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公開番号2025159802
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024062570
出願日2024-04-09
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 13/00 20060101AFI20251015BHJP(光学)
要約【課題】高速かつ静音でのフォーカシングが可能で、高画質の立体撮像を行える小型の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。各光学系は共軸光学系であり、開口絞りSPと、該開口絞りより像側に配置されてフォーカシングのために隣り合うレンズまたはレンズ群との間隔を変化させるように移動するフォーカスレンズ群Lfcとを含む。2つの光学系の光軸間の距離をD、各光学系の焦点距離をf、各光学系の最大半画角をωとするとき、1.80≦D/f・tanω≦5.50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、該開口絞りより像側に配置されてフォーカシングのために隣り合うレンズまたはレンズ群との間隔を変化させるように移動するフォーカスレンズ群とを含み、
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半画角をωとするとき、
１．８０≦Ｄ／ｆ・ｔａｎω≦５．５０
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 1,500 文字）【請求項２】
前記フォーカスレンズ群の焦点距離をｆＬｆｃとするとき、
１．００≦ｆＬｆｃ／ｆ≦２．４０
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つの光学系のそれぞれの前記開口絞りより像側の全てのレンズを含む後レンズ群における最も物体側のレンズ面から該後レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬｒ、前記フォーカスレンズ群における最も像側の正レンズ要素の焦点距離をｆＧｒｐ２とするとき、
０．３０≦ＴＬｒ／ｆＧｒｐ２≦１．６０
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】
前記フォーカスレンズ群における最も物体側の正レンズの焦点距離をｆＧｒｐ１とするとき、
０．１０≦ｆＧｒｐ１／ｆＧｒｐ２≦１．００
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】
前記フォーカスレンズ群における最も物体側の正レンズの焦点距離をｆＧｒｐ１、前記フォーカスレンズ群内において最も像側の正レンズ要素より物体側のレンズのうち最も負の屈折力が強い負レンズの焦点距離をｆＧｎとするとき、
－１．６０≦ｆＧｒｎ／ｆＧｒｐ１≦－０．３０
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６】
前記フォーカスレンズ群における最も像側の正レンズ要素に含まれる正レンズの材料のｄ線を基準とするアッベ数をνｄＧｒｐ２とするとき、
５５．００≦νｄＧｒｐ２≦１００．００
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７】
前記フォーカスレンズ群における最も物体側のレンズ面から該フォーカスレンズ群の物体側主点位置までの光軸上の距離をｏ１Ｌｆｃ、前記フォーカスレンズ群における前記最も物体側のレンズ面から該フォーカスレンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬｆｃとするとき、
０．１０≦ｏ１Ｌｆｃ／ＴＬｆｃ≦０．８５
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つの光学系のそれぞれにおける前記開口絞りより像側の全てのレンズを含む後レンズ群の焦点距離をｆＬｒ、前記開口絞りより物体側の全てのレンズを含む前レンズ群の焦点距離をｆＬｆとするとき、
－０．５０≦ｆＬｒ／ｆＬｆ≦１．４０
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２つの光学系のそれぞれにおける前記開口絞りより物体側の全てのレンズを含む前レンズ群の最も物体側のレンズ面から該前レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬｆ、前記２つの光学系のそれぞれにおける前記開口絞りより像側の全てのレンズを含む後レンズ群の最も物体側のレンズ面から該後レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴＬｒとするとき、
０．１０≦ＴＬｆ/ＴＬｒ≦１．００
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１０】
前記２つの光学系のそれぞれにおける最も物体側の負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、該最も物体側の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
－３．５０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－０．５０
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、立体撮影用のステレオ光学系に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
バーチャルリアリティその他の用途の立体視可能な撮影映像を取得するためのステレオ光学系が求められている。特許文献１には、それぞれ光路を途中で折り曲げる反射面を含む２つの光学系を並列配置し、物体側の光軸間距離（基線長）を確保しつつ像側の光軸間距離を小さくして単一の撮像素子による立体撮像を可能とするステレオ光学系が開示されている。特許文献２には、物体側から像側まで光軸がストレートに延びる２つ共軸光学系を並列配置した小型のステレオ光学系であって、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が開示されている。特許文献３には、ステレオ光学系ではないが、フォーカシングのために光学系全体を移動させる光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－００８６２９号公報
特開２０１２－００３０２２号公報
特開２０１４－０８５４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のステレオ光学系は、２つの光学系がそれぞれ反射面を含むために、基線長方向に大型化し易い。
【０００５】
一方、特許文献２のステレオ光学系では、反射面を含まない２つの共軸光学系を用いているため小型化には有利である。しかしながら、基線長（つまりは視差量）が不足して撮影映像から得られる立体感が弱くなる。しかも、パンフォーカスのためにＦナンバーが大きく設定されており、この結果、撮影映像から得られる立体感がさらに弱まる。
【０００６】
さらに特許文献２のステレオ光学系のように軽量化のためにレンズ数を削減すると、像面に配置される撮像素子上での軸外光線の入射角度が大きくなり、撮像素子で発生する画像の色づき（以下、色シェーディングという）が顕著になる。この結果、撮影映像の画質が低下する。
【０００７】
特許文献３のようにフォーカシングのために光学系全体を移動させる光学系をステレオ光学系の２つの光学系として用いると、該２つの光学系全体を駆動するアクチュエータの負荷が大きくなり、高速かつ静音でのフォーカシングを行うことが困難になる。
【０００８】
本発明は、高速かつ静音でのフォーカシングが可能であり、高画質の立体撮像を行える小型のステレオ光学系を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、該開口絞りより像側に配置されてフォーカシングのために隣り合うレンズまたはレンズ群との間隔を変化させるように移動するフォーカスレンズ群とを含む。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半画角をωとするとき、
１．８０≦Ｄ／ｆ・ｔａｎω≦５．５０
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】
【００１０】
本発明によれば、高速かつ静音でのフォーカシングが可能であり、高画質の立体撮像を行える小型の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】
（【００１１】以降は省略されています）

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