CN1766689A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供在把来自摄影光学系统的光束进行分割时，使被分割了的光束的分光特性实质上与直进光的分光特性相同，而且能够由被分割了的充分光量的光使自动焦点检测功能起作用等的摄像装置，数码照相机具备摄影光学系统、光束分离器、焦点检测用传感器、偏振光滤光片和CMOS感光传感器，由光束分离器把朝向成像由摄影光学系统形成的被拍摄物体图像的CMOS感光传感器的一部分光束根据偏振方向进行分割，由焦点检测用传感器根据由光束分离器分割了的光束进行焦点检测，偏振光滤光片去除与通过由光束分离器进行的光束分割而朝向焦点检测用传感器的偏振光成分大致相同的偏振光成分。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及在把通过摄影光学系统取出的光束分割为多条，导向感光设备，进行光瞳分割方式的焦点检测等时能够适用的摄像装置。

背景技术

以往，在照相机中使用的焦点检测方式中有在镜头快门照相机中使用的基于三角测距的焦点检测方式，在摄像机等中使用的基于反差检测的焦点检测方式，在单反照相机使用的基于光瞳分割的焦点检测方式等。

基于三角测距的焦点检测方式是通过在被拍摄物体上投射红外光，经过位于与投射光不同位置的感光镜头，用PSD等传感器等感光来自被拍摄物体的反射光，检测从该感光位置到被拍摄物体的距离的方式(参照特公昭47-23929号公报)。

然而，在把基于三角测距的焦点检测方式适用于数码照相机中的情况下，由于摄影光学系统与测距光学系统不同，因此在把摄影光学系统变换了倍率的情况下，具有测距区发生变化的缺点。

另外，基于反差检测的焦点检测方式是通过边驱动摄影镜头边用图像传感器检测被摄像了的图像的反差变化，从其变化量进行焦点检测的方式(参照特公昭39-5265号公报)。

然而，基于反差检测的焦点检测方式由于边使摄影镜头动作边用图像传感器检测被摄像了的图像的反差变化，从其变化量检测焦点状态，因此例如在远离聚焦状态的状态下，具有在焦点检测时花费很多时间的缺点。进而，具有对于活动的被拍摄物体不能够进行焦点检测的缺点。

另外，摄影镜头的基于光瞳分割的检测方式是通过获得由透过了摄影镜头的不同光瞳区的光束生成的两个图像的相关性，检测摄影镜头的焦点状态的方式(参照特开昭63-18313号公报)。

另外，还提出了用偏振光板构成摄影光学系统的光圈的一部分，在光圈与摄像元件之间具备在AF用时把光束的一部分导向光路以外的光束分离器、在光束分离器与摄像元件之间具备偏振光板的光学装置。另外，在该提案中，作为第2实施形态，公开了用偏振光光束分离器覆盖光束整体，用相同的部件构成偏振光板和偏振光光束分离器的例子(参照特开平6-175010公报)。

在该光学装置中，即使在光圈叶片为闭合状态，通过从由偏振光板构成的部分透过的光束到达AF传感器能够进行AF，而且，由设置在光束分离器与摄像元件之间的偏振光板遮断上述光束，因此在摄像面上维持闭合状态。即使在用偏振光光束分离器覆盖光束整体的结构中也能够得到同样的效果。

图50表示在上述特开平6-175010公报中公开的光学装置的概略结构。

图50中，901是摄影光学系统，902是照相胶片或者CCD传感器等，是仅对于可见光具有灵敏度的感光设备，903是光束分离器。

用感光器件902摄像了的图像如果是胶片照相机则被显像成为照片原版，如果是数码彩色照相机则显示在电子取景器(EVF：ElectronicView Finder)上，或者记录到存储器中，或者从打印机印刷输出。

在光束分离器903的光分割功能面903a上形成介质多层膜，反射从摄影光学系统901出射的物体光的可见光成分中的50％，透过剩余的50％。用光分割功能面903a反射的光用光束分离器903的面903b进行全反射，通过面903c，出射到光束分离器903的外部。

另外，公开了关于把用摄影光学系统形成的一次被拍摄物体图像(物体图像)在CCD传感器或者CMOS工艺兼容(processcompatible)的传感器(以下简称为CMOS感光传感器)等二维感光传感器上成像，把光学图像进行光电变换，得到与物体有关的图像输出的数码单反照相机的例子(参照特开2003-140246公报)。

在作为光学设备之一的该数码单反照相机中，安装了使可见波长区的光量不减少地通过，分割红外区附近的波长区的光的光束分离器。用光束分离器进行了光路分割的红外区附近的波长区的光在焦点检测中使用，直进光供给摄像。

通过把光束分离器的光分割作用面限定在焦点检测光束通过的范围，能够使光束分离器很薄，在摄影光学系统与把光路偏向取景器光学系统的反射镜之间的微小空间中，能够不加大照相机的外形配置光束分离器。另外，通过在可见波长区把光束分离器的分光透射率特性设定为几乎100％，能够在被拍摄图像的摄像时不减少所需要的可见波长区的光量，得到明亮的高画质的图像。

在上述特开平6-175010公报中公开的光学装置(图50)由于是仅把焦点检测时所需要的光束导向AF传感器的结构，因此光束分离器能够很小。然而，实际上，如果没有把光束分离器的光分割功能面的大小做成覆盖伴随摄像的光束整体的大小，则在使用直进光摄像了的图像中发生亮度不均匀，明显地损伤品值。另外，如果把光束分离器配置在摄影光学系统的光瞳面附近则虽然难以产生亮度不均匀，但是由于减少了通过光瞳中央部分的光量，因此图像的反差降低从而并不理想。

在该光学设备例如是红外线照相机的情况下，构成为图50中的感光设备902仅对于红外线具有灵敏度，在光束分离器903的光分割功能面903a中分割红外线。通过了光分割功能面903a的可见光由于如上所述衰减为1/2，因此假如摄像对象物是均匀亮度面，则用感光设备902摄像了的图像如图51所示，成为把中央暗淡的区域911夹在中间，上下形成明亮的区域912以及913的图像910。

这样的现象特别是在拍摄蓝色天空或者建筑物的白色墙壁等时，在作为均匀亮度的部分中，不自然的亮度差很显著，成为极大地损坏了品值的图像，从而很不理想。

因此，如图52所示，开发了在光束分离器903的前方一侧，设置了减光部件905A以及905B的光学设备。在该光学设备中，在减光部件中产生了空隙的情况下，发生图53A所示的亮度不均匀，在减光部件中产生了重叠的情况下发生图53B所示的亮度不均匀。

另外，在上述特开平6-175010公报中公开的光学装置的第2实施形态中，为了用偏振光光束分离器覆盖光束的整体，加大偏振光光束分离器的外形尺寸。其结果，必须加大光学镜头群与摄像元件之间的尺寸，难以谋求减小装置的外形尺寸。

下面，说明在上述特开2003-140246公报中公开的例子。一般，在把通过摄影光学系统取入的光束的光路分割为多条导向感光器件的光学构造中，被分割为多条的光束的波长特性实质上相同，而在多数的情况下大多产生优点。

在上述特开2003-140246公报中公开的照相机中，由于在焦点检测中使用由光束分离器分割了的红外区附近的波长区的光，因此为了正确地起到焦点检测的作用，需要在该波长区中也完成摄影光学系统的象差修正。

在象差修正不充分的情况下，不能够利用红外区附近的光与可见波长区的焦点严密地一致。另一方面，如果在可见波长区的基础上，要在至红外区附近进行象差修正，则由于需要使用特殊的玻璃或者增加摄影光学系统的镜头构成片数这样的处置，因此将引起价格上升或者加大外形尺寸，从而并不理想。特别是，在像单反照相机那样具备能够交换摄影光学系统的大规模的交换镜头系统的情况下，需要使交换镜头系统整体与这样的焦点检测系统相对应，而实际上可以说是极其困难的。

另外，在使用由光束分离器分割了的光束进行物体亮度的测定并决定摄像曝光量的情况下，也产生与焦点检测类似的现象。即，如果用于亮度测定的波长区从摄像的波长区偏离，则不能够严密进行从包含在用于亮度测定的波长区中的光能量推定包含在用于曝光的波长区中的光能，以此为原因，即使根据物体亮度的测定决定曝光量进行摄像，也可能引起曝光不足或者过曝光的摄像结果。

发明内容

本发明的目的在于提供在把来自摄影光学系统的光束进行分割时，能够使被分割了的光束的分光特性实质上与直进光的分光特性相同，而且根据被分割了的充分光量的光使自动焦点检测功能起作用等的摄像装置。

为了达到上述目的，如果依据本发明的第1方案，则摄像装置具备根据偏振方向对朝向成像由摄影光学系统形成的被拍摄物体图像的预定成像面的一部分光束进行分割的光束分割器件、基于由上述光束分割器件分割了的光束进行焦点检测的焦点检测器件、配置在上述光束分割器件与上述预定成像面之间去除与根据由上述光束分割器件进行的光束分割而朝向上述焦点检测器件的偏振光成分大致相同的偏振光成分的减光部件。

附图说明

图1是表示作为本发明第1实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图2是表示数码照相机的电结构的框图。

图3是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

图4A是光束分离器的正面图。

图4B是光束分离器的侧面图。

图5是表示数码照相机的大致的摄像顺序的例子的流程图。

图6表示光束分离器的光分割功能面的分光透射率特性的例子。

图7表示偏振光滤光片的分光透射率特性的例子。

图8表示由焦点检测用传感器进行的焦点检测视野。

图9是表示焦点检测用传感器的结构的平面图。

图10是表示焦点检测用传感器的像素单元的结构的剖面图。

图11A是表示焦点检测用传感器的一个像素的光电变换单元的结构的平面图。

图11B是表示焦点检测用传感器的一个像素的结构的平面图。

图12是表示与图11所示的像素连接，作为用于在焦点检测中使用的像素列的状态的平面图。

图13是表示与图11所示的像素连接，作为用于在焦点检测中使用的像素列的状态的斜视图。

图14是图8所示的焦点检测视野的部分剖面图。

图15是图8所示的焦点检测视野的部分剖面图。

图16是表示输入到AF控制电路中的焦点检测用传感器的输出信号波形(非对焦时)。

图17表示输入到AF控制电路中的焦点检测用传感器的输出信号波形(对焦时)。

图18表示实际的摄影光束。

图19A表示图18所示的光束174的分光透射率特性的例子。

图19B表示图18所示的光束173以及175的分光透射率特性的例子。

图20表示图像上的亮度不均匀的发生程度。

图21表示图像上的亮度不均匀的发生程度。

图22表示在光束分离器的前方一侧为了使摄像范围的亮度均匀而设置了减光部件的例子。

图23A表示在减光部件与光分割功能面之间产生了空隙时的亮度不均匀。

图23B表示在减光部件与光分割功能面之间产生了重复时的亮度不均匀。

图24是表示作为本发明第2实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图25是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

图26A是光束分离器的正面图。

图26B是光束分离器的侧面图。

图27是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

图28A是光束分离器的正面图。

图28B是光束分离器的侧面图。

图29是表示作为本发明第3实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图30是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

图31A是光束分离器的正面图。

图30B是光束分离器的侧面图。

图32是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

图33A是光束分离器的正面图。

图33B是光束分离器的侧面图。

图34表示光分割功能面与光轴构成的角度。

图35表示光分割功能面与光轴构成的角度过于接近0度的例子。

图36表示在光束分离器(棱镜)内进行2次全反射的例子。

图37A是光束分离器的正面图。

图37B是光束分离器的侧面图。

图38是表示作为本发明第4实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图39是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

图40A是光束分离器的正面图。

图40B是光束分离器的侧面图。

图41从箭头方向观看1/2波长板。

图42说明1/2波长板的功能。

图43A是光束分离器的正面图。

图43B是光束分离器的侧面图。

图44表示光路差。

图45是表示作为本发明第5实施形态的摄像装置的数码照相机的结构(插入时)的剖面图。

图46是表示数码照相机的结构(退避时)的剖面图。

图47是表示作为本发明第6实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图48表示用数码照相机要隔着半反射面拍摄被拍摄物体的情况。

图49表示1/4波长板的直径方向。

图50表示在以往例的光学设备中产生亮度不均匀的状况。

图51表示图像的亮度不均匀的发生程度。

图52表示在光学设备中设置的用于亮度不均匀修正的减光部件的例子。

图53A表示在减光光器件中产生了空隙时的亮度不均匀。

图53B表示在减光器件中产生了重复时的亮度不均匀。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施形态。

[第1实施形态]

图1是表示作为本发明第1实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图1中，数码照相机大致由作为光束分割器件的光束分离器103、具备CMOS感光传感器106等的数码照相机主体101、收容摄影光学系统102的镜头镜筒105构成。图示的数码照相机表示进行焦点调节，取入电子取景器(EVF)用图像的状态。

镜头镜筒105收容用于形成被拍摄物体图像(物体图像)的摄影光学系统102。摄影光学系统102能够用能量源和驱动机构(以上的两项未图示)沿着光轴104的方向调节成像位置。摄影光学系统102内的聚焦镜头用具有柔软性的透明弹性部件或者液体透镜构成，通过使界面形状变化，改变光焦度，也能够在物体上对焦。另外，摄影光学系统102还可以由单焦点镜头、变焦镜头或者移位镜头等构成，还能够与具有各种特性(F数(光圈值)或者焦距等)的其它摄影光学系统交换。

数码照相机主体101具备光束分离器103、二维型的CMOS感光传感器106、显示装置107、保存图像数据的存储卡108、光学取景器的目镜109、进行与打印机等的数据通信的无线通信装置110、快门释放按钮111、焦点检测用传感器112、光学低通滤光片113、偏振光滤光片116。

光束分离器103分割朝向成像由摄影光学系统102形成的被拍摄物体图像的CMOS感光传感器106的光束中的一部分。焦点检测用传感器112根据由光束分离器103分割了的光束进行焦点检测。偏振光滤光片116设置在光束分离器103与CMOS感光传感器106之间去除与通过光束分离器103进行的光束分割而朝向焦点检测用传感器112的偏振光成分大致相同的偏振光成分。

光束分离器103和光学低通滤光片113系合到机械的驱动机构(未图示)。在高精细图像的摄像时，在光束分离器103所处的位置交替插入光学低通滤光片113。在EVF用图像的取入时，透过了光束分离器103的光束投影到CMOS感光传感器106上。

显示装置107安装在数码照相机主体101的背面一侧。由CMOS感光传感器106捕捉到的被拍摄物体图像显示在显示装置107上。使用者作为EVF能够直接观察该图像。

CMOS感光传感器106是作为放大型固体摄像元件之一的CMOS工艺兼容(process compatible)的传感器。CMOS感光传感器的优点之一可以举出由于能够以相同的工艺形成区域传感器单元的MOS晶体管、摄像元件驱动电路、A/D变换电路和图像处理电路这样的外围电路，因此与CCD相比较能够大幅度地减少掩模片数和工艺过程。另外，CMOS感光传感器106还具有能够随机访问任意像素的特长，如果进行抽样像素的读出，则能够以高显示速率进行图像的实时显示。CMOS感光传感器106利用该特长，进行基于抽样读出的EVF用图像输出动作和读出所有像素的高精细图像输出动作。

图2是表示数码照相机的电结构的框图。

图2中，首先，从与数码照相机中的被拍摄物体图像的摄像、记录有关的部分进行说明。数码照相机具有摄像系统、图像处理系统、记录再生系统和控制系统。摄像系统包括摄影光学系统102和CMOS感光传感器106。图像处理系统包括A/D变换器130、RGB图像处理电路131以及YC处理电路132。记录再生系统包括记录处理电路133以及再生处理电路134。控制系统包括照相机系统控制电路135、操作检测电路136以及CMOS感光传感器驱动电路137。连接端子138是与外部计算机等连接，用于进行数据收发的标准化了的端子。这些电路由未图示的小型燃料电池驱动。

摄影系统是经过摄影光学系统102把来自物体的光在CMOS感光传感器106的摄影面上成像的光学处理系统，调节摄影光学系统102的未图示的光圈和机械快门，在CMOS感光传感器106上曝光适当光量的物体光。CMOS感光传感器106由沿着长边方向例如排列3700个，沿着短边方向例如排列2800个正方像素，具有总计大约1000万个像素数的感光元件构成，在各像素中，交互配置R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的彩色滤光片，形成以4个像素为一组的所谓拜耳(bayer)排列。

RGB图像处理电路131是经过A/D变换器130，把从CMOS感光传感器106接收的3700×2800像素的图像信号进行处理的信号处理电路，具备白平衡电路、γ修正电路、进行基于内插运算的高分辨率化的内插运算电路。

YC处理电路132是生成亮度信号Y以及色差信号R-Y、B-Y的信号处理电路，由生成高频亮度信号YH的高频亮度信号发生电路、生成低频亮度信号YL的低频亮度信号发生电路以及生成色差信号R-Y、B-Y的色差信号发生电路构成。亮度信号Y通过把高频亮度信号YH和低频亮度信号YL合成而形成。

记录再生系统是进行图像信号向存储器的输出和图像信号向显示装置117的输出的处理系统。记录处理电路133进行图像信号向存储器的写入处理以及读出处理，再生处理电路134再生从存储器读出的图像信号输出到显示装置107。

另外，记录处理电路133按照预定的压缩方式压缩静止图像以及表示活动图像的YC信号，在内部具有读出了压缩数据时进行解压缩的压缩解压缩电路(未图示)。压缩解压缩电路包括用于进行信号处理的帧存储器等，该帧存储器中按每一个图像存储来自图像处理系统的YC信号，分别按多个块的每一个读出后进行压缩编码。压缩编码例如通过把按每一个块的图像信号进行二维正交变换、归一化以及哈夫曼编码而进行。

再生处理电路134是把亮度信号Y以及色差信号R-Y、B-Y进行矩阵变换，例如变换为RGB信号的电路。由再生处理电路134变换了的信号输出到显示装置107，显示再生为可视图像。在再生处理电路134与显示装置107之间或者与打印机(未图示)之间，还可以经过蓝牙等无线通信设备连接。如果这样构成，则能够从离开了用该数码照相机摄像的图像位置进行监视，或者不经过个人计算机印刷摄像了的图像。

控制系统包括检测快门释放按钮111等操作的操作检测电路136、根据该检测信号进行动作，控制各部分，生成并输出摄像时的定时信号等的照相机系统控制电路135、在该照相机系统控制电路135的控制下生成驱动CMOS感光传感器106的驱动信号的CMOS感光传感器驱动电路137、控制光学取景器内的信息显示装置或者位于数码照相机外侧的信息显示装置的信息显示电路142。

控制系统根据外部操作动作，分别控制摄像系统、图像处理系统和记录再生系统，例如，控制检测快门释放按钮110的按压、CMOS感光传感器106的驱动、RGB图像处理电路131的动作、记录处理电路133的压缩处理等，进而，由信息显示电路142控制在光学取景器等上进行信息显示的信息显示装置的各部分的状态。

照相机系统控制电路135进而还连接AF控制电路140和镜头系统控制电路141。这些电路以照相机系统控制电路135为中心，相互通信在各个处理中所需要的数据。

AF控制电路140获得与摄影画面上的预定位置相对应设定的焦点检测用传感器112的焦点检测视野的信号输出，生成焦点检测信号，检测摄影光学系统102的成像状态。如果检测出散焦(焦点偏离了的状态)，则把其变换为作为摄影光学系统102的一部分要素的聚焦镜头的驱动量，经过照相机系统控制电路135中继，向镜头系统驱动电路141发送。

另外，对于移动的物体，勘察从按下快门释放按钮111到开始实际的摄像控制的时间滞后，预测适当的镜头位置，指示聚焦镜头驱动量。当判定为物体的亮度低，不能够得到充分的焦点检测精度时，由闪光发光装置或者白色LED或者荧光管(以上都没有图示)照明物体，补充不足的亮度。

镜头系统控制电路141如果接收到聚焦镜头的驱动量，则由未图示的驱动机构使摄影光学系统102内的聚焦镜头沿着光轴L1方向移动，在物体上对准焦点。一系列焦点调节动作的结果，如果检测出由AF控制电路140在物体上对准了焦点，则检测信息传送到照相机系统控制电路135。这时，如果把快门释放按钮110按下到第2级，则如上所述，完成由摄像系统、图像处理系统和记录再生系统进行的摄像控制。

图3是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图，图4A是快门释放按钮103的正面图，图4B是光束分离器103的侧面图。

在图3以及图4A、4B中，详细地叙述光束分离器103及其周边部分。光束分离器103位于构成摄影光学系统102的镜头102A与102B(未图示)之间。镜头102可以是聚焦镜头，通过沿着光轴104方向移动进行焦点调节。

CMOS感光传感器106设置在摄影光学系统102的预定成像面上，经过密封构件115固定CMOS感光传感器106的玻璃罩106a。通过采用这样的结构，不存在灰尘附着在CMOS感光传感器106的玻璃罩106a上的可能性，如果有灰尘附着的可能性，则成为镜头102b的入射面。由于从CMOS感光传感器106的感光面到灰尘的位置充分长，因此附着在镜头102b的入射面上的灰尘几乎不会摄入到画面中。

图5是表示数码照相机的大致摄像顺序的例子的流程图。

图5中，数码照相机伴随着电源接通，成为快门释放按钮111的操作等待状态，即释放信号等待状态，如果操作检测电路136检测出按下快门释放按钮111的第1级(步骤S1中“是”)，则由AF控制电路140检测焦点(步骤S2)。接着，由AF控制电路140判定散焦是否小于等于允许值(步骤S3)，在不是小于等于允许值的情况下，把聚焦镜头向对焦位置驱动(步骤S4)，在是小于等于允许值的情况下，由信息显示电路142进行对焦显示(步骤S5)。

如果由操作检测电路136检测出按下快门释放按钮111的第2级(步骤S6中“是”)，则在进行使用了CMOS感光传感器106的摄像(步骤S8)以及信息对于存储器的保存以后(步骤S9)，再次恢复到释放信号等待状态(步骤S1)。在由操作检测电路136没有检测出按下快门释放按钮111的第2级的情况下(步骤S6中“否”)，判定是否是按下快门释放按钮111的第1级的状态(步骤S7)，在是按下第1级的状态时返回到步骤S6，在不是按下第1级的状态时返回到步骤S1。

下面，说明作为光束分割设备的光束分离器103。

光束分离器103在光入射面一侧具备能够根据偏振方向分割光束的光分割功能面103a。上述图4表示光分割功能面103a形成为偏振光衍射网格的例子。光束分离器103的光入射面由在其面上形成分割功能面103a的面103b构成，直进光的出射面由面103d构成。面103b与面103d是平行的。从而，光束分离器103对于直进的光起到平行平板的作用。

光束分离器103的光分割功能面103a为了得到所希望的光学特性，例如在光束分离器103的面上形成了特开昭63-55501号公报中公开的衍射网格型偏振光板。光束分离器103的光分割功能面103a的分光透射率特性如图6所示，对于P偏振光在可见光区域透射率高，对于S偏振光在可见光区域透射率低。从光束分离器103的面103b入射的光从面103c出射，作为一次衍射光，被导向焦点检测设备(焦点检测用传感器112以及运算电路)。另外，在介质多层膜中不形成偏振光衍射网格。

在与光束分离器113的面103c相对的位置，配置起到收集在焦点检测中使用的光束的作用的电容透镜(场透镜)114。透过了电容透镜114的光入射到焦点检测用传感器112，由此焦点检测功能起作用。

这样，使由光束分离器103分割了的光束的分光特性实质上与直进光的分光特性相同，由该光束使焦点检测功能起作用。入射到焦点检测用传感器112的分光特性虽然光束分离器103的光分割功能面103a的衍射光的分光特性为支配性的，但是如果充分地取得衍射特性，则透射率接近50％，能够由光量充分而且与入射到CMOS感光传感器106的摄像面的光束实质上相同的光束进行高精度的焦点检测。

在光束分离器103与CMOS感光传感器106之间，设置所谓的偏振光滤光片116。由偏振光滤光片116遮断由光束分离器103的光分割功能面103a衍射了的偏振光(这里是S偏振光)。图7表示适当的偏振光滤光片116的分光透射率特性。

下面，说明焦点检测用传感器112。

图8表示焦点检测用传感器112的焦点检测视野。

图8中，120是把数码照相机的摄像范围作为观察范围的取景器视野，121-1～121-9是焦点检测视野。如果焦点检测视野设定在摄像范围的中央附近，则成为使用方便性良好的数码照相机。由纵向的像素列构成的焦点检测视野由于对于纵向的亮度分布具有灵敏度，因此例如能够进行对于横线的焦点检测。另一方面，由横向的像素列构成的焦点检测视野由于对于横向的亮度分布具有灵敏度，因此例如能够进行对于纵线的焦点检测。实际的焦点检测用传感器112如图9所示那样构成。

图9中，112-1～112-9是构成图8的焦点检测视野121-1～121-9的像素列。

图10是表示焦点检测用传感器112的像素单元的结构的剖面图，图11A是表示焦点检测用传感器112的一个像素的光电变换单元的结构的平面图，图11B是表示焦点检测用传感器112的一个像素的结构的平面图。

在图10以及图11A、B中，光160在图10中从上方入射到焦点检测用传感器112，在图11A、B中，从纸面前面的方向入射到焦点检测用传感器112。焦点检测用传感器112是具有片内型微透镜的CMOS型的传感器，用该微透镜的功能能够规定焦点检测光束的F数(光圈值)。

151是硅基板，152A和152B是埋入型光电二极管的光电变换单元，154是铝或者铜等具有遮光性的第1布线层，155是使用了铝或者铜的第2布线层。156是由氧化硅膜、疏水性多孔质硅、氧化氮化硅膜，或者氮化硅膜等形成的层间绝缘膜和钝化膜，158A、158B是微透镜，157是用于高精度地设定从第2布线层155到微透镜158A、158B的距离的平坦层。155a是第2布线层155的开口部分。

第1布线层154和第2布线层155是具备离散型地设置的开口的金属膜，开口以外不通过可见光。第1布线层154和第2布线层155同时具有使焦点检测用传感器112动作的电学功能和控制感光光束的角度特性的光学功能。平坦层157用在旋转涂层了热硬化型的树脂或者紫外线硬化型的树脂以后进行熟化，或者粘贴树脂膜的方法形成。

图12以及图13分别是表示连接图11A、B所示的像素，形成用于在焦点检测中使用的像素列的状态的平面图以及斜视图。

图12以及图13中，在图12中，省略两端的微透镜的图示，使得明确光电变换单元152A、152B与微透镜158的位置关系，示出为使得可以看见光电变换单元152A、152B。另外，在图13中，在构成要素中，抽取出光电变换单元152A、152B、第1布线层154、第2布线层15以及微透镜158，沿着上下方向分解表示。为了易于明确一个像素的边界，在第1布线层154上和第2布线层155上投影光电变换单元152A、152B的锯齿的形状，用虚线表示。

图14以及图15分别是图8所示的焦点检测视野121-1的部分剖面图。

在图14以及图15中，各微透镜158由于把第1布线层154的开口154A、154B反向投影到摄影光学系统102的出射光瞳上，因此如图14所示，光束132A能够通过第1布线层154的开口154A与光束132A从第1布线层154的开口154A的反向投影图像出射是等价的。同样，如图15所示，光束132B能够通过第1布线层154的开口154B与光束132B从第1布线层154的开口154B的反向投影图像出射是等价的。

从而，从第1布线层154的开口154A、154B的反向投影图像以外入射到焦点检测用传感器112的光线一定被第1布线层154或者第2布线层15阻止，不能够到达光电变换单元152A、152B，不会被进行光电变换。

关于构成一个焦点检测视野的像素，在排列来自光电变换单元152A的输出信号得到的输出信号波形与排列来自光电变换单元152B的输出信号得到输出信号波形之间，在焦点检测视野上根据由摄影光学系统102形成的被拍摄物体图像的成像状态，观测相对横向移动了的状态。这是由于在摄影光学系统102的出射光瞳上光束通过的区域在排列来自光电变换单元152a的输出信号得到输出信号波形和排列来自光电变换单元152B的输出信号得到的输出信号波形中有所不同。在焦点凝聚到前面的状态和焦点凝聚到后面的状态下，输出信号波形的移动方向相反，焦点检测的原理是使用相关运算等方法，包括方向在内检测该相位差(移动量)。

图16以及图17分别表示输入到AF控制电路140中的焦点检测用传感器112的非对焦时以及对焦时的输出信号波形。

在图16以及图17中，横轴表示像素的排列，纵轴表示输出值。图16是在被拍摄物体图像没有对准焦点的状态下的输出波形，图17是在被拍摄物体图像对准了焦点的状态下的输出信号波形。

这样，首先通过判定一组信号的相同性能够进行对焦检测。进而，通过采取使用了相关运算的方法，例如，在特公平05-0488445号公报中公开的方法检测相位差，能够求散焦量。如果把得到的散焦量换算为应该驱动摄影光学系统102的聚焦镜头的量，则能够进行自动焦点调节。由于预先知道应该驱动聚焦镜头的量，因此通常大致进行一次到对焦位置的镜头驱动即可，能够进行极其高速的焦点调节。

图18表示实际的摄影光束。

图18中，173是入射到CMOS感光传感器106的上端部分中的摄影光束，174是入射到CMOS感光传感器106的中央部分的摄影光束，175是入射到CMOS感光传感器106的下端部分中的摄影光束。另外，用图18以及后述的图22中的103a所示的范围表示对于光束分离器103的面的上述衍射网格型偏振光板的形成范围。

摄影光束174由于通过光束分离器103的光束分割功能面103a，因此在光束分离器103的出射一侧，成为由前面使用图6说明过的光分割功能面103a的分光透射特性和物体的分光强度特性与使用图7说明过的偏振光滤光片116的分光透射特性之积得到的强度分布的光。

另外，摄影光束173以及175由于通过偏振光滤光片116，因此在光束分离器103的出射一侧，成为由前面使用图7说明过的偏振光滤光片116的分光透射特性与物体的分光强度特性之积得到的强度分布的光。

由偏振光滤光片116去除由光束分离器103的光分割功能面103a反射了的偏振光成分，因此摄影光束173、175和摄影光束174的分光透射率如图19A、B的分光透射率图所示那样，能够几乎不存在差异。

如上所述，在存在和不存在作为光束分离器103中的偏振光衍射网格形成的光分割功能面103a的部分中，由于能够成为大致相同的透射率，因此不依赖于偏振光衍射网格的遮蔽精度可以得到适宜的图像。如果由CMOS感光传感器106摄像大致均匀亮度面的光学图像，则如图20所示，可以得到大致均匀亮度的图像180，成为不会特别地发生亮度不均匀，与通常的图像没有什么改变的摄影结果。

假如在没有使用作为光束分离器103中的偏振光衍射网格形成的光分割功能面103a和偏振光滤光片116的情况下，在投影到与光轴正交的面上时，如果没有存在光分割功能面103a的部分具有接近100％透射率，则由CMOS感光传感器106摄像了的物体的图像如图21所示，成为把中央暗淡的区域181夹在中间，上下形成明亮区域182以及183的图像184。可以说使用作为偏振光衍射网格形成的光分割功能面103a和偏振光滤光片116调整透射率的效果极大。

为了使摄像范围的亮度均匀，考虑如下情况，即在向与光束分离器103中的摄影光学系统102的光轴正交的面上投射光束时，在没有存在光束分离器103的光分割功能面103a的部分中，设置具有与图22所示的光分割功能面103a相同的透射特性的减光部件180a、180b的情况。

图22表示为了使摄影范围的亮度均匀，在光束分离器103的前方一侧设置了减光部件180a、180b的例子。

图22中，设减光部件180a、180b的透射特性与图6所示的光束分离器103的光分割功能面103b的分光透射率特性大致相同。

这种情况下，减光部件180a、180b与光分割功能面103a需要极其精密地对位。即，在减光部件180a、180b与光分割功能面103a之间存在空隙或者重叠的情况下，如图23A、B所示，成为摄影范围的亮度不均匀，损坏了品质的图像。另外，为了实现减小装置的外形尺寸，光分割功能面103a越接近成像面则对于图像的影响越显著。一般，由于减光部件180a、180b以及光分割功能面103a的制造上或者组装上的误差，精密地组装成对于图像不产生影响的程度并不是很容易的。

另一方面，如果依据本实施形态，光分割功能面103a的形成或者位置精度对于图像的亮度不产生影响，偏振光滤光片116也可以充分地大到覆盖在摄像中使用的光束整体，不必过高地要求安装的精度或者部件精度。可以说使用作为偏振光衍射网格形成的光分割功能面103a和偏振光滤光片116决定摄影光束整体的透射率的效果极大。

如以上说明的那样，如果依据本实施形态，则在用光束分离器103把来自摄影光学系统102的光束分割时，能够同时实现使分割了的光束的分光特性实质上与直进光的分光特性相同，而且由分割了的充分光量的光使自动焦点检测功能起作用、根据光分割构造不会增大数码照相机的外形尺寸以及得到基于沿着光束分离器103直进的光的高品质的图像。

[第2实施形态]

本发明的第2实施形态相对于上述的第1实施形态在下述之点不同。本实施形态的其它的要素由于与上述第1实施形态(图1、图2等)中相对应的部分相同，因此省略说明。

图24是表示作为本实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图，图25是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

在图24以及图25中，203是作为光束分割器件的光束分离器，由棱镜构成。对于具有与图1相同功能的要素标注相同的号码，省略说明。如从图24以及图25所明确的那样，本实施形态与第1实施形态的差别是光束分离器203的构造，以下集中说明该部分。

图26A是光束分离器203的正面图，图26B是光束分离器203的侧面图。

在图26A、B中，详细地叙述光束分离器203的光分割功能。光束分离器203是在光分割功能面203a上粘贴了两片棱镜203-1以及203-2的部件。光束分离器203的光入射面由棱镜203-1的面203-1b和棱镜203-2的面203-2b构成，直进光的出射面由棱镜203-1的面203-1d和棱镜203-2的面203-2d构成。

棱镜203-1的面203-1b与棱镜203-2的面203-2b之间，或者棱镜203-1的面203-1d与棱镜203-2的面203-2d之间没有阶差。另外，棱镜203-1的面203-1b与面203-1d平行，棱镜203-2的面203-2b与面203-2d平行。从而，棱镜203对于直进的光起到平行平板作用。

棱镜203-1的面203-1b与光分割功能面203a具有不同的倾斜角度，棱镜203-2的面203-2d与光分割功能面203a具有不同的倾斜角度。另外，棱镜203-1的面203-1b与光分割功能面203a交差，棱镜203-2的面203-2d与光分割功能面203a交差。

从棱镜203-1的面203-1b和棱镜203-2的面203-2b的光入射面入射到光束分离器203内部的光束中，由光分割功能面203a反射了的光束从面203-2c出射。另外，光分割功能面203a也可以形成在棱镜203-1、棱镜203-2的任一个上。

通过用棱镜构成光束分离器203，与上述第1实施形态相比较，能够容易制作光束分离器203，同时，由于能够减少光轴方向的厚度，因此在减小装置的外形尺寸方面做出贡献。另外，如图25所示，通过把光分割功能面203a对于光轴104设定为大致45度，能够使棱镜形状简单，能够谋求低成本的同时提高加工精度。

光束分离器203的光分割功能面203a的分光透射率特性设为具有与图6所示的光束分离器103的光分割功能面103a的分光透射率特性的例子同等的特性。另外，设置在光束分离器203与CMOS感光传感器106之间的偏振光滤光片116的分光透射率特性设为具有与图7所示的分光透射率特性的例子同等的特性。

如从上述第1实施形态的说明所明确的那样，在本实施形态中，也能够使存在和不存在光功能分割面203a的部分的亮度大致相同，对于所摄影的图像不产生影响。

下面，作为本实施形态的变形例，图27以及图28表示把设置在光束分离器203与CMOS感光传感器106的成像面之间的作为减光器件的偏振光滤光片设置在光束分离器203的出射面上时的例子。

图27是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图，图28A是光束分离器203的正面图，图28B是光束分离器203的侧面图。

在图27以及图28A、B中，在成为光束分离器203的出射面203-1d以及203-2d中，设置吸收与由光分割功能面203a反射了的光束相同偏振光成分的偏振光滤光片(减光器件)216。通过使用本发明，能够谋求进一步降低部件数量产生的低成本以及减小装置的外形尺寸。图26以及图27中，表示了把作为减光器件使用的偏振光滤光片形成在偏振光光束分离器上的例子，而对于使用偏振光衍射网格的光学系统也能够实施上述的例子，这一点是很明确的。

如以上说明的那样，如果依据本实施形态，则能够不损坏通过简单的结构可以实现CMOS感光传感器106上的亮度均匀这样的效果，进而能够在装置的小型、低成本方面做出贡献。

[第3实施形态]

本发明的第3实施形态相对于上述第1实施形态在下述之点不同。本实施形态的其它要素由于与上述的第1实施形态(图1、图2等)相对应的部分相同，因此省略说明。

图29是表示作为本实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图，图30是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

在图29以及图30中，303是作为光束分割器件的光束分离器，由具有全反射面的棱镜构成。对于具有与图1相同功能的要素标注相同的号码，省略说明。如从图29以及图30所明确的那样，本实施形态与第1以及第2实施形态的差别是光束分离器303的构造，以下集中说明该部分。

图31A是光束分离器303的正面图，图30B是光束分离器的侧面图。

图31A、B中，详细地叙述光束分离器303的光分割功能。光束分离器303是在光分割功能面303a中粘贴了两片棱镜303-1和303-2的部件。光束分离器303的光入射面由棱镜303-1的面303-1b和棱镜303-2的面303-2b构成，直进光的出射面由棱镜303-1的面303-1d和棱镜303-2的面303-2d构成。

棱镜303-1的面303-1b与棱镜303-2的面303-2b之间，或者棱镜303-1的面303-1d与棱镜303-2的面303-2d之间没有阶差。另外，棱镜303-1的面303-1b与面303-1d平行，棱镜303-2的面303-2b与面303-2d平行。从而，棱镜303对于直进的光起到平行平板作用。

棱镜303-1的面303-1b与光分割功能面303a具有不同的倾斜角度，棱镜303-2的面303-2d与光分割功能面303a具有不同的倾斜角度。另外，棱镜303-1的面303-1b与光分割功能面303a交差，棱镜303-2的面303-2d与光分割功能面303a交差。

从棱镜303-1的面303-1b和棱镜303-2的面303-2b的光入射面入射到光束分离器303内部的光束中，由光分割功能面303a反射了的光束由棱镜303-2的面303-2b全反射，从面303-2c出射。另外，光功能分割面303a也能够形成在棱镜303-1、棱镜303-2的任一个上。

另外，与上述的第2实施形态所示的例子相同，如图32以及图33A、B所示，对于光束分离器303，也能够设置吸收与由光分割功能面303a反射的光束相同偏振光成分的偏振光滤光片(减光器件)316。这种情况下，偏振光滤光片316最好形成在接合了棱镜303-1和棱镜303-2以后由棱镜303-1的面303-1d和棱镜303-2的面303-2d形成的光滑面上。

下面，使用图34以及图35说明使用全反射产生的效果。

图34表示光分割功能面303a与光轴104构成的角度α，图35表示使光分割功能面303a与光轴104构成的角度α非常接近0度的例子。

在图34以及图35中，如果考虑图34所示的光分割功能面303a与光轴104构成的角度α，则为了把光束分离器303做得很薄，需要使α接近0度。另一方面，如图35所示，如果使α非常接近0度，则由于配置成使得焦点检测用传感器112、电容114没有遮断朝向CMOS感光传感器106的光束，反而加厚了装置整体。

另外，如图35所示，由于来自光束分离器303(棱镜)的出射面成为来自被拍摄物体一侧的入射面，因此一般如图35所示，成为对于光线倾斜的出射面。这时，根据棱镜材质的分散特性，从光束分离器303经过电容透镜114出射到焦点检测用传感器12的光线如长波长317a或者短波长317c那样，根据波长产生所谓的色散。另外，317b是长波长317a与短波长317c中间的波长。

因此，在本实施形态中，通过利用光束分离器303的入射面303-2b使光束全反射，效率良好而且使AF用的光束没有色散地导入到摄像光束的光路以外的同时，实现减小装置整体的外形尺寸。

光束分离器303的光分割功能面303a与光轴104构成的角度α设定为考虑光束分离器303的材质的折射率，考虑由入射面303-2b进行的全反射的同时，没有突破图8所示的焦点检测用传感器112的焦点检测视野的光束的值，把光束分离器303设定为适当的棱镜形状。

光束分离器303的光分割功能面303a的分光透射率特性设为具有与图6所示的光束分离器103的光分割功能面103a的分光透射率特性的例子同等的特性。

如从上述第1以及第2实施形态的说明所明确的那样，在本实施形态中，也能够使存在和不存在光束分离器303的光分割功能面303a的部分亮度大致相同，对所摄影的图像不产生影响。

下面，作为本实施形态的变形例，图36以及图37A、B表示在光束分离器303的厚度为支配性时的有效的例子。

图36表示在光束分离器(棱镜)303内进行两次全反射的例子，图37A是303的正面图，图37B是光束分离器303的侧面图。

图36以及图37A、B中，从电容透镜114的配置必须位于朝向CMOS感光传感器106的光束的光路以外这样的限制、全反射次数的限制、以及没有突破图8所示的焦点检测用传感器112的焦点检测视野的光束这样的限制出发，有时不能够使光束分离器303的厚度充分薄。这样的情况下，如图36以及图37A、B所示，通过在光束分离器303的棱镜303-2内进而进行多次全反射，能够使光束分离器303很薄。

另外，在图36以及图37A、B中，表示了在光束分离器303的棱镜303-2内进行两次全反射的例子，而也能够使用更多的全反射。

本实施形态的情况下，偏振光滤光片116与光束分离器303分开设置，使得不会由偏振光滤光片(减光器件)116吸收朝向AF元件的光束。这种情况下，偏振光滤光片116与光束分离器303的间隙可以极小，由于偏振光滤光片116一般是薄的部件，因此在光束分离器303的厚度为支配性的情况下对减薄装置的厚度有所贡献。

如以上说明的那样，如果依据本实施形态，则能够不损坏通过简单的结构能够实现CMOS感光传感器106上的亮度均匀这样的效果，进而在装置的小型、低成本方面做出贡献。

[第4实施形态]

本发明的第4实施形态对于上述的第1实施形态在下述之点不同。本实施形态的其它要素由于与上述的第1实施形态(图1、图2等)相对应的部分相同，因此省略说明。

图38是表示作为本实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图，图39是表示数码照相机的镜头镜筒部分的结构的剖面图。

在图38以及图39中，403是作为光束分割器件的光束分离器，由具有全反射面，在出射面上具备偏振光滤光片的棱镜构成。另外，光束分离器403具备使由光分割功能面403a分割了的光束的偏振方向变化180度的功能。对于具有与图1相同功能的要素标注相同的号码，省略说明。如从图38以及图39明确的那样，本实施形态与第1至第3实施形态的差别是光束分离器403的构造，以下集中说明该部分。

图40A是光束分离器403的正面图，图40B是光束分离器403的侧面图。

在图40A、B中，关于光束分离器403的基本的光分割功能由于与在第3实施形态中所示的相同，因此省略说明。本实施形态的特征是设置了在光束由光束分离器403的光分割功能面403a反射了以后，至到达光束分离器403的出射面403-2d的期间使偏振方向旋转180度的1/2波长板403e。图41表示1/2波长板403e的配置。

图41是从箭头方向观看了1/2波长板403e的图。

图41中，419表示1/2波长板403e的光学轴方向，420表示由光分割功能面403a反射了的光束的偏振光方位角。使1/2波长板403e对于由光分割功能面403反射了的光束发生作用那样，配置成当从由光分割功能面403a反射了的光线方向418(参照图40(b))观看时，光轴方向419对于偏振光方位角420构成45度。

下面，使用图42说明1/2波长板403e的效果。

在上述第3实施形态中说明过的在光束分离器内进行多次全反射的例子中，在把光束分离器和减光器件做成一体构造的情况下，存在由设置在光束分离器的出射面一侧的减光器件吸收应该朝向焦点检测用传感器112的光束的问题。

例如，假设光束分离器403的光分割功能面403a透射P偏振光，反射S偏振光。这种情况下，偏振光滤光片(减光器件)416构成为使得透射P偏振光，吸收S偏振光。

图42说明1/2波长板403e的功能。

图42中，由光束分离器403的光分割功能面403反射的光束423中，S偏振光是支配性的光束。这里如果使用多次全反射，则被反射了的光束423在到达焦点检测用传感器112(参照图39)之前，由设置在光束分离器403的出射面一侧的偏振光滤光片416吸收。

因此，在本实施形态中，光束在由光束分离器403的光分割功能面403a反射了以后至到达出射面403-2d的期间，改变偏振方向，使得在光束分离器403的出射面一侧的减光器件416不吸收应该朝向焦点检测用传感器112的光束。即，由光分割功能面403a反射了的光束在到达偏振光滤光片416之前，由1/2波长板403e从S偏振光成为P偏振光，因此不会由偏振光滤光片416吸收。

下面，作为本实施形态的变形例，使用图43以及图44说明把1/2波长板403e与光束分离器403做成一体时的光束分离器403的例子。

图43A是光束分离器403的正面图，图43B是光束分离器403的侧面图，图44表示光路差。

在图43A、B以及图44中，例如把具有双折射的光学材料用作为棱镜403-2的材料，同时，形成为使得从图43B的418方向观看时光轴方向构成45度，而且图44的光路424a与光路424b中的正常光线与异常光线光程差成为1/2波长。根据该结构，由光束分离器403的光分割功能面403a反射了的光束由于在到达减光器件416之前从S偏振光成为P偏振光，因此不会由减光器件416吸收。

如以上说明的那样，如果依据本实施形态，则能够不损坏通过简单的结构可以实现CMOS感光传感器106上的亮度均匀的效果，进而在装置的小型、低成本方面做出贡献。

[第5实施形态]

本发明的第5实施形态相对于上述第1实施形态在下述之点不同。本实施形态的其它要素由于与上述第1实施形态(图1、图2等)相对应的部分相同，因此省略说明。

图45是表示作为本实施形态的摄像装置的数码照相机的结构(插入时)的剖面图，图46是表示数码照相机的结构(退避时)的剖面图。

图45以及图46中，503是作为光束分割器件的光束分离器。对于具有与图1相同功能的要素标注相同的号码，省略说明。如从图45以及图46所明确的那样，本实施形态与第1至第4实施形态的差别是使光束分离器503以及偏振光滤光片(减光器件)516能够移动，以下集中说明该部分。

本实施形态的特征是把光束分离器503以及减光器件516做成一体的同时，能够由未图示的驱动机构(驱动器件)使光束分离器503以及偏振光滤光片516对于光路插入(进入)以及退避。图45中表示在光路中插入光束分离器503以及偏振光滤光片516的状态，图46中表示光束分离器503以及偏振光滤光片516退避到光路以外的状态。偏振光滤光片516在插入到光路中的状态下配置成覆盖摄影光束的整体，而在退避到光路以外的状态下，位于对摄影光束不产生影响的位置。

在光束分离器503退避到光路以外的状态下，在光路中插入不具有光束分割功能面而具有与光束分离器503大致相同的光路长度的面503f，使得从摄影光学系统102到CMOS感光传感器106的光路长度不发生变化。根据本结构，即使把光束分离器503以及偏振光滤光片516做成为一体，对于光路进行插入以及退避，也能够不产生焦点的变化，而仅变化亮度。

例如，在希望拍摄亮度非常低的被拍摄物体时，在上述第1至第4实施形态中说明过的例子中，由于丢失导向焦点检测用传感器112的光量，因此有时不能够得到充分的亮度。在这样的情况下，考虑使用利用了CMOS感光传感器106的反差的所谓TV-AF进行焦点检测，考虑牺牲速度而使亮度优先的需求。这时，使驱动机构(未图示)动作，把偏振光滤光片516导向光路以外，能够增加入射到CMOS感光传感器106上的光量。

如以上说明的那样，如果依据本实施形态，则除去上述第1至第4实施形态的效果以外，在使光束分离器503以及偏振光滤光片516从光路退避进行摄像时，即使光束分离器503以及偏振光滤光片516退避，摄影光学系统102的焦点也不发生变动，能够使自动焦点检测功能高速地动作。由此，能够拍摄低亮度的被拍摄物体，能够对使用者的使用方便性做出贡献。

[第6实施形态]

本发明的第6实施形态对于上述第1实施形态在下述之点不同。本实施形态的其它要素由于上述第1实施形态(图1、图2等)相对应的部分相同，因此省略说明。

图47是表示作为本实施形态的摄像装置的数码照相机的结构的剖面图。

图47中，503是作为光束分割器件的光束分离器，601是1/4波长板。对于具有与图1相同功能的要素标注相同的号码，省略说明。如从图47所明确的那样，本实施形态与第5实施形态的差别是设置了1/4波长板601这一点，以下集中说明该部分。

本实施形态的特征是在光束分离器503与摄影光学系统102之间设置了1/4波长板601这一点。一般在自然光中进行摄影的状态下，不会强烈地包括特定的偏振光成分，但是在拍摄由水面或者玻璃产生的反射时，存在仅强烈地具有特定的偏振光成分的被拍摄物体。在这样的被拍摄物体中，在上述的第1至第5实施形态的例子中，在使用了焦点检测用感光传感器112的焦点检测时，CMOS感光传感器106上或者焦点检测用传感器112的光量有可能不充分。

图48表示用数码照相机要隔着半反射面603拍摄被拍摄物体604的情况。

图48中，设来自半反射面603反射光强烈地包括特定的偏振光成分，而该特定的偏振光成分被导向焦点检测用传感器112。这时，虽然使用者期待数码照相机对于被拍摄物体604进行焦点调整，但是当向焦点检测用传感器112入射的光中反射光是支配性时，在数码照相机中却对其它的被拍摄物体605进行焦点调整。其结果，被拍摄物体604成为没有对准焦点的图像，对于使用者的使用方便性没有贡献。

因此，在本实施形态中，在光束分离器503与摄影光学系统102之间设置1/4波长板601，在向焦点检测用传感器112入射的光强烈地包括特定的偏振光成分的情况下，通过使该偏振光成分成为圆偏振光，使入射到CMOS感光传感器106或者焦点检测用传感器112中的光量以及光束中包含的信息均匀。

通常，对于数码照相机入射的特定的偏振光成分根据光源、加强偏振光的成分的界面和数码照相机的方向决定，对于数码照相机来讲大多是纵向或者横向。图49的602表示1/4波长板601的光学轴方向。通过预先使1/4波长板601的光学轴方向602对于数码照相机主体101倾斜45度，在大多数的摄影场景中，能够使CMOS感光传感器106和焦点检测用传感器112的光量以及光束中包含的信息均匀。

如以上说明的那样，如果依据本实施形态，则除去上述第1至第4实施形态的效果以外、即使对于强烈地包括特定的偏振光成分被拍摄物体，也能够可靠地进行焦点检测，同时，能够进行对准焦点的摄影。

[其它的实施形态]

在上述第1至第6实施形态中，作为例子举出了把本发明的摄像装置使用在数码照相机中的情况，但是并不限于这种情况，也能够把本发明的摄像装置使用在镜头快门照相机、单反照相机、摄像机等中。

如果依据上述的实施形态，则在光束分割器件与预定的成像面之间，设置去除与通过由光束分割器件进行的光束分割而朝向焦点检测器件的偏振光成分大致相同的偏振光成分的减光器件。由此，在用光束分割器件把来自摄影光学系统的光束进行分割时，能够同时实现使被分割了的光束的分光特性实质上与直进光的分光特性相同，而且由被分割的充分光量的光使焦点检测功能起作用、根据光分割构造不会加大摄像装置的外形尺寸、得到基于沿着光束分割器件直进的光的高品质的图像。

另外，通过把光束分割器件做成为在光分割功能面上粘贴两片棱镜的形状，能够容易地制作光束分割器件，同时，由于能够减少光轴方向的厚度，因此能够谋求减小摄像装置的外形尺寸。

另外，光束分割器件通过在朝向焦点检测器件的光路中具备使分割了的光束进行全反射的面，能够把光束进行全反射，高效地导向摄像光束的光路以外，能够实现减小摄像装置整体的外形尺寸。

另外，光束分割器件通过具备使被分割了的光束直到到达光出射面之前旋转偏振方向的偏振方向旋转器件，能够使得在减光器件中不会吸收应该朝向焦点检测器件的光束。

另外，通过把光束分割器件以及减光器件做成为一体，对于朝向预定成像面的光路插入以及退避，对于低亮度的被拍摄物体也能够进行摄影。进而，通过与上述的插入以及退避同步，退避或者插入具有等效的光路长度的光学部件，在使光束分割器件以及减光器件从光路退避进行摄像时，能够不变动摄影光学系统的焦点，使焦点检测功能高速地起作用。

另外，通过由偏振光成分调整器件使特定的偏振光成分成为圆偏振光，即使对于强烈地包括特定的偏振光成分的被拍摄物体，也能够可靠地进行焦点检测，同时，能够进行对准了焦点的摄像。

Claims (9)

1.一种摄像装置，其特征在于，具备：

根据偏振方向对朝向预定成像面的光束的一部分进行分割的光束分割器件，其中由摄影光学系统形成的被拍摄物体图像在上述预定成像面上被成像；

基于由上述光束分割器件分割了的光束进行焦点检测的焦点检测器件；

设置在上述光束分割器件与上述预定成像面之间，去除与通过由上述光束分割器件进行的光束分割而朝向上述焦点检测器件的偏振光成分大致相同的偏振光成分的减光器件。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述光束分割器件在光入射一侧具备形成为偏振光衍射网格的光分割功能面。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述光束分割器件具有在光分割功能面上粘贴了两片棱镜的形状。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述光束分割器件具备在朝向上述焦点检测器件的光路中使被分割了的光束全反射的面。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述光束分割器件具备使被分割了的光束在到达上述光束分割器件的光出射面之前旋转偏振方向的偏振方向旋转器件；及在朝向上述焦点检测器件的光路中使被分割了的光束全反射的面。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述减光器件设置在上述光束分割器件的光出射面上。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，具备：

使上述光束分割器件以及上述减光器件作为一体对于朝向上述预定成像面的光路插入以及退避的驱动器件。

8.根据权利要求1所述的摄影装置，其特征在于，具备：

设置在上述光束分割器件与上述摄影光学系统之间，使特定的偏振光成分成为圆偏振光的偏振光成分调整器件。

9.一种摄像装置，其特征在于，具备：

根据偏振方向对朝向预定成像面的光束的一部分进行分割的光束分割器件，其中由摄影光学系统形成的被拍摄物体图像在上述预定成像面上被成像；

基于由上述光束分割器件分割了的光束进行焦点检测的焦点检测器件；

设置在上述光束分割器件与上述预定成像面之间，具有使朝向预定成像面的光束中的没有被上述光束分割器件分割的光束的光量接近于被分割了的光束的光量的偏振性质的减光器件。

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