(57)【要約】      （修正有）【課題】立体観察が可能な立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡を提供する。【解決手段】物体側から、第１前群中心軸Ｃｆ１を中心とする第１前群Ｇｆ１及び第２前群中心軸Ｃｆ２を中心とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２のうち少なくとも一方の像面側に配置される前偏向群Ｇｆｄと、前群Ｇｆ及び前偏向群Ｇｆｄの像面側に配置され単一の後群中心軸を有する後群Ｇｂとを備え、第１光束Ｌ１は少なくとも第１前群Ｇｆ１及び後群Ｇｂを通過して像面Ｉに入射し、２光束Ｌ２は少なくとも第２前群Ｇｆ２及び後群Ｇｂを通過して像面Ｉに入射し、第１光束及び第２光束のうち少なくとも一方は前偏向群Ｇｆｄを通過し、前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ後群中心軸を含む断面に投影した場合に、互いに異なる方向に偏向する。【選択図】図２
2015108744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側へ順に、
第１前群中心軸を中心とする第１前群及び前記第１前群中心軸に並列する第２前群中心軸を中心とする第２前群を有する前群と、
前記第１前群及び前記第２前群のうち少なくとも一方の像面側に配置される前偏向群と、
前記前群及び前記前偏向群の像面側に配置され、単一の後群中心軸を有する後群と、
を備え、
物体から射出した第１光束は、少なくとも前記第１前群及び前記後群を通過して像面に入射し、
物体から射出した第２光束は、少なくとも前記第２前群及び前記後群を通過して像面に入射し、
前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方は、前記前偏向群を通過し、
前記前偏向群は、前記第１光束及び前記第２光束を、前記第１前群中心軸と前記第２前群中心軸を含む面に対して直交し、且つ、前記後群中心軸を含む断面に投影した場合に、互いに異なる方向となるように偏向する
ことを特徴とする立体撮像光学系。
【請求項２】
前記前偏向群は、前記第１前群の像面側に配置される第１前偏向群及び前記第２前群の像面側に配置される第２前偏向群を有し、
物体から射出した前記第１光束は、少なくとも前記第１前群、前記第１前偏向群、及び前記後群を通過し、
物体から射出した前記第２光束は、少なくとも前記第２前群、前記第２前偏向群、及び前記後群を通過し、
前記前偏向群は、前記第１光束及び前記第２光束を前記断面に投影した場合に、前記後群中心軸から互いに離れる方向へ偏向する
請求項１に記載の立体撮像光学系。
【請求項３】
前記前偏向群は、前記第１光束及び前記第２光束を前記断面に投影した場合に、前記後群中心軸に対して対称な方向へ偏向する
請求項２に記載の立体撮像光学系。
【請求項４】
前記第１前群及び前記第２前群は、それぞれ前記第１光束及び前記第２光束の一部が通過する第１絞り及び第２絞りを有し、
前記前偏向群は、前記第１絞り及び前記第２絞りの少なくとも一方に隣接して配置される
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の立体撮像光学系。
【請求項５】
以下の条件式（１）を満足する
請求項４に記載の立体撮像光学系。
０≦ｄ／ｆ＜５                                  （１）
ただし、
ｄは、前記前偏向群から前記絞りまでの距離、
ｆは、光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項６】
前記第１前群中心軸と前記第２前群中心軸の間隔は、前記像面での前記第１光束の中心と前記像面での前記第２光束の中心の間隔より広い
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の立体撮像光学系。
【請求項７】
前記後群と前記像面の間に配置され、前記第１光束及び前記第２光束を偏向する後偏向群を有し、
前記後偏向群は、前記後群を通過した後の前記第１光束及び前記第２光束を前記後群中心軸に軸対称に偏向し、前記第１光束及び前記第２光束の前記像面への入射角が垂直に近くなるように偏向する
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の立体撮像光学系。
【請求項８】
前記後偏向群は、前記第１光束を偏向する第１後偏向群と、前記第２光束を偏向する第２後偏向群と、を含む
請求項７に記載の立体撮像光学系。
【請求項９】
前記後偏向群は、楔形プリズム状の光学素子を含む
請求項７又は８に記載の立体撮像光学系。
【請求項１０】
前記後偏向群は、回折光学素子を含む
請求項７又は８に記載の立体撮像光学系。
【請求項１１】
前記後偏向群は、曲面を有する光学素子を含む
請求項７又は８に記載の立体撮像光学系。
【請求項１２】
前記前偏向群は、色消し可能な前偏向部材を含む
請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の立体撮像光学系。
【請求項１３】
前記前偏向部材は、アッベ数の異なる２つの楔形プリズム状の光学素子を含む
請求項１２に記載の立体撮像光学系。
【請求項１４】
前記前偏向部材は、単一の楔形プリズム状の光学素子と回折光学素子を含む
請求項１２に記載の立体撮像光学系。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の立体撮像光学系と、
前記像面に配置され、複数の画素を有する撮像素子と、
を備える
ことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項１６】
前記撮像素子は、単一の素子からなる
請求項１５に記載の立体撮像装置。
【請求項１７】
前記偏向群で発生する色収差を電子的に補正する画像処理部を備える
請求項１５又は１６に記載の立体撮像装置。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７のいずれか１つに記載の立体撮像装置を備える
ことを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体観察が可能な立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、視差の異なる２つの画像を、立体視をするために同一の平面内に結像する光学系として、特許文献１及び２に記載された技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、物体側が２光軸で、像側が１光軸の光学系で構成したものである。また、特許文献２に記載の技術は、物体から像まで２光軸で構成し、プリズムで左右の光軸を上下に配置した撮像光学系を通過させ、撮像面側のプリズムで像中心の間隔を短くして撮像面を上下に配置したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５０９６号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／０４９１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、立体観察が可能な立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる一実施形態である立体撮像光学系は、
物体側から像面側へ順に、
第１前群中心軸を中心とする第１前群及び前記第１前群中心軸に並列する第２前群中心軸を中心とする第２前群を有する前群と、
前記第１前群及び前記第２前群のうち少なくとも一方の像面側に配置される前偏向群と、
前記前群及び前記前偏向群の像面側に配置され、単一の後群中心軸を有する後群と、
を備え、
物体から射出した第１光束は、少なくとも前記第１前群及び前記後群を通過して像面に入射し、
物体から射出した第２光束は、少なくとも前記第２前群及び前記後群を通過して像面に入射し、
前記第１光束及び前記第２光束のうち少なくとも一方は、前記前偏向群を通過し、
前記前偏向群は、前記第１光束及び前記第２光束を、前記第１前群中心軸と前記第２前群中心軸を含む面に対して直交し、且つ、前記後群中心軸を含む断面に投影した場合に、互いに異なる方向となるように偏向する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる一実施形態によれば、立体観察が可能な立体撮像光学系、立体撮像装置及び内視鏡を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の光学系中心軸に沿って一方向から見た断面図である。
【図２】図１に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の前偏向群の概念図である。
【図４】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の像面の概念図である。
【図５】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の焦点距離を示す概念図である。
【図６】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の偏向群から絞りまでの距離を示す図である。
【図７】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の光学系中心軸に沿って一方向から見た断面図である。
【図８】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の後偏向群の例を示す図である。
【図９】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の回折光学素子の例を示す図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の２つの楔形プリズム状光学素子を示す図である。
【図１１】本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の楔プリズムと回折光学素子を示す図である。
【図１２】実施例１の立体撮像光学系の中心軸Ｃに沿った断面図である。
【図１３】図１２に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【図１４】実施例１の立体撮像光学系の横収差図である。
【図１５】実施例１の立体撮像光学系の横収差図である。
【図１６】実施例２の立体撮像光学系の中心軸に沿った断面図である。
【図１７】実施例２の立体撮像光学系の横収差図である。
【図１８】実施例２の立体撮像光学系の横収差図である。
【図１９】実施例３の立体撮像光学系の中心軸に沿った断面図である。
【図２０】実施例３の立体撮像光学系の横収差図である。
【図２１】実施例３の立体撮像光学系の横収差図である。
【図２２】実施例４の立体撮像光学系の中心軸に沿った断面図である。
【図２３】図２２に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【図２４】実施例４の立体撮像光学系の右光路の横収差図である。
【図２５】実施例４の立体撮像光学系の右光路の横収差図である。
【図２６】実施例４の立体撮像光学系の左光路の横収差図である。
【図２７】実施例５の立体撮像光学系の中心軸に沿った断面図である。
【図２８】図２７に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【図２９】実施例６の立体撮像光学系の中心軸Ｃに沿った断面図である。
【図３０】図２９に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【図３１】実施例６の立体撮像光学系の横収差図である。
【図３２】実施例６の立体撮像光学系の横収差図である。
【図３３】実施例７の立体撮像光学系の中心軸Ｃに沿った断面図である。
【図３４】図３３に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【図３５】実施例７の立体撮像光学系の横収差図である。
【図３６】実施例７の立体撮像光学系の横収差図である。
【図３７】本実施形態にかかる立体撮像光学系を用いた硬性内視鏡の一例を示す図である。
【図３８】本実施形態にかかる立体撮像光学系を用いた軟性内視鏡の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態の立体撮像光学系１について説明する。
【００１０】
観察者が数ミリから百ミリ程度の物点距離で立体視をする場合、違和感なく自然に観察できる立体映像を得るためには、通常、両眼観察で作業をする視差量を与えることが好ましい。例えば、眼幅６cmの観察者が５０mm離れて立体視をする時の輻輳角は約７°になる。したがって、眼幅６cmの観察者が２０mm離れて拡大観察する立体撮像光学系では、約７°の輻輳角を得るために、光軸間隔を２．４mm程度に近づける必要がある。そのため、単純に撮像光学系を２つ並べることでは立体撮像できない。また、左右の撮像領域をプリズムで上下に配置すると、プリズムを複数配置しなければならず、大型の光学系となってしまう。
【００１１】
そこで、本実施形態では、小型で高解像であり、水平画角が広い立体像を得ることが可能な立体撮像光学系を提供する。
【００１２】
図１は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の光学系中心軸に沿って一方向から見た断面図である。図２は、図１に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。図２（ａ）は、第１の光束の光路、図２（ｂ）は、第２の光束の光路を示す。図３は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の前偏向群の概念図である。図４は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の像面の概念図である。
【００１３】
本実施形態の立体撮像光学系１は、物体側から像面側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を中心とする第１前群Ｇｆ１及び第１前群中心軸Ｃｆ１に並列する第２前群中心軸Ｃｆ２を中心とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２のうち少なくとも一方の像面Ｉ側に配置される前偏向群Ｇｆｄと、前群Ｇｆ及び前偏向群Ｇｆｄの像面Ｉ側に配置され、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、を備え、物体から射出した第１光束Ｌ１は、少なくとも第１前群Ｇｆ１及び後群Ｇｂを通過して像面Ｉに入射し、物体から射出した第２光束Ｌ２は、少なくとも第２前群Ｇｆ２及び後群Ｇｂを通過して像面Ｉに入射し、前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、互いに異なる方向となるように偏向することが好ましい。なお、本実施形態において偏向とは、屈折作用によって偏向させるものとする。
【００１４】
本実施形態の立体撮像光学系１は、水平画角の広い左右の映像を小さい撮像領域に効率よく撮像させるために、上下方向に偏向したものである。そのために、前偏向群Ｇｆｄは、２つの前群Ｇｆを通過した２つの光束Ｌ１，Ｌ２のうち少なくとも１つを異なる方向に偏向し、単一の後群Ｇｂに入射させて結像させる。
【００１５】
前群Ｇｆが、第１前群中心軸Ｃｆ１を中心とする第１前群Ｇｆ１及び第１前群中心軸Ｃｆ１に並列する第２前群中心軸Ｃｆ２を中心とする第２前群Ｇｆ２を有するものとした理由は、前群Ｇｆが単一の中心軸の場合、入射瞳を２つに分割して立体像を得なければならず、観察画角を広くしようとすると入射瞳が偏心して配置されているために、回転非対称な像歪みが大きく発生し、立体視ができなくなるからである。また、分割する入射瞳を単一の中心軸の前群Ｇｆに配置するため、前群Ｇｆの外径が大きくなってしまうからである。
【００１６】
後群Ｇｂが単一の後群中心軸Ｃｂを有する理由は、撮像領域を隣接して配置するためである。もし後群Ｇｂを２つの中心軸で構成すると、レンズ枠を含めた光学系の外径が撮像領域よりも大きくなってしまい、隣接して２つの中心軸の後群Ｇｂを配置しても左右の像が離れて結像してしまい、両眼を含めた撮像領域が広くなってしまう。
【００１７】
本実施形態の前偏向群Ｇｆｄは、前群Ｇｆと後群Ｇｂの間に配置され、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、互いに異なる方向へ偏向するように配置する。例えば、図３に示すように、前偏向群Ｇｆｄは、楔形プリズム状の光学素子を含むことが好ましい。
【００１８】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２から射出した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、前偏向群Ｇｆｄにより、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、互いに異なる方向へ偏向され、後群Ｇｂを経て像面Ｉに結像する。
【００１９】
したがって、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を像面Ｉの任意の位置にそれぞれ結像させることが可能となり、撮像領域を効率良く使用することができ、小型で高解像であり、水平画角が広い立体像を得ることが可能な立体撮像光学系を提供することが可能となる。
【００２０】
なお、前偏向群Ｇｆｄは、第１前偏向群Ｇｆｄ１及び第２前偏向群Ｇｆｄ２のうち、少なくともいずれか一つを配置すればよい。
【００２１】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、前偏向群Ｇｆｄは、第１前群Ｇｆ１の像面Ｉ側に配置される第１前偏向群Ｇｆｄ１及び第２前群Ｇｆ２の像面Ｉ側に配置される第２前偏向群Ｇｆｄ２を有し、物体から射出した第１光束Ｌ１は、少なくとも第１前群Ｇｆ１、第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び後群Ｇｂを通過し、物体から射出した第２光束Ｌ２は、少なくとも第２前群Ｇｆ２、第２前偏向群Ｇｆｄ２、及び後群Ｇｂを通過し、前偏向群Ｇｆｄが第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｇｂから互いに離れる方向へ偏向することが好ましい。
【００２２】
このような構成によって、後群Ｇｂの収差補正の負担を減らすことが可能となる。また、各光束Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ別々に偏向調節することが可能となる。なお、第１前偏向群Ｇｆｄ１と第２前偏向群Ｇｆｄ２は、一体に形成してもよい。
【００２３】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、前偏向群Ｇｆｄが第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して対称な方向へ偏向することが好ましい。
【００２４】
このような構成によって、図４に示すように、前群Ｇｆに対して左右方向に並列に入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２による撮像領域Ｉ１，Ｉ２を、上下方向に並べて像面Ｉに対して効率的に配置することが可能となる。なお、上下方向に並べた撮像領域Ｉ１，Ｉ２は、離間させてもよい。離間させた場合、一方の撮像領域から漏れ出る光束が他方の撮像領域に混ざってしまうことを抑制することが可能となる。
【００２５】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２は、それぞれ第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の一部が通過する第１絞りＳ１及び第２絞りＳ２を有し、前偏向群Ｇｆｄは、第１絞りＳ１及び第２絞りＳ２の少なくとも一方に隣接して配置されることが好ましい。
【００２６】
第１前偏向群Ｇｆｄ１及び第２前偏向群Ｇｆｄ２をそれぞれ第１絞りＳ１及び第２絞りＳ２に隣接して配置することによって、第１前偏向群Ｇｆｄ１及び第２前偏向群Ｇｆｄ２を小型に構成することが可能となる。また、第１光束Ｌ１と第２光束Ｌ２の干渉が少なくなり、広画角の映像を得ることが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０≦ｄ／ｆ＜５                                  （１）
ただし、
ｄは、前偏向群Ｇｆｄから絞りＳまでの距離、
ｆは、光学系全系の焦点距離、
である。
【００２８】
図５は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の焦点距離を示す概念図である。図６は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の偏向群から絞りまでの距離を示す図である。
【００２９】
本実施形態では、図５に示すように、立体撮像光学系１の全系の焦点距離をｆとする。立体撮像光学系１が偏心光学系の場合には、偏心を取り除いて、無限遠から並行光束を立体撮像光学系１に入射させ、立体撮像光学系１に入射した軸上マージナル光線Ｌ１’が、光学系１を通過後に射出され、仮想的に屈曲する位置Ａから像面Ｉまでの距離をこの光学系１の焦点距離ｆとする。
【００３０】
また、本実施形態では、図６に示すように、立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄから絞りＳまでの距離をｄとする。距離ｄを規定する前偏向群Ｇｆｄの基準となる位置は、例えば、第１前群中心軸Ｃｆ１と前偏向群Ｇｆｄの最も像側の面との交点Ｂとする。
【００３１】
条件式（１）の上限を上回ると、広画角な立体観察像を得ることができない。
【００３２】
なお、本実施形態の立体撮像光学系１は、以下の条件式（１’）を満足することがさらに好ましい。
０≦ｄ／ｆ＜３                            （１’）
【００３３】
条件式（１’）を満足することで、広画角な立体観察像を得ることが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２の間隔、言い換えれば、射出瞳の間隔は、像面Ｉでの第１光束Ｌ１の中心と像面Ｉでの第２光束Ｌ２の中心の間隔より広いことが好ましい。
【００３５】
すなわち、図１に示した第１前群中心軸Ｃｆ１と光学系全体の中心軸Ｃの間隔Ｘ１及び第２前群中心軸Ｃｆ２と光学系全体の中心軸Ｃの間隔Ｘ２の和Ｘ１＋Ｘ２は、図２に示した像面Ｉでの第１光束Ｌ１の中心と光学系全体の中心軸Ｃの間隔Ｙ１及び像面Ｉでの第２光束Ｌ２の中心と光学系全体の中心軸Ｃの間隔Ｙ２の和Ｙ１＋Ｙ２よりも広いことが好ましい。
【００３６】
このような構成とすることにより、光学系全体を小型化することが可能となる。
【００３７】
図７は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の光学系中心軸に沿って一方向から見た断面図である。
【００３８】
また、本実施形態では、図７に示すように、後群Ｇｂと像面Ｉの間に配置され、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を偏向する後偏向群Ｇｂｄを有し、後偏向群Ｇｂｄは、後群Ｇｂを通過した後の第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を後群中心軸Ｃｂに軸対称に偏向し、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の像面Ｉへの入射角が垂直に近くなるように偏向することが好ましい。
【００３９】
像面Ｉへの入射角が垂直に近くなるように偏向することにより、入射角特性を持つ高解像で高感度な撮像素子に対応することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、後偏向群Ｇｂｄは、第１光束Ｌ１を偏向する第１後偏向群Ｇｂｄ１と、第２光束Ｌ２を偏向する第２後偏向群Ｇｂｄ２と、を含むことが好ましい。
【００４１】
図８は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の後偏向群の例を示す図である。
【００４２】
図８に示すように、後偏向群Ｇｂｄはが第１後偏向群Ｇｂｄ１と第２後偏向群Ｇｂｄ２を含むことによって、各光束をそれぞれ別々に偏向調節することが可能となる。なお、第１後偏向群Ｇｂｄ１と第２後偏向群Ｇｂｄ２は、別体に形成してもよいし、図８に示すように、一体に形成してもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、後偏向群Ｇｂｄは、楔形プリズム状の光学素子を含むことが好ましい。
【００４４】
後偏向群Ｇｂｄは、楔形プリズム状の光学素子を平面で構成することが可能となり、後偏向群Ｇｂｄを容易に作製することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、後偏向群Ｇｂｄは、回折光学素子を含むことが好ましい。
【００４６】
図９は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の回折光学素子の例を示す図である。
【００４７】
図９に示すように、回折光学素子ｄａは、任意の形状でよい。このように、後偏向群Ｇｂｄが回折光学素子ｄａを含むことによって、像面の傾きとコマ収差の発生を低減できると共に、光学系をさらに小型化することが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、後偏向群Ｇｂｄは、曲面を有する光学素子を含むことが好ましい。
【００４９】
後偏向群Ｇｂｄが曲面を有する光学素子を含むことによって、像面に入射する光線の角度をより自由に設定することが可能となる。また、後群を射出した後に各像高の主光線を平行に射出するテレセントリックな配置になると同時に像面湾曲を改善することが可能となる。なお、曲面は、球面、トーリック面、アナモルフィック面、又は自由曲面でよい。
【００５０】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、前偏向群Ｇｆｄは、色消し可能な偏向部材を含むことが好ましい。
【００５１】
色消し可能な偏向部材を用いることによって、色収差の発生を抑制し、解像力を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、偏向部材は、アッベ数の異なる２つの楔形プリズム状光学素子ｄｂ１，ｄｂ２を含むことが好ましい。
【００５３】
図１０は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の２つの楔形プリズム状光学素子を示す図である。
【００５４】
図１０に示すように、２つの楔形プリズム状光学素子ｄｂ１，ｄｂ２は、接合されて用いられることが好ましい。アッベ数の異なる２つの楔形プリズム状光学素子ｄｂ１，ｄｂ２を用いることによって、色収差の発生を抑制し、解像力を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態の立体撮像光学系１では、偏向部材は、単一の楔形プリズム状光学素子ｄｂと回折光学素子ｄａを含むことが好ましい。
【００５６】
図１１は、本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の楔プリズムと回折光学素子を示す図である。
【００５７】
図１１に示すように、単一の楔形プリズム状光学素子ｄｂと回折光学素子ｄａは、接合されて用いられることが好ましい。また、図９に示したように、回折光学素子ｄａは、任意の形状でよい。
【００５８】
単一の楔形プリズム状光学素子ｄｂと回折光学素子ｄａを用いることによって、色収差の発生を抑制し、解像力を向上させることが可能となると共に、立体撮像光学系の全長を短くすることが可能となる。
【００５９】
なお、偏向部材を楔形プリズム状光学素子で構成した場合、前群Ｇｆと後群Ｇｂとの間は、平行光束にすることが好ましい。平行光束とは、像位置が無限大であって、軸上マージナル光線が中心軸と平行になることである。前群Ｇｆと後群Ｇｂとの間で、平行光束にすることによって、楔形プリズム状光学素子で発生するコマ収差を抑制することが可能となる。
【００６０】
さらに、後群Ｇｂの少なくとも１つのレンズは、後群中心軸Ｃｂ方向に移動可能にしてもよい。このように、後群Ｇｂの少なくとも１つのレンズを後群中心軸Ｃｂ方向に移動可能とすることで、高画素の撮像素子に対してフォーカシング機能で対応することが可能となる。
【００６１】
さらに、前偏向群Ｇｆｄ及び後偏向群Ｇｂｄは、自由曲面を有する偏向部材を用いてもよい。自由曲面を用いることによって、後群Ｇｂの収差補正の負担が軽減され、解像力の高い撮像が可能となる。
【００６２】
本実施形態で用いられる自由曲面ＦＦＳの形状は、以下の式（ａ）で定義されるものである。なお、その定義式のＺが自由曲面ＦＦＳのＺ軸となる。なお、データの記載されていない係数項は０である。
【００６３】
Ｚ＝（ｒ2 ／Ｒ）／［１＋√｛１−（１＋ｋ）（ｒ／Ｒ）2 ｝］
66
＋Σ Ｃj Ｘm Ｙn ・・・（ａ）
j=1 
ここで、（ａ）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面項である。
また、球面項中、
Ｒ：頂点の曲率半径
ｋ：コーニック定数（円錐定数）
ｒ＝√（Ｘ2 ＋Ｙ2 ）
である。
【００６４】
自由曲面項は、
66
Σ Ｃj Ｘm Ｙn 
j=1 
＝Ｃ1 
＋Ｃ2 Ｘ＋Ｃ3 Ｙ
＋Ｃ4 Ｘ2 ＋Ｃ5 ＸＹ＋Ｃ6 Ｙ2 
＋Ｃ7 Ｘ3 ＋Ｃ8 Ｘ2 Ｙ＋Ｃ9 ＸＹ2 ＋Ｃ10Ｙ3 
＋Ｃ11Ｘ4 ＋Ｃ12Ｘ3 Ｙ＋Ｃ13Ｘ2 Ｙ2 ＋Ｃ14ＸＹ3 ＋Ｃ15Ｙ4 
＋Ｃ16Ｘ5 ＋Ｃ17Ｘ4 Ｙ＋Ｃ18Ｘ3 Ｙ2 ＋Ｃ19Ｘ2 Ｙ3 ＋Ｃ20ＸＹ4 
＋Ｃ21Ｙ5 
＋Ｃ22Ｘ6 ＋Ｃ23Ｘ5 Ｙ＋Ｃ24Ｘ4 Ｙ2 ＋Ｃ25Ｘ3 Ｙ3 ＋Ｃ26Ｘ2 Ｙ4 
＋Ｃ27ＸＹ5 ＋Ｃ28Ｙ6 
＋Ｃ29Ｘ7 ＋Ｃ30Ｘ6 Ｙ＋Ｃ31Ｘ5 Ｙ2 ＋Ｃ32Ｘ4 Ｙ3 ＋Ｃ33Ｘ3 Ｙ4 
＋Ｃ34Ｘ2 Ｙ5 ＋Ｃ35ＸＹ6 ＋Ｃ36Ｙ7 
・・・・・・
ただし、Ｃj （ｊは１以上の整数）は係数である。
【００６５】
また、上記定義式（ａ）は、前述のように１つの例として示したものであり、本発明の自由曲面は、回転非対称な面を用いることで偏心により発生する回転非対称な収差を補正し、同時に製作性も向上させるということが特徴であり、他のいかなる定義式に対しても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００６６】
以下に、本実施形態にかかる光学系１の実施例１〜７を説明する。なお、実施例１〜４、６及び７の数値データは、後述する。実施例５の数値データは、省略する。
【００６７】
座標系は、面ごとに定義される。その面が定義される座標系の原点Ｏから各中心軸で像面に向かう方向をＺ軸正方向とする。また、同じ面上で第２前群中心軸Ｃｆ２から第１前群中心軸Ｃｆ１へ向かう方向をＸ軸正方向とする。さらに、Ｙ軸正方向は、右手系の座標系で定義する。
【００６８】
図１２は、実施例１の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図１３は、図１２に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。図１４及び図１５は、実施例１の立体撮像光学系１の横収差図である。
【００６９】
横収差図において、中央に示された角度は、（垂直方向の画角）を示し、その画角におけるＹ方向（メリジオナル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示す。なお、マイナスの画角は、Ｘ軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。以下、実施例１〜４，６及び７の横収差図に関して同様である。実施例５の横収差図は、省略する。
【００７０】
実施例１の立体撮像光学系１は、図１２及び図１３に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群中心軸Ｃｆ１が交差する第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する第２前偏向群Ｇｆｄ２を有する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、を備える。
【００７１】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【００７２】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１1と、両凸正レンズＬｆ１2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、両凹負レンズＬｆ１4と両凸正レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、を備えることが好ましい。
【００７３】
第１前偏向群Ｇｆｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1からなる。第１前偏向群Ｇｆｄ１は、第１絞りＳ１に隣接して配置される。
【００７４】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２1と、両凸正レンズＬｆ２2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、両凹負レンズＬｆ２4と両凸正レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、第２絞りＳ２と、を備えることが好ましい。
【００７５】
第２前偏向群Ｇｆｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1からなる。第２前偏向群Ｇｆｄ２は、第２絞りＳ２に隣接して配置される。
【００７６】
後群Ｇｂは、両凸正レンズＬｂ1と、両凹負レンズＬｂ2と両凸正レンズＬｂ3の接合レンズＳＵｂ1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ4と、を備える。
【００７７】
また、像面Ｉの手前には、フィルタＦを配置する。
【００７８】
第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、負メニスカスレンズＬｆ１1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、及び、第１絞りＳ１、を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、その後、第１前偏向群Ｇｆｄ１を経て、後群Ｇｂに入射する。
【００７９】
第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、負メニスカスレンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、及び、第２絞りＳ２、を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、その後、第２前偏向群Ｇｆｄ２を経て、後群Ｇｂに入射する。
【００８０】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ両凸正レンズＬｂ1、接合レンズＳＵｂ1、正メニスカスレンズＬｂ4、及び、フィルタＦを通過して像面Ｉに入射する。
【００８１】
実施例１の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して離間しながら対称な方向へ偏向させる。
【００８２】
図１６は、実施例２の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図１７及び図１８は、実施例２の立体撮像光学系１の横収差図である。
【００８３】
実施例２の立体撮像光学系１は、図１６に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群中心軸Ｃｆ１が交差する第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する第２前偏向群Ｇｆｄ２を有する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、を備える。
【００８４】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【００８５】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１1と、両凸正レンズＬｆ１2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、両凹負レンズＬｆ１4と両凸正レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、を備えることが好ましい。
【００８６】
第１前偏向群Ｇｆｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1からなる。第１前偏向群Ｇｆｄ１は、第１絞りＳ１に隣接して配置される。
【００８７】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２1と、両凸正レンズＬｆ２2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、両凹負レンズＬｆ２4と両凸正レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、第２絞りＳ２と、を備えることが好ましい。
【００８８】
第２前偏向群Ｇｆｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1からなる。第２前偏向群Ｇｆｄ２は、第２絞りＳ２に隣接して配置される。
【００８９】
後群Ｇｂは、両凸正レンズＬｂ1と、両凹負レンズＬｂ2と両凸正レンズＬｂ3の接合レンズＳＵｂ1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ4と、を備える。
【００９０】
また、像面Ｉの手前には、フィルタＦを配置する。
【００９１】
第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、負メニスカスレンズＬｆ１1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、及び、第１絞りＳ１、を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、その後、第１前偏向群Ｇｆｄ１を経て、後群Ｇｂに入射する。
【００９２】
第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、負メニスカスレンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、及び、第２絞りＳ２、を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、その後、第２前偏向群Ｇｆｄ２を経て、後群Ｇｂに入射する。
【００９３】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ両凸正レンズＬｂ1、接合レンズＳＵｂ1、正メニスカスレンズＬｂ4、及び、フィルタＦを通過して像面Ｉに入射する。
【００９４】
実施例２の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して離間しながら対称な方向へ偏向させる。
【００９５】
図１９は、実施例３の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図２０及び図２１は、実施例３の立体撮像光学系１の横収差図である。
【００９６】
実施例３の立体撮像光学系１は、図１９に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群中心軸Ｃｆ１が交差する第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する第２前偏向群Ｇｆｄ２を有する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、を備える。
【００９７】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【００９８】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１1と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｆ１2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、両凹負レンズＬｆ１4と両凸正レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、を備えることが好ましい。
【００９９】
第１前偏向群Ｇｆｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1からなる。第１前偏向群Ｇｆｄ１は、第１絞りＳ１に隣接して配置される。
【０１００】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２1と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｆ２2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、両凹負レンズＬｆ２4と両凸正レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、第２絞りＳ２と、を備えることが好ましい。
【０１０１】
第２前偏向群Ｇｆｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1からなる。第２前偏向群Ｇｆｄ２は、第２絞りＳ２に隣接して配置される。
【０１０２】
後群Ｇｂは、両凸正レンズＬｂ1と、両凹負レンズＬｂ2と両凸正レンズＬｂ3の接合レンズＳＵｂ1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ4と、を備える。
【０１０３】
また、像面Ｉの手前には、フィルタＦを配置する。
【０１０４】
第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、負メニスカスレンズＬｆ１1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、及び、第１絞りＳ１、を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、その後、第１前偏向群Ｇｆｄ１を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１０５】
第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、負メニスカスレンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、及び、第２絞りＳ２、を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、その後、第２前偏向群Ｇｆｄ２を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１０６】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ両凸正レンズＬｂ1、接合レンズＳＵｂ1、正メニスカスレンズＬｂ4、及び、フィルタＦを通過して像面Ｉに入射する。
【０１０７】
実施例３の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して離間しながら対称な方向へ偏向させる。
【０１０８】
図２２は、実施例４の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図２３は、図２２に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。図２４及び図２５は、実施例４の立体撮像光学系１の右光路の横収差図である。図２６は、実施例４の立体撮像光学系１の左光路の横収差図である。
【０１０９】
実施例４の立体撮像光学系１は、図２２及び図２３に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、を備える。
【０１１０】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【０１１１】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１1と、両凸正レンズＬｆ１2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、両凹負レンズＬｆ１4と両凸正レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、を備えることが好ましい。
【０１１２】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２1と、両凸正レンズＬｆ２2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、両凹負レンズＬｆ２4と両凸正レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、平板Ｌｆ２6と、第２絞りＳ２と、を備えることが好ましい。
【０１１３】
前偏向群Ｇｆｄは、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ1からなる。前偏向群Ｇｆｄは、第１絞りＳ１に隣接して配置される。
【０１１４】
後群Ｇｂは、両凸正レンズＬｂ1と、両凹負レンズＬｂ2と両凸正レンズＬｂ3の接合レンズＳＵｂ1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ4と、を備える。
【０１１５】
また、像面Ｉの手前には、フィルタＦを配置する。
【０１１６】
第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、負メニスカスレンズＬｆ１1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、第１絞りＳ１、を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、その後、前偏向群Ｇｆｄを経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１１７】
第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、負メニスカスレンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、及び、第２絞りＳ２、及び、平板Ｌｆ２6、を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、その後、後群Ｇｂに入射する。
【０１１８】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ両凸正レンズＬｂ1、接合レンズＳＵｂ1、正メニスカスレンズＬｂ4、及び、フィルタＦを通過して像面Ｉに入射する。
【０１１９】
実施例４の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、前偏向群Ｇｆｄを通過した第１光束Ｌ１は後群中心軸Ｃｂに対して離間するように偏向させ、第２光束Ｌ２は前偏向群Ｇｆｄを通過しないから偏向されない。したがって、第１光束Ｌ１と第２光束Ｌ２は互いに異なる方向となる。
【０１２０】
図２７は、実施例５の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図２８は、図２７に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。
【０１２１】
実施例５の立体撮像光学系１は、図２７及び図２８に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群中心軸Ｃｆ１が交差する第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する第２前偏向群Ｇｆｄ２を有する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、を備える。
【０１２２】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【０１２３】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ１1と、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ１2と両凸正レンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、両凸正レンズＬｆ１4と像面側に平面を向けた平凹レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ１6と両凸正レンズＬｆ１7の接合レンズＳＵｆ１3と、を備えることが好ましい。
【０１２４】
第１前偏向群Ｇｆｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1と、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１2と、からなる。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1，Ｌｆｄ１2は、アッベ数が異なり、色消し可能である。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1，Ｌｆｄ１2が前群Ｇｆの２つの中心軸Ｃｆ１，Ｃｆ２を含む面内でも偏向作用を有し、後群Ｇｂへの収差補正の負担を減らすことが可能となる。
【０１２５】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ２1と、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ２2と両凸正レンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、両凸正レンズＬｆ２4と像面側に平面を向けた平凹レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、第２絞りＳ２と、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ２6と両凸正レンズＬｆ２7の接合レンズＳＵｆ２3と、を備えることが好ましい。
【０１２６】
第２前偏向群Ｇｆｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1と、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２2と、からなる。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1，Ｌｆｄ２2は、アッベ数が異なり、色消し可能である。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1，Ｌｆｄ２2が前群Ｇｆの２つの中心軸Ｃｆ１，Ｃｆ２を含む面内でも偏向作用を有し、後群Ｇｂへの収差補正の負担を減らすことが可能となる。
【０１２７】
後群Ｇｂは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ1と、両凹負レンズＬｂ2と両凸正レンズＬｂ3の接合レンズＳＵｂ1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬｂ5と、を備える。
【０１２８】
また、像面Ｉの手前には、フィルタＦを配置する。
【０１２９】
第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、平凹レンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、第１絞りＳ１、及び接合レンズＳＵｆ１3を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、第１前偏向群Ｇｆｄ１を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１３０】
第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、平凹レンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、第２絞りＳ２、及び接合レンズＳＵｆ２3を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、第２前偏向群Ｇｆｄ２を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１３１】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ正メニスカスレンズＬｂ1、接合レンズＳＵｂ1、正メニスカスレンズＬｂ4、正メニスカスレンズＬｂ5、及び、フィルタＦを通過して像面Ｉに入射する。
【０１３２】
実施例５の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して離間しながら対称な方向へ偏向させる。
【０１３３】
図２９は、実施例６の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図３０は、図２９に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。図３１及び図３２は、実施例６の立体撮像光学系１の横収差図である。
【０１３４】
実施例６の立体撮像光学系１は、図２９及び図３０に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群中心軸Ｃｆ１が交差する第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する第２前偏向群Ｇｆｄ２を有する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、後群Ｇｂと像面の間に配置され、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面で、後群中心軸Ｃｂに直交する方向に異なる位置に配置される第１後偏向群Ｇｂｄ１、及び、第２後偏向群Ｇｂｄ２を有する後偏向群Ｇｂｄと、を備える。
【０１３５】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【０１３６】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ１1と、両凸正レンズＬｆ１2と両凹負レンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１4と両凸正レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、を備えることが好ましい。
【０１３７】
第１前偏向群Ｇｆｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1と、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１2と、からなる。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1，Ｌｆｄ１2は、アッベ数が異なり、色消し可能である。
【０１３８】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ２1と、両凸正レンズＬｆ２2と両凹負レンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２4と両凸正レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、第２絞りＳ２と、を備えることが好ましい。
【０１３９】
第２前偏向群Ｇｆｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1と、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２2と、からなる。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1，Ｌｆｄ２2は、アッベ数が異なり、色消し可能である。
【０１４０】
後群Ｇｂは、両凸正レンズＬｂ1と両凹負レンズＬｂ2の接合レンズＳＵｂ1と、両凸正レンズＬｂ3と、を備える。
【０１４１】
第１後偏向群Ｇｂｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ１からなる。
【０１４２】
第２後偏向群Ｇｂｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ２からなる。
【０１４３】
楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ１と楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ２は、別々の素子ではなく、一体に形成してもよい。
【０１４４】
図示しない第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、平凹レンズＬｆ１1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、及び第１絞りＳ１を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、第１前偏向群Ｇｆｄ１を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１４５】
図示しない第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、平凹レンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、及び第２絞りＳ２を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、第２前偏向群Ｇｆｄ２を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１４６】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ接合レンズＳＵｂ1及び両凸正レンズＬｂ3を通過して、後偏向群Ｇｂｄに入射する。
【０１４７】
後偏向群Ｇｂｄに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ第１後偏向群Ｇｂｄ１の楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ１及び第２後偏向群Ｇｂｄ２の楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ２を通過して、像面Ｉに入射する。
【０１４８】
実施例６の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して離間しながら対称な方向へ偏向させる。
【０１４９】
実施例６の立体撮像光学系１の後偏向群Ｇｂｄは、後群Ｇｂを通過した後の第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を後群中心軸Ｃｂに軸対称に偏向し、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の像面Ｉへの入射角が垂直に近くなるように偏向する。
【０１５０】
図３３は、実施例７の立体撮像光学系１の中心軸Ｃに沿った断面図である。図３４は、図３３に直交する方向から見た本発明に係る一実施形態の立体撮像光学系の断面図である。図３５及び図３６は、実施例７の立体撮像光学系１の横収差図である。
【０１５１】
実施例７の立体撮像光学系１は、図３３及び図３４に示すように、物体側から像側へ順に、第１前群中心軸Ｃｆ１を光軸とする第１前群Ｇｆ１、及び、第１前群中心軸Ｃｆ１と並列に配置された第２前群中心軸Ｃｆ２を光軸とする第２前群Ｇｆ２を有する前群Ｇｆと、第１前群中心軸Ｃｆ１が交差する第１前偏向群Ｇｆｄ１、及び、第２前群中心軸Ｃｆ２が交差する第２前偏向群Ｇｆｄ２を有する前偏向群Ｇｆｄと、単一の後群中心軸Ｃｂを有する後群Ｇｂと、後群Ｇｂと像面Ｉの間に配置され、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面で、後群中心軸Ｃｂに直交する方向に異なる位置に配置される第１後偏向群Ｇｂｄ１、及び、第２後偏向群Ｇｂｄ２を有する後偏向群Ｇｂｄと、を備える。
【０１５２】
第１前群Ｇｆ１及び第２前群Ｇｆ２を並列に配置することにより、立体観察が可能となる。
【０１５３】
第１前群Ｇｆ１は、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ１1と、両凸正レンズＬｆ１2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１3の接合レンズＳＵｆ１1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ１4と両凸正レンズＬｆ１5の接合レンズＳＵｆ１2と、第１絞りＳ１と、を備えることが好ましい。
【０１５４】
第１前偏向群Ｇｆｄ１は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1と、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１2と、からなる。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ１1，Ｌｆｄ１2は、アッベ数が異なり、色消し可能である。
【０１５５】
第２前群Ｇｆ２は、物体側に平面を向けた平凹レンズＬｆ２1と、両凸正レンズＬｆ２2と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２3の接合レンズＳＵｆ２1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬｆ２4と両凸正レンズＬｆ２5の接合レンズＳＵｆ２2と、第２絞りＳ２と、を備えることが好ましい。
【０１５６】
第２前偏向群Ｇｆｄ２は、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1と、楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２2と、からなる。各楔形プリズム状光学素子Ｌｆｄ２1，Ｌｆｄ２2は、アッベ数が異なり、色消し可能である。
【０１５７】
後群Ｇｂは、両凸正レンズＬｂ1と両凹負レンズＬｂ2の接合レンズＳＵｂ1と、両凸正レンズＬｂ3と、を備える。
【０１５８】
第１後偏向群Ｇｂｄ１は、平板の物体面側を鋸歯形状化した回折光学素子Ｌｂｄ１からなる。
【０１５９】
第２後偏向群Ｇｂｄ２は、平板の物体面側を鋸歯形状化した回折光学素子Ｌｂｄ２からなる。
【０１６０】
楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ１と楔形プリズム状光学素子Ｌｂｄ２は、別々の素子ではなく、一体に形成してもよい。
【０１６１】
第１物体面から第１前群Ｇｆ１に入射した第１光束Ｌ１は、平凹レンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ１1、接合レンズＳＵｆ１2、及び第１絞りＳ１を通過して、第１前群Ｇｆ１を射出し、第１前偏向群Ｇｆｄ１を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１６２】
第２物体面から第２前群Ｇｆ２に入射した第２光束Ｌ２は、平凹レンズＬｆ２1、接合レンズＳＵｆ２1、接合レンズＳＵｆ２2、及び第２絞りＳ２を通過して、第２前群Ｇｆ２を射出し、第２前偏向群Ｇｆｄ２を経て、後群Ｇｂに入射する。
【０１６３】
後群Ｇｂに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ接合レンズＳＵｂ1及び両凸正レンズＬｂ3を通過して、後偏向群Ｇｂｄに入射する。
【０１６４】
後偏向群Ｇｂｄに入射した第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２は、それぞれ第１後偏向群Ｇｂｄ１の回折光学素子Ｌｂｄ１及び第２後偏向群Ｇｂｄ２の回折光学素子Ｌｂｄ２を通過して、像面Ｉに入射する。
【０１６５】
実施例７の立体撮像光学系１の前偏向群Ｇｆｄは、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２を含む面に対して直交し、且つ、後群中心軸Ｃｂを含む断面に投影した場合に、後群中心軸Ｃｂに対して離間しながら対称な方向へ偏向させる。
【０１６６】
実施例７の立体撮像光学系１の後偏向群Ｇｂｄは、後群Ｇｂを通過した後の第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２を後群中心軸Ｃｂに軸対称に偏向し、第１光束Ｌ１及び第２光束Ｌ２の像面Ｉへの入射角が垂直に近くなるように偏向する。
【０１６７】
なお、実施例１〜７に示した前偏向群Ｇｆｄ及び後偏向群Ｇｂｄのどの面においても、任意の球面、非球面、アナモルフィック面、又は自由曲面等を用いてもよい。前偏向群Ｇｆｄ及び後偏向群Ｇｂｄをこのような面で構成することによって、効果的に収差補正することが可能となる。
【０１６８】
以下に、上記実施例１〜実施例４、６及び７の構成パラメータを示す。実施例１〜４、６及び７の構成パラメータは、第１光束の光路を示している。
【０１６９】
各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には面間隔が与えられており、その他、面の曲率半径、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。
【０１７０】
偏心面については、その面が定義される座標系の原点Ｏからの偏心量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、原点Ｏに定義される座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする各面を定義する座標系の傾き角（それぞれα，β，γ（°））とが与えられている。その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、γの正はＺ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のα，β，γの回転のさせ方は、各面を定義する座標系を光学系の原点に定義される座標系のまずＸ軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した新たな座標系のＹ軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その回転した別の新たな座標系のＺ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。
【０１７１】
屈折率、アッベ数については、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記してある。長さの単位はｍｍである。各面の偏心は、上記のように、基準面からの偏心量で表わす。曲率半径に記載する“∞”は、無限大であることを示している。
【０１７２】
非球面データには、面データ中、非球面形状としたレンズ面に関するデータが示されている。非球面形状は、ｚを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると下記の式にて表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4ｙ4＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10…
【０１７３】
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4、Ａ6、Ａ8はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。なお、記号“ｅ”は、それに続く数値が１０を底にもつ、べき指数であることを示している。例えば「１．０ｅ−５」は「１．０×１０-5」であることを意味している。
【０１７４】
実施例１
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                    100.000 
1    非球面[1]                   0.600           1.8830    40.7
2    非球面[2]                   1.066 
3       26.845                   1.000           1.9229    18.9
4       -1.428                   0.400           1.8830    40.7
5       -7.449                   0.966 
6      -12.279                   0.300           1.9229    18.9
7        3.471                   0.800           1.4875    70.2
8       -1.709                   0.075 
9    絞り面                      0.000 
10        ∞                      0.500           1.4875    70.2
11        ∞                      0.300 偏心(1) 
12        ∞                      0.000 偏心(2) 
13        6.487                   1.200           1.8830    40.7
14      -29.393                   0.421 
15       -5.655                   0.600           1.9229    18.9
16       75.749                   1.400           1.8830    40.7
17       -6.615                   2.232 
18        3.235                   1.400           1.8903    33.4
19       11.056                   0.611 
20        ∞                      0.750           1.5163    64.1
21        ∞                      0.100 
像  面      ∞                            偏心(3) 
非球面[1]
r   4.208
k  -3.1711e+000
非球面[2]
r   0.877
k  -5.5206e-001
偏心[1] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α   12.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[2] 
Ｘ   -1.500  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[3] 
Ｘ    0.000  Ｙ   -0.420  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
仕様
基線長（入射瞳間隔）    3mm
画角（対角）            90°
絞り径                  φ1.0mm
像の大きさ              φ2.17mm(1.92×1.08)
焦点距離                1.29
有効Fno                 3.94
【０１７５】
実施例２
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                    100.000 
1    非球面[1]                   0.600           1.8830    40.7
2    非球面[2]                   0.904 
3      519.737                   1.000           1.9229    18.9
4       -1.493                   0.400           1.8830    40.7
5       -8.396                   1.236 
6    絞り面                      0.100 
7      -18.475                   0.300           1.9229    18.9
8        4.639                   0.800           1.4875    70.2
9       -1.890                   0.100 
10        ∞                      0.500           1.4875    70.2
11        ∞                      0.300 偏心(1) 
12        ∞                      0.000 偏心(2) 
13        6.088                   1.200           1.8830    40.7
14      -60.708                   0.561 
15       -6.409                   0.600           1.9229    18.9
16       20.191                   1.400           1.8830    40.7
17       -7.575                   2.100 
18        3.091                   1.600           1.8921    32.0
19       10.903                   0.448 
20        ∞                      0.750           1.5163    64.1
21        ∞                      0.100 
像  面      ∞                            偏心(3) 
非球面[1]
r   4.038
k  -2.2135e+000
非球面[2]
r   0.920
k  -5.3147e-001
偏心[1] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α   12.070  β    0.000  γ    0.000 
偏心[2] 
Ｘ   -1.500  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[3] 
Ｘ    0.000  Ｙ   -0.420  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
仕様
基線長（入射瞳間隔）    3mm
画角（対角）            90°
絞り径                  φ1.0mm
像の大きさ              φ2.17mm(1.92×1.08)
焦点距離                1.29
有効Fno                 3.33
【０１７６】
実施例３
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                    100.000 
1    非球面[1]                   0.600           1.8830    40.7
2    非球面[2]                   0.974 
3     -486.159                   1.000           1.9229    18.9
4       -1.281                   0.400           1.8830    40.7
5       -5.917                   0.942 
6      -12.817                   0.300           1.9229    18.9
7        3.314                   0.800           1.4875    70.2
8       -1.675                   0.100 
9        ∞                      0.500           1.4875    70.2
10        ∞                      0.300 偏心(1) 
11    絞り面                      0.000 
12        ∞                      0.000 偏心(2) 
13        6.676                   1.200           1.8830    40.7
14      -33.664                   0.668 
15       -5.594                   0.600           1.9229    18.9
16       30.538                   1.400           1.8830    40.7
17       -6.542                   2.282 
18        3.236                   1.600           1.8943    30.4
19       12.049                   0.483 
20        ∞                      0.750           1.5163    64.1
21        ∞                      0.100 
像  面      ∞                            偏心(3) 
非球面[1]
r   4.175
k  -3.2958e+000
非球面[2]
r   0.837
k  -5.3767e-001
偏心[1] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    0.00
α   11.68  β    0.00  γ    0.00
偏心[2] 
Ｘ   -1.50  Ｙ    0.00  Ｚ    0.00
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[3] 
Ｘ    0.00  Ｙ   -0.42  Ｚ    0.00
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
仕様
基線長（入射瞳間隔）    3mm
画角（対角）            90°
絞り径                  φ1.0mm
像の大きさ              φ2.17mm(1.92×1.08)
焦点距離                1.29
有効Fno                 3.85
【０１７７】
実施例４
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                    100.000 
1    非球面[1]                   0.600           1.8830    40.7
2    非球面[2]                   1.066 
3       26.845                   1.000           1.9229    18.9
4       -1.428                   0.400           1.8830    40.7
5       -7.449                   0.966 
6      -12.279                   0.300           1.9229    18.9
7        3.471                   0.800           1.4875    70.2
8       -1.709                   0.075 
9    絞り面                      0.000 
10        ∞                      0.500           1.4875    70.2
11        ∞                      0.300 偏心(1) 
12        ∞                      0.000 偏心(2) 
13        6.487                   1.200           1.8830    40.7
14      -29.393                   0.421 
15       -5.655                   0.600           1.9229    18.9
16       75.749                   1.400           1.8830    40.7
17       -6.615                   2.232 
18        3.235                   1.400           1.8903    33.4
19       11.056                   0.611 
20        ∞                      0.750           1.5163    64.1
21        ∞                      0.100 
像  面      ∞                            偏心(3) 
非球面[1]
r   4.208
k  -3.1711e+000
非球面[2]
r   0.877
k  -5.5206e-001
第１光束の光路      偏心[1] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
第２光束の光路      偏心[1] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α   22.400  β    0.000  γ    0.000 
偏心[2] 
Ｘ   -1.500  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
第１光束の光路      偏心[3] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
第２光束の光路      偏心[3] 
Ｘ    0.000  Ｙ   -0.830  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
仕様
基線長（入射瞳間隔）    3mm
画角（対角）            90°
絞り径                  φ1.0mm
像の大きさ              φ2.17mm(1.92×1.08)
焦点距離                1.29
有効Fno                 3.94
【０１７８】
実施例６
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                     15.000 
1        ∞                      0.500            1.8830    40.7
2    非球面[1]                   0.146 
3        1.578                   1.000            1.6923    26.0
4       -0.701                   0.400            1.8830    40.7
5       48.345                   1.066 
6        5.635                   0.400            1.8911    32.8
7        1.442                   1.000            1.6682    52.9
8       -1.759                   0.050 
9    絞り面                      0.050 
10        ∞                      0.500            1.7172    24.7
11        ∞                      0.600  偏心(1)   1.8303    42.8
12        ∞                      0.200  偏心(2) 
13        ∞                      0.000  偏心(3) 
14        2.608                   2.000            1.8214    43.2
15       -3.428                   0.500            1.9018    26.2
16        1.541                   1.188 
17        3.009                   1.200            1.8830    40.7
18       -7.744                   0.600 
19        ∞                      0.500  偏心(4)   1.8830    40.7
20        ∞                      0.100 
像  面      ∞                             偏心(5) 
非球面[1]
曲率半径      0.650
k  -1.0275e+000
a   1.6281e-002 
偏心[1] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α  -10.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[2] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    6.259  β    6.391  γ    0.000 
偏心[3] 
Ｘ   -1.100  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[4] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β   10.417  γ    0.000 
偏心[5] 
Ｘ    0.000  Ｙ   -0.500  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
仕様
基線長（入射瞳間隔）    2.2mm
画角（対角）            90°
絞り径                  φ1.2mm
像の大きさ              φ1.47mm(1.28×0.72)
焦点距離                1.07
有効Fno                 3.85
【０１７９】
実施例７
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                     15.000 
1        ∞                      0.500           1.8830    40.7
2    非球面[1]                   0.146 
3        1.594                   1.000           1.6592    28.1
4       -0.793                   0.400           1.8830    40.7
5       -4.141                   1.066 
6        7.965                   0.400           1.8830    40.7
7        1.641                   1.000           1.6229    43.5
8       -1.734                   0.050 
9    絞り面                      0.050 
10        ∞                      0.500           1.7172    24.7
11        ∞                      0.600 偏心(1)    1.8303    42.8
12        ∞                      0.200 偏心(2) 
13        ∞                      0.000 偏心(3) 
14        3.097                   2.000           1.8830    40.7
15       -2.923                   0.500           1.9229    18.9
16        2.243                   1.515 
17        2.202                   1.200           1.9105    22.5
18       17.968                   0.273 
19        回折面[1]               0.500           1.8830    40.7
20        ∞                      0.100 
像  面      ∞                            偏心(4) 
非球面[1]
曲率半径      0.620
k  -9.8312e-001
a  -2.5404e-002 
偏心[1] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α  -10.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[2] 
Ｘ    0.000  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    7.301  β    6.367  γ    0.000 
偏心[3] 
Ｘ   -1.100  Ｙ    0.000  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
偏心[4] 
Ｘ    0.000  Ｙ   -0.500  Ｚ    0.000 
α    0.000  β    0.000  γ    0.000 
回折面[1]
回折次数  １
ピッチ  0.003003
【０１８０】
上記実施例１〜４、６及び７について、要素及び条件式（１）の値を下記に示しておく。また、参考として、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２の間隔Dep及び後群の最大有効径Dbをあわせて示す。
【０１８１】
実施例１      実施例２      実施例３
ｄ                   1.250         1.250         0.600
ｆ                   0.809         0.828         1.070
（１）ｄ／ｆ         1.545         1.510         0.561
Dep                  3.00          3.00          3.00 
Db                 φ5.06        φ6.00        φ4.66
【０１８２】
実施例４      実施例６      実施例７
ｄ                   0.600         1.15          1.15 
ｆ                   1.037         1.07          1.04 
（１）ｄ／ｆ         0.579         1.07          1.11 
Dep                  3.00          2.20          2.20 
Db                 φ5.29        φ3.52        φ3.58
【０１８３】
このように、本実施形態の立体撮像光学系１の各実施例は、以下の条件式（１）を満足する。
０≦ｄ／ｆ＜５                                  （１）
ただし、
ｄは、前偏向群から絞りまでの距離、
ｆは、光学系全系の焦点距離、
である。
【０１８４】
また、本実施形態の立体撮像光学系１の各実施例は、第１前群中心軸Ｃｆ１と第２前群中心軸Ｃｆ２の間隔は、像面Ｉでの第１光束Ｌ１の中心と像面Ｉでの第２光束Ｌ２の中心の間隔より広い。
【０１８５】
さらに、本実施形態の立体撮像光学系１の各実施例では、後偏向群Ｇｂｄは、楔形プリズム状の光学素子、回折光学素子、及び曲面を有する光学素子のうち、少なくとも１つを含んでもよい。また後偏向群Ｇｂｄの第１後偏向群Ｇｂｄ１と第２後偏向群Ｇｂｄ２は、一体に形成してもよい。
【０１８６】
また、本実施形態の立体撮像光学系１の各実施例では、前偏向群Ｇｆｄは、色消し可能な前偏向部材を含んでもよい。前偏向部材は、アッベ数の異なる２つの楔形プリズム状の光学素子及び単一の楔形プリズム状の光学素子と回折光学素子のうち、少なくとも１つを含んでもよい。また前偏向群Ｇｂｄの第１前偏向群Ｇｆｄ１と第２前偏向群Ｇｆｄ２は、一体でもよい。
【０１８７】
以下に、本実施形態の立体撮像光学系１の適用例を説明する。
【０１８８】
図３７は、本実施形態にかかる立体撮像光学系を用いた硬性内視鏡の一例を示す図である。図３８は、本実施形態にかかる立体撮像光学系を用いた軟性内視鏡３０の一例を示す図である。
【０１８９】
図３７（ａ）は、本実施形態にかかる立体撮像光学系１を用いた立体撮像装置の概略の構成を示す。図３７（ｂ）は、硬性内視鏡２０の先端に本実施形態にかかる立体撮像光学系１を取り付けて画像を立体的に撮像観察する例である。
【０１９０】
本実施形態の立体撮像装置１０は、立体撮像光学系１と、像面Ｉに配置され、複数の画素を有する撮像素子２と、を備えることが好ましい。
【０１９１】
本実施形態の立体撮像装置１０によれば、小型で高解像であり、水平画角が広い立体像を得ることが可能となる。
【０１９２】
また、本実施形態の立体撮像装置１０では、撮像素子２が単一の素子からなることが好ましい。
【０１９３】
撮像素子２を単一の素子とすることにより、撮像信号を出力する配線を１つにすることができ、立体撮像装置１０を小型にすることが可能となる。
【０１９４】
また、本実施形態の立体撮像装置１０では、前述した偏向群Ｇｆｄ，Ｇｂｄで発生する色収差や光学系で発生する歪みを電子的に補正する画像処理部４を備えることが好ましい。
【０１９５】
前述した偏向群Ｇｄで発生する色収差や光学系で発生する歪みを電子的に補正する画像処理部４を備えることによって、高解像な映像を表示部５に立体的に表示させることが可能となる。
【０１９６】
なお、画像処理部４は、撮像素子２に入射する光線角度が大きくなる場合に発生するシェーディングを電子的に補正してもよい。
【０１９７】
さらに、本実施形態の硬性内視鏡２０又は軟性内視鏡３０は、立体撮像装置１０を用いることが好ましい。
【０１９８】
硬性内視鏡２０又は軟性内視鏡３０に立体撮像装置１０を用いることによって、小型で高解像な内視鏡とすることができ、低侵襲な医療機器とすることが可能となる。
【０１９９】
なお、立体撮像装置を車両に搭載する車載撮像装置として用いてもよい。例えば、自動車の前方に撮像装置の一部として本実施形態にかかる光学系を取り付けて、車内の表示装置に各光学系を経て撮影された画像を、画像処理を施して歪みを補正して同時に表示するようにしたり、自動車の各コーナやヘッド部のポールの頂部に撮像装置の一部として本実施形態にかかる光学系を複数取り付けて、車内の表示装置に各光学系を経て撮影された画像を、立体撮像装置１０により画像処理を施して歪みを補正して同時に立体的に表示するようにしてもよい。
【０２００】
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、それぞれの実施形態の構成を適宜変更して構成した実施形態及び適宜組み合わ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。
【符号の説明】
【０２０１】
１…立体撮像光学系
２…撮像素子
３…配線
４…画像処理部
５…表示部
１０…立体撮像装置
２０…内視鏡
Ｇｆ…前群
Ｇｂ…後群
Ｇｄ…偏向群
Ｓ…絞り
Ｉ…像面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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