１のＶ方向の径が小さくなりすぎるため、周辺光量が大きくけられてしまい、周辺が観察しづらくなるため好ましくない。
【００３４】
条件式（１）の上限値を上回ると、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１のＶ方向の径が大きくなりすぎるため、フレアをカットすることができないため好ましくない。なお、非円形絞りのＶ方向の開口径が上下方向で異なる場合は、小さい開口径の値を用いる。
【００３５】
このように、第１実施形態及び第２実施形態に係る内視鏡撮像ユニット１００、１１０、１２０によれば、対物光学系ＬＮＳ、ＬＮＳａ、ＬＮＳｂに少なくとも２つの第１、第２フレア防止非円形絞りＦＳ１、ＦＳ２を配置し、条件式（１）を満足する適切な開口部の形状を選択することで、上述したようなフレアＦＬの発生を抑えることができる。
【００３６】
なお、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１）’を満たすことが望ましい。
１．０＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜３．０      …（１）'
さらに、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１）”を満たすことが望ましい。
１．４＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜１．８      …（１）”
【００３７】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．２＜ｉｈ＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …（２）
ここで、
ｉｈ＿ｖは、Ｖ方向の像高、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【００３８】
条件式（２）は、縦対辺方向の像高と第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の開口径の比率を規定している。
【００３９】
条件式（２）の上限値を上回ると、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の開口径が小さくなりすぎる。このため、周辺光量が大きくけられてしまい、周辺領域を観察しづらくなるため好ましくない。
【００４０】
条件式（２）の下限値を下回ると、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の開口径が大きくなりすぎ、フレアが発生してしまうため好ましくない。
【００４１】
なお、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２）’を満たすことが望ましい。
０．８＜ｉｈ＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜３．０      …（２）'
さらに、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２）”を満たすことが望ましい。
１．０＜ｉｈ＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜２．０      …（２）”
【００４２】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
１．０＜ｉｈ＿ＡＢ／Ｓ０２＿ｖ＜１０．０      …（３）
ここで、
ｉｈ＿ＡＢは、撮像素子上での光軸間距離、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【００４３】
条件式（３）は、撮像素子２２上での光軸ＡＸａ、ＡＸｂどうしの距離と第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の開口径の比率を既定している。また、図３Ａ、３Ｂに、パラメータｉｈ_ＡＢを示す。
【００４４】
条件式（３）の上限値を上回ると、２つの像の結像位置が遠く離れるため、フレアが隣接する有効撮像領域に入射しない。
【００４５】
条件式（３）の下限値を下回ると、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の開口径が大きくなりすぎ、フレアが発生してしまうため好ましくない。
【００４６】
なお、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３）’を満たすことが望ましい。
２．０＜ｉｈ＿ＡＢ／Ｓ０２＿ｖ＜８．０      …（３）'
さらに、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３）”を満たすことが望ましい。
２．５＜ｉｈ＿ＡＢ／Ｓ０２＿ｖ＜６．０      …（３）”
【００４７】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、２つの光路を有する光学系は、１つの光軸ＡＸを有する対物光学系ＬＮＳと、光路を２分割する光路分割部２０（光路分割光学系）と、から構成され、第２フレア防止非円形絞りＦＳ２は、対物光学系ＬＮＳと光路分割部２０との間に配置されていることが望ましい。
【００４８】
１つの対物光学系ＬＮＳと光路を２分割する光路分割部２０とから構成することによって、視差（輻輳角）の無い２つの像を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、２つの光路を有する光学系は、２つの光軸ＡＸａ、ＡＸｂを有する対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂから構成されることが望ましい。
【００５０】
２つの光路は、２つの光軸ＡＸａ、ＡＸｂを有する対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂで構成することによって、立体観察時の視差（輻輳角）を得ることが可能になる。
【００５１】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、図１Ａに示すように、対物光学系ＬＮＳは、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、可動の正の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、から構成されることが望ましい。
【００５２】
物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、可動の正の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、から構成されることにより、各群のレンズ枚数を削減することができる。これにより、レンズ全長の短縮やコストの削減を達成できる。また、レンズの径方向の大きさを抑えながらも、長いバックフォーカスを確保できる。さらに、正の第２レンズ群Ｇ２の移動によりフォーカス位置を変化させることが可能になり、フォーカス変化時の収差変動や画角変動を抑えることができる。
【００５３】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、図１Ａ、１Ｃに示すように、対物光学系ＬＮＳは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の後群と、から構成されることが望ましい。
【００５４】
物体側から順に、負または正の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の後群と、から構成することで、少ない枚数でバックフォーカスの長い内視鏡対物光学系を構成することができる。
【００５５】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、図１Ｃに示すように、対物光学系ＬＮＳは、物体側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１と、可動の負の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、から構成されることが望ましい。
【００５６】
物体側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１と、可動の負の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、から構成することにより、各レンズ群のレンズ枚数を削減することができる。これにより、レンズ全長の短縮やコストの削減を達成できる。負の第２レンズ群Ｇ２の移動により画角を変化させることが可能になり、画角変化時の収差変動を抑えることができる。
【００５７】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、２つの光軸ＡＸａ、ＡＸｂを有する対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂにおいて、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の少なくとも一方の絞りは、２つの非円形開口部ＡＰａ、ＡＰｂを有することが望ましい。
【００５８】
図２Ｄに示すように、１つの第１フレア防止非円形絞りＦＳ１の中に、２つの非円形開口部ＡＰ１、ＡＰ２を形成することによって、非円形開口部ＡＰａ、ＡＰｂの回転方向の位置合わせの工程が不要になる。
【００５９】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．１＜Ｓ０１＿ｖ／ｅｎｐ＿ｗｉｄｅ＜５．０      …(４)
ここで、
ｅｎｐ＿ｗｉｄｅは、対物光学系ＬＮＳ、ＬＮＳａ、ＬＮＳｂの最も広角状態での入射瞳位置、
Ｓ０１＿ｖは、前記第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【００６０】
条件式（４）は、入射瞳位置と第１フレア防止非円形絞りＦＳ１の開口径の比を規定している。
【００６１】
条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１の像面側の光線高に対して、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１の開口径が大きすぎるため、フレアを発生させてしまい好ましくない。
【００６２】
条件式（４）の下限値を下回ると、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１の開口径が小さすぎるため周辺光量が少なくなりすぎてしまい好ましくない。
【００６３】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１と第２フレア防止非円形絞りＦＳ２の少なくとも一方の絞りが有する非円形開口部ＡＰ１、ＡＰ２は、光軸ＡＸ、ＡＸａ、ＡＸｂに沿った断面において一方向に傾斜するテーパー形状３２を有し、さらに、絞りは、非円形開口部ＡＰ１、ＡＰ２に対して所定の位置に切欠き部３０、３１を有することが望ましい。
【００６４】
図２Ｃに示すように、非円形開口部ＡＰ１は、光軸ＡＸ、ＡＸａ、ＡＸｂに沿った断面において一方向に傾斜するテーパー形状３２を有する。テーパー形状を両側（物体側と像面側）から加工すると、加工面がだれてしまい、フレアが発生してしまうため好ましくない。また、図２Ａ、２Ｂに示すように、切欠き部３０、３１を有することで、第１、第２非円形絞りＦＳ１、ＦＳ２のテーパー形状３２の方向を容易に認識できる。
【００６５】
また、本実施形態の好ましい態様によれば、最も物体側にカバーガラスを有することが望ましい。
【００６６】
これにより、本内視鏡撮像ユニットを内視鏡に容易に組み込むことができる。また、第１レンズＬ１の物体側の面を平面形状として、第１レンズＬ１にカバーガラスの機能を兼用させることもできる。
【００６７】
（実施例１）
次に、実施例１に係る内視鏡撮像ユニット１００について説明する。図７Ａ、７Ｂは、内視鏡撮像ユニット１００の対物光学系ＬＮＳの断面構成を示す図である。ここで、図７Ａは、通常観察状態（遠距離物点）における対物光学系ＬＮＳの断面構成を示す図である。図７Ｂは、近接観察状態（近距離物点）における対物光学系ＬＮＳの断面構成を示す図である。
【００６８】
本実施例に係る対物光学系ＬＮＳは、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、光軸ＡＸ上を像側に移動して、通常観察状態から近接観察状態への変化に伴う焦点位置の変化を補正する。
【００６９】
第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、平行平板Ｌ２と、両凹負レンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４とからなる。ここで、負レンズＬ３と正メニスカスレンズＬ４とは接合されている。
【００７０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５からなる。
【００７１】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、平凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０とからなる。ここで、正レンズＬ６と負メニスカスレンズＬ７とは接合されている。正レンズＬ９と負メニスカスレンズＬ１０とは接合されている。
【００７２】
第１フレア防止非円形絞りＦＳ１は、平凹負レンズＬ１の像側であって、平凹負レンズＬ１と平行平板Ｌ２との間に配置されている。第２フレア防止非円形絞りＦＳ２は、負メニスカスレンズＬ１０の像側に配置されている。
【００７３】
第３レンズ群Ｇ３の像側に、光路分割部２０を配置している。光学系中のプリズムでは、光路が折り曲げられる。光路分割部２０に関しては、後述する。なお、平行平板Ｌ２は、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍ、あるいは赤外域をカットするためのコーティングが施されたフィルターである。
【００７４】
（実施例２）
次に、実施例２に係る内視鏡撮像ユニット１１０について説明する。図８は、内視鏡撮像ユニット１１０の対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂの断面構成を示す図である。
【００７５】
本実施例に係る対物光学系ＬＮＳａ、ＬＮＳｂは、同一の構成のレンズ系を２つ並列した構成である。このため、一方の対物光学系ＬＮＳａを例に説明する。
【００７６】
物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２とから構成されている。
【００７７】
第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凸正レンズＬ２からなる。
【００７８】
第２レンズ群Ｇ２は、平行平板Ｌ３と、両凸正レンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、平行平板Ｆ１と、平行平板ＣＧからなる。
【００７９】
第１フレア防止非円形絞りＦＳ１は、平凹負レンズＬ１の像側に配置されている。第２フレア防止非円形絞りＦＳ２は、第１フレア防止非円形絞りＦＳ１よりも像側であって、負メニスカスレンズＬ５と、平行平板Ｆ１との間に配置されている。
【００８０】
平行平板Ｌ３は、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍ、あるいは赤外域をカットするためのコーティングが施されたフィルターである。
【００８１】
（実施例３）
次に、実施例３に係る内視鏡撮像ユニット１２０について説明する。図９Ａ、９Ｂは、内視鏡撮像ユニット１２０の対物光学系ＬＮＳの断面構成を示す図である。ここで、図９Ａは、通常観察状態（遠距離物点）における対物光学系ＬＮＳの断面構成を示す図である。図９Ｂは、近接観察状態（近距離物点）における対物光学系ＬＮＳの断面構成を示す図である。
【００８２】
本実施例に係る対物光学系ＬＮＳは、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３から構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、光軸ＡＸ上を像側に移動して、通常観察状態から近接観察状態への変化に伴う焦点位置の変化を補正する。
【００８３】
第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、平行平板Ｌ２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、平凸正レンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５からなる。ここで、正レンズＬ４と負メニスカスレンズＬ５とは接合されている。
【００８４】
第２レンズ群Ｇ２は、平凹負レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７からなる。負レンズＬ６と正メニスカスレンズＬ７は接合されている。
【００８５】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、両凹負レンズＬ１０からなる。ここで、正レンズＬ９と負レンズＬ１０は接合されている。
【００８６】
第１フレア防止非円形絞りＦＳ１は、平凹負レンズＬ１の像側であって、平凹負レンズＬ１と平行平板Ｌ２との間に配置されている。第２フレア防止非円形絞りＦＳ２は、負レンズＬ１０の像側に配置されている。
【００８７】
第３レンズ群Ｇ３の像側に、光路分割部２０を配置している。光学系中のプリズムでは、光路が折り曲げられる。光路分割部２０に関しては、後述する。なお、平行平板Ｌ２は、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍ、あるいは赤外域をカットするためのコーティングが施されたフィルターである。
【００８８】
（光路分割部の説明）
次に、上記実施形態、実施例における光路分割部２０について説明する。
図４は、内視鏡撮像ユニット１００、１２０の機能ブロック図である。図５は、光路分割部２０の概略構成を示す図である。
【００８９】
上述した各実施例の対物光学系ＬＮＳを射出した光は、光路分割部２０に入射する。
【００９０】
光路分割部２０は、被写体像をピントの異なる２つの光学像に分割する偏光ビームスプリッタ２１と、２つの光学像を撮像して２つの画像を取得する撮像素子２２を有する。
【００９１】
偏光ビームスプリッタ２１は、図５に示すように、第１プリズム２１ｂ、第２プリズム２１ｅ、ミラー２１ｃ、及びλ／４板２１ｄを備えている。第１プリズム２１ｂ及び第２プリズム２１ｅは共に光軸に対して４５度の斜度であるビームスプリット面を有する。
【００９２】
第１プリズム２１ｂのビームスプリット面には偏光分離膜２１ｆが形成されている。そして、第１プリズム２１ｂ及び第２プリズム２１ｅは、互いのビームスプリット面を偏光分離膜２１ｆを介して当接させて偏光ビームスプリッタ２１を構成している。
【００９３】
また、ミラー２１ｃは、第１プリズム２１ｂの端面近傍にλ／４板２１ｄを介して設けられている。第２プリズム２１ｅの端面には、平行平板（カバーガラス）ＣＧを介して撮像素子２２が取り付けられている。
【００９４】
対物光学系ＬＮＳからの被写体像は、第１プリズム２１ｂにおいてそのビームスプリット面に設けられた偏光分離膜２１ｆによりＰ偏光成分（透過光）とＳ偏光成分（反射光）とに分離され、反射光側の光学像と透過光側の光学像との２つの光学像に分離される。
【００９５】
Ｓ偏光成分の光学像は、偏光分離膜２１ｆで撮像素子２２に対して対面側に反射されＡ’光路を通り、λ／４板２１ｄを透過後、ミラー２１ｃで反射され、撮像素子２２側に折り返される。折り返された光学像は、λ／４板２１ｄを再び透過する事で偏光方向が９０°回転し、偏光分離膜２１ｆを透過して撮像素子２２に結像される。
【００９６】
Ｐ偏光成分の光学像は、偏光分離膜２１ｆを透過してＢ’光路を通り、撮像素子２２に向かって垂直に折り返す第２プリズム２１ｅのビームスプリット面と反対側に設けられたミラー面によって反射され、撮像素子２２に結像される。この際、Ａ’光路とＢ’光路で、例えば、数十μｍ程度の所定の光路差を生じさせるように、プリズム硝路を設定しておき、ピントが異なる２つの光学像を撮像素子２２の受光面に結像させる。
【００９７】
すなわち、第１プリズム２１ｂ及び第２プリズム２１ｅを、被写体像をピント位置が異なる２つの光学像に分離できるように、第１プリズム２１ｂにおける撮像素子２２に至る透過光側の光路長（硝路長）に対して反射光側の光路長が短く（小さく）なるように配置する。
【００９８】
撮像素子２２は、図６に示すように、ピント位置が異なる２つの光学像を各々個別に受光して撮像するために、撮像素子２２の全画素領域の中に、２つの受光領域（有効撮像領域）２２ａ、２２ｂが設けられている。
【００９９】
受光領域（有効撮像領域）２２ａ、２２ｂは、２つの光学像を撮像するために、これらの光学像の結像面と各々一致するように配置されている。そして、撮像素子２２において、受光領域（有効撮像領域）２２ａは、受光領域（有効撮像領域）２２ｂに対してそのピント位置が相対的に近点側にシフトしており（ずれており）、受光領域（有効撮像領域）２２ｂは、受光領域（有効撮像領域）２２ａに対してそのピント位置が相対的に遠点側にシフトしている。これにより、ピントが異なる２つの光学像を撮像素子２２の受光面に結像させるように構成されている。
【０１００】
なお、第１プリズム２１ｂと第２プリズム２１ｅにおける両者の硝材の屈折率を異ならせることにより、撮像素子２２に至る光路長を変えて受光領域（有効撮像領域）２２ａ、２２ｂに対するピント位置を相対的にずらすようにしても良い。
【０１０１】
また、受光領域（有効撮像領域）２２ａ、２２ｂの周囲には、２つに分割された光学像の幾何的なズレを補正するための補正画素領域２２ｃが設けられている。補正画素領域２２ｃ内において製造上の誤差を抑え、後述する画像補正処理部２３ｂ（図４）にて画像処理による補正を行なうことで、上記した光学像の幾何学的なズレを解消するようになっている。
【０１０２】
上述の実施例１、３の第２レンズ群Ｇ２は、フォーカシングレンズであり、光軸の方向における２つの位置に選択的に移動可能である。不図示のアクチュエータにより、第２レンズ群Ｇ２は、２つの位置間で一方の位置から他方の位置、他方の位置から一方の位置に移動するように駆動される。
【０１０３】
第２レンズ群Ｇ２を、前方側（物体側）の位置に設定した状態においては遠方観察（通常観察）する場合の観察領域の被写体にピントが合うように設定される。また、第２レンズ群Ｇ２を後方側の位置に設定した状態においては近接観察（拡大観察）する場合の観察領域の被写体にピントが合うように設定されている。
【０１０４】
なお、本実施形態のように、偏光ビームスプリッタ２１を適用して偏光分離をする場合、分離する光の偏光状態が円偏光でないと分離した像の明るさに差が生じてしまう。規則的な明るさの差異は画像処理での補正が比較的容易であるが、局所的に且つ観察条件で明るさの差異が生じた場合、補正しきれなくなり、合成画像に明るさムラが生じてしまう場合がある。
【０１０５】
内視鏡で観察する被写体は、合成画像の比較的視野周辺部で明るさムラが生じてしまう可能性がある。尚、この偏光状態が崩れた明るさムラは、被写体が比較的飽和気味の明るさ分布であると顕著に生じる。
【０１０６】
視野の周辺部において、内視鏡では比較的近接して被写体像の血管走行や粘膜構造を見る事が多く、ユーザーにとって非常に煩わしい画像になる可能性が高い。
そこで、例えば、図５に示すように、この偏光状態が崩れた状態を円偏光に戻す様にλ／４板２１ｄを、光路分割部２０の偏光分離膜２１ｆより物体側に配置することが好ましい。
【０１０７】
なお、上述のような偏光ビームスプリッタの代わりに、入射光を強度分割するハーフミラーを用いることもできる。
【０１０８】
次に、図４を参照して、取得した２つの画像の合成に関して説明する。
【０１０９】
画像プロセッサ２３は、撮像素子２２により撮像されたピント位置が異なる２つの光学像に係る画像を各々読み出す画像読出部２３ａと、画像読出部２３ａにより読み出された２つの画像に対する画像補正を行う画像補正処理部２３ｂと、補正された２つの画像を合成する画像合成処理を行う画像合成処理部２３ｃとを有する。
【０１１０】
画像補正処理部２３ｂは、撮像素子２２の受光領域（有効撮像領域）２２ａ、２２ｂにそれぞれ結像される２つの光学像に係る画像に対し、互いのピント以外の差異が略同一となるように補正する。すなわち、２つの画像の各光学像における相対的な位置、角度及び倍率が略同一となるように２つの画像に対して補正を行う。
【０１１１】
被写体像を２つに分離して撮像素子２２に各々結像させる場合、幾何的な差異が生じる場合がある。すなわち、撮像素子２２の受光領域（有効撮像領域）２２ａ、２２ｂにそれぞれ結像される各々の光学像は、相対的に倍率ズレ、位置ズレ、角度すなわち回転方向のズレ等が発生する場合がある。
【０１１２】
これらの差異を製造時などにおいて、完全に解消することは困難であるが、それらのズレ量が大きくなると、合成画像が２重画像となったり、不自然な明るさムラ等を生じたりする。このため、画像補正処理部２３ｂにて上述した幾何的な差異、明るさ差異を補正する。
【０１１３】
２つの画像間における明るさの差異を補正する場合、２つの像または画像のうち輝度の低い方の像または画像、もしくは２つの像または画像の相対的に同一位置における輝度の低い方を基準にして補正を行うことが望ましい。
【０１１４】
画像合成処理部２３ｃは、画像補正処理部２３ｂにより補正された２つの画像間の対応する所定領域において、相対的にコントラストが高い画像を選択して合成画像を生成する。つまり、２つの画像における空間的に同一の画素領域それぞれにおけるコントラストを比較し、相対的にコントラストが高い方の画素領域を選択することにより、２つの画像から合成された１つの画像としての合成画像を生成する。
【０１１５】
なお、２つの画像の同一の画素領域におけるコントラスト差が小さい又は略同一である場合は、その画素領域に所定の重み付けして加算する合成画像処理により、合成画像を生成する。
【０１１６】
また、画像プロセッサ２３は、画像合成処理部２３ｃにより合成された１つの画像に対して、色マトリクス処理、輪郭強調、ガンマ補正等の後段画像処理を行う。画像出力部２３ｄは、後段画像処理された画像を出力する。画像出力部２３ｄから出力される画像は画像表示部２４に出力される。
【０１１７】
また、撮像素子２２に至る近点光路と遠点光路とに応じて、第１プリズム２１ｂと第２プリズム２１ｅとを異なる硝材で構成し、屈折率を異ならせることにより、相対的にピント位置をずらしても良い。
【０１１８】
これにより、ピントの異なる２つの光学像に係る画像を取得し、これら画像を画像合成処理部２３ｃで合成して合成被写界深度を得ることができる。内視鏡検査で広い範囲を俯瞰してスクリーニングする際には遠方観察が適しており、病変の詳細を観察したり、診断したりする際には、近接観察が適している。
【０１１９】
このような構成をとる事で、より多画素化した撮像素子を使用しても解像力を落とすことなく被写界深度を拡大する事が可能となる。更にフォーカシング機構があるので自在に観察範囲を切り替えて高画質の内視鏡観察や診断を行うことができる。
【０１２０】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角である。
【０１２１】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号             r          d         nd       νd
1              ∞        0.48     1.88300    40.76
2             1.673      0.83
3(FS1)         ∞        0.21
4              ∞        0.83     1.52100    65.12
5              ∞        0.34
6           -11.775      0.76     1.88300    40.76
7             1.866      2.10     1.84666    23.78
8            17.956      可変
9             1.976      0.79     1.48749    70.23
10             2.106      0.41
11 (明るさ絞り)  ∞       可変
12             4.016      0.91     1.64769    33.79
13            -1.601      0.32     2.00330    28.27
14            -5.954      0.06
15              ∞        0.88     1.69895    30.13
16            -3.128      0.14
17            40.949      0.93     1.48749    70.23
18            -2.174      0.39     1.92286    18.90
19            -4.393      1.00
20(FS2)          ∞       3.52
21               ∞
ズームデータ
通常      拡大
焦点距離           1.00      1.00      
ＦＮＯ．           3.58      3.54     
画角２ω         145.02    139.22    
fb (in air)        4.47      4.39     
全長 (in air)     16.52     16.44    
d7           0.46      1.18       
d11          41.23     0.51      
各群焦点距離
f1=-1.15   f2=21.90   f3=3.20   
【０１２２】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号             r          d         nd       νd
1              ∞        0.30     1.88300    40.76
2             0.689      0.42
3(FS1)         ∞        0.08
4             4.817      1.57     1.80610    40.92
5            -1.521      0.10
6(明るさ絞り)  ∞        0.04
7              ∞        0.89     1.52100    65.12
8              ∞        0.15
9             3.167      1.27     1.75500    52.32
10            -1.199      0.45     1.92286    18.90
11            -3.669      0.50
12(FS2)         ∞        0.07
13              ∞        0.75     1.51633    64.14
14              ∞        0.01     1.00000    64.00
15              ∞        0.75     1.00000    50.49
16              ∞
各種データ
fb (in air)        1.46            
全長 (in air)      6.73           
各群焦点距離
前群=3.03   後群=3.11
【０１２３】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号             r          d         nd       νd
1              ∞        0.30     1.88300    40.76
2             0.909      0.45
3(FS1)         ∞        0.27
4              ∞        0.34     1.52100    65.12
5              ∞        0.17
6            -7.718      1.62     1.58144    40.75
7            -1.795      0.26
8              ∞        0.68     1.53172    48.84
9            -1.125      0.26     1.92286    18.90
10            -1.774      0.04
11(明るさ絞り)  ∞        可変
12              ∞        0.21     1.77250    49.60
13             1.321      0.47     1.69895    30.13
14             3.510      可変
15             3.621      1.02     1.81600    46.62
16            -5.962      0.04
17             4.016      1.40     1.58913    61.14
18            -2.042      0.30     1.92286    18.90
19             9.007      0.50
20(FS2)         ∞        1.26
21              ∞
ズームデータ
通常      拡大
焦点距離           1.00      1.25     
ＦＮＯ．           6.13      7.68     
画角２ω         140.39     78.40    
fb (in air)        1.67      1.01     
全長 (in air)     11.73     11.07     
d11          0.29      1.86      
d14          1.94      0.38      
各群焦点距離
f1=1.74   f2=-3.88   f3=2.78   
【０１２４】
以下、実施例１、実施例２、実施例３に係る対物光学系における条件式（１）〜（４）の数値を示す。
条件式            実施例1 実施例2 実施例3
(1)S01_v/S02_v     1.447   1.500   1.800
(2)ih_v/S02_v      1.030   1.655   1.800
(3)ih_AB/S02_v     2.809   5.500   4.000
(4)S01_v/enp_wide  0.576   0.651   0.831
パラメータ
実施例1 実施例2 実施例3
S01_v      0.94    0.71    0.77 
S02_v      0.65    0.47    0.43 
ih_v       0.67    0.78    0.77 
ih_AB      1.82    2.59    1.70 
enp_wide   1.63    1.08    0.92
【０１２５】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態のみに限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、これら実施形態の構成を適宜組合せて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上のように、本発明は、一つの撮像素子に２つの光学像を結像させ、画像合成を行うための内視鏡撮像ユニットであって、フレアの少ない良好な画質を得られる内視鏡撮像ユニットに有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
１、２  内視鏡
１００、１１０、１２０  内視鏡撮像ユニット
２０  光路分割部
２１  偏光ビームスプリッタ
２１ａ  λ／４板
２１ｂ  第１プリズム
２１ｃ  ミラー
２１ｄ  λ／４板
２１ｅ  第２プリズム
２１ｆ  偏光分離膜
２２  撮像素子
２２ａ、２２ｂ  受光領域（有効撮像領域）
２２ｃ  補正画素領域
２３  画像プロセッサ
２３ａ  画像読出部
２３ｂ  画像補正処理部
２３ｃ  画像合成処理部
２３ｄ  画像出力部
２４  画像表示部
３０、３１  切欠き部
３２  テーパー形状
ＣＧ  平行平板（カバーガラス）
ＬＮＳ、ＬＮＳａ、ＬＮＳｂ  対物光学系（光学系）
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｓ    明るさ絞り
ＦＳ１  第１フレア防止非円形絞り
ＦＳ２  第２フレア防止非円形絞り
ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰａ、ＡＰｂ  非円形開口部（開口部）
Ａ、Ｂ  有効撮像領域
ＦＬ  フレア
ＡＸ、ＡＸａ、ＡＸｂ  光軸
【図１Ａ】
2017073292.tif 000003
【図１Ｂ】
2017073292.tif 000004
【図１Ｃ】
2017073292.tif 000005
【図２Ａ】
2017073292.tif 000006
【図２Ｂ】
2017073292.tif 000007
【図２Ｃ】
2017073292.tif 000008
【図２Ｄ】
2017073292.tif 000009
【図３Ａ】
2017073292.tif 000010
【図３Ｂ】
2017073292.tif 000011
【図４】
2017073292.tif 000012
【図５】
2017073292.tif 000013
【図６】
2017073292.tif 000014
【図７Ａ】
2017073292.tif 000015
【図７Ｂ】
2017073292.tif 000016
【図８】
2017073292.tif 000017
【図９Ａ】
2017073292.tif 000018
【図９Ｂ】
2017073292.tif 000019
【図１０Ａ】
2017073292.tif 000020
【図１０Ｂ】
2017073292.tif 000021
【図１１】
2017073292.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月4日(2017.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光路を有する光学系によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子に結像させる内視鏡撮像ユニットにおいて、
前記２つの光路を有する光学系は、最も物体側に配置された負の第１レンズと、前記第１レンズの像側に配置された第１フレア防止非円形絞りと、前記第１フレア防止非円形絞りよりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りと、を有し、以下の条件式（１）、（３）を満足することを特徴とする内視鏡撮像ユニット。
０．３＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …(１)
１．０＜ｉｈ＿ＡＢ／Ｓ０２＿ｖ＜１０．０      …（３）
ここで、
Ｖ方向を２つの前記光学像が隣接する方向とするとき、
Ｓ０１＿ｖは、前記第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
ｉｈ＿ＡＢは、前記撮像素子上での光軸間距離、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項２】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡撮像ユニット。
０．２＜ｉｈ＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …（２）
ここで、
ｉｈ＿ｖは、Ｖ方向の像高、
Ｓ０２＿ｖは、前記第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項３】
前記２つの光路を有する光学系は、１つの光軸を有する対物光学系と、光路を２分割する光路分割光学系と、から構成され、
前記第２フレア防止非円形絞りは、前記対物光学系と前記光路分割光学系との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項４】
前記２つの光路を有する光学系は、２つの光軸を有する対物光学系から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項５】
前記対物光学系は、物体側から順に、負の第１レンズ群と、可動の正の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、から構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項６】
前記対物光学系は、物体側から順に、第１レンズ群と、明るさ絞りと、正の後群と、から構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項７】
前記対物光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群と、可動の負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群と、から構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項８】
前記２つの光軸を有する対物光学系において、前記第１フレア防止非円形絞りと前記第２フレア防止非円形絞りの少なくとも一方の絞りは、２つの非円形開口部を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項９】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
０．１＜Ｓ０１＿ｖ／ｅｎｐ＿ｗｉｄｅ＜５．０      …(４)
ここで、
ｅｎｐ＿ｗｉｄｅは、前記対物光学系の最も広角状態での入射瞳位置、
Ｓ０１＿ｖは、前記第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【請求項１０】
前記第１フレア防止非円形絞りと前記第２フレア防止非円形絞りの少なくとも一方の絞りが有する開口部は、光軸に沿った断面において一方向に傾斜するテーパー形状を有し、
さらに、前記絞りは、前記開口部に対して所定の位置に切欠き部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡撮像ユニット。
【請求項１１】
最も物体側にカバーガラスを有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の内視鏡撮像ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明に係る内視鏡撮像ユニットの一態様は、
２つの光路を有する光学系によって別々に形成される２つの光学像を一つの撮像素子に結像させる内視鏡撮像ユニットにおいて、
２つの光路を有する光学系は、最も物体側に配置された負の第１レンズと、第１レンズの像側に配置された第１フレア防止非円形絞りと、第１フレア防止非円形絞りよりも像側に配置された第２フレア防止非円形絞りと、を有し、以下の条件式（１）、（３）を満足することを特徴とする内視鏡撮像ユニット。
０．３＜Ｓ０１＿ｖ／Ｓ０２＿ｖ＜５．０      …(１)
１．０＜ｉｈ＿ＡＢ／Ｓ０２＿ｖ＜１０．０      …（３）
ここで、
Ｖ方向を２つの光学像が隣接する方向とするとき、
Ｓ０１＿ｖは、第１フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
Ｓ０２＿ｖは、第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
ｉｈ＿ＡＢは、撮像素子上での光軸間距離、
Ｓ０２＿ｖは、第２フレア防止非円形絞りのＶ方向の半径、
である。
【国際調査報告】
2017073292.tif 000023
2017073292.tif 000024
2017073292.tif 000025
2017073292.tif 000026