(57)【要約】【課題】対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸からずれていても、撮像素子で得られる画像において生じる明るさのムラを抑制した撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、第１光路形成光学系OP1と第２光路形成光学系OP2と、第１光路形成光学系OP1及び第２光路形成光学系OP2の結像位置に配置された撮像素子２１と、を有し、第１光路形成光学系OP1と第２光路形成光学系OP2の射出瞳位置EPPは、互いに撮像素子２１の中心軸Cに対して偏芯した位置に設定される。中心軸C方向における受光面２１ａから第１光路形成光学系OP1の射出瞳位置EPPまでの距離と、中心軸C方向における受光面２１ａから第２光路形成光学系OP2の射出瞳位置EPPまでの距離は、中心軸C方向における受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの距離と等しいあるいは略等しい。【選択図】図３
2016085414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光路のうちの第１の光路を形成する第１光路形成光学系と、
前記２つの光路のうちの第２の光路を形成する第２光路形成光学系と、
前記第１光路形成光学系の結像位置及び前記第２光路形成光学系の結像位置に配置された撮像素子と、
を有し、前記第１光路形成光学系の射出瞳位置と前記第２光路形成光学系の射出瞳位置は、互いに、前記撮像素子の受光面に直交する中心軸に対して偏芯した位置に設定される撮像装置であって、
前記中心軸方向における前記受光面から前記第１光路形成光学系の射出瞳位置までの第１の距離と、前記中心軸方向における前記受光面から前記第２光路形成光学系の射出瞳位置までの第２の距離は、前記中心軸方向における前記受光面から前記撮像素子の入射瞳位置までの第３の距離と等しいあるいは略等しいように、前記第１光路形成光学系、前記第２光路形成光学系及び前記撮像素子が配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第３の距離に対する前記第１及び前記第２の距離の比率は、０．５以上で２．０以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１光路形成光学系及び前記第２光路形成光学系の各光路形成光学系において、前記撮像素子の入射瞳位置から前記受光面上の前記中心軸を通る第１の点へ入射する光の第１の入射角と前記各光路形成光学系の射出瞳位置から前記第１の点へ入射する光の第２の入射角との差を第１の差とし、前記撮像素子の入射瞳位置から前記受光面上の第１の外縁部の第２の点へ入射する光の第３の入射角と前記各光路形成光学系の射出瞳位置から前記第２の点へ入射する光の第４の入射角との差を第２の差とし、前記撮像素子の入射瞳位置から前記受光面上の前記第２の点とは反対側の第２の外縁部の第３の点へ入射する光の第５の入射角と前記各光路形成光学系の射出瞳位置から前記第３の点へ入射する光の第６の入射角との差を第３の差としたとき、前記第１の差、前記第２の差及び前記第３の差が、略等しくなるように、前記各光路形成光学系の射出瞳位置及び前記撮像素子の入射瞳位置は配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の差と前記第２の差との差、前記第２の差と前記第３の差との差、及び前記１の差と前記第３の差との差は、全て５度以下であることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置を有する内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びそれを用いた内視鏡に関し、特に、対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸に対してずれている撮像装置及びそれを用いた内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像素子を用いた撮像装置が被写体を撮像するために広く用いられている。例えば、撮像装置を有する内視鏡は、種々の対象あるいは患者の検査のために工業分野及び医療分野で広く使用されている。内視鏡は、細長の挿入部を有しており、挿入部の先端部には、対物光学系と撮像素子を有する撮像装置が配設されている。
【０００３】
撮像装置を有する内視鏡には、機能に応じて種々のタイプのものがあり、例えば、特開平０８−１２２６６５号公報、特開平１１−６９６７号公報あるいは特開２００３−５０９６号公報に開示のような、立体視内視鏡あるいはステレオ計測内視鏡などもある。
【０００４】
撮像装置の撮像素子には、カラーフィルタやマイクロレンズアレーなどが設けられている。多くの場合、撮像素子の入射瞳位置は無限遠に設定され、前述のカラーフィルタやマイクロレンズアレーなどは、撮像素子の撮像面である受光面に、入射角がほぼ０°の平行光が入射することを前提として設計されている。
【０００５】
ところが、近年、撮像装置の小型化要求あるいは対物光学系の光軸方向長さの短縮化要求に応じて、撮像素子の入射瞳位置は無限遠ではなく、受光面の手前の近くに設定される撮像装置が知られている。このような撮像装置の撮像素子の受光面には、入射角が０°以外の光（以下、「非平行の光」と呼ぶ）も入射される。このため、前述のカラーフィルタやマイクロレンズアレーなどは、そのような入射角をもつ非平行な光が入射されることを前提に、そのような入射角をもつ光を的確に受光するように、その入射角に応じた光学設計や配置がなされる。
【０００６】
具体的には、入射瞳位置が受光面に近い位置に設定されている撮像素子では、受光面上のカラーフィルタなどの各画素は、光の入射角に応じて撮像素子の各画素領域において最も多くの光を受光するように、対応する撮像素子の画素領域に対してオフセットして配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１２２６６５号公報
【特許文献２】特開平１１−６９６７号公報
【特許文献３】特開２００３−５０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、対物光学系の射出瞳位置が、撮像素子の中心軸上にない撮像装置がある。撮像素子の中心軸とは、撮像素子の受光面の中心を通りかつその受光面に直交する軸である。例えば、上述した立体視内視鏡あるいはステレオ計測内視鏡では、撮像素子の中心軸に対して射出瞳位置が偏芯した光学系、いわゆる瞳偏芯光学系を有する。このような瞳偏芯光学系を有する撮像装置に、上述した非平行な入射光用の撮像素子を用いると、受光面に入射する光束の光量分布が一定であるにも関わらず、撮像素子の複数の画素の出力信号レベル間に差が生じて、得られる画像に明るさにムラが発生してしまうという問題がある。
【０００９】
これは、非平行な入射光用の撮像素子では、対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸上にある場合を前提にして、カラーフィルタなどの各画素の位置決めがされているためである。よって、対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸からずれると、受光面に入射する光束の光量分布が一定であっても、受光面上の画素間で出力信号レベルに差が生じる。画素間の出力信号レベルの差が大きくなると、画像に、明るさのムラが発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸からずれていても、撮像素子で得られる画像において生じる明るさのムラを抑制した撮像装置及びそれを用いた内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、２つの光路のうちの第１の光路を形成する第１光路形成光学系と、前記２つの光路のうちの第２の光路を形成する第２光路形成光学系と、前記第１光路形成光学系の結像位置及び前記第２光路形成光学系の結像位置に配置された撮像素子と、を有し、前記第１光路形成光学系の射出瞳位置と前記第２光路形成光学系の射出瞳位置は、互いに、前記撮像素子の受光面に直交する中心軸に対して偏芯した位置に設定される撮像装置であって、前記中心軸方向における前記受光面から前記第１光路形成光学系の射出瞳位置までの第１の距離と、前記中心軸方向における前記受光面から前記第２光路形成光学系の射出瞳位置までの第２の距離は、前記中心軸方向における前記受光面から前記撮像素子の入射瞳位置までの第３の距離と等しいあるいは略等しいように、前記第１光路形成光学系、前記第２光路形成光学系及び前記撮像素子が配置されている撮像装置を提供することができる。
本発明の一態様によれば、本発明の撮像装置を有する内視鏡を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸からずれていても、撮像素子で得られる画像において生じる明るさのムラを抑制した撮像装置及びそれを用いた内視鏡を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる内視鏡の外観構成図である。
【図２】入射光が非平行である撮像装置における撮像素子の入射瞳位置ISPと、瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPを説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に関わる撮像装置における撮像素子の入射瞳位置ISPと、瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPを説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１に関わる光学系の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例２に関わる光学系の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態の実施例３に関わる光学系の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（全体構成）
図１は、本実施の形態に係わる内視鏡の外観構成図である。
【００１５】
図１に示すように、内視鏡１は、メインユニットである本体部２と、本体部２に接続されるスコープユニット３とを含んで構成される。本体部２は、内視鏡画像、操作メニュー等が表示される表示装置としての液晶表示部（以下、LCDと略す）４を有する。LCD４は、内視鏡画像を表示する表示部である。LCD４には、タッチパネルが設けられている。
【００１６】
スコープユニット３は、接続ケーブルであるユニバーサルケーブル６により本体部２と接続される操作部５と、可撓性の挿入チューブを含み、操作部５に接続される挿入部７とを有する。スコープユニット３は、本体部２に着脱可能となっている。挿入部７の先端部８には、後述する撮像装置である撮像ユニットが内蔵されている。撮像ユニットは、撮像素子、例えばCCDセンサやCMOSセンサ等、と、撮像素子の撮像面である受光面側に配置されたレンズ等の撮像光学系から構成される。
【００１７】
撮像素子は、カラーフィルタ部を有しており、カラーフィルタ部の各カラーフィルタ等のパターンは、例えばベイヤー配列のパターンである。撮像素子の入射瞳位置が受光面に近く、撮像素子には、光が非平行に入射する。そのため、撮像素子の受光面上のカラーフィルタの各画素は、光の入射角に応じて撮像素子の各画素領域において最も多くの光を受光するように、対応する撮像素子の画素領域に対してオフセットして配置されている。
【００１８】
先端部８の基端側には、湾曲部９が設けられている。先端部８には、光学アダプタ１０が取り付け可能になっている。操作部５には、フリーズボタン、記録指示ボタン（以下、RECボタン）、等の各種操作ボタンが、設けられている。
【００１９】
ユーザは、操作部５の各種操作ボタンを操作して、被写体の撮像、静止画記録等を行うことができる。操作部５には、さらに、ジョイスティック５ａ、５ｂが設けられている。ユーザは、ジョイスティック５ａを操作することによって、湾曲部９を湾曲させたりすることができる。
【００２０】
撮像して得られた内視鏡画像の画像データは、検査対象の検査データであり、本体部２に対して着脱可能な記録媒体であるメモリカード１１に記録される。  
光学アダプタ１０は、ステレオ計測用の光学アダプタであり、挿入部７の先端部８に装着することにより、内視鏡１は、ステレオ計測機能や立体視観察機能を発揮することができる。
【００２１】
光学アダプタ１０は、ステレオ計測あるいは立体視観察のための２つの光路を形成するレンズ群を有している。すなわち、光学アダプタ１０は、視差のある２つの光路のための２つの光路形成光学系を有する。撮像素子は、２つの光路形成光学系の結像位置に配置されている。左右の２つの光学系は、撮像素子の受光面に直交する中心軸C上に射出瞳位置は存在しない、すなわち偏芯した瞳偏芯光学系である。
２つの光路形成光学系の２つ射出瞳位置は、互いに、撮像素子の受光面に直交する中心軸Cに対して偏芯した位置に設定されている。
【００２２】
図２は、入射光が非平行である撮像装置における撮像素子の入射瞳位置ISPと、瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPを説明するための模式図である。図２は、２つの光学系のうちの一方の瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPのみ示している。図２及び他の図面において、入射瞳位置ISPは、三角マークで示し、射出瞳位置EPPは、×印で示している。図２は、撮像素子２１の受光面２１ａの中心部に入射する光と、中心部から離れた撮像素子２１の受光面２１ａの縁部に入射する光の各光路と、各光路を通る光の撮像素子における受光量を示すように、中心軸Cを通る撮像素子２１の断面を示している。
【００２３】
図２では、瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPから撮像素子２１の受光面２１ａ上の中心軸Cを通る点CPに入射する光の入射角をθ１とし、射出瞳位置EPPから撮像素子２１の受光面２１ａ上の撮像範囲RAの両縁部の画素位置の点EP1,EP2に入射する光の入射角をそれぞれθ２とθ３として示されている。また、図２では、入射瞳位置ISPから撮像素子２１の受光面２１ａ上の撮像範囲RAの両縁部の画素位置の点EP1,EP2に入射する光の入射角をθａとして示されている。なお、撮像素子２１の入射瞳位置ISPから撮像素子２１の受光面２１ａ上の中心軸Cを通る点CPに入射する光の入射角は、０度である。
【００２４】
入射光が非平行である撮像装置では、撮像素子２１の各画素に対応するカラーフィルタ部２２の各カラーフィルタ等の位置は、撮像素子２１の入射瞳位置ISPからの光の光量ALが最大となるように、受光面２１ａに対して設定されている。
【００２５】
よって、撮像素子２１の受光面２１ａの中央部では、中心軸Cに沿って撮像素子２１の入射瞳位置ISPから入射した光L1の光量ALがピーク値すなわち最大値ALpとなるように、撮像素子２１の受光面２１ａの中央部の画素に対応するカラーフィルタは配置されている。撮像素子２１の受光面２１ａの両縁部においても、撮像素子２１の入射瞳位置ISPから入射角θａで斜めに入射した光L2,L3の光量ALが最大値ALpとなるように、撮像素子２１の受光面２１ａの縁部の画素に対応するカラーフィルタ等は位置決めされ配置されている。
【００２６】
すなわち、光が入射瞳位置ISPから入射するとき撮像素子２１の各画素領域の出力が略同じになるように、各画素領域への光の入射角に応じて、カラーフィルタ部２２の各カラーフィルタ等の位置は撮像素子２１の各画素領域に対してオフセットしている。
【００２７】
ところが、ステレオ計測等のための光学アダプタ１０は、左右の２つの光学系を有しているため、２つの光路の各光学系の射出瞳位置EPPは、撮像素子２１の中心軸Cに対して偏芯し、かつ撮像素子２１の入射瞳位置ISPと異なっている。そのため、２つの光路の各光学系の射出瞳位置EPPから入射した光LL1は、撮像素子２１の受光面２１ａの中央部に、０（ゼロ）でない入射角θ１で斜めに入射する。同様に、撮像素子２１の受光面２１ａの縁部に、上記の入射角θａとは異なる入射角θ２あるいはθ３で斜めに入射する。
【００２８】
よって、図２の下のグラフに示すように、撮像素子２１の受光面２１ａの中央部では、射出瞳位置EPPから斜めに入射した光LL1の光量ALはAL1となり、撮像素子２１の受光面２１ａの両縁部では、射出瞳位置EPPから斜めに入射角θ２及びθ３で斜めに入射した光LL2とLL3の光量ALは、それぞれAL2とAL3となる。
【００２９】
すなわち、射出瞳位置EPPが、中心軸Cに対して偏芯し、かつ撮像素子２１の入射瞳位置ISPと異なっていると、カラーフィルタ部２２の各カラーフィルタの位置は、射出瞳位置EPPから斜めに入射する光の受光量が各画素領域において最大とならず、かつ撮像素子２１の複数の画素領域の出力が略同じにならない。その結果、画像に明るさのムラが生じる。
【００３０】
そこで、本実施の形態の撮像装置では、射出瞳位置EPPが、中心軸Cに対して偏芯していても、撮像素子２１の複数の画素領域の出力が略同じになるように光学系が設計されている。
【００３１】
図３は、本実施の形態に関わる撮像装置における撮像素子の入射瞳位置ISPと、瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPを説明するための模式図である。図３も、図２と同様に、撮像素子の受光面２１ａの中心部に入射する光と、中心部から離れた撮像素子２１の受光面２１ａの縁部に入射する光の各光路と、各光路を通る光の撮像素子における受光量を示している。
【００３２】
本実施の形態の撮像装置では、撮像装置における撮像素子２１の入射瞳位置ISPと、瞳偏芯光学系の射出瞳位置は、撮像素子２１の受光面２１ａから同じ又は略同じ距離Dにくるように、撮像装置の光学系は設計されている。
すなわち、中心軸C方向における受光面２１ａから２つの光路のうちの一方の光路形成光学系の射出瞳位置EPPまでの距離と、中心軸C方向における受光面２１ａから２つの光路のうちの他方の光路形成光学系の射出瞳位置までの距離は、中心軸C方向における受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの距離と等しいあるいは略等しいするように、２つの光路形成光学系と撮像素子２１が配置されている。
【００３３】
図３に示すように、入射光が非平行である撮像素子２１の受光面２１ａの中央部には、光LL1が射出瞳位置EPPから入射角θ１で斜めに入射する。撮像素子２１の受光面２１ａの両縁部には、光LL2とLL3が射出瞳位置EPPから上記の入射角θａとは異なる入射角θ２及びθ３で斜めに入射する。
【００３４】
しかし、撮像素子２１の入射瞳位置ISPと、瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPは、撮像素子２１の受光面２１ａから同じ又は略同じ距離Dにあるため、入射角θａ、θ１，θ２，及びθ３は、次の式（１）を満足する。
【００３５】
|θａ−θ２|≒|０−θ１|≒|θ３−θａ|        ・・・（１）
式（１）を満足するとき、撮像素子２１の受光面２１ａの中央部の画素領域で受光する光の光量ALと、撮像素子２１の受光面２１ａの両縁部の画素領域で受光する光の光量ALは、最大値ALpよりは少ない光量ALeとなるが、略等しい。すなわち、撮像素子２１の各画素領域の出力が略同じになる。
【００３６】
言い換えれば、撮像素子２１の入射瞳位置ISPと瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPが撮像素子２１の受光面２１ａから同じ又は略同じ距離Dにあると、撮像素子２１の入射瞳位置ISPから受光面２１ａ上の中心軸Cを通る点CPへ入射する光の入射角（０度）と瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPから点CPへ入射する光の入射角θ１との差をΔθ１（＝|０−θ１|）とし、撮像素子２１の入射瞳位置ISPから受光面２１ａ上の一方の外縁部の点EP1へ入射する光の入射角θａと瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPから点EP1へ入射する光の入射角θ２との差をΔθ２（＝|θａ−θ２|）とし、撮像素子２１の入射瞳位置ISPから受光面２１ａ上の点EP1とは反対側の外縁部の点EP2へ入射する光の入射角θａと瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPから点EP2へ入射する光の入射角θ３との差をΔθ３（＝|θ３−θａ|）としたとき、これらの３つの差Δθ１、Δθ２、Δθ３が略等しくなる。
このため、点CP、点EP1、点EP2の各点における撮像素子２１の画素領域に入射する光の入射角が、光の光量ALが最大となる入射角に対して、均等にずれるので、点CP、点EP1、点EP2の各点における撮像素子２１の画素領域の出力が略同じになる。よって、撮像素子２１により得られる画像における明るさのムラが低減する。
【００３７】
２つの光路形成光学系の各々において、これらの３つの差Δθ１、Δθ２、Δθ３が略等しくなるように、２つの光路形成光学系の２つの射出瞳位置EPPと撮像素子２１の入射瞳位置ISPが配置される。
よって、本実施の形態の撮像装置によれば、各対物光学系の射出瞳位置EPPが撮像素子２１の中心軸Cからずれていても、撮像素子２１で得られる画像において生じる明るさのムラが抑制される。
【００３８】
なお、上述した例では、撮像素子２１の入射瞳位置ISPと、偏芯している対物光学系の射出瞳位置EPPが、撮像素子２１の受光面２１ａから同じあるいは略同じであるが、実用上、画像上に明るさのムラが目立たなくなるようにするためには、受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの距離をDIとし、受光面２１ａから対物光学系の射出瞳位置EPPまでの距離をDPとしたときに、距離DIとDPは、次の式（２）を満たすものでもよい。
【００３９】
０．５≦（DP／DI）≦２．０            ・・・（２）
すなわち、撮像素子２１の中心軸方向における受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの距離DIに対する瞳偏芯光学系の射出瞳位置EPPまでの距離DPの比率は、０．５以上で２．０以下の範囲内でもよい。
なお、３つの差Δθ１、Δθ２、Δθ３が略等しくなるように、と上述したが、上述した３つの差Δθ１、Δθ２、Δθ３のそれぞれの差、即ち、Δθ１とΔθ２との差、Δθ２とΔθ３との差及びΔθ１とΔθ３との差が、全て絶対値として５度以下に設定されることで、明るさムラを十分に抑制することができる。
【００４０】
次に、上述した実施の形態の実施例について説明する。
（実施例１）
図４は、実施例１に関わる光学系の構成図である。なお、図４では、ステレオ計測用の２つの光路の内の一方の光路を通る主光線（絞りの中心を通る光線）のみが示されている。そしてこの一方の光路を通る光線は、撮像素子２１の片側（下半分）の受光面に結像していることから、撮像素子２１の受光面に対する入射角についてはθ１とθ２が議論の対象となる。
【００４１】
図４に示す撮像装置３０は、対物光学系と撮像素子２１を有している。対物光学系は、ステレオ計測用のアダプタ光学系３１と、本体光学系３２を有している。アダプタ光学系３１は、光学アダプタ１０（図１参照）内に配置される。本体光学系３２は、挿入部７の先端部８内に配置される。
【００４２】
アダプタ光学系３１は、左右共通のカバーガラス３３と、２つの平凹レンズ３４ａ、３４ｂと、２つのメニスカス凹レンズ３５ａ、３５ｂと、接合凸レンズ３６と、カバーガラス３７を含む。接合凸レンズ３６は、メニスカス凹レンズ及び凸平レンズを接合した接合レンズである。
【００４３】
アダプタ光学系３１は、平凹レンズ３４ａとメニスカス凹レンズ３５ａとを含む右用の第１の前群と、平凹レンズ３４ｂとメニスカス凹レンズ３５ｂとを含む左用の第２の前群と、左右共通の接合凸レンズ３６を含む後群のレンズ群を含む。
【００４４】
本体光学系３２は、カバーガラス３８と、接合凸レンズ３９と、カバーガラス４０と、撮像素子用カバーガラス４１を含む。接合凸レンズ３９は、メニスカス凹レンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズである。
【００４５】
接合凸レンズ３６とカバーガラス３７の間に２つの開口を有する絞りAP1（点線で示す）が配置されている。  
カバーガラス３３、平凹レンズ３４ａ、メニスカス凹レンズ３５ａ、接合凸レンズ３６、カバーガラス３７、３８、接合凸レンズ３９、カバーガラス４０、及び撮像素子用カバーガラス４１が、撮像素子２１の受光面２１ａ上の所定の領域２１R上に被写体像を形成するための光路を形成する右用の光路形成光学系OP1（二点鎖線で示す）である。
【００４６】
カバーガラス３３、平凹レンズ３４ｂ、メニスカス凹レンズ３５ｂ、接合凸レンズ３６、カバーガラス３７、３８、接合凸レンズ３９、カバーガラス４０、及び撮像素子用カバーガラス４１が、撮像素子２１の受光面２１ａ上の所定の領域２１L上に被写体像を形成するための光路を形成する左用の光路形成光学系OP2（二点鎖線で示す）である。
【００４７】
図４にて図示する撮像装置の全体の光学系では、受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの中心軸C方向における距離DIが１０．０ｍｍ、受光面２１ａから左右の各光学系の射出瞳位置EPPまでの中心軸C方向における距離DPが７．８ｍｍに設定されている。距離DIに対する距離DPの比は０．７８であり、式（２）を満たしている。
【００４８】
また、θａは４．２度、θ１は１１．４度、θ２は１３．８度に設定されていることから、Δθ１は|０−１１．４|＝１１．４度、Δθ２は|４．２−１３．８|＝９．４度となり、Δθ１とΔθ２との差は２度であり、５度以下に設定されている。
この実施例１によれば、明るさのムラが十分に低減する。
（実施例２）
図５は、実施例２に関わる光学系の構成図である。図５では、ステレオ計測用の２つの光路の内の一方の光路を通る主光線（絞りの中心を通る光線）のみが示されている。
【００４９】
図５に示す撮像装置５０は、対物光学系と撮像素子２１を有している。対物光学系は、ステレオ計測用のアダプタ光学系５１と、本体光学系５２を有している。アダプタ光学系５１は、光学アダプタ１０内に配置される。本体光学系５２は、挿入部７の先端部８内に配置される。
【００５０】
アダプタ光学系５１は、左右共通のカバーガラス５３と、２つの平凹レンズ５４ａ、５４ｂと、２つのメニスカス凹レンズ５５ａ、５５ｂと、接合凸レンズ５６と、接合メニスカスレンズ５７と、カバーガラス５８を含む。接合凸レンズ５６は、メニスカス凹レンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズである。接合メニスカスレンズ５７は、凸平レンズと平凹レンズを接合した接合レンズである。
【００５１】
アダプタ光学系５１は、平凹レンズ５４ａとメニスカス凹レンズ５５ａとを含む右用の第１の前群と、平凹レンズ５４ｂとメニスカス凹レンズ５５ｂとを含む左用の第２の前群と、左右共通の接合凸レンズ５６と、接合メニスカスレンズ５７とを含む後群のレンズ群を含む。
【００５２】
本体光学系５２は、平凸レンズ５９と、接合凸レンズ６０と、カバーガラス６１と、撮像素子用カバーガラス６２を含む。接合凸レンズ６０は、両凸レンズと平凹レンズを接合した接合レンズである。
【００５３】
接合凸レンズ５６と接合メニスカスレンズ５７の間に２つの開口を有する絞りAP2（点線で示す）が配置されている。  
カバーガラス５３、平凹レンズ５４ａ、メニスカス凹レンズ５５ａ、接合凸レンズ５６、接合メニスカスレンズ５７、カバーガラス５８、平凸レンズ５９、接合凸レンズ６０、カバーガラス６１、及び撮像素子用カバーガラス６２が、撮像素子２１の受光面２１ａ上の所定の領域２１R上に被写体像を形成するための光路を形成する右用の光路形成光学系OP1（二点鎖線で示す）である。
【００５４】
カバーガラス５３、平凹レンズ５４ｂ、メニスカス凹レンズ５５ｂ、接合凸レンズ５６、接合メニスカスレンズ５７、カバーガラス５８、平凸レンズ５９、接合凸レンズ６０、カバーガラス６１、及び撮像素子用カバーガラス６２が、撮像素子２１の受光面２１ａ上の所定の領域２１L上に被写体像を形成するための光路を形成する左用の光路形成光学系OP2（二点鎖線で示す）である。
【００５５】
図５に図示する撮像装置の全体の光学系では、受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの中心軸C方向における距離DIは８ｍｍ、受光面２１ａから左右の各光学系の射出瞳位置EPPまでの中心軸C方向における距離DPが１４．２ｍｍに設定されている。距離DIに対する距離DPの比は１．７８であり、式（２）を満たしている。
【００５６】
また、θａは６．７度、θ１は９．７度、θ２は１３．３度に設定されていることから、Δθ１は|０−９．７|＝９．７度、Δθ２は|６．７−１３．３|＝６．６度となり、Δθ１とΔθ２との差は３．１度になっていて、５度以下に設定されている。
この実施例２によれば、実施例１と同様、明るさのムラが十分に低減する。
（実施例３）
図６は、実施例３に関わる光学系の構成図である。図６では、ステレオ計測用の２つの光路の内の一方の光路を通る主光線（絞りの中心を通る光線）のみが示されている。
【００５７】
図６に示す撮像装置７０は、対物光学系と撮像素子２１を有している。対物光学系は、ステレオ計測用のアダプタ光学系７１と、本体光学系７２を有している。アダプタ光学系７１は、光学アダプタ１０内に配置される。本体光学系７２は、挿入部７の先端部８内に配置される。
【００５８】
アダプタ光学系７１は、左右共通のカバーガラス７３と、２つの平凹レンズ７４ａ、７４ｂと、２つの平行ロッド棒７５ａ、７５ｂと、２つの平凸レンズ７６ａ、７６ｂと、接合凸レンズ７７と、カバーガラス７８を含む。接合凸レンズ７７は、両凸レンズと凹平レンズを接合した接合レンズである。
【００５９】
アダプタ光学系７１は、平凹レンズ７４ａと、平行ロッド棒７５ａと、平凸レンズ７６ａとを含む右用の第１の前群と、平凹レンズ７４ｂと、平行ロッド棒７５ｂと、平凸レンズ７６ｂとを含む左用の第２の前群と、左右共通の接合凸レンズ７７を含む後群のレンズ群を含む。
【００６０】
本体光学系７２は、平凸レンズ７９と、接合凸レンズ８０と、カバーガラス８１、８２と、撮像素子用カバーガラス８３を含む。接合凸レンズ８０は、両凸レンズと平凹レンズを接合した接合レンズである。
【００６１】
２つの平凸レンズ７６ａ、７６ｂと接合凸レンズ７７との間に２つの開口を有し、交互に選択的に開口するスイッチング絞りAP3（点線で示す）が配置されている。  
カバーガラス７３、平凹レンズ７４ａ、平行ロッド棒７５ａ、平凸レンズ７６ａ、接合凸レンズ７７、カバーガラス７８、平凸レンズ７９、接合凸レンズ８０、カバーガラス８１、８２、及び撮像素子用カバーガラス８３が、撮像素子２１の受光面２１ａ上に被写体像を形成するための光路を形成する右用の光路形成光学系OP1（二点鎖線で示す）である。
【００６２】
カバーガラス７３、平凹レンズ７４ｂ、平行ロッド棒７５ｂ、平凸レンズ７６ｂ、接合凸レンズ７７、カバーガラス７８、平凸レンズ７９、接合凸レンズ８０、カバーガラス８１、８２、及び撮像素子用カバーガラス８３が、撮像素子２１の受光面２１ａ上に被写体像を形成するための光路を形成する左用の光路形成光学系OP2（二点鎖線で示す）である。
【００６３】
図６に図示する撮像装置の全体の光学系場合の場合、受光面２１ａから撮像素子２１の入射瞳位置ISPまでの中心軸C方向における距離DIが８ｍｍ、受光面２１ａから左右の各光学系の射出瞳位置EPPまでの中心軸C方向における距離DPが１１．３ｍｍに設定されている。距離DIに対する距離DPの比は１．４１であり、式（２）を満たしている。
【００６４】
また、θａは６．９度（−６．９度）、θ１は１０．９度、θ２は１５．４度、θ３は６．０度に設定されていることから、Δθ１は|０−１０．９|＝１０．９度、Δθ２は|６．９−１５．４|＝８．５度、Δθ３は|−６．９−６．０|＝１２．９度となる。Δθ１とΔθ２との差は２．４度、Δθ２とΔθ３との差は４．４度、Δθ１とΔθ３との差は２．０度となり、全て５度以内に収まっている。
この実施例３によれば、実施例１と同様、明るさのムラが十分に低減する。
【００６５】
以上説明したように、上述した実施の形態によれば、対物光学系の射出瞳位置が撮像素子の中心軸からずれていても、撮像素子で得られる画像において生じる明るさのムラを抑制した撮像装置及びそれを用いた内視鏡を提供することができる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態では、２つの偏芯光学系を有する撮像装置について説明したが、上述した実施の形態は、１つの対物光学系のみを有し、かつその対物光学系が偏芯光学系である撮像装置にも適用可能である。  
さらになお、上述した実施の形態では、撮像素子がカラーフィルタを有するカラー撮影用であるが、画素マスクを有するモノクロ撮影用の撮像素子でもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態では、取り外し可能な光学アダプタ１０がスコープユニット３の挿入部７の先端部８に装着されことによって、２つの偏芯光学系が形成されるが、２つの偏芯光学系は、挿入部７の先端部８内に内蔵されていてもよい。
【００６８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  内視鏡、２  本体部、３  スコープユニット、５  操作部、５ａ、５ｂ  ジョイスティック、６  ユニバーサルケーブル、７  挿入部、８  先端部、９  湾曲部、１０  光学アダプタ、１１  メモリカード、１０  光学アダプタ、２１  撮像素子、２１ａ  受光面、２２  カラーフィルタ部、３０  撮像装置、３１  アダプタ光学系、３２  本体光学系、３３ａ、３３ｂ  カバーガラス、３４ａ、３４ｂ  平凹レンズ、３５ａ、３５ｂ  メニスカス凹レンズ、３６  接合凸レンズ、３７、３８  カバーガラス、３９  接合凸レンズ、４０  カバーガラス、４１  撮像素子用カバーガラス、５０  撮像装置、５１  アダプタ光学系、５２  本体光学系、５３ａ、５３ｂ  カバーガラス、５４ａ、５４ｂ  平凹レンズ、５５ａ、５５ｂ  メニスカス凹レンズ、５６  接合凸レンズ、５７  接合メニスカスレンズ、５８  カバーガラス、５９  平凸レンズ、６０  接合凸レンズ、６１  カバーガラス、６２  撮像素子用カバーガラス、７０  撮像装置、７１  アダプタ光学系、７２  本体光学系、７３ａ、７３ｂ  カバーガラス、７４ａ、７４ｂ  平凹レンズ、７５ａ、７５ｂ  平行ロッド棒、７６ａ、７６ｂ  平凸レンズ、７７  接合凸レンズ、７８  カバーガラス、７９  平凸レンズ、８０  接合凸レンズ、８１  カバーガラス、８３  撮像素子用カバーガラス。
【図１】
2016085414.tif 000003
【図２】
2016085414.tif 000004
【図３】
2016085414.tif 000005
【図４】
2016085414.tif 000006
【図５】
2016085414.tif 000007
【図６】
2016085414.tif 000008