(57)【要約】  装置の小型化を図りつつ、視差のある２つの画像の像の倒れを簡易に抑制するとともに、明るい立体画像を取得することを可能とする。同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する一対の第１のプリズム（３）と、該第１のプリズム（３）により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、第１のプリズム（３）への入射前の並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した一対の第２のプリズム（５）とを備える立体撮影用対物光学系（１）を提供する。
2011049195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備える立体撮影用対物光学系。
【請求項２】
前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換する請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項３】
前記第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を平行にシフトさせる相互に平行な２つの反射面を備える請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項４】
物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項５】
前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有する請求項４に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項６】
前記光束を絞る絞りを備え、
前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されている請求項５に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体撮影用対物光学系および内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同一被写体に対して視差のある２つの画像を１つの撮像面上に２分割して撮影する立体撮影用光学系が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。これらの特許文献１，２においては、視差のある２つの画像を視差の方向に対して直交する方向に並べて撮影している。これにより、立体撮影において重要な視差の方向の解像度を犠牲にすることなく立体撮影を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３４３３９号公報
【特許文献２】特開２００４−４８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の光学系は３枚のミラーによる３回の反射によって光軸を視差の方向および視差と直交する方向にシフトさせるため、反射方向が複雑となる。この場合には、個々のミラーの角度調節を精密に行わないと、ミラーの傾き誤差によって２つの像に倒れが発生してしまう不都合がある。像の倒れをなくすためには、個々のミラーの傾きを調節する調節機構を設ける必要があり、装置が大型化してしまうということにもなる。【０００５】
また、特許文献２の光学系は２枚のミラーによる２回の反射によって光軸を視差の方向および視差と直交する方向にシフトさせる簡易な方法であるため、撮像面が小さく、かつ、Ｆナンバーが小さい場合には、光束全体を反射させるような大きなミラーを相互に干渉しないように配置することができないという不都合がある。このため、明るい立体画像を取得することができないという不都合がある。【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置の小型化を図りつつ、視差のある２つの画像の像の倒れを簡易に抑制するとともに、明るい立体画像を取得することを可能とする立体撮影用対物光学系および内視鏡を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第一の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備える立体撮影用対物光学系である。【０００８】
上記本発明の第一の態様によれば、同一の被写体から発せられた、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光束が、第１のプリズム対を通過させられることにより、並列方向を回転させられて、第１のプリズム対への入射前の並列方向に対して交差する方向に並列するように変換させられる。その後、さらに第２のプリズム対を通過させられることにより、２つの光束の光軸間隔が縮小され、第１のプリズム対への入射前の並列方向に直交する方向に並列する出射面から射出される。これにより、同一の被写体から発せられた一方向に間隔をあけて並列する視差のある２つの光束をその並列方向に直交する方向に並んだ２つの光束として同一の撮像面に入射させ、立体撮影を行うことができる。【０００９】
この場合において、ミラーではなくプリズムを用いることで、反射面間の位置調節を不要とし、像の倒れの発生を防止できる。また、位置調節機構が不要であり、小型化を図ることができる。さらに、第２のプリズム対によって光束間隔を縮小させるので、第２のプリズム対への入射前の状態では、光束間隔を大きく広げた状態にすることができる。その結果、大きな光束径の光束を相互に干渉させることなく同一の撮像面に導くことができる。これにより、Ｆナンバーを低減して明るい立体撮影を行うことができる。【００１０】
上記第一の態様において、前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換してもよい。
このようにすることで、第２のプリズム対は、第１のプリズム対への入射前の並列方向に直交する方向のみに光束間隔を縮小させるだけで済み、第２のプリズムどうしの干渉を回避した簡易な形状のものを採用することができて、さらにコンパクトに構成することができる。【００１１】
上記第一の態様において、前記第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を平行にシフトさせる相互に平行な２つの反射面を備えていてもよい。
このようにすることで、第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムの位置決めを精度よく行わなくても、光束を精度よく平行にシフトさせることができる。【００１２】
上記第一の態様において、物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させてもよい。【００１３】
このようにすることで、物体側に配される被写体の広い範囲からの光束がそれぞれ負レンズ群によって略平行光束に変換され、一方向に並列する相互に略平行な光束として第１のプリズム対を構成する各プリズムにそれぞれ入射される。第１のプリズムにおいては、並列方向を回転するようにシフトされる。そして、シフトされた２つの光束はそれぞれ一対の正レンズ群によって、集光された後に、第２のプリズム対によって光軸間隔を縮小させられる。これにより、十分に小さい撮像面に、第１のプリズムへの入射前の並列方向に直交する方向に２つの光束を並べて入射させ、立体撮影を行うことができる。【００１４】
この場合において、第２のプリズム対より前段においては、比較的広い光軸間隔が維持されるので、正レンズ群どうしの干渉を回避しつつ比較的大径のレンズを使用することができＦナンバーを低減することができる。【００１５】
上記第一の態様において、前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有していてもよい。
このようにすることで、トーリック面によって、視差の方向への倍率より視差の方向に直交する方向への倍率を小さくして、立体撮影に重要な視差の方向の解像度を保持しつつ、２つの光束を同一の撮像面に並べて入射させることができる。【００１６】
上記第一の態様において、前記光束を絞る絞りを備え、前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されていてもよい。
このようにすることで、絞りの形状を単純な円形にすることができる。【００１７】
本発明の第二の態様は、上記いずれかの立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡である。
上記本発明の第二の態様によれば、小型の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に配置することで、挿入部の外径寸法の小径化を図り、かつ、挿入部を挿入する体腔内の明るい立体撮影を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、視差のある２つの画像の像の倒れを簡易に抑制するとともに、明るい立体画像を取得することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る立体撮影用対物光学系の全体構成を示す（ＸＺ）平面図である。
【図２】図１の立体撮影用対物光学系の（ＹＺ）側面図である。
【図３】図１の立体撮影用対物光学系を物体側から見た正面図である。
【図４】図１の立体撮影用対物光学系により集光された光を撮影する撮像素子の撮像面を示す正面図である。
【図５】図１の立体撮影用対物光学系の変形例を示す（ＸＺ）平面図である。
【図６】図５の立体撮影用対物光学系の（ＹＺ）側面図である。
【図７】図５の立体撮影用対物光学系を物体側から見た正面図である。
【図８Ａ】本実施形態の第１の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図８Ｂ】本実施形態の第１の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図９Ａ】図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。
【図９Ｂ】図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。
【図９Ｃ】図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。
【図９Ｄ】図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。
【図９Ｅ】図８Ａ及び図８Ｂに示すレンズ構成における対角方向の倍率色収差図である。
【図１０Ａ】本実施形態の第２の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１０Ｂ】本実施形態の第２の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１１Ａ】図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。
【図１１Ｃ】図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。
【図１１Ｄ】図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。
【図１１Ｅ】図１０Ａ及び図１０Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。
【図１２Ａ】本実施形態の第３の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１２Ｂ】本実施形態の第３の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。
【図１３Ｂ】図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。
【図１３Ｃ】図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。
【図１３Ｄ】図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。
【図１３Ｅ】図１２Ａ及び図１２Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。
【図１４Ａ】本実施形態の第４の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１４Ｂ】本実施形態の第４の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１５Ａ】図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。
【図１５Ｂ】図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。
【図１５Ｃ】図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。
【図１５Ｄ】図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。
【図１５Ｅ】図１４Ａ及び図１４Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。
【図１６Ａ】本実施形態の第５の実施例を示すＸＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１６Ｂ】本実施形態の第５の実施例を示すＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
【図１７Ａ】図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成のＸＺ断面における球面収差図である。
【図１７Ｂ】図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成のＹＺ断面における球面収差図である。
【図１７Ｃ】図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成における非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図である。
【図１７Ｄ】図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成の対角方向における歪曲収差図である。
【図１７Ｅ】図１６Ａ及び図１６Ｂに示すレンズ構成の対角方向の倍率色収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る立体撮影用対物光学系および内視鏡について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１は、内視鏡の挿入部の先端に配置されるものであって、図１〜図３に示されるように、物体側に配置される一対の第１のレンズ群２と、該一対の第１のレンズ群２を通過した２つの光束をシフトさせる一対の第１のプリズム（第１のプリズム対）３と、該一対の第１のプリズム３を通過した２つの光束を通過させる一対の第２のレンズ群４と、該一対の第２のレンズ群４を通過した２つの光束を、それらの光軸を近づけるようにシフトさせる一対の第２のプリズム（第２のプリズム対）５とを備えている。
【００２１】
第１のレンズ群２は、図１および図３に示されるように、一方向に並列して配置されており、それぞれ負の屈折力を有している。これにより、物体側に配置されている被写体の広い範囲から発せられた光を集めて、略平行光束となる２本の光束を形成するようになっている。一対の第１のレンズ群２により形成される２つの光束は、相互に間隔をあけて略平行に形成されるようになっている。
【００２２】
第１のプリズム対を構成する各プリズム３は、それぞれ平行６面体からなる平行四辺形プリズムである。各プリズム３は、相互に平行な入射面３ａおよび出射面３ｂと、これら入射面３ａおよび出射面３ｂの間に配置された相互に平行な２つの反射面３ｃを備えている。第１のレンズ群２によって形成された光束は、第１のプリズム対を構成するプリズム３の入射面３ａからプリズム３内に入射されると、プリズム３内において２つの反射面３ｃによって２回反射された後に、出射面３ｂから出射されるようになっている。
【００２３】
この第１のプリズム対を構成する各プリズム３の入射面３ａは、図１〜図３に示されるように、一対の第１のレンズ群２の光軸にそれぞれ一致する位置にその中心位置が配置されている。また、各プリズム３の出射面３ｂは、一対の第１のレンズ群２の並列方向に直交する方向にその中心位置を並列して配置している。すなわち、一対の第１のプリズム３は、一対の第１のレンズ群２の光軸の並列方向を９０°回転させるように光束を変換している。
【００２４】
また、一対の第２のレンズ群４は、第１のプリズム対の各プリズム３の出射面３ｂから出射された光束を集光する正の屈折力を有している。また、第２のレンズ群４は複数のレンズを配列して構成されており、これらのレンズの１以上には、トーリック面が備えられている。トーリック面は、通過する光束に対して直交する２方向に異なる倍率を付与するようになっている。本実施形態においては、第１のレンズ群２の並列方向よりもこれに直交する方向に小さい倍率を付与するようになっている。
【００２５】
第２のプリズム対を構成する各プリズム５も、それぞれ平行６面体からなる平行四辺形プリズムである。各プリズム５は、相互に平行な入射面５ａおよび出射面５ｂと、これら入射面５ａおよび出射面５ｂの間に配置された相互に平行な２つの反射面５ｃを備えている。第２のレンズ群４によって形成された光束は、第２のプリズム対を構成するプリズム５の入射面５ａからプリズム５内に入射されると、プリズム５内において２つの反射面５ｃによって２回反射された後に、出射面５ｂから出射されるようになっている。
【００２６】
また、第２のプリズム対を構成する各プリズム５の入射面５ａは、図１〜図３に示されるように、一対の第２のレンズ群４の光軸にそれぞれ一致する位置にその中心位置が配置されている。また、各プリズム５の出射面５ｂは、一対の第２のレンズ群４から出射された光束の光軸間隔を狭めるように配置されている。すなわち、一対の第２のレンズ群４を通過した２つの光束は、一対の第２のプリズム５を通過することによって、その並列方向を変更されることなくその光軸間隔のみを縮小させた状態でプリズム５の出射面５ｂから出射されるようになっている。
【００２７】
第２のプリズム対から出射された光束は、その後段に配置されている撮像素子６の撮像面６ａにそのまま入射されるようになっている。すなわち、図４に示されるように、一対の第２のレンズ群４によって、第１のレンズ群２の並列方向に長く、これに直交する方向に短い断面形状に形成された光束Ｃ１，Ｃ２は、第１群のレンズ群２の並列方向に直交する方向に並んで撮像面６ａに入射されるようになっている。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１によれば、被写体から発せられた光が、間隔をあけた光軸を有する一対の第１のレンズ群２に入射されることにより、視差を有する略平行な光束となって出射される。第１のレンズ群２から出射された光束は、その後段に配置されている第１のプリズム対を構成する平行四辺形プリズム３の入射面３ａにそれぞれ入射される。
【００２９】
平行四辺形プリズム３内には、相互に精度よく平行に製造された２つの反射面３ｃが備えられているので、入射面３ａから入射した光束は、プリズム３内において２つの反射面３ｃによって２回反射された後、出射面３ｂから出射される。出射面３ｂは入射面３ａの並列方向に対して直交する方向に並列しているので、２つの出射面３ｂから出射される２つの光束は、２つの入射面３ａに入射される際の並列方向を９０°回転させられている。
【００３０】
この場合において、２つの入射面３ａの中心位置の間隔および２つの出射面３ｂの中心位置の間隔はそれぞれ比較的大きく離れているので、光軸の並列方向を９０°回転させるように、２つの平行四辺形プリズム３を入射面３ａの並列方向に対して斜めに配置しても相互に干渉せずに配置することができる。
【００３１】
また、平行四辺形プリズム３の出射面３ｂから出射される光束の光軸は、入射面３ａに入射した際の光束の光軸と精度よく平行となっている。この場合において、本実施形態においては、平行四辺形プリズム３を用いることで、２つの反射面３ｃの平行度は平行四辺形プリズム３の取付精度によって影響を受けることがない。したがって、平行四辺形プリズム３の取り付け誤差が生じても、入射光軸と出射光軸とを精度よく平行に維持することができる。
【００３２】
そして、平行四辺形プリズム３の出射面３ｂから出射された２つの光束は、一対の第２のレンズ群４に入射されることにより、正の屈折力によって集光される。第２のレンズ群４のいずれかのレンズにはトーリック面が設けられているので、２つの光束はそれぞれ直交する方向に異なる倍率を付与された扁平な断面を有する光束となって第２のプリズム対を構成するプリズム５の入射面５ａに入射される。
【００３３】
この場合において、本実施形態によれば、視差を有する２つの光束が相互に間隔をあけた状態で、一対の第２のレンズ群４を通過させられるので、光束径を比較的大きく確保することができる。したがって、Ｆナンバーを低減して明るい立体画像を得ることができる。
【００３４】
第２のプリズム対も２つの平行四辺形プリズム５により構成されているので、入射面５ａから入射した光束は、プリズム５内において２つの反射面５ｃによって２回反射された後、出射面５ｂから出射される。平行四辺形プリズム５の出射面５ｂから出射される光束の光軸は、入射面５ａに入射した際の光束の光軸と精度よく平行となっており、平行四辺形プリズム５の取り付け誤差が生じても、入射光軸と出射光軸とを精度よく平行に維持することができる。
【００３５】
また、一対の第２のプリズム５は、一対の第１のレンズ群２への入射光軸の並列方向に直交する方向のみに光軸間隔を縮小するように、横長の長方形状の出射面５ｂの長辺どうしを近接させて隣接配置している。これにより、図４に示されるように出射面５ｂの後段に対向して配置されている撮像素子６の撮像面６ａの隣接する領域に、それぞれ視差を有する光束を入射させ撮像することができる。
【００３６】
この場合において、第２のプリズム対を構成する２つのプリズム５は、出射面５ｂの中心位置どうしを十分に近接させて配置しているが、一方向の光軸間隔のみを縮小するのみであるため、プリズム５どうしを相互に干渉することなく配置することができる。そして、このように第２のプリズム対によって２つの光束の光軸間隔を縮小することにより、小型の撮像素子６を用いて立体撮影を行うことができる。
【００３７】
このように、本実施形態に係る立体観察用対物光学系１によれば、複数のミラーによって反射する従来の光学系と比較して、ミラーどうしの角度調節を精密に行う必要がなく、プリズム３，５の位置決めを簡易に行うことができる。したがって、精密な位置調節機構を設ける必要がなく、小型に構成することができる。これにより、本実施形態に係る立体観察用対物光学系１を挿入部の先端に搭載した内視鏡も、挿入部の径寸法を小径化することができる。
【００３８】
また、簡易に位置決めしても平行四辺形プリズム３，５への入射光軸と出射光軸との平行度は損なわれないので、撮像面６ａにおける像の倒れを防止することができる。
また、光束径を大きくしても相互に干渉しないように撮像面６ａまで導くことができる。その結果、Ｆナンバーを低減して明るい立体撮影を行うことができるという利点がある。
【００３９】
なお、本実施形態においては、第１のプリズム３において２つの光束の並列方向を９０°回転させ、第２のプリズム５においては回転させないこととしたが、これに代えて、並列方向の回転を第１および第２のプリズム３，５において分担して、合計で９０°回転するようにしてもよい。この場合には、第２のプリズム５より第１のプリズム３において大きく回転させることが好ましい。第２のプリズム５においては、出射面５ａが相互に近接させられるため、並列方向の大きな回転を伴う場合にはプリズム５どうしの干渉が発生するため、干渉する部分を削るなどプリズムの形状が複雑になるからである。
【００４０】
また、本実施形態においては、第１および第２のプリズム３，５としてそれぞれ一対のプリズム対によって構成したが、図５〜図７に示されるように２対以上のプリズム対によって構成してもよい。図５〜図７に示す例では、第１のプリズム対を構成するプリズム３によって２つの光束の並列方向に直交する方向に光束をシフトさせることで、並列方向を９０°より小さい角度で回転させている。また、一対の第２のプリズム５，一対の第３のプリズム７としては、第１のプリズム３への入射前の２つの光束の並列方向に平行な方向および垂直な方向に光束をそれぞれシフトさせるものを採用している。
【００４１】
これにより、撮像面６ａに対向する出射面７ｂを有する第３のプリズム７としては上記実施形態と同様に、一対の第１のレンズ群２への入射光軸の並列方向に直交する方向に光束の間隔を縮小させるだけの機能を有するものを採用でき、構成を簡易にすることができる。また、簡易に位置決めして、平行四辺形プリズム７の２つの反射面７ｃの位置が変動しても、平行四辺形プリズム７への入射光軸と出射光軸との平行度は損なわれないので、撮像面６ａにおける像の倒れを防止することができる。
なお、プリズムの構成は上記の実施形態に限らず、第１のプリズム３によって２つの光束の並列方向に直交する方向に光束をシフトさせ、第２のプリズム５を、第１のプリズム３への入射前の並列方向に直交する方向に２つの光束が並列するようにシフトするプリズムとする等の変形が可能である。
【実施例】
【００４２】
ここで、本実施形態に係る立体撮影用対物光学系１の実施例について、図面を参照して以下に説明する。各実施例において、２対のレンズ群２，４および２対のプリズム３，５（または３対のプリズム３，５，７）の内、一方のレンズ群２，４およびプリズム３，５（またはプリズム３，５，７）について図面およびレンズデータを表示し、他方のレンズ群２，４およびプリズム３，５についての説明を省略する。【００４３】
（実施例１）
実施例１に係る立体撮影用対物光学系１のレンズ構成図を図８Ａ及び図８Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図９Ａから図９Ｅに示す。図８Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図８Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
図９Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図９ＢはＹＺ断面における球面収差図、図９Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図９Ｄは対角方向における歪曲収差図、図９Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図９Ａ，図９Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。【００４４】
面データ
面番号      ｒ              ｄ            ｎｅ              ｖｄ
物面      ∞            ２６
１      ６．４          ０．３８８    １．８８８１５    ４０．７６
２      １．８９        ０．８３６
３＄    ５．８３３      ０．４７      ２．０１１６９    ２８．２７
４＄    ３．０１６      ０．５３７
５        ∞            ３．０６６    １．７７６２１    ４９．６
６        ∞            ０．１３５
７＄    ２．２５４      ０．３３９    １．７７６２１    ４９．６
８＄    １．６２４      ０．３２１
９        ∞            ０．４        １．７７６２１    ４９．６
１０      ∞            ０．２
１１（絞り）∞          ０．２１３
１２  −１１．１４４    ０．３４２    １．９３４２９    １８．９
１３  −３．６２９      ０．５２１
１４    １１．９７４    １．１７８    １．４８９１５    ７０．２３
１５  −１．６４６      ０．３８９    １．８５５０４    ２３．７８
１６  −２．２４７      ０．１１
１７      ∞            ２．７９３    １．８８８１５    ４０．７６
１８      ∞            ０．１１
１９    １０．８７６６  １．６３２    １．７７６２１    ４９．６
２０  −２．１０９      ０．３１８    １．９３４２９    １８．９
２１  −２４．３５７    ０．１０７
２２      ∞            ０．３７６    １．５１５６４    ７５
２３      ∞            ０．２１８
２４      ∞            ２．８        １．５１８２５    ６４．１４
２５      ∞            ０．９７      １．５０８０１    ６０
像面      ∞            ０【００４５】
非球面データ
第３面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
５．８３３    −９．０４
第４面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
３．０１６      １．４７８
第７面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
２．２５４      １．５０２
第８面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．６２４      １．３５４【００４６】
（実施例２）
実施例２に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１０Ａ及び図１０Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１１Ａから図１１Ｅに示す。図１０Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１０Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
図１１Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１１ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１１Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１１Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１１Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１１Ａ，図１１Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。【００４７】
面データ
面番号      ｒ            ｄ              ｎｅ              ｖｄ
物面      ∞          ２６
１      １２．７４７  ０．３８８      １．８８８１５    ４０．７６
２      ２．５７      ０．４３５
３＄    ２．７７９    ０．４２１      ２．０１１６９    ２８．２７
４＄    １．３８２    ０．４１１
５        ∞          ２              １．７７６２１    ４９．６
６        ∞          ０．０７８
７＄    １．６７６    ０．６７２      １．７７６２１    ４９．６
８＄    １．３４８    ０．２８７
９        ∞          ０．３          １．５１８２５    ６４．１４
１０      ∞          ０．２
１１（絞り）  ∞      ０．１９
１２  −３３．７３    ０．４０５      １．９３４２９    １８．９
１３  −３．０５      ０．６２８
１４    ２９．７９４  １．５０６      １．４８９１５    ７０．２３
１５  −１．２９２    ０．３７８      １．８５５０４    ２３．７８
１６  −１．８９５    ０．０９８
１７    １９．６３７  ０．９２４      １．７７６２１    ４９．６
１８  −２．６５５    ０．２６７      １．９３４２９    １８．９
１９  −２９．４７    ０．４１８
２０      ∞          ３．５６        １．８８８１５    ４０．７６
２１      ∞          ０．５６５
２２      ∞          １．１          １．５１８２５    ６４．１４
２３      ∞          ０．７          １．５０８０１    ６０
像面      ∞          ０【００４８】
非球面データ
第３面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
２．７７９    −１２．７６１
第４面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．３８２        １．１５９
第７面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．６７６      １２．５６
第８面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．３４８        ６．７４３【００４９】
（実施例３）
実施例３に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１２Ａ及び図１２Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１３Ａから図１３Ｅに示す。図１２Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１２Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
図１３Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１３ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１３Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１３Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１３Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１３Ａ，図１３Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。【００５０】
面データ
面番号        ｒ            ｄ            ｎｅ              ｖｄ
物面      ∞            ２９．７３
１      ２９．７８５    ０．４４４    １．８８８１５    ４０．７６
２      ３．３０４      ０．１８
３＄    ２．４５        ０．２４５    ２．０１１６９    ２８．２７
４＄    １．３４７      ０．４０５
５        ∞            ２            １．７７６２１    ４９．６
６        ∞            ０．１０１
７＄    １．７８１      ０．９２      １．７７６２１    ４９．６
８＄    １．３９１      ０．６６
９（絞り）  ∞          ０．０１９
１０  −６．２６１      ０．３６９    １．９３４２９    １８．９
１１  −２．２３        ０．４４
１２      ∞            ０．３４３    １．５１８２５    ６４．１４
１３      ∞            ０．３７３
１４    １２９．６９３  １．６７３    １．４８９１５    ７０．２３
１５  −１．４７３      ０．３５４    １．８５５０４    ２３．７８
１６  −２．０３７      ０．１０１
１７  −４０．１１３    ０．９２８    １．７７６２１    ４９．６
１８  −２．９３６      ０．２４３    １．９３４２９    １８．９
１９  −１２．０１７    ０．１９８
２０      ∞            ６．９６      ２．０１１６９    ２８．２７
２１      ∞            ０．３６９
２２      ∞            ０．９        １．５１８２５    ６４．１４
２３      ∞            ０．７        １．５０８０１    ６０
像面      ∞            ０【００５１】
非球面データ
第３面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
２．４５      ２７．３０２
第４面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．３４７      １．１９４
第７面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．７８１    ３７．７４３
第８面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１．３９１      ７．０４１【００５２】
（実施例４）
実施例４に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１４Ａ及び図１４Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１５Ａから図１５Ｅに示す。図１４Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１４Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
図１５Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１５ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１５Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１５Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１５Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１５Ａ，図１５Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。【００５３】
面データ
面番号      ｒ            ｄ              ｎｅ              ｖｄ
物面      ∞          ２９．７２５９
１        ∞          ０．４４４      １．８８８１５    ４０．７６
２      ２．１５５    ０．３９３
３＄    １５．２４８  ０．２０７      ２．０１１６９    ２８．２７
４＄    ４．２９６    ０．１９５
５        ∞          ２              １．７７６２１    ４９．６
６        ∞          ０．０６９
７＄    ５．６３６    ０．３４７      １．７７６２１    ４９．６
８＄    ２．９９４    ０．１５５
９      ３．４９８    ０．４０９      １．９３４２９    １８．９
１０  −１３．６３１  ０．６７
１１（絞り）  ∞      ０．３２４
１２      ∞          ０．３４３      １．５１８２５    ６４．１４
１３      ∞          ０．３２９
１４  １２９．７４３  １．４８５      １．４８９１５    ７０．２３
１５  −１．４６３    ０．２２８      １．８５５０４    ２３．７８
１６  −２．５６５    ０．０４８
１７  −８４．９４２  ０．８０８      １．７７６２１    ４９．６
１８  −３．０５４    ０．２６３      １．９３４２９    １８．９
１９  −４．８２３    ０．０５７
２０      ∞          ８．４          ２．０１１６９    ２８．２７
２１      ∞          ０．３６９
２２      ∞          ０．９          １．５１８２５    ６４．１４
２３      ∞          ０．７          １．５０８０１    ６０
像面      ∞          ０【００５４】
非球面データ
第３面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
１５．２４８   −２．２２９
第４面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
４．２９６    １．８２９
第７面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
５．６３６    ３９．８１５
第８面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
２．９９４    ４６．６【００５５】
（実施例５）
実施例５に係る立体撮影用対物光学系のレンズ構成図を図１６Ａ及び図１６Ｂに、レンズデータを下記に示す。また、本実施例の対物レンズの各収差図を図１７Ａから図１７Ｅに示す。図１６Ａは、ＸＺ平面に沿うレンズ構成図であり、図１６Ｂは、ＹＺ平面に沿うレンズ構成図である。
図１７Ａは、ＸＺ断面における球面収差図、図１７ＢはＹＺ断面における球面収差図、図１７Ｃは非点収差で実線がサジタル方向（ＹＺ方向）、破線がメリディオナル方向（ＸＺ方向）の収差図、図１７Ｄは対角方向における歪曲収差図、図１７Ｅは対角方向の倍率色収差図である。また、図１７Ａ，図１７Ｅにおいて、実線はｅ線（５４６．０７ｎｍ）、一点鎖線はＦ線（４８６．１３ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差図である。【００５６】
面データ
面番号      ｒ              ｄ            ｎｅ              ｖｄ
物面      ∞            ２６．５
１      ２９．０５１    ０．４４３    １．８８８１５    ４０．７６
２      ３．７４４      ０．２９６
３＄    ５．７９２      ０．２４      ２．０１１６９    ２８．２７
４＄    ２．４５７      ０．３７７
５        ∞            ６．２        ２．０１１６９    ２８．２７
６        ∞            ０．０１
７＄    ３．１７３      ０．３３２    １．７７６２１    ４９．６
８＄    ９．９７２      ０．２１７
９（絞り）  ∞          ０．１０６
１０  −４２１．７９６  ０．２８６    １．９３４２９    １８．９
１１  −９．２９１      ０．４２５
１２      ∞            ０．３４３    １．５１８２５    ６４．１４
１３      ∞            ０．４２５
１４    １２９．６７６  １．６８      １．４８９１５    ７０．２３
１５  −１．４７１      ０．３８１    １．８５５０４    ２３．７８
１６  −５．４４５      ０．１３５
１７    ３２．８０６    ０．７４２    １．７７６２１    ４９．６
１８  −４．３２１      ０．１６５
１９      ∞            ４．２        １．５１８２５    ６４．１４
２０      ∞            ０．３６９
２１      ∞            ０．９        １．５１８２５    ６４．１４
２２      ∞            ０．７        １．５０８０１    ６０
像面      ∞            ０【００５７】
非球面データ
第３面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
５．７９２    −４．２２６
第４面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
２．４５７      １．８９９
第７面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
３．１７３      ３．４９５
第８面  ＴＯＣ    ＲＤＸ          ＲＤＹ
９．９７２      ９２．３８４【００５８】
上記実施例１〜５の立体撮影用対物光学系は、以下の条件式（１）〜（９）を満たしている。
条件式（１）  ０．４≦縦焦点距離／横焦点距離≦０．７
条件式（２）  −３≦第１レンズ／横焦点距離≦−１．５
条件式（３）  ２≦２−Ｏ縦／横焦点距離≦７．５
条件式（４）  ２．１≦５−ＴＯ／横焦点距離≦６．６
条件式（５）  ０．８≦第２アナモルフィック面Ｒ比（横／縦）≦２．７５
条件式（６）  ０≦第４アナモルフィック面Ｒ比（横／縦）≦１．６
条件式（７）  ０．４５≦第１反射面距離／横焦点距離≦２．２
条件式（８）  ０．７≦第２反射面距離／縦焦点距離≦４．５
条件式（９）  １．２≦絞りから後ろの合成焦点距離／横焦点距離≦２．８【００５９】
条件式（１）は、撮像面の縦横の大きさに対応するための条件式であり、この条件式（１）の範囲を超えると縦横でのディストーションの大小が異なるため違和感のある画像となる。
条件式（２）は、中心アスを補正するための条件式であり、パワーが大きくなると中心アスが大きくなり、パワーが小さくなると第１レンズの光線高が大きくなるため系の大型化を招く。さらに複眼のレンズ同士が干渉してレイアウトが困難となる。【００６０】
条件式（３）は、縦、横でのコマ収差補正のために必要な条件式であり、縦横での像面湾曲量が必ずしも一致しない中で、縦横でのコマ収差をそれぞれコントロールすることで、像面位置を合わせるために必要な条件式である。この条件式（３）の範囲を超えると像面湾曲の変化分をコマ収差の補正で補えなくなり、縦横の像面位置が一致しなくなる。【００６１】
条件式（４）は、接合レンズのパワー配置なので、軸上色収差と倍率色収差の補正をしている。パワーが小さくなると、倍率色収差が大きくなり、パワーが大きくなると、倍率色収差が小さくなるが軸上色収差補正が難しくなる。
条件式（５）、（６）は、アナモルフィック面のＲ比の範囲であり、アスを補正するための条件式である。これらの条件式（５）、（６）の範囲を超えると中心アスとともに周辺も大きくアスが発生する。条件式（５）、（６）の上限を超えると横方向においてサジタル像面がオーバーに、メリディオナル像面がアンダーに傾く。下限を超えると同じく横方向においてサジタル像面がアンダーに、メリディオナル像面がオーバーに傾く。【００６２】
条件式（７）、（８）は、反射面を入れるための条件式である。条件式（７）、（８）の下限では、レイアウトに必要な反射面を入れるスペースが十分確保できない。上限を超えると必要以上にスペースを確保するため光学系の全長が長くなり過ぎるため、レイアウト上好ましくない。【００６３】
条件式（９）は、全系を小型化するための条件式であり、この条件式（９）の上限を超え、絞り後の正群のパワーが小さいと全長が長くなりよくない。条件式（９）の下限を超え、パワーが大きいとバックフォーカスが短くなり、反射部材を置くスペース確保が困難となる。
【符号の説明】
【００６４】
１  立体撮影用対物光学系
２  第１のレンズ群（一対の負レンズ群）
３  プリズム（第１のプリズム）
３ｃ，５ｃ  反射面
４  第２のレンズ群（一対の正レンズ群）
５  プリズム（第２のプリズム）
５ｂ  出射面
６ａ  撮像面
【図１】
2011049195.tif 000003
【図２】
2011049195.tif 000004
【図３】
2011049195.tif 000005
【図４】
2011049195.tif 000006
【図５】
2011049195.tif 000007
【図６】
2011049195.tif 000008
【図７】
2011049195.tif 000009
【図８Ａ】
2011049195.tif 000010
【図８Ｂ】
2011049195.tif 000011
【図９Ａ】
2011049195.tif 000012
【図９Ｂ】
2011049195.tif 000013
【図９Ｃ】
2011049195.tif 000014
【図９Ｄ】
2011049195.tif 000015
【図９Ｅ】
2011049195.tif 000016
【図１０Ａ】
2011049195.tif 000017
【図１０Ｂ】
2011049195.tif 000018
【図１１Ａ】
2011049195.tif 000019
【図１１Ｂ】
2011049195.tif 000020
【図１１Ｃ】
2011049195.tif 000021
【図１１Ｄ】
2011049195.tif 000022
【図１１Ｅ】
2011049195.tif 000023
【図１２Ａ】
2011049195.tif 000024
【図１２Ｂ】
2011049195.tif 000025
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
2011049195.tif 000027
【図１３Ｃ】
2011049195.tif 000028
【図１３Ｄ】
2011049195.tif 000029
【図１３Ｅ】
2011049195.tif 000030
【図１４Ａ】
2011049195.tif 000031
【図１４Ｂ】
2011049195.tif 000032
【図１５Ａ】
2011049195.tif 000033
【図１５Ｂ】
2011049195.tif 000034
【図１５Ｃ】
2011049195.tif 000035
【図１５Ｄ】
2011049195.tif 000036
【図１５Ｅ】
2011049195.tif 000037
【図１６Ａ】
2011049195.tif 000038
【図１６Ｂ】
2011049195.tif 000039
【図１７Ａ】
2011049195.tif 000040
【図１７Ｂ】
2011049195.tif 000041
【図１７Ｃ】
2011049195.tif 000042
【図１７Ｄ】
2011049195.tif 000043
【図１７Ｅ】
2011049195.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月4日(2011.7.4)
【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】
同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、
前記第１のプリズム対は、
前記２つの光軸のうち一方の光軸を含む光束を、前記一方の光軸を含む第１の平面内で２回反射する第１の平行四辺形プリズムと、
前記２つの光軸のうち他方の光軸を含む光束を、前記他方の光軸を含み前記第１の平面と間隔をあけて平行である第２の平面内で２回反射する第２の平行四辺形プリズムと、
からなることを特徴とする立体撮影用対物光学系。
【請求項２】
前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換する請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項３】
前記第１のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせ、
前記第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせることを特徴とする請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項４】
物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させる請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項５】
前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有する請求項４に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項６】
前記光束を絞る絞りを備え、
前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されている請求項５に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項７】
請求項１に記載の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡。
【請求項８】
同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、
前記第１のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせ、
前記第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせることを特徴とする立体撮影用対物光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第一の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、前記第１のプリズム対は、前記２つの光軸のうち一方の光軸を含む光束を、前記一方の光軸を含む第１の平面内で２回反射する第１の平行四辺形プリズムと、前記２つの光軸のうち他方の光軸を含む光束を、前記他方の光軸を含み前記第１の平面と間隔をあけて平行である第２の平面内で２回反射する第２の平行四辺形プリズムと、からなる立体撮影用対物光学系である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記第一の態様において、前記第１のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせ、前記第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせる構成であってもよい。
このようにすることで、第１および第２のプリズム対を構成する各プリズムの位置決めを精度よく行わなくても、光束を精度よく平行にシフトさせることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第二の態様は、上記の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡である。
上記本発明の第二の態様によれば、小型の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に配置することで、挿入部の外径寸法の小径化を図り、かつ、挿入部を挿入する体腔内の明るい立体撮影を行うことができる。
本発明の第三の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、前記第１のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせ、前記第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせる立体撮影用対物光学系である。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月14日(2011.10.14)
【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】
同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、
前記第１のプリズム対は、
前記２つの光軸のうち一方の光軸を含む光束を、前記一方の光軸を含む第１の平面内で２回反射する第１の平行四辺形プリズムと、
前記２つの光軸のうち他方の光軸を含む光束を、前記他方の光軸を含み前記第１の平面と間隔をあけて平行である第２の平面内で２回反射する第２の平行四辺形プリズムとからなり、
これらの第１の平行四辺形プリズムと第２の平行四辺形プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系。
【請求項２】
前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換する請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項３】
前記第１のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせ、
前記第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせることを特徴とする請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項４】
物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させる請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項５】
前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有する請求項４に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項６】
前記光束を絞る絞りを備え、
前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されている請求項５に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項７】
請求項１に記載の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡。
【請求項８】
同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、
前記第１のプリズム対は、
前記２つの光軸をそれぞれ含む２つの光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせる一対の第１プリズムと、
該一対の第１プリズムによりシフトされた光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせる第２プリズムとからなり、
これらの第１プリズムと第２プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第一の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、前記第１のプリズム対は、前記２つの光軸のうち一方の光軸を含む光束を、前記一方の光軸を含む第１の平面内で２回反射する第１の平行四辺形プリズムと、前記２つの光軸のうち他方の光軸を含む光束を、前記他方の光軸を含み前記第１の平面と間隔をあけて平行である第２の平面内で２回反射する第２の平行四辺形プリズムとからなり、これらの第１の平行四辺形プリズムと第２の平行四辺形プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第二の態様は、上記の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡である。
上記本発明の第二の態様によれば、小型の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に配置することで、挿入部の外径寸法の小径化を図り、かつ、挿入部を挿入する体腔内の明るい立体撮影を行うことができる。
本発明の第三の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、前記第１のプリズム対は、前記２つの光軸をそれぞれ含む２つの光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせる一対の第１プリズムと、該一対の第１プリズムによりシフトされた光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせる第２プリズムとからなり、これらの第１プリズムと第２プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系である。
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月9日(2012.4.9)
【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】
同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、
該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、
前記第１のプリズム対は、
前記２つの光軸のうち一方の光軸を含む光束を、前記一方の光軸を含む第１の平面内で２回のみ反射する第１の平行四辺形プリズムと、
前記２つの光軸のうち他方の光軸を含む光束を、前記他方の光軸を含み前記第１の平面と間隔をあけて平行である第２の平面内で２回のみ反射する第２の平行四辺形プリズムとのみからなり、
これらの第１の平行四辺形プリズムと第２の平行四辺形プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系。
【請求項２】
前記第１のプリズム対が、２つの前記光束を前記並列方向に直交する方向に並列するように変換する請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項３】
前記第１のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせ、
前記第２のプリズム対を構成する各プリズムが、それぞれ入射された光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせることを特徴とする請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項４】
物体側から順に、一対の負レンズ群、前記第１のプリズム対、一対の正レンズ群および前記第２のプリズム対を備え、該第２のプリズム対から出射された２つの略平行な光束を撮像面に並べて入射させる請求項１に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項５】
前記レンズ群を構成する１以上のレンズが、前記撮像面に入射させる光束に、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向より該並列方向に直交する方向に小さな倍率を与えるトーリック面を有する請求項４に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項６】
前記光束を絞る絞りを備え、
前記トーリック面が前記絞りより物体側に配置されている請求項５に記載の立体撮影用対物光学系。
【請求項７】
請求項１に記載の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第一の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、前記第１のプリズム対は、前記２つの光軸のうち一方の光軸を含む光束を、前記一方の光軸を含む第１の平面内で２回のみ反射する第１の平行四辺形プリズムと、前記２つの光軸のうち他方の光軸を含む光束を、前記他方の光軸を含み前記第１の平面と間隔をあけて平行である第２の平面内で２回のみ反射する第２の平行四辺形プリズムとのみからなり、これらの第１の平行四辺形プリズムと第２の平行四辺形プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第二の態様は、上記の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に備える内視鏡である。
上記本発明の第二の態様によれば、小型の立体撮影用対物光学系を挿入部の先端に配置することで、挿入部の外径寸法の小径化を図り、かつ、挿入部を挿入する体腔内の明るい立体撮影を行うことができる。
本発明の参考例としての発明の態様は、同一の被写体から発せられ、一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換する第１のプリズム対と、該第１のプリズム対により変換された２つの光束の光軸の間隔を縮小するように変換し、前記第１のプリズム対への入射前の前記並列方向に直交する方向に並列して出射面を配列した第２のプリズム対とを備え、前記第１のプリズム対は、前記２つの光軸をそれぞれ含む２つの光束を前記並列方向に直交する方向にシフトさせる一対の第１プリズムと、該一対の第１プリズムによりシフトされた光束を前記並列方向に平行な方向にシフトさせる第２プリズムとからなり、これらの第１プリズムと第２プリズムによって、前記一方向に間隔をあけて並列する略平行な２つの光軸を有する光束を、前記並列方向に交差する方向に間隔をあけて並列するように変換することを特徴とする立体撮影用対物光学系である。
【国際調査報告】
2011049195.tif 000045
2011049195.tif 000046
2011049195.tif 000047
2011049195.tif 000048