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公開番号2025097358
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213506
出願日2023-12-19
発明の名称ステレオ光学系および撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 13/04 20060101AFI20250624BHJP(光学)
要約【課題】小型で大口径で良好な立体感を得る撮像が可能なステレオ光学系を提供する。
【解決手段】ステレオ光学系は、並列配置された2つの光学系OSR、OSLを有する。2つの光学系はそれぞれ、共軸光学系であり、開口絞りSPと、該開口絞りよりも像側に配置された少なくとも2つの正レンズとを有する。2つの光学系の光軸間の距離をD、2つの光学系のそれぞれの焦点距離をf、2つの光学系のそれぞれの最大画角をωとするとき、1.8≦D/(f・tanω)≦5.5なる条件を満足する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
並列配置された２つの光学系を有するステレオ光学系であって、
前記２つの光学系はそれぞれ、共軸光学系であり、開口絞りと、該開口絞りよりも像側に配置された少なくとも２つの正レンズとを有し、
前記２つの光学系の光軸間の距離をＤ、前記２つの光学系のそれぞれの焦点距離をｆ、前記２つの光学系のそれぞれの最大画角をωとするとき、
１．８≦Ｄ／（ｆ・ｔａｎω）≦５．５
なる条件を満足することを特徴とするステレオ光学系。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記２つの光学系はそれぞれ、前記開口絞りよりも物体側に前レンズ群を有し、
前記前レンズ群の焦点距離をｆＦとするとき、
－１．０≦ｆ／ｆＦ≦１．４
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のステレオ光学系。
【請求項３】
前記２つの光学系はそれぞれ、前記開口絞りよりも像側に後レンズ群を有し、
前記後レンズ群の焦点距離をｆＲとするとき、
－０．９≦ｆＲ／ｆＦ≦２．４
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のステレオ光学系。
【請求項４】
前記２つの光学系はそれぞれ、前記開口絞りよりも像側に後レンズ群を有し、
前記後レンズ群に含まれる少なくとも１つの負レンズのうち最も屈折力が強い第１負レンズの焦点距離をｆＲｎ１とするとき、
－６．０≦ｆＲ／ｆＲｎ１≦－１．４
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のステレオ光学系。
【請求項５】
前記後レンズ群において前記第１負レンズよりも像側に配置された少なくとも１つの正レンズのうち最も屈折力が強い第２正レンズの焦点距離をｆＲｐ２とするとき、
－３．２≦ｆＲｐ２／ｆＲｎ１≦－１．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項４に記載のステレオ光学系。
【請求項６】
前記後レンズ群において前記第２正レンズよりも物体側に配置された少なくとも１つの正レンズのうち最も屈折力が強い第１正レンズの焦点距離をｆＲｐ１とするとき、
０．４≦ｆＲｐ２／ｆＲｐ１≦４．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項５に記載のステレオ光学系。
【請求項７】
前記２つの光学系はそれぞれ、前記開口絞りよりも物体側に前レンズ群を有し、
前記前レンズ群に含まれる少なくとも１つの負レンズのうち最も屈折力が強い負レンズの焦点距離をｆＦｎ、前記前レンズ群に含まれるに含まれる少なくとも１つの正レンズのうち最も屈折力が強い正レンズの焦点距離をｆＦｐとするとき、
－２．０≦ｆＦｎ／ｆＦｐ≦－０．１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のステレオ光学系。
【請求項８】
前記２つの光学系はそれぞれ、前記開口絞りよりも像側に後レンズ群を有し、
前記後レンズ群に含まれる少なくとも１つの負レンズのうち最も屈折力が強い第１負レンズの像側の面の曲率半径をＲ１、該第１負レンズに対して像側にて空気間隔を隔てて隣り合う第２負レンズの物体側の面の曲率半径をＲ２とするとき、
－０．８≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦０．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のステレオ光学系。
【請求項９】
前記第１正レンズの材料のｄ線における屈折率をｎｄＲｐ１とするとき、
１．６≦ｎｄＲｐ１≦２．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項６に記載のステレオ光学系。
【請求項１０】
前記２つの光学系のそれぞれの最も物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬとするとき、
２．０≦Ｌ／ｆ≦５．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のステレオ光学系。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体撮像に用いられるステレオ光学系に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
２つの光学系をそれらの光軸間の距離である基線長を隔てて並列配置したステレオ光学系では、基線長が変わると立体視される画像の立体感が変化する。特許文献１および特許文献２には、２つの光学系により形成される２つのイメージサークルを単一の撮像素子の撮像面内に収めるステレオ光学系が開示されている。
【０００３】
特許文献１のステレオ光学系では、２つの光学系のそれぞれの途中に光路を折り曲げる２つの反射面を用いることで、十分な基線長を確保しつつ２つのイメージサークルを単一の撮像面内に収める。特許文献２のステレオ光学系では、２つの共軸光学系を小さな基線長で配置することで２つのイメージサークルを単一の撮像面内に収める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－８６２９号公報
特開２０１２－３０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のステレオ光学系では、十分な基線長を確保できるが、２つの光学系のそれぞれに２つの反射面を用いるため、ステレオ光学系が大型化する。
【０００６】
また特許文献２のステレオ光学系では、反射面を含まない共軸光学系を用いるが、基線長が小さいために、得られる画像の立体感が弱くなる。しかも、小型化のためにフォーカス機構を有さないパンフォーカスタイプの光学系を用いているため、Ｆナンバーが大きくなり（暗くなり）、立体感を得やすくするためのぼけを生じさせにくい。さらに軽量化のためにレンズ数を少なくしているため、撮像面への軸外光線の入射角が大きく、かつ一般的な単眼光学系からの軸外光線とは逆向きに撮像面に入射するため、撮像面で発生する画像の色づき（以下、色シェーディングという）による画質の低下が生じ易い。
【０００７】
本発明は、小型でありながらも大口径で良好な立体感を得るための撮像が可能なステレオ光学系およびこれを備えた撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としてのステレオ光学系は、並列配置された２つの光学系を有する。２つの光学系はそれぞれ、共軸光学系であり、開口絞りと、該開口絞りよりも像側に配置された少なくとも２つの正レンズとを有する。２つの光学系の光軸間の距離をＤ、２つの光学系のそれぞれの焦点距離をｆ、前記２つの光学系のそれぞれの最大画角をωとするとき、
１．８≦Ｄ／（ｆ・ｔａｎω）≦５．５
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記ステレオ光学系を備えた撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型でありながらも大口径で良好な立体感を得るための撮像が可能なステレオ光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１のステレオ光学系のうち一方の光学系の断面図。
実施例１における上記一方の光学系の収差図。
実施例２のステレオ光学系のうち一方の光学系の断面図。
実施例２における上記一方の光学系の収差図。
実施例３のステレオ光学系のうち一方の光学系の断面図。
実施例３における上記一方の光学系の収差図。
実施例４のステレオ光学系のうち一方の光学系の断面図。
実施例４における上記一方の光学系の収差図。
実施例５のステレオ光学系のうち一方の光学系の断面図。
実施例５における上記一方の光学系の収差図。
各実施例のステレオ光学系の上面図。
実施例１のステレオ光学系により形成される２つのイメージサークルを示す図。
各実施例のステレオ光学系を備えた撮像装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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