專利名稱：成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含半反射鏡的成像裝置，該半反射鏡將已通過成像光學(xué)系統(tǒng)的來自 對象的光分成入射光和反射光。
背景技術(shù)：
在諸如數(shù)字照相機之類的成像裝置當(dāng)中，已提出了這樣的成像裝置，該成像裝置 具有設(shè)置在已通過拍攝鏡頭的來自對象的光的光路上的半反射鏡(半透明反射鏡)，使得 透過半反射鏡的光入射到成像器件上以能夠進行對象影像的獲取，并且使反射光入射到距 離傳感器(AF傳感器)或者計量傳感器(AE傳感器)以能夠進行關(guān)于對象的焦點檢測等 (見，例如，日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2008-52246)。這樣的半反射鏡被設(shè)計/制作成使得透射光量和反射光量之間的比例基本上是 與光的波長無關(guān)的常量(例如，7 3)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，根據(jù)上述半反射鏡，透射光量和反射光量之間的比例是與光的波長無關(guān)的 常量，并且因此接收反射光的距離傳感器等僅能接收已通過拍攝鏡頭的對象光的大約30% 的量。這通常導(dǎo)致對于黑色對象反射光量不足的情況，使得很難進行快速的焦點檢測。期望提供這樣的成像裝置該成像裝置可降低在半反射鏡處反射的反射光量的不 足，其中，半反射鏡將來自對象的光分成透射光和反射光。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種成像裝置，包括半反射鏡，該半反射鏡將已通 過攝影光學(xué)系統(tǒng)的來自對象的光分成透射光和反射光；接收透射光的第一光接收傳感器， 該第一光接收傳感器具有在光的特定波長處具有靈敏度峰值的光譜靈敏度特性；以及接收 反射光的第二光接收傳感器，其中，半反射鏡的光譜透射特性中的透射峰值的波長與第一 光接收傳感器的靈敏度峰值的波長相符。根據(jù)本發(fā)明的實施例，將來自對象的光分成透射光和反射光的半反射鏡的光譜透 射特性中的透射峰值的波長與接收透射光的第一光接收傳感器的光譜靈敏度特性中的靈 敏度峰值的波長相符。結(jié)果，可降低在半反射鏡處反射的光量的不足。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置的外部構(gòu)造的正視圖；圖2是成像裝置的縱剖視圖；圖3是示出了關(guān)于成像裝置的顏色濾光器對于顏色RGB的各自的光譜靈敏度特性 的曲線圖；圖4是示出了關(guān)于相差A(yù)F模塊的光譜靈敏度特性的曲線圖；圖5是示出了成像裝置的電氣構(gòu)造的框圖；圖6是說明半反射鏡的剖面構(gòu)造的視圖7是示出了關(guān)于半反射鏡的光譜透射特性的曲線圖；圖8是示出了關(guān)于半反射鏡的光譜反射特性的曲線圖；圖9是示出了關(guān)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半反射鏡的光譜透射特性的曲線圖；圖10是示出了關(guān)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半反射鏡的光譜反射特性的曲線圖；圖11是示出了關(guān)于半反射鏡的另一光譜透射特性的曲線圖；圖12是示出了關(guān)于半反射鏡的另一光譜透射特性的曲線圖；圖13是示出了關(guān)于半反射鏡的另一光譜透射特性的曲線圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像裝置的縱剖視圖；圖15是示出了成像裝置的電氣構(gòu)造的框圖；圖16是用于說明關(guān)于成像裝置的顏色濾光器的光譜靈敏度特性的曲線圖；圖17是用于說明關(guān)于成像器件的顏色濾光器的光譜靈敏度特性的曲線圖。
具體實施例方式<第一實施例>成像裝置主要部分的構(gòu)造圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置IA的外部構(gòu)造。成像裝置IA被配置為數(shù)字靜物照相機，并且包括照相機主體主體10A，以及可更 換鏡頭2，可更換鏡頭2用作可安裝到照相機主體主體IOA并且可從照相機主體IOA拆卸的 拍攝鏡頭。在圖1中，在照相機主體IOA的正面，設(shè)置有安裝部分301，鏡頭改變按鈕302以 及部分持握部分303，其中安裝部分301位于在正面的大致中央處且可互換透鏡2安裝在 其上，鏡頭改變按鈕302放置在安裝部分301的右側(cè)，持握部分303用于持握成像裝置1A。 另外，照相機主體IOA具有放置在正面的左上部的模式設(shè)定轉(zhuǎn)盤305，放置在正面右上部的 控制值設(shè)定轉(zhuǎn)盤306以及放置在持握部分303的頂面的快門按鈕307。另外，照相機主體IOA包括在其上部且被配置為內(nèi)置彈出式閃光燈的閃光部分 318以及，當(dāng)將外部閃光燈等連接到照相機主體IOA時使用的連接端子部分319。安裝部分301設(shè)置有用于和所安裝的可更換鏡頭2建立電連接的連接器Ec (見圖 5)，以及用于建立機械連接的聯(lián)接器75 (見圖5)。鏡頭改變按鈕302是這樣的按鈕當(dāng)拆下被安裝到安裝部分301的可更換鏡頭2 時壓下該按鈕。持握部分303是這樣的部分用戶在攝影期間在該部分握緊成像裝置1A。持握部 分303設(shè)置有適合于手指形狀的表面不規(guī)則部分以加強配合。電池容納室和卡容納室(未 示出)被設(shè)置在持握部分303的內(nèi)部。用作照相機電源的電池69B(見圖5)被存放在電池 容納室中，并且，用于記錄被拍攝影像的影像數(shù)據(jù)的存儲卡被可拆卸地容納在卡容納室中。 持握部分303還可設(shè)置有用于檢測用戶是否已經(jīng)將持握部分303持握的握緊傳感器。模式設(shè)定轉(zhuǎn)盤305和控制值設(shè)定轉(zhuǎn)盤306各由在與照相機主體IOA的頂面基本平 行的平面中可旋轉(zhuǎn)的大體圓盤狀的構(gòu)件形成。模式設(shè)定轉(zhuǎn)盤305用于選擇性地選擇包含在 成像裝置IA中的模式或功能中的一個，例如自動曝光(AE)控制模式和自動對焦(AF)控制 模式，諸如用于拍攝單個靜止影像的靜態(tài)圖片拍攝模式和用于進行連拍的連拍模式之類的各種拍攝模式，以及用于回放記錄影像的回放模式。另一方面，控制值設(shè)定轉(zhuǎn)盤306用于對 包含在成像裝置IA中的各種功能的每一個設(shè)定控制值?？扉T按鈕307是可在“半按下狀態(tài)”和“全按下狀態(tài)”之間操作的按式開關(guān)，其中 在“半按下狀態(tài)”下，快門按鈕307被壓到中途，在“全按下狀態(tài)”下，快門按鈕307被進一 步壓下。當(dāng)在靜態(tài)圖片拍攝模式中時半按下快門按鈕307引起用于拍攝對象的靜態(tài)圖片的 準(zhǔn)備工作(諸如曝光控制值的設(shè)定以及焦點檢測之類的準(zhǔn)備工作)的執(zhí)行。全按下快門按 鈕307引起拍攝操作(包括將成像器件101(見圖幻曝光、對由曝光獲得的影像信號應(yīng)用 預(yù)定影像處理、并且將產(chǎn)生的影像信號記錄到存儲卡67中(見圖5)等的一系列操作)的 執(zhí)行?？筛鼡Q鏡頭2用作獲取來自對象的光(光學(xué)影像)的鏡頭窗口，并且還用作將對 象光引導(dǎo)至放置在照相機主體IOA內(nèi)部的成像器件101的攝影光學(xué)系統(tǒng)?？筛鼡Q鏡頭2可 通過按下上面描述的鏡頭改變按鈕302從照相機主體IOA中卸除?？筛鼡Q鏡頭2包括透鏡組21，透鏡組21由沿光軸LT(見圖2、順次地放置的多個 透鏡組成。透鏡組21包括用于進行焦點調(diào)節(jié)的聚焦透鏡211 (見圖5)，以及用于進行變焦 的變焦透鏡212 (見圖幻。變焦和焦點調(diào)節(jié)通過在光軸LT方向上驅(qū)動這些透鏡中的各個透 鏡來進行(見圖幻。可更換鏡頭2在其鏡筒的外周上合適的位置處具有可沿鏡筒的外周 旋轉(zhuǎn)的操作環(huán)。通過手動操作或者自動操作，上述變焦透鏡212根據(jù)上述操作環(huán)的旋轉(zhuǎn)方 向和旋轉(zhuǎn)量而在光軸方向上移動，并被設(shè)置為與所移動的位置相對應(yīng)的變焦倍率(拍攝倍 率)。成像裝置IA的內(nèi)部構(gòu)造下面，描述成像裝置IA的內(nèi)部配置。圖2是成像裝置IA的縱剖視圖。如圖2所 示，成像器件101、反射鏡部分13、相位差A(yù)F模塊107等被設(shè)置在成像裝置IA的內(nèi)部。當(dāng)可更換鏡頭2被安裝到照相機主體IOA時，成像器件101沿著與光軸LT垂 直的方向被放置在包含在可更換鏡頭2中的透鏡組的光軸LT上。利用拜耳布局(Bayer arrangement)的CMOS彩色區(qū)域傳感器(CMOS型成像器件)被用作成像器件101，其中，例 如，各個均具有光電二極管的多個像素被布局成二維矩陣，并且，例如，具有不同的光譜特 性的三個主要顏色R(紅色)、G(綠色)和B (藍色)的顏色濾光器以1 2 1的比例布 置在各個像素的光接收表面上。在上述成像器件101中，如圖3所示，顏色濾光器的對于藍 色⑶、綠色(G)和紅色(R)各自的光譜靈敏度特性Js、Jt和Ju中的峰值Ps、Pt和Pu的 波長分別被設(shè)定為例如470nm、530nm和620nm。即，成像器件101用作光接收傳感器(第一 光接收傳感器)，其具有在RGB三原色各自的波段中的波長(光的具體波長)470nm、530nm 和620nm處具有峰值Ps、Pt和Pu的光譜靈敏度特性Js、Jt和Ju，并且接收來自半反射鏡 130的透射光La (圖2)。成像器件101將在通過可更換鏡頭2和半反射鏡130后形成的對象的光學(xué)影像， 轉(zhuǎn)化為R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)的各顏色分量的模擬電信號(影像信號)，并且輸出 該信號作為R，G和B顏色中的各個顏色的影像信號。即，成像器件101被配置為可接收來 自半反射鏡130的透射光并且可以輸出對象的影像信號的影像傳感器。在上述光軸LT上成像器件101的前方，反射鏡部分13作為包含了半反射鏡 130(半透明反射鏡)的薄膜反射鏡(固定反射鏡)，被設(shè)置為相對于照相機主體IOA固定的方式。半反射鏡130被配置為使已通過可更換鏡頭2的對象光的一部分透射，同時將光 的剩余部分向相位差A(yù)F模塊107反射。換句話說，已通過可更換鏡頭2的對象光被半反射 鏡130分成透射光La和反射光Lb，并且對象的影像被產(chǎn)生在已接收了透射光La的成像器 件101上。稍后將詳細描述半反射鏡130的構(gòu)造。相位差A(yù)F模塊(第二光接收傳感器)107被配置為可接收來自半反射鏡130的反 射光Lb (圖幻并可輸出對象的焦點檢測信號的焦點檢測傳感器(AF傳感器)。如圖4所 示，相位差A(yù)F模塊107具有光譜靈敏度特性Jv，光譜靈敏度特性Jv與成像器件101的光 譜靈敏度影像Js-Ju不相似且不相同，并且其被繪制成在560nm附近具有光譜靈敏度峰值 Pv的緩和彎曲的波形的曲線圖。相位差A(yù)F模塊107被布置在半反射鏡130前方的斜上方。 相位差A(yù)F模塊107接收來自半反射鏡130的反射光Lb (圖2)，并且基于相位差檢測方法 (下文也稱為“相位差A(yù)F” )通過焦點檢測來檢測聚焦位置。由于相位差A(yù)F模塊107可以 在拍攝等的期間一直接收來自半反射鏡130的反射光，因此可以進行關(guān)于對象的持續(xù)的焦 點檢測。快門單元40被放置在成像器件101的前方。快門單元40被配置為包含有豎直移 動的簾部分的機械焦平面快門，并且通過打開和關(guān)閉簾部分來開通和阻斷對象光沿光軸LT 被導(dǎo)向成像器件101的光路。如果成像器件101是可以完全電子快門的成像器件，則快門 單元40可以省略。液晶顯示器(IXD) 311被設(shè)置在照相機主體IOA的背面上。IXD311包括可以顯示 影像的彩色液晶面板。IXD 311執(zhí)行通過對成像器件101所捕獲的影像的顯示，記錄的影像 的回放的顯示等，并且還顯示用于設(shè)定成像裝置IA中所包含的功能或模式的屏幕。當(dāng)在實 際拍攝之前對對象進行取景時，LCD 311執(zhí)行實時取景(預(yù)覽)顯示，使得對象以動態(tài)形式 被顯示，該動態(tài)形式是基于由接收來自半反射鏡130的透射光La的成像器件101連續(xù)產(chǎn)生 的影像信號的。成像裝置IA的電氣構(gòu)造圖5是示出成像裝置IA的電氣構(gòu)造的框圖。這里，用相同的符號表示與圖1和2 中的那些部件相同的部件等。為了便于說明，首先描述可更換鏡頭2的電氣構(gòu)造。除上面所述的透鏡組21以外，可更換鏡頭2還包括透鏡驅(qū)動機構(gòu)24，透鏡位置檢 測部分25，鏡頭控制部分沈以及光圈驅(qū)動機構(gòu)27。在透鏡組21中，對焦透鏡211和變焦透鏡212、以及用于調(diào)節(jié)入射到設(shè)置于照相機 主體IOA的成像器件101上的光量的光圈23被保持在鏡筒22內(nèi)部的光軸LT(見圖2)的 方向上。透鏡組21獲取對象的光學(xué)影像，并且使影像形成在成像器件101上。在AF控制 中，通過由可更換鏡頭2內(nèi)部的AF致動器7IM在光軸LT的方向上驅(qū)動對焦透鏡211來執(zhí) 行焦點調(diào)節(jié)。對焦驅(qū)動控制部分7IA基于經(jīng)由鏡頭控制部分沈從主控制部分62提供的AF控 制信號，產(chǎn)生為了將聚焦透鏡211移動到聚焦位置所需要的對AF致動器71M的驅(qū)動控制信 號。AF致動器71M由步進電機等組成，并且給予透鏡驅(qū)動機構(gòu)M透鏡驅(qū)動力。 透鏡驅(qū)動機構(gòu)M由，例如，螺旋體和用于使該螺旋體旋轉(zhuǎn)的齒輪(未示出)組成。 透鏡驅(qū)動機構(gòu)M接收來自AF致動器71M的驅(qū)動力以在平行于光軸LT的方向上驅(qū)動對焦 透鏡211等。對焦透鏡211的移動方向和移動量依據(jù)AF致動器71M的旋轉(zhuǎn)方向和圈數(shù)。
透鏡位置檢測部分25包括編碼板和編碼器刷，其中，多個編碼圖案在透鏡組21的 移動范圍內(nèi)以預(yù)定間距沿著光軸LT的方向形成在所述編碼板上，編碼器刷在與編碼板華 東接觸的同時與透鏡一體地移動。透鏡位置檢測部分25檢測在焦點調(diào)節(jié)時透鏡組21的移動量。鏡頭控制部分沈由，例如，具有諸如用于存儲控制程序的ROM和用于存儲關(guān)于狀 態(tài)信息的數(shù)據(jù)的閃存之類的內(nèi)置存儲器的微型計算機組成。鏡頭控制部分沈還具有用于經(jīng)由連接器Ec與照相機主體IOA的主控制部分62進 行通信的通信設(shè)備。因此，鏡頭控制部分沈可以，例如，將諸如焦距、出射光瞳位置、光圈， 對焦距離、以及透鏡組21的環(huán)境光量，以及由透鏡位置檢測部分25檢測出的關(guān)于對焦透鏡 211的位置信息之類的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，傳送到主控制部分62。此外，鏡頭控制部分沈可以 接收，例如，來自主控制部分62的關(guān)于對焦透鏡211的驅(qū)動量的數(shù)據(jù)。光圈驅(qū)動機構(gòu)27經(jīng)由聯(lián)結(jié)器75接收來自光圈驅(qū)動致動器76M的驅(qū)動力，并且改 變光圈23的孔徑。下面，描述照相機主體IOA的電氣構(gòu)造。除上述成像器件101、快門單元40等以 外，照相機主體IOA包括模擬前端(AFE) 5，影像處理部分61，影像存儲器614，主控制部分 62，閃光電路63，操作部分64，VRAM 65，卡I/F 66，以及存儲卡67。此外，照相機主體IOA 包括通信I/F 68，供電電路69，電池69B，快門驅(qū)動控制部分73A，快門驅(qū)動致動器73M，光圈 驅(qū)動控制部分76A，以及光圈驅(qū)動致動器76M。如上所述，成像器件101由CMOS彩色區(qū)域傳感器組成。稍后描述的時序控制電路 51控制諸如成像器件101的曝光的開始(以及結(jié)束)，包含在成像器件101中的各個像素 的輸出的選擇，以及像素信號的讀取之類的成像操作。AFE 5向成像器件101提供用于使成像器件101執(zhí)行預(yù)定操作的時序脈沖。此外， AFE 5對從成像器件101輸出的對象的影像信號施加預(yù)定的信號處理，將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號，并將數(shù)字信號輸出到影像處理部分61。AFE 5包括時序控制電路51，信號處理部分 52和A/D轉(zhuǎn)換部分53等。時序控制電路51基于從主控制部分62輸出的基準(zhǔn)時鐘產(chǎn)生預(yù)定的時序脈沖(用 于產(chǎn)生豎直掃描脈沖ΦVn，水平掃描脈沖ΦVm，復(fù)位信號掃描脈沖Φνι·等)，并且將時序脈 沖輸出到成像器件101以控制成像器件101的成像操作。另外，時序控制電路51將預(yù)定時 序脈沖輸出到信號處理部分52和A/D轉(zhuǎn)換部分53中的每一者以控制信號處理部分52和 A/D轉(zhuǎn)換部分53的操作。信號處理部分52對從成像器件101輸出的模擬影像信號施加預(yù)定的模擬信號處 理。信號處理部分52具有相關(guān)性雙精度采樣(CDQ電路，自動增益控制(AGC)電路，鉗位 電路等。AGC電路可以使影像信號的增益可變的方式來放大由成像器件101產(chǎn)生的影像信 號。該增益變化能夠以對應(yīng)于銀鹽膠片的方式改變ISO感光度。A/D轉(zhuǎn)換部分53基于從時 序控制電路51輸出的時序脈沖，將從信號處理部分52輸出的模擬R，G，B影像信號中的各 個影像信號轉(zhuǎn)換成多個比特(例如12比特)的數(shù)字影像信號。 影像處理部分61通過對從AFE 5輸出的影像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的信號處理，來生成影 像文件。影像處理部分61包括黑度校正電路611，白平衡控制電路612，伽馬校正電路613 等。與從成像器件101讀取同步地，影像處理部分61所獲取的影像數(shù)據(jù)被暫時寫入影像存
7儲器614中。然后，被寫入影像存儲器614中的該影像數(shù)據(jù)被訪問來執(zhí)行在影像處理部分 61的各個模塊中的處理。黑度校正電路611將由A/D轉(zhuǎn)換部分53進行的A/D轉(zhuǎn)換而獲得的R，G，B數(shù)字影 像信號中的各個數(shù)字影像信號的黑度校正為基準(zhǔn)黑度。白平衡控制電路612基于根據(jù)光源的基準(zhǔn)白色，執(zhí)行紅色(R)、綠色(G)和藍色 (B)分量的各數(shù)字信號的水平轉(zhuǎn)換(白平衡(WB)調(diào)整)。即，基于從主控制部分62提供的 WB調(diào)整數(shù)據(jù)，從諸如亮度或色度之類的數(shù)據(jù)，識別出被推定為將要被拍攝的對象的原本白 色區(qū)域的部分，找到在那個部分中的R、G、B成分，G/R比例以及G/B比例的各自的平均數(shù)， 并且利用這些值作為R和B校正增益來執(zhí)行水平校正。伽馬校正電路613校正已被執(zhí)行了 WB調(diào)整的影像數(shù)據(jù)的色調(diào)特性。更具體而言， 伽馬校正電路613針對各個顏色分量，利用預(yù)先設(shè)置的伽馬校正表，執(zhí)行影像數(shù)據(jù)的水平 的非線性轉(zhuǎn)換和補償調(diào)整。影像存儲器614是這樣的存儲器，當(dāng)處于拍攝模式中時，該存儲器暫時地存儲從 影像處理部分61輸出的影像數(shù)據(jù)，并且被用作主控制部分62對該影像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的處 理的工作區(qū)域。當(dāng)處于回放模式中時，影像存儲器614暫時地存儲從存儲卡67讀取的影像 數(shù)據(jù)。主控制部分62包括用作計算機的CPU，用于存儲控制程序等的ROM以及用于暫時 存儲數(shù)據(jù)的RAM。主控制部分62控制成像裝置IA的各個部分的操作。閃光電路63是這樣的閃光電路當(dāng)處于閃光拍攝模式時，該閃光電路將由閃光部 分318或者被連接到連接端子部分319的外部閃光燈發(fā)出的光量，控制為主控制部分62所
設(shè)置的光量。操作部分64包括上述快門按鈕307等。操作部分64被用來將操作信息輸入到主 控制部分62。VRAM 65是緩沖存儲器，其具有用于存儲與IXD 311的像素的數(shù)目對應(yīng)的影像信 號的存儲能力，并被設(shè)置在主控制部分62和IXD 311之間?？↖/F 66是使得能夠進行信 號向存儲卡67和主控制部分62的傳送以及信號從存儲卡67和主控制部分62的接收的接 口。存儲卡67是用于保存由主控制部分62產(chǎn)生的影像數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。通信I/F 68是 能夠進行圖像數(shù)據(jù)等向個人計算機或者其他外部設(shè)備傳輸?shù)慕涌?。供電電?9是例如恒壓電路。供電電路69產(chǎn)生用于驅(qū)動包括諸如主控制部分 62之類的控制部分、成像器件101、以及其他各種驅(qū)動部分在內(nèi)的整個成像裝置IA的電壓。 向成像器件101的電力供給由從主控制部分62提供給供電電路69的控制信號控制。電池 69B是諸如鎳金屬氫電池之類的蓄電池或者諸如堿性電池之類的一次電池。電池69B是給 整個成像裝置IA提供電力的電源?？扉T驅(qū)動控制部分73A基于從主控制部分62提供的控制信號產(chǎn)生對快門驅(qū)動致 動器73M的驅(qū)動控制信號?？扉T驅(qū)動致動器73M是執(zhí)行快門單元40的打開和關(guān)閉驅(qū)動(打 開和關(guān)閉操作)的致動器。光圈驅(qū)動控制部分76A基于從主控制部分62提供的控制信號產(chǎn)生用于光圈驅(qū)動 致動器76M的驅(qū)動控制信號。光圈驅(qū)動致動器76M經(jīng)由聯(lián)結(jié)器75給予光圈驅(qū)動機構(gòu)27驅(qū) 動力。
半反射鏡130的配置圖6是用于說明半反射鏡130的剖面構(gòu)造的視圖。反射鏡部分13的半反射鏡130包括反射鏡基板(反射鏡基底)131，以及在反射鏡 基板131上沉積并形成的無機層(無機材料層)132。例如，可采用膜作為反射鏡基板131。更具體而言，用作反射鏡基板的膜被配置為， 例如具有90%的透射率(10%的反射率)的光學(xué)透明膜，并且由例如環(huán)烯烴聚合物或聚碳 酸酯等光學(xué)各向同性的材料形成。由于半反射鏡130以此方式采用具有光學(xué)各向同性和預(yù) 定剛度的材料形成的膜，不用擔(dān)心像玻璃板一樣破裂并可以防止破損，而且相比于具有光 學(xué)各向異性的膜還可以減小光的損失量。無機層132包括，例如，諸如五氧化鈮(Nb2O5)之類的高折射率材料(H)層133，以 及諸如二氧化硅(SiO2)之類的低折射率材料(L)層134，其中層133和層134交替地層疊。 例如，通過改變無無機層132的層數(shù)、層厚度等，可以調(diào)節(jié)半反射鏡130關(guān)于透射光La(圖 2)和反射光Lb(圖2、的光譜特性。換句話說，適當(dāng)調(diào)節(jié)在反射鏡基板131上形成的無機 層132的層數(shù)和膜厚度，對于半反射鏡130，可實現(xiàn)下面描述的光譜透射特性和光譜反射特 性。圖7是示出了關(guān)于半反射鏡130的光譜透射特性Ja的曲線圖。圖8是示出了關(guān) 于半反射鏡130的光譜反射特性Jf的曲線圖。在圖7和圖8中，橫軸表示光的波長，并且 縱軸表示透射率和反射率。在圖7中，用虛線指示成像器件101的光譜靈敏度特性Js，Jt 和Ju (圖3)，并且在圖8中，用虛線指示相差A(yù)F模塊的光譜靈敏度特性Jv (圖4)。如圖7所示，半反射鏡130的光譜透射特性Ja用曲線波形表示，該曲線波形上下 蜿蜒并具有包括峰值1 , 和Pc在內(nèi)的多個峰值(峰)和包括谷值Qa，Qb和Qc在內(nèi)的多 個谷值(谷)。在這方面，在半反射鏡130的光譜透射特性Ja中的峰值(透射峰值)Pajb 和Pc的波長，與在成像器件101的對于藍，綠和紅的各個光譜靈敏度特性Js，Jt和Ju中的 峰值I^，Pt和Pu的波長相符。因此，在成像器件101的發(fā)光二極管的各個發(fā)光二極管(其 檢測所接收的光量，所接收的光量作為關(guān)于半反射鏡130的光譜透射特性Ja的透射率與顏 色濾光器的光譜靈敏度特性Js到Ju的每個光譜靈敏度特性的乘積而獲得)中，與根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)的半反射鏡(其具有這樣的光譜透射特性即，透射率(例如，70% )基本上保持為 與光的波長無關(guān)的常量)的光接收相比，可以實現(xiàn)更好的光接收水平。下面給出關(guān)于這方 面的更詳細的描述。如圖9所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半反射鏡具有這樣的光譜透射率特性Jp 它的透射 率基本上是與光的波長無關(guān)的常量。現(xiàn)在，比較根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光譜透射率特性Jp和圖7 中所示根據(jù)本實施例的光譜透射率特性Ja，對于在成像器件101的光譜靈敏度特性Js到 Ju中的各個峰值I^s到Pu附近的波長，對應(yīng)的透射率是相等的。因此，在接收來自根據(jù)本實 施例的半反射鏡130的透射光La的成像器件101中，可以獲得與通過使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的 半反射鏡獲得的照片影像相當(dāng)?shù)恼掌跋?。另一方面，如圖8所示，半反射鏡130的光譜反射特性Jf基本上是光譜透射特性 Ja(圖7)的豎直鏡像翻轉(zhuǎn)。因此，光譜反射特性Jf具有包括與圖7中所示的谷值Qa到Qc 相對應(yīng)的峰值Pf到Wi在內(nèi)的多個峰值，并具有與圖7中所示的峰值1 到Pc相對應(yīng)的多 個谷值Qf到Qh。
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通過從反射鏡基板131側(cè)起如下所述在無機層132中交替地層疊例如13層五氧 化鈮和二氧化硅，可實現(xiàn)半反射鏡130的上述光譜透射特性Ja(以及光譜反射特性Jf)。第一層五氧化鈮125.34nm第二層二氧化硅149. 34nm第三層五氧化鈮8.12nm第四層二氧化硅129. 98nm第五層五氧化鈮53.73nm第六層二氧化硅201.54nm第七層五氧化鈮81.73nm第八層二氧化硅174.OOnm第九層五氧化鈮97.89nm第十層二氧化硅161.52nm第^^一層五氧化鈮158.48nm第十二層二氧化硅98.12nm第十三層五氧化鈮87.OOnm由于半反射鏡130具有上述光譜透射特性Ja和光譜反射特性Jf，由接收來自半反 射鏡130的反射光Lb (圖2)的相差A(yù)F模塊107接收到相對較大的光量。下面對此進行更 具體的描述。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半反射鏡具有由如下所述的波形表示的光譜反射特性該波形是 上述圖9中所示的光譜透射特性的豎直鏡像翻轉(zhuǎn)，更具體而言，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半反射鏡 具有如圖10所示的光譜反射特性Jq，使得它的透射率基本上是與光的波長無關(guān)的大約為 30%的常量。現(xiàn)在，比較根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半反射鏡的Jq和根據(jù)本實施例的半反射鏡130的 光譜反射特性Jf (圖8)，可以了解的是，利用根據(jù)本實施例的半反射鏡130，在相差A(yù)F模塊 107的相對高靈敏度的波段(例如，大約400nm到700nm)中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，大量的光入 射到相差A(yù)F模塊107上。由于根據(jù)本實施例的半反射鏡130能夠以此方式增加反射光量， 因此即使對于黑暗的對象也可以進行快速的焦點檢測，從而實現(xiàn)低亮度性能的提高。在上述成像裝置IA中，如圖7所示，在半反射鏡130的光譜透射特性Ja中的峰值 Pa到Pc的波長，與成像器件101的光譜靈敏度特性Js到Ju的峰值I^s到Pu的波長相符。 因此，如圖8中所示的光譜反射特性Jf所指示的，在半反射鏡130處的反射光Lb (圖2)的 量的不足可被減弱，從而提高接收反射光Lb的相差A(yù)F模塊107的低亮度性能。成像裝置IA可以不采用具有圖7中所示的光譜透射特性Ja的半反射鏡130，但可 以采用具有圖11、12和13中所示的光譜透射特性。下面按順序描述這些光譜透射特性。圖11中所示的光譜透射特性Jal是這樣的對于其關(guān)于RGB顏色濾光器的光譜靈 敏度特性Js到Ju中的峰值對于B、G和R分別設(shè)定在470nm、530nm和630nm處的成像器 件，光譜透射特性Jal的峰值I^l、Pbl和Pcl的波長與這些峰值的波長相符。在這方面，圖 11中所示的光譜透射特性Jal可通過例如在無機層132中以711. OOnm的膜厚度形成單層 五氧化鈮來實現(xiàn)。圖12中所示的光譜透射特性Ja2是這樣的對于其關(guān)于RGB顏色濾光器的光譜靈 敏度特性Js到Ju中的峰值對于B、G和R分別設(shè)定在波長470nm、530nm和620nm處的成像器件，光譜透射特性Ja2的峰值I^2、Pl32和Pc2的波長與這些峰值的波長相符。在這方面， 圖12中所示的光譜透射特性Ja2可通過例如在無機層132中從反射鏡基板131側(cè)起以下 述的方式層疊五氧化鈮和二氧化硅兩層來實現(xiàn)。第一層五氧化鈮824.76nm第二層二氧化硅10.OOnm圖13中所示的光譜透射特性Ja3是這樣的對于其關(guān)于RGB顏色濾光器的光譜靈 敏度特性Js到Ju中的峰值對于B、G和R分別設(shè)定在波長470nm、550nm和640nm處的成像 器件，光譜透射特性Ja3的峰值I^3、Pb3和Pc3的波長與這些峰值的波長相符。在這方面， 圖13中所示的光譜透射特性Ja3可通過例如在無機層132中從反射鏡基板131側(cè)起以下 述的方式層疊五氧化鈮和二氧化硅兩層來實現(xiàn)。第一層五氧化鈮490.OOnm第二層二氧化硅1363. 50nm對于上述光譜透射特性Jal到Ja3中的各個光譜透射特性，作為對應(yīng)的光譜透射 特性的豎直鏡像翻轉(zhuǎn)的波形是半反射鏡的光譜反射特性。因此，與上述半反射鏡130類似， 在半反射鏡處反射的反射光的量可被增加，從而提高相差A(yù)F模塊的低亮度性能?！吹诙嵤├?b>成像裝置的配置圖14是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像裝置IB的縱剖視圖。圖15是示出了成 像裝置IB的電氣構(gòu)造的框圖。雖然根據(jù)第二實施例的成像裝置IB具有與根據(jù)第一實施例的成像裝置IA相同的 外部配置，但是成像裝置IB在以下方面不同取代根據(jù)第一實施例的相差A(yù)F模塊107，成 像器件(影像傳感器)102被安裝在照相機主體IOB內(nèi)部作為接收來自半反射鏡130的反 射光Lb的光接收傳感器。雖然成像器件102具有與成像器件101的構(gòu)造相當(dāng)?shù)臉?gòu)造，但是如下所描述的，成 像器件102在其關(guān)于顏色濾光器的光譜靈敏度方面不同。成像器件102的光譜靈敏度特性圖16和圖17是用于說明關(guān)于成像器件102的顏色濾光器的光譜靈敏度特性Ks、 Kt和Ku的曲線圖。在圖16和圖17中，橫軸表示光的波長，并且縱軸表示透射率。在圖16 中，用虛線表示圖3中所示的成像器件101的光譜靈敏度特性Js、Jt和Ju，并且在圖17中， 用虛線表示圖8中所示的半反射鏡130的光譜反射特性Jf。成像器件102對于RGB顏色濾光器的各個顏色的光譜靈敏度特性Ks到Ku，對應(yīng) 于通過在成像器件101的光譜靈敏度特性Js到Ju (虛線)向較小波長的方向AR上平行移 動而獲得的那些光譜靈敏度特性。換句話說，成像器件102具有通過沿波長方向AR以預(yù)定 量移動光譜靈敏度特性Js到Ju而獲得的光譜靈敏度特性Ks到Ku。在這方面，該預(yù)定量， (即，在方向AR上的移動量)對應(yīng)于在顏色濾光器的三原色(RGB)的各自的波段中的峰值 (靈敏度峰值)Pa到Pc (圖7)當(dāng)中相鄰的峰值1 到Pc之間的波長差的一半，例如，在半反 射鏡130的光譜透射特性Ja中峰值1 與1 之間的波長差Wa (圖7)和峰值1 與Pc之間 的波長差Wb (圖7)的平均值的一半。因此，如圖17所示，在成像器件102的光譜靈敏度特性Ks到Ku中的峰值(靈敏度峰值)Pi到1 的波長，分別與在半反射鏡130的光譜反射特性Jf中的峰值(反射峰值) Pf到Wi的波長相符，從而成像器件102可以有效地接收反射光Lb (圖14)的RGB顏色。結(jié) 果，接收反射光Lb的成像器件102還可以實現(xiàn)與接收透射光La(圖14)的成像器件101的 光接收水平相當(dāng)?shù)膶τ诟鱾€RGB顏色的光接收水平。上述成像裝置IB可以與在第一實施例中相同的方式，降低在半反射鏡130處的反 射光Lb的量的不足。結(jié)果，接收該反射光Lb的成像器件102也可以產(chǎn)生與接收透射光La 的成像器件101所產(chǎn)生的對象影像相等同的對象影像?！葱薷摹翟谏鲜龈鲗嵤├?，采用膜作為半反射鏡的反射鏡基板(反射鏡基底)。然而，這 不應(yīng)該被解釋為限制性的。還可以采用基于考慮了防止破裂的夾持方法而本身具有剛度的 玻璃片。在上述各實施例中，不一定將環(huán)烯烴聚合物或者聚碳酸酯用于作為半反射鏡的反 射鏡基板的膜。還可以使用由具有光學(xué)各向同性的其他材料，例如，TAC(三乙酰纖維素)或 PES(聚醚砜)制成的膜。在上述各實施例中，相差A(yù)F模塊107或者成像器件102不一定被設(shè)置為接收由半 反射鏡130反射的反射光的光接收傳感器。例如，可設(shè)置檢測對象的亮度并且輸出亮度檢 測信號的計量傳感器(AE傳感器)。在上述各實施例中的成像器件不一定包括用于RGB的三原色濾光器，而是可以包 括補色濾光器。如根據(jù)上述第二實施例的成像器件，還可以采用具有能夠基于相差檢測方法進行 關(guān)于對象的焦點檢測的像素(相差A(yù)F像素)的成像器件。如本發(fā)明中所使用的表述“峰值的波長彼此相符”的含義不僅包括波長彼此精確 地一致的情況，而且還包括波長中的一者與另一者波長接近(鄰近)的情況。本發(fā)明包含涉及2009年12月28日提交給日本專利局的日本在先專利申請JP 2009-298397公開的主題內(nèi)容，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，只要在所附的權(quán)利要求或者其等同方案的范圍之 內(nèi)，可以取決于設(shè)計需求和其他因素進行各種修改、組合、子組合和替代。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括半反射鏡，所述半反射鏡將已通過攝影光學(xué)系統(tǒng)的來自對象的光分成透射光和反射光；接收所述透射光的第一光接收傳感器，所述第一光接收傳感器具有在光的特定波長處 具有靈敏度峰值的光譜靈敏度特性；以及 接收所述反射光的第二光接收傳感器，其中所述半反射鏡的光譜透射特性中的透射峰值的波長與所述第一光接收傳感器的 所述靈敏度峰值的波長相符。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所述第一光接收傳感器被配置為具有三種顏色的顏色濾光器的影像傳感器，并且可以 接收所述透射光并輸出所述對象的影像信號；以及所述第一光接收傳感器的所述光譜靈敏度特性在所述三種顏色的各自的波段的每個 中均具有所述靈敏度峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中所述第二光接收傳感器被配置為可以接收所 述反射光并輸出所述對象的焦點檢測信號的焦點檢測傳感器，并且具有與所述第一光接收 傳感器的所述光譜靈敏度特性不同的光譜靈敏度特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中所述第二光接收傳感器被配置為所述影像傳感器，并且具有通過使所述第一光接收傳 感器的所述光譜靈敏度特性沿波長方向以預(yù)定量移動而得到的光譜靈敏度特性；并且所述第二光接收傳感器的所述光譜靈敏度特性中的靈敏度峰值的波長與所述半反射 鏡的光譜反射特性中的反射峰值的波長相符。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像裝置，其中所述預(yù)定量對應(yīng)于所述三種顏色的各自的波 段中的所述靈敏度峰值的相鄰者之間的波長差的一半。
全文摘要
本發(fā)明涉及成像裝置。該成像裝置包括半反射鏡，該半反射鏡將已通過攝影光學(xué)系統(tǒng)的來自對象的光分成透射光和反射光；接收透射光的第一光接收傳感器，該第一光接收傳感器具有在光的特定波長處具有靈敏度峰值的光譜靈敏度特性；以及接收反射光的第二光接收傳感器。半反射鏡的光譜透射特性中的透射峰值的波長與第一光接收傳感器的靈敏度峰值的波長相符。
文檔編號G03B13/36GK102109741SQ20101060897
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者勝田恭敏 申請人:索尼公司