(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの撮影レンズからの視差を有する左右の被写体像を、１台のカメラで撮影する立体映像撮影において、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズを得る。【解決手段】立体映像撮影光学系は、被写体側から順に、変倍レンズ群１０１、開口絞り１０４、第１レンズ群１０５、第１反射部材１０６をそれぞれが有し、互いに光軸をずらして配置された一対の光学系と、一対の光学系からの被写体光を受光する第２レンズ群１０９と、一対の光学系からの被写体光を第２レンズ群に導く第２反射部材１０８と、第２反射部材よりも被写体側に配置され、一対の光学系から射出する一対の被写体光を交互に第２反射部材に導く切替手段１０７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体側から順に、変倍レンズ群、開口絞り、第１レンズ群、第１反射部材をそれぞれが有し、互いに光軸をずらして配置された一対の光学系と、
該一対の光学系のからの被写体光を受光する固定の第２レンズ群と、
該一対の光学系からの前記被写体光を前記第２レンズ群に導く第２反射部材と、
前記第２反射部材よりも被写体側に配置され、前記一対の光学系から射出する一対の前記被写体光を交互に前記第２反射部材に導く切替手段と
を備えることを特徴とする立体映像撮影光学系。
【請求項２】
光軸方向のレンズ厚みまたはレンズ間隔をｄ、前記レンズ厚みまたはレンズ間隔を満たす媒質のｄ線に対する屈折率をｎｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆｒ２とし、ｅ＝Σ（ｄ／ｎｄ）とするとき、
−０．０５０＜ｆｗ×（−１／ｅ＋１／ｆｒ２）＜０．０８０
を満足する、ことを特徴とする請求項１に記載の立体映像撮影光学系。
【請求項３】
前記第１反射部材と前記第２反射部材の少なくとも一方はプリズムであって、ｎｄｐを該プリズムのｄ線に対する屈折率とするとき、
１．４＜ｎｄｐ
を満足する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体映像撮影光学系。
【請求項４】
ｆｗを広角端における全系の焦点距離とし、ｆｒを前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離とするとき、
−０．１０＜ｆｗ／ｆｒ＜０．３０
を満足する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立体映像撮影光学系。
【請求項５】
前記一対の変倍レンズ群の光軸間距離をＤｐ、光軸方向のレンズ厚みまたはレンズ間隔をｄ、前記レンズ厚みまたはレンズ間隔を満たす媒質のｄ線に対する屈折率をｎｄ、ｅ＝Σ（ｄ／ｎｄ）とするとき、
０．６０＜ｅ／Ｄｐ＜１．２０
を満足する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体映像撮影光学系。
【請求項６】
前記一対の第１レンズ群それぞれの中の少なくとも１枚のレンズを光軸と垂直な面内で駆動させる駆動手段を有し、
該一対の第１レンズ群それぞれの中の少なくとも１枚のレンズを光軸と垂直な平面内で且つ該一対の変倍レンズ群の光軸を含む平面内において、互いに逆方向に同量だけ駆動させるよう該駆動手段を制御する制御手段と、
を有する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の立体映像撮影光学系。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の立体映像撮影光学系を備えたことを特徴とする立体映像撮影装置。
【請求項８】
請求項７に記載の立体映像撮影光学系と、該立体映像撮影光学系からの被写体光を受光する３つの撮像素子と、前記立体映像撮影光学系からの被写体光を前記３つの撮像素子それぞれに導く分解光学系とを有する、ことを特徴とする立体映像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ、放送用カメラなどを用いた立体映像撮影装置に用いられる立体映像撮影光学系及び該立体映像撮影装置に関し、特に、２つの撮影レンズからの視差を有する左右の被写体像を、１台のカメラで撮影する立体映像撮影装置に用いられる立体映像撮影光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、視差のついた左右の被写体像を撮影し、立体的な映像として鑑賞するための映像を撮影する装置について種々の提案が成されている。例えば、特許文献１では特に２つの撮影レンズからの視差を有する左右の被写体像を１台のカメラで撮影する立体映像撮影装置及び立体撮影専用ズームレンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０１９６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された従来技術では、変倍部よりも被写体側に絞りを配置して前玉径の増大を抑制し、人間の両眼視差（約６５ｍｍ）を確保している。しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、ズーミングに伴ってＦナンバーが大きくなるという問題に加え、広角化・高変倍化が困難であり、またＨＤ画質での鑑賞に堪え得る光学性能を得ることが困難であるという問題があった。
本発明の目的は、２つの撮影レンズからの視差を有する左右の被写体像を、１台のカメラで撮影する立体映像撮影において、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトで、ズーミングに伴うＦナンバーの変動を抑制した立体映像撮影光学系および立体映像撮像装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための、本発明の立体映像撮影光学系は、被写体側から順に、変倍レンズ群、開口絞り、第１レンズ群、第１反射部材をそれぞれが有し、互いに光軸をずらして配置された一対の光学系と、該一対の光学系からの被写体光を受光する第２レンズ群と、該一対の光学系からの前記被写体光を前記第２レンズ群に導く第２反射部材と、前記第２反射部材よりも被写体側に配置され、前記一対の光学系から射出する一対の前記被写体光を交互に前記第２反射部材に導く切替手段と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記の様な構成とすることで、互いに光軸をずらして配置された２つの撮影レンズからの視差を有する左右の被写体像を、１台のカメラで撮影する立体映像撮影において、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトで、ズーミングに伴うＦナンバーの変動を抑制した立体映像撮影光学系および立体映像撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明における立体映像撮影装置の構成を示す概略図
【図２】第１の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離無限遠に合焦時の光路図
【図３】（Ａ）第１の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離２ｍに合焦時の収差図、（Ｂ）第１の実施例における立体映像撮影光学系の中間焦点距離で被写体距離２ｍに合焦時の収差図、（Ｃ）第１の実施例における立体映像撮影光学系の望遠端で被写体距離２ｍに合焦時の収差図
【図４】第２の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離無限遠に合焦時の光路図
【図５】第２の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離２ｍに合焦時の収差図
【図６】第３の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離無限遠に合焦時の光路図
【図７】第３の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離２ｍに合焦時の収差図
【図８】第４の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離無限遠に合焦時の光路図
【図９】第４の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離２ｍに合焦時の収差図
【図１０】第５の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離無限遠に合焦時の光路図
【図１１】第５の実施例における立体映像撮影光学系の広角端で被写体距離２ｍに合焦時の収差図
【図１２】液晶シャッターおよび偏光ビームスプリッターの概略図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に関わる立体映像撮影光学系を含む立体映像撮影装置の概略図である。
【実施例１】
【０００９】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、立体映像撮影装置（立体映像撮影光学系）の概略構成について説明する。
【００１０】
本実施例の立体映像撮影装置は、視差を有する被写体像を撮影するため、互いに光軸をずらして配置された左右一対の光学系である変倍レンズ群１０１と、左右の映像を結合する光学系である映像結合部１０２と、レンズ交換式の撮像カメラ１０３とから構成される。左右一対の変倍レンズ群１０１はそれぞれ開口絞り１０４を有する。映像結合部１０２は、左右一対のレンズ群１０５、光軸を偏向させる左右一対の反射部材１０６、左右の映像を時分割により交互に切り替えて透過させる手段としての切替部材（映像切替手段）１０７、光軸を偏向し左右それぞれの変倍レンズ群の光軸を後述する像面側に配置されたレンズ群１０９の光軸に一致させる反射部材１０８、レンズ群１０９を有する。反射部材１０６は全反射ミラーやプリズム等により構成され、切替部材１０７、液晶シャッター、メカニカルシャッター等で構成され、反射部材１０８は、偏光ビームスプリッタープリズムやハーフミラープリズム等により構成される。また、映像結合部１０２は、カメラを着脱自在に取り付ける手段としての取り付け部材１１０を有する。撮像カメラ１０３は、光学系を経て到達する被写体光を受光する撮像部１１１を含む。撮像部１１１は、撮像素子が１つの場合には撮像素子を、３色に対応して３つの撮像素子を用いる場合には被写体光を分解（色分解）する色分解光学系と、３つの撮像素子を含んでいる。ここで、撮像素子としては、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、撮像管等が考えられ、またそれらの撮像素子の直前には赤外線を遮るフィルタや紫外線を遮るフィルタや光量調節用のNDフィルタ等を配置しても良い。
実際の撮影時には、切替部材１０７を駆動して左右の被写体像の光束を時分割で交互に透過させ、それぞれの光束を独立に撮像部１１１へと導く必要がある。
【００１１】
以下、切替部材１０７が液晶シャッターである場合の具体的な構成と動作手順を説明する。この場合、透過した光束の偏光状態が互いに直交するように駆動制御を行うのが好ましい。以下説明のため、右側のレンズから入射した光束（以後、右側光束と記載する）をｓ偏光、左側のレンズから入射した光束（以後、左側光束と記載する）をｐ偏光であるとする。
【００１２】
図１２は、切替部材１０７としての液晶シャッターと、反射部材１０８としての偏光ビームスプリッタープリズムを表した概略図である。液晶シャッターは、右側光束をｓ偏光として透過または遮断する液晶シャッター１０７Ｒと、左側光束をｐ偏光として透過または遮断する液晶シャッター１０７Ｌを有する。偏光ビームスプリッタープリズム１０８において、面Ｒｓはｓ偏光のみを反射し、面Ｒｐはｐ偏光のみを反射する。即ち、液晶シャッター１０７Ｒを透過したｓ偏光の右側光束（実線矢印）が面Ｒｓでのみ反射され、液晶シャッター１０７Ｌを透過したｐ偏光の左側光束（点線矢印）が面Ｒｐでのみ反射される。このとき、偶数（奇数）フレームでは右側の光束を透過させると同時に左側の光束を遮断し、奇数（偶数）フレームでは左側の光束を透過させると同時に右側の光束を遮断する、という動作を行うのが好ましい。以上のような構成により、左右の被写体像を交互に独立して撮像部１１１へ導くことができる。
以上の様な構成を取ることにより、２つの撮影レンズからの視差を有する左右の被写体像を、１台のカメラで撮影することのできる立体撮影専用ズームレンズおよび立体映像撮影装置を提供できる。
【００１３】
以下、図２を参照して、本発明の第１の実施例である立体映像撮影装置の詳細な構成について説明する。
【００１４】
立体映像撮影装置は、左右一対の変倍レンズ群２０１、左右一対の開口絞り２０２、左右一対の第１レンズ群２０３、光軸を偏向させるための左右一対の第１反射部材２０４、左右の被写体像を時分割により交互に切り替えて透過させる手段としての左右一対のシャッター２０５、光軸を偏向し、左右の被写体像の光軸を一致させるための第２反射部材２０６を有する。尚、左右一対のシャッター２０５は、第２反射部材２０６よりも被写体側に配置される。立体映像撮影装置は、左右のレンズ系から入射した光束に対する光路が第２反射部材２０６によって一致した後の光路に、左右のレンズ系で共通となる第２レンズ群２０７、色分解光学系２０８、撮像面２０９が配置される。
【００１５】
さらに、第１レンズ群２０３は被写体側から順に１枚の正レンズ、１枚の正レンズと１枚の負レンズとを有する接合レンズから構成されている。同様に、第２レンズ群２０７は不動で固定のレンズ群であって、被写体側から順に１枚の正レンズ、１枚の正レンズと１枚の負レンズとを有する接合レンズ、１枚の正レンズから構成されている。
【００１６】
ＣＣＤなど固体撮像素子の光量低下や色分解光学系におけるホワイトシェーディングを低減するため、射出瞳位置は撮像面２０９から遠くに取り、像側テレセントリックな光学系とすることが好ましい。
また一眼レフカメラや色分解光学系を含むカメラなどの撮像装置においては、交換レンズには比較的長いバックフォーカスが必要とされる。そのような場合、本発明のズームレンズも同様に比較的長いバックフォーカスを持っていることが好ましい。
【００１７】
立体映像撮影時には、被写体距離に応じて左右の変倍レンズ群の輻輳角が調整可能であることが望ましい。従って、左右の変倍レンズ群２０１の光軸角度を互いに逆方向に同量だけ変化させるため、第１レンズ群の少なくとも１枚のレンズを、光軸と垂直な面内で且つ左右一対の変倍レンズ群１０１両方の光軸を含む平面内において、互いに逆方向に同量だけ駆動させる手段としての可動機構及びそのように駆動させるための制御手段を設けていることが好ましい。（左右一対の変倍レンズ群の互いの光軸間距離の方向において上記の様に構成されるズームレンズは、以下に示す条件式（１）で規定される数値範囲を満足する。
−０．０５０＜ｆｗ×（−１／ｅ＋１／ｆｒ２）＜０．０８０  ・・・（１）
ここで、ｅは開口絞り２０２から前記第２レンズ群２０７第１面までの空気換算間隔であり、光軸方向のレンズ厚みまたはレンズ間隔をｄ、各間隔を満たす媒質のｄ線における屈折率をｎｄとしたとき、
ｅ＝Σ（ｄ／ｎｄ）
で表される。ｆｗは広角端における焦点距離、ｆｒ２は第２レンズ群２０７の焦点距離であり、条件式（１）は第２レンズ群２０７の焦点距離範囲について規定している。
射出瞳位置（即ち開口絞りの像）を撮像面から遠方に位置させるには、第２レンズ群２０７の焦点距離ｆｒ２を、開口絞り２０２から第２レンズ群２０７第１面までの空気換算間隔ｅに近づけることで実現できる。
【００１８】
図２に示される左右一対の変倍レンズ群２０１の光軸間距離Ｄｐの設定により、視聴時の立体感が異なってくる。人間の両眼視差（光軸間距離）が約65mmであるが、それより大きければ視聴時の立体感は実際よりも誇張されて感じられ、小さければ立体感は実際より小さく感じられる。
【００１９】
条件式（１）の下限の条件が満足されないと、良好な光学性能を保ちながら適切な光軸間距離を確保することが困難となる。条件式（１）の上限の条件が満足されないと、良好な光学性能を保ちながら射出瞳位置を撮像面から遠くに維持することが困難となる。なお、条件式（１）は、
−０．０２０＜ｆｗ×（−１／ｅ＋１／ｆｒ２）＜０．０４０  ・・・（１ａ）
を満足するとさらに好ましい。
上記の様に構成されるズームレンズは、以下に示す条件式（２）で規定される数値範囲を満足する。
１．４＜ｎｄｐ  ・・・（２）
第１反射部材２０４と第２反射部材２０６の内、少なくとも一方は光学ガラス材料等から成るプリズムにより構成されており、ｎｄｐはプリズムのｄ線における屈折率を表わす。
【００２０】
本発明の第１の実施例においては、第１反射部材２０４の反射面と第２反射部材２０６の反射面との光軸上の間隔を光軸間距離Ｄｐの半分に設定し、適切な両眼視差を得ている。
【００２１】
上記の様な構成を実現するには、開口絞り２０２と第２レンズ群２０７第１面までの間隔は通常の２Ｄ撮影用レンズに比べて大きく取る必要がある。しかし、反射部材として全反射ミラーを用いて上記間隔を広げると、第２レンズ群２０７の径が大きくなり、良好な光学性能を保ちながら射出瞳位置を撮像面から遠くに維持し、かつ必要なバックフォーカスを確保することは困難となる。
【００２２】
上記問題に対し、第１反射部材２０４と第２反射部材２０６の内少なくとも一方をガラス材料等から成るプリズムにより構成することにより、ｅ＝ｄ／ｎｄで表わされる空気換算間隔を大きく伸ばすことなく適切な光軸間距離を得ることができる。ただし、ｄは実間隔、ｎｄはｄ線における屈折率を表わす。
【００２３】
条件式（２）の下限の条件が満足されないと、良好な光学性能を保ちながら射出瞳位置を撮像面から遠くに維持し、必要なバックフォーカスを確保することは困難となる。尚、条件式（２）は、
１．５＜ｎｄｐ＜２．３  ・・・（２ａ）
を満足するとさらに好ましい。
上記の様に構成されるズームレンズは、以下に示す条件式（３）で規定される数値範囲を満足する。
−０．１０＜ｆｗ／ｆｒ＜０．３０  ・・・（３）
ここで、ｆｒは第１レンズ群２０３と第２レンズ群２０７の合成焦点距離であり、条件式（３）は広角端の光学系全系の焦点距離ｆｗに対するｆｒの範囲を規定している。
【００２４】
ｆｗがｆｒに比べ小さく条件式（３）の下限の条件が満足されないと、良好な光学性能を保ちながら必要なバックフォーカスを確保することが困難となる。逆にｆｗがｆｒに比べ大きく条件式（３）の上限の条件が満足されないと、全長が長くなることに加え第２レンズ群２０７の径が大きくなり、コンパクト化が困難となる。尚、条件式（３）は、
−０．０４＜ｆｗ／ｆｒ＜０．２３  ・・・（３ａ）
を満足するとさらに好ましい。
上記の様な装置構成と条件式を満足することにより、本発明における実施例１は、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズおよび立体映像撮像装置を提供することが可能となる。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施例（数値実施例１）である立体映像撮影光学系についての広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図３（Ａ）は、数値実施例１の広角端における被写体距離２ｍの物体に合焦しているときの縦収差図である。図３（Ｂ）は、数値実施例１の中間焦点距離における被写体距離2mの物体に合焦しているときの縦収差図である。図３（Ｃ）は、数値実施例１の望遠端における被写体距離2mの物体に合焦しているときの縦収差図である。球面収差は0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は５％、倍率色収差は、0.05mmのスケールで描かれている。尚、以下に説明する各実施例でも、収差図のスケールは同一としてある。
【００２６】
実施例１に対応する数値実施例１は、焦点距離や空気換算間隔などの値を条件式（１）〜（３）に代入すると表１の実施例１の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても共に満足している。尚、数値実施例１では光軸間距離が人間の両眼視差と丁度等しく、Dp=65mm とした。これにより、数値実施例１は、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズを実現している。
【実施例２】
【００２７】
以下、本発明の第２の実施例の立体映像撮影光学系について説明する。
尚、本実施例の立体映像撮影装置の構成は第１の実施例と全く同一である。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施例（数値実施例２）である立体映像撮影光学系についての広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図５は、数値実施例２の広角端における被写体距離２ｍの物体に合焦しているときの縦収差図である。尚、変倍レンズ群が実施例１と全く同じであり諸収差のズーミングによる変動も同じであるため、中間焦点距離、望遠端における収差図は割愛してある。
【００２９】
第２の実施例に対応する数値実施例２は、焦点距離や空気換算間隔などの値を条件式（１）〜（３）に代入すると表１の実施例２の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても共に満足している。これにより、数値実施例２は、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズを実現している。尚、数値実施例２は数値実施例１と比較して左右の変倍レンズ群の光軸間距離が大きく、Dp=70mmとなっている。
【実施例３】
【００３０】
以下、本発明の第３の実施例の立体映像撮影光学系について説明する。
尚、本実施例の立体映像撮影装置の構成は第１の実施例と全く同一である。
【００３１】
図６は、本発明の第３の実施例（数値実施例３）であるレンズ系についての広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図７は、数値実施例３の広角端における被写体距離２ｍの物体に合焦しているときの縦収差図である。尚、変倍レンズ群が実施例１と全く同じであり諸収差のズーミングによる変動も同じであるため、中間焦点距離、望遠端における収差図は割愛してある。
【００３２】
第３の実施例に対応する数値実施例３は、焦点距離や空気換算間隔などの値を条件式（１）〜（３）に代入すると表１の実施例３の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（１ａ）（２ａ）および（３ａ）についても共に満足している。これにより、数値実施例３は、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズを実現している。尚、数値実施例３は数値実施例１と比較して左右の変倍レンズ群の光軸間距離が小さく、Dp=61mmとなっている。
【実施例４】
【００３３】
以下、本発明の第４の実施例の立体映像撮影光学系について説明する。
本発明の第４の実施例は、１つの撮像素子が使用され色分解光学系を含まないことを除き、第１の実施例〜第３の実施例と装置構成は同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００３４】
１つの撮像素子を使用する光学系の場合は、色分解光学系によるホワイトシェーディングを考慮する必要がないため、３つの撮像素子を使用する光学の場合に比べて、射出瞳位置を撮像面から遠くに位置させる必然性は少なくなる。
上記の様に構成される立体映像撮影光学系は、以下に示す条件式（４）で規定される数値範囲を満足する。
０．６０＜ｅ／Ｄｐ＜１．２０  ・・・（４）
【００３５】
図８は、本発明の第４の実施例（数値実施例４）であるレンズ系についての広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図８において、Ｄｐは左右の変倍レンズ群２０１間の光軸間距離、ｅは開口絞り２０２から前記第２レンズ群２０７の第１面までの空気換算間隔であり、光軸方向のレンズ厚みまたはレンズ間隔をｄ、各間隔を満たす媒質のｄ線における屈折率をｎｄとしたとき、
ｅ＝Σ（ｄ／ｎｄ）
で表わされる。
ｅが光軸間距離Ｄｐに比べ小さく条件式（４）の下限の条件が満足されないと、良好な光学性能を保ちながら必要なバックフォーカスを確保することが困難となる。逆にｅが光軸間距離Ｄｐに比べ大きく条件式（４）の上限の条件が満足さないと、全長が長くなることに加え第２レンズ群２０７の径が大きくなり、コンパクト化が困難となる。なお、条件式（４）は、
０．８０＜ｅ／Ｄｐ＜１．００  ・・・（４ａ）
を満足するとさらに好ましい。
上記の様に構成される立体映像撮影光学系は、以下に示す条件式（５）で規定される数値範囲を満足する。
−０．１０＜ｆｗ／ｆｒ＜０．３０  ・・・（５）
【００３６】
ｆｒは第１レンズ群２０３と第２レンズ群２０７の合成焦点距離であり、条件式（５）は広角端の光学系全系の焦点距離ｆｗに対するｆｒの範囲を規定している。広角端の焦点距離ｆｗが合成焦点距離ｆｒに比べ小さく条件式（５）の下限の条件が満足されないと、良好な光学性能を保ちながら必要なバックフォーカスを確保することが困難となる。逆に広角端の焦点距離ｆｗが合成焦点距離ｆｒに比べ大きく条件式（５）の上限の条件が満足されないと、全長が長くなることに加え第２レンズ群２０７の径が大きくなり、コンパクト化が困難となる。なお、条件式（５）は、
−０．０４＜ｆｗ／ｆｒ＜０．２３  ・・・（５ａ）
を満足するとさらに好ましい。
【００３７】
図９は、数値実施例４の広角端における被写体距離２ｍの物体に合焦しているときの縦収差図である。尚、変倍レンズ群が第１の実施例と全く同じであり諸収差のズーミングによる変動も同じであるため、中間焦点距離、望遠端における収差図は割愛してある。
【００３８】
第４の実施例に対応する数値実施例４は、焦点距離や空気換算間隔などの値を条件式（４）、（５）に代入すると表２の実施例４の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（４ａ）、（５ａ）についても共に満足している。これにより、数値実施例４は、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズを実現している。尚、数値実施例４は左右の変倍レンズ群の光軸間距離Dp=82.6mmとなっている。
【実施例５】
【００３９】
以下、本発明の第５の実施例の立体映像撮影光学系について説明する。
尚、本実施例の立体映像撮影装置の構成は第４の実施例と全く同一である。
【００４０】
図１０は、本発明の第５の実施例（数値実施例５）であるレンズ系についての広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図１１は、数値実施例５の広角端における被写体距離２ｍの物体に合焦しているときの縦収差図である。尚、変倍レンズ群が第１の実施例と全く同じであり諸収差のズーミングによる変動も同じであるため、中間焦点距離、望遠端における収差図は割愛してある。
【００４１】
第５の実施例に対応する数値実施例５は、焦点距離や空気換算間隔などの値を条件式（４）、（５）に代入すると表２の実施例５の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。また、更に好ましい数値範囲の条件式（４ａ）、（５ａ）についても共に満足している。これにより、数値実施例５は、ＨＤ画質を実現した高倍率かつコンパクトな立体撮影専用ズームレンズを実現している。
数値実施例５は数値実施例４と比較して左右の変倍レンズ群の光軸間距離Dpが小さく、Dp=52.7mmとなっている。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００４２】
以下に、第１の実施例から第５の実施例に対応する数値実施例１〜５を示す。
ここで非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。
【数１】
2013222177.tif 000003
で表される。又、例えば「ｅ−Ｚ」は「×１０−Ｚ」を意味する。面番号後の＊印は非球面であることを示している。各実施例と前述した条件式との対応を表１に示す。
【００４３】
（数値実施例１）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*       117.056    2.20   1.88300    40.8       47.81
2         31.946    9.06                         41.17
3       -171.746    1.60   1.72916    54.7       41.04
4        105.485    9.44                         40.47
5         74.301    3.83   1.78472    25.7       41.31
6        317.265    1.91                         40.99
7        264.773    3.79   1.49700    81.5       41.00
8       -144.020    2.84                         41.06
9        117.356    1.50   1.84666    23.8       40.53
10         61.533    0.47                         39.89
11         70.848    4.64   1.59240    68.3       39.89
12       -696.250    9.59                         39.75
13*       191.986    1.50   1.76182    26.5       38.02
14         54.893    0.09                         37.50
15         54.463    7.46   1.59240    68.3       37.55
16        -71.343    0.20                         37.43
17*        48.139    3.70   1.77250    49.6       34.69
18        141.377  (可変)                         33.79
19         36.419    0.80   1.88300    40.8       18.64
20         14.224    3.67                         16.56
21        -69.792    0.75   1.81600    46.6       16.27
22         26.160    1.22                         15.83
23         23.051    3.14   1.80809    22.8       16.12
24       -175.702    1.36                         15.78
25        -22.623    0.75   1.72916    54.7       15.72
26        -44.141  (可変)                         15.79
27        -27.314    0.75   1.72916    54.7       13.30
28         36.648    2.40   1.80809    22.8       13.97
29       1341.336  (可変)                         14.43
30(絞り)    ∞       0.80                         15.21
31       -971.928    2.15   1.58913    61.1       15.59
32        -32.888    0.20                         15.97
33         63.157    3.21   1.56732    42.8       16.33
34        -23.440    1.20   2.00069    25.5       16.37
35        -46.472    1.00                         16.73
36          ∞      21.00   1.51633    64.1       21.00
37          ∞       9.50                         21.00
38          ∞       1.00   1.51633    64.1       21.00
39          ∞       1.00                         21.00
40          ∞      21.00   1.51633    64.1       21.00
41          ∞       3.76                         20.80
42        409.377    4.37   1.61772    49.8       21.70
43        -37.644    3.28                         22.01
44         99.866    3.68   1.49700    81.5       20.99
45        -29.593    1.20   2.00330    28.3       20.75
46       -229.259    0.20                         20.89
47         39.589    2.48   1.48749    70.2       20.90
48        437.983    4.00                         20.69
49          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
50          ∞      13.20   1.51633    64.2       40.00
51          ∞       8.00                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 4.00216e+000  A 4= 7.76469e-007  A 6=-1.30548e-009  A 8= 7.58224e-013  A10=-1.04402e-016  A12=-1.69476e-019  
第13面
K = 3.73863e+000  A 4=-6.86678e-008  A 6= 5.79669e-010  A 8= 4.85219e-013  A10=-3.34626e-016  A12=-1.61505e-018  
第17面
K =-5.72422e-001  A 4= 2.75546e-007  A 6=-2.32620e-010  A 8=-3.02986e-012  A10= 2.28464e-015  A12= 9.78442e-019  
各種データ
ズーム比      6.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.83    23.49    52.46  
Fナンバー      2.88     2.88     2.89  
画角          35.09    13.18     5.99  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   259.27   259.27   259.27  
BF             8.00     8.00     8.00  
d18            1.01    25.73    36.21  
d26           36.62     9.56     3.60  
d29            3.75     6.10     1.57  
入射瞳位置    32.73    58.51    87.84  
射出瞳位置   476.40   476.40   476.40  
前側主点位置  40.69    83.18   146.17  
後側主点位置   0.17   -15.49   -44.46  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      35.00        63.82        40.47         25.62
2   19     -17.48        11.69         1.81         -7.18
3   27     -39.80         3.15         0.00         -1.75
4   30      49.76       131.23        54.36       -111.86
【００４４】
（数値実施例２）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*       117.056    2.20   1.88300    40.8       47.81
2         31.946    9.06                         41.17
3       -171.746    1.60   1.72916    54.7       41.04
4        105.485    9.44                         40.47
5         74.301    3.83   1.78472    25.7       41.31
6        317.265    1.91                         40.99
7        264.773    3.79   1.49700    81.5       40.99
8       -144.020    2.84                         41.18
9        117.356    1.50   1.84666    23.8       41.40
10         61.533    0.47                         40.94
11         70.848    4.64   1.59240    68.3       40.94
12       -696.250    9.59                         40.92
13*       191.986    1.50   1.76182    26.5       41.55
14         54.893    0.09                         41.27
15         54.463    7.46   1.59240    68.3       41.34
16        -71.343    0.20                         41.35
17*        48.139    3.70   1.77250    49.6       38.78
18        141.377  (可変)                         38.21
19         36.419    0.80   1.88300    40.8       18.64
20         14.224    3.67                         16.56
21        -69.792    0.75   1.81600    46.6       16.27
22         26.160    1.22                         15.83
23         23.051    3.14   1.80809    22.8       16.12
24       -175.702    1.36                         15.78
25        -22.623    0.75   1.72916    54.7       15.72
26        -44.141  (可変)                         15.79
27        -27.314    0.75   1.72916    54.7       13.30
28         36.648    2.40   1.80809    22.8       13.97
29       1341.336  (可変)                         14.43
30(絞り)    ∞       0.80                         15.21
31       -305.963    2.31   1.58913    61.1       15.56
32        -26.875    0.20                         15.95
33         54.618    3.09   1.56732    42.8       16.28
34        -26.577    1.20   2.00069    25.5       16.27
35        -65.537    2.83                         16.53
36          ∞      25.00   1.51633    64.1       25.00
37          ∞       8.00                         25.00
38          ∞       1.00   1.51633    64.1       25.00
39          ∞       1.00                         25.00
40          ∞      25.00   1.51633    64.1       25.00
41          ∞       8.99                         22.11
42        -57.866    2.35   1.61772    49.8       23.91
43        -31.369    5.00                         24.26
44        126.281    6.31   1.49700    81.5       24.12
45        -27.855    1.20   2.00330    28.3       23.89
46        -73.730    3.17                         24.42
47         34.358    3.38   1.48749    70.2       24.62
48        784.646    4.00                         24.35
49          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
50          ∞      13.20   1.51633    64.2       40.00
51          ∞       8.00                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 4.00216e+000  A 4= 7.76469e-007  A 6=-1.30548e-009  A 8= 7.58224e-013  A10=-1.04402e-016  A12=-1.69476e-019  
第13面
K = 3.73863e+000  A 4=-6.86678e-008  A 6= 5.79669e-010  A 8= 4.85219e-013  A10=-3.34626e-016  A12=-1.61505e-018  
第17面
K =-5.72422e-001  A 4= 2.75546e-007  A 6=-2.32620e-010  A 8=-3.02986e-012  A10= 2.28464e-015  A12= 9.78442e-019  
各種データ
ズーム比      6.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.83    23.49    52.46  
Fナンバー      2.88     2.88     2.89  
画角          35.09    13.18     5.99  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   279.07   279.07   279.07  
BF             8.00     8.00     8.00  
d18            1.01    25.73    36.21  
d26           36.62     9.56     3.60  
d29            3.75     6.10     1.57  
入射瞳位置    32.73    58.51    87.84  
射出瞳位置   109.95   109.95   109.95  
前側主点位置  41.16    87.41   167.29  
後側主点位置   0.17   -15.49   -44.46  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      35.00        63.82        40.47         25.62
2   19     -17.48        11.69         1.81         -7.18
3   27     -39.80         3.15         0.00         -1.75
4   30     107.68       151.03       153.40       -251.39
【００４５】
（数値実施例３）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*       117.056    2.20   1.88300    40.8       47.81
2         31.946    9.06                         41.17
3       -171.746    1.60   1.72916    54.7       41.04
4        105.485    9.44                         40.47
5         74.301    3.83   1.78472    25.7       41.31
6        317.265    1.91                         40.99
7        264.773    3.79   1.49700    81.5       40.99
8       -144.020    2.84                         41.18
9        117.356    1.50   1.84666    23.8       41.40
10         61.533    0.47                         40.94
11         70.848    4.64   1.59240    68.3       40.94
12       -696.250    9.59                         40.92
13*       191.986    1.50   1.76182    26.5       41.55
14         54.893    0.09                         41.27
15         54.463    7.46   1.59240    68.3       41.34
16        -71.343    0.20                         41.35
17*        48.139    3.70   1.77250    49.6       38.78
18        141.377  (可変)                         38.21
19         36.419    0.80   1.88300    40.8       18.64
20         14.224    3.67                         16.56
21        -69.792    0.75   1.81600    46.6       16.27
22         26.160    1.22                         15.83
23         23.051    3.14   1.80809    22.8       16.12
24       -175.702    1.36                         15.78
25        -22.623    0.75   1.72916    54.7       15.72
26        -44.141  (可変)                         15.79
27        -27.314    0.75   1.72916    54.7       13.30
28         36.648    2.40   1.80809    22.8       13.97
29       1341.336  (可変)                         14.43
30(絞り)    ∞       0.80                         15.21
31       -240.551    2.01   1.58913    61.1       15.54
32        -34.190    0.20                         15.94
33         50.859    3.41   1.56732    42.8       16.40
34        -22.716    1.20   2.00069    25.5       16.44
35        -44.188    1.00                         16.82
36          ∞      17.00   1.51633    64.1       17.00
37          ∞      10.00                         17.00
38          ∞       1.00   1.51633    64.1       20.00
39          ∞       1.00                         20.00
40          ∞      20.00   1.51633    64.1       20.00
41          ∞       1.39                         20.01
42        178.351    2.97   1.61772    49.8       20.39
43        -37.981    1.50                         20.51
44         52.601    3.67   1.49700    81.5       19.74
45        -32.556    1.20   2.00330    28.3       19.41
46      -4912.123    0.20                         19.34
47         50.669    1.86   1.48749    70.2       19.27
48        175.747    4.00                         19.07
49          ∞      33.00   1.60859    46.4       40.00
50          ∞      13.20   1.51633    64.2       40.00
51          ∞       8.00                         40.00
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 4.00216e+000  A 4= 7.76469e-007  A 6=-1.30548e-009  A 8= 7.58224e-013  A10=-1.04402e-016  A12=-1.69476e-019  
第13面
K = 3.73863e+000  A 4=-6.86678e-008  A 6= 5.79669e-010  A 8= 4.85219e-013  A10=-3.34626e-016  A12=-1.61505e-018  
第17面
K =-5.72422e-001  A 4= 2.75546e-007  A 6=-2.32620e-010  A 8=-3.02986e-012  A10= 2.28464e-015  A12= 9.78442e-019  
各種データ
ズーム比      6.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.83    23.49    52.46  
Fナンバー      2.88     2.88     2.89  
画角          35.09    13.18     5.99  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   248.65   248.65   248.65  
BF             8.00     8.00     8.00  
d18            1.01    25.73    36.21  
d26           36.62     9.56     3.60  
d29            3.75     6.10     1.57  
入射瞳位置    32.73    58.51    87.84  
射出瞳位置  -767.52  -767.52  -767.52  
前側主点位置  40.48    81.29   136.75  
後側主点位置   0.17   -15.49   -44.46  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      35.00        63.82        40.47         25.62
2   19     -17.48        11.69         1.81         -7.18
3   27     -39.80         3.15         0.00         -1.75
4   30      40.13       120.61        37.89        -88.66
【００４６】
（数値実施例４）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*       117.056    2.20   1.88300    40.8       47.79
2         31.946    9.06                         41.15
3       -171.746    1.60   1.72916    54.7       41.03
4        105.485    9.44                         40.46
5         74.301    3.83   1.78472    25.7       41.30
6        317.265    1.91                         40.97
7        264.773    3.79   1.49700    81.5       40.98
8       -144.020    2.84                         41.16
9        117.356    1.50   1.84666    23.8       41.39
10         61.533    0.47                         40.93
11         70.848    4.64   1.59240    68.3       40.92
12       -696.250    9.59                         40.90
13*       191.986    1.50   1.76182    26.5       41.54
14         54.893    0.09                         41.25
15         54.463    7.46   1.59240    68.3       41.33
16        -71.343    0.20                         41.33
17*        48.139    3.70   1.77250    49.6       38.77
18        141.377  (可変)                         38.20
19         36.419    0.80   1.88300    40.8       18.64
20         14.224    3.67                         16.55
21        -69.792    0.75   1.81600    46.6       16.26
22         26.160    1.22                         15.83
23         23.051    3.14   1.80809    22.8       16.12
24       -175.702    1.36                         15.78
25        -22.623    0.75   1.72916    54.7       15.72
26        -44.141  (可変)                         15.79
27        -27.314    0.75   1.72916    54.7       13.30
28         36.648    2.40   1.80809    22.8       13.97
29       1341.336  (可変)                         14.43
30(絞り)    ∞       0.80                         15.21
31        200.685    2.65   1.58913    61.1       15.68
32        -25.476    0.20                         16.02
33        157.024    2.99   1.56732    42.8       16.12
34        -21.322    1.20   2.00069    25.5       16.12
35        -49.309   44.80                         16.48
36          ∞       1.00   1.51633    64.1       27.00
37          ∞       1.00                         27.00
38          ∞      27.00   1.51633    64.1       27.00
39          ∞       8.64                         26.55
40       -690.588    3.91   1.61772    49.8       28.52
41        -39.838    5.00                         28.74
42        170.261    6.78   1.49700    81.5       26.89
43        -29.435    1.20   2.00330    28.3       26.25
44       -126.481    5.00                         26.63
45         28.288    5.71   1.48749    70.2       26.62
46        144.373   35.23                         25.61
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 4.00216e+000  A 4= 7.76469e-007  A 6=-1.30548e-009  A 8= 7.58224e-013  A10=-1.04402e-016  A12=-1.69476e-019  
第13面
K = 3.73863e+000  A 4=-6.86678e-008  A 6= 5.79669e-010  A 8= 4.85219e-013  A10=-3.34626e-016  A12=-1.61505e-018  
第17面
K =-5.72422e-001  A 4= 2.75546e-007  A 6=-2.32620e-010  A 8=-3.02986e-012  A10= 2.28464e-015  A12= 9.78442e-019  
各種データ
ズーム比      6.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.83    23.49    52.46  
Fナンバー      2.88     2.88     2.89  
画角          35.09    13.18     5.99  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   273.15   273.15   273.15  
d18            1.01    25.73    36.21  
d26           36.62     9.56     3.60  
d29            3.75     6.10     1.57  
入射瞳位置    32.73    58.51    87.84  
射出瞳位置    92.60    92.60    92.60  
前側主点位置  41.63    91.62   188.27  
後側主点位置  27.40    11.74   -17.23  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      35.00        63.82        40.47         25.62
2   19     -17.48        11.69         1.81         -7.18
3   27     -39.80         3.15         0.00         -1.75
4   30    -688.09       117.88     -1207.23       1692.70
【００４７】
（数値実施例５）
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1*       117.056    2.20   1.88300    40.8       47.90
2         31.946    9.06                         41.23
3       -171.746    1.60   1.72916    54.7       41.12
4        105.485    9.44                         40.55
5         74.301    3.83   1.78472    25.7       41.39
6        317.265    1.91                         41.07
7        264.773    3.79   1.49700    81.5       41.07
8       -144.020    2.84                         41.25
9        117.356    1.50   1.84666    23.8       41.48
10         61.533    0.47                         41.02
11         70.848    4.64   1.59240    68.3       41.01
12       -696.250    9.59                         40.99
13*       191.986    1.50   1.76182    26.5       41.60
14         54.893    0.09                         41.32
15         54.463    7.46   1.59240    68.3       41.40
16        -71.343    0.20                         41.40
17*        48.139    3.70   1.77250    49.6       38.83
18        141.377  (可変)                         38.26
19         36.419    0.80   1.88300    40.8       18.67
20         14.224    3.67                         16.58
21        -69.792    0.75   1.81600    46.6       16.29
22         26.160    1.22                         15.85
23         23.051    3.14   1.80809    22.8       16.14
24       -175.702    1.36                         15.80
25        -22.623    0.75   1.72916    54.7       15.74
26        -44.141  (可変)                         15.81
27        -27.314    0.75   1.72916    54.7       13.30
28         36.648    2.40   1.80809    22.8       13.97
29       1341.336  (可変)                         14.43
30(絞り)    ∞       0.80                         15.21
31       -241.271    2.05   1.58913    61.1       15.54
32        -32.795    0.20                         15.94
33         48.829    3.53   1.56732    42.8       16.39
34        -21.618    1.20   2.00069    25.5       16.42
35        -47.876    1.01                         16.83
36          ∞      20.00   1.51633    64.1       20.00
37          ∞       4.37                         20.00
38          ∞       1.00   1.51633    64.1       20.00
39          ∞       1.00                         20.00
40          ∞      20.00   1.51633    64.1       20.00
41          ∞       1.01                         19.84
42        154.479    4.05   1.61772    49.8       20.16
43        -38.700    5.00                         20.40
44         47.960    5.49   1.49700    81.5       19.07
45        -30.052    1.20   2.00330    28.3       18.28
46        395.519    4.09                         18.22
47         38.801    3.90   1.48749    70.2       18.23
48        230.088   34.83                         17.77
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 4.00216e+000  A 4= 7.76469e-007  A 6=-1.30548e-009  A 8= 7.58224e-013  A10=-1.04402e-016  A12=-1.69476e-019  
第13面
K = 3.73863e+000  A 4=-6.86678e-008  A 6= 5.79669e-010  A 8= 4.85219e-013  A10=-3.34626e-016  A12=-1.61505e-018  
第17面
K =-5.72422e-001  A 4= 2.75546e-007  A 6=-2.32620e-010  A 8=-3.02986e-012  A10= 2.28464e-015  A12= 9.78442e-019  
各種データ
ズーム比      6.70 
広角     中間     望遠
焦点距離       7.83    23.49    52.46  
Fナンバー      2.88     2.88     2.89  
画角          35.09    13.18     5.99  
像高           5.50     5.50     5.50  
レンズ全長   234.78   234.78   234.78  
BF            34.83    34.83    34.83  
d18            1.01    25.73    36.21  
d26           36.62     9.56     3.60  
d29            3.75     6.10     1.57  
入射瞳位置    32.73    58.51    87.84  
射出瞳位置  -552.34  -552.34  -552.34  
前側主点位置  40.46    81.06   135.61  
後側主点位置  27.00    11.34   -17.63  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1      35.00        63.82        40.47         25.62
2   19     -17.48        11.69         1.81         -7.18
3   27     -39.80         3.15         0.00         -1.75
4   30      39.21        79.90        36.32        -59.62
【００４８】
【表１】
2013222177.tif 000004
【００４９】
【表２】
2013222177.tif 000005
【符号の説明】
【００５０】
１０１  変倍レンズ群
１０２  映像結合部
１０４  開口絞り
１０５  第１レンズ群
１０６  第１反射部材
１０７  映像切替手段
１０８  第２反射部材
１０９  第２レンズ群
【図１】
2013222177.tif 000006
【図２】
2013222177.tif 000007
【図３】
2013222177.tif 000008
【図４】
2013222177.tif 000009
【図５】
2013222177.tif 000010
【図６】
2013222177.tif 000011
【図７】
2013222177.tif 000012
【図８】
2013222177.tif 000013
【図９】
2013222177.tif 000014
【図１０】
2013222177.tif 000015
【図１１】
2013222177.tif 000016
【図１２】
2013222177.tif 000017