CN100460919C - 光学装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种光学装置，该光学装置在相位差检测方法中能可靠地形成AF像并分离该AF像以提供优良的焦点检测性能。该光学装置包括包含偏转光学元件的光偏转单元。该偏转光学元件使第一光束和第二光束中的至少一个光束相对于另一个光束向与该第一和第二区域彼此分离的方向不同的方向偏转，该第一和第二光束分别通过光学系统的出瞳中的第一区域和第二区域，并在光电转换元件上形成像。该光偏转单元包括光限制构件，该光限制构件限制从光偏转单元射出的光束在光电转换元件上形成像的成像区域。

Description

光学装置

技术领域

本发明涉及一种在光电转换元件上形成多个像以用相位差检测方法进行焦点检测的光学装置。

背景技术

在单反照相机(single-lens reflex camera)中，一般采用TTL(Through The Taking Lens，通过镜头的光)相位差检测方法中的AF(auto-focus，自动调焦)。在相位差检测方法中，通过摄像镜头获取来自被摄体的光束(luminous flux)，然后该光束被可动镜反射并直射(direct)到等价于胶片或摄像元件的受光面的面上(第一成像面)。直射到该等价面上的光束被包括分离镜头(separator lens)的二次成像光学系统分割为二(光瞳分离)，且这两个光分量直射至用于AF的一对线传感器(line sensor)。该对线传感器上的两个像之间的差(相位差)直接用于确定摄像镜头中的调焦镜头距焦点对准位置的偏移量。

数字照相机具有用作光电转换元件的摄像元件，该光电转换元件用于光电转换被摄体像。当部分摄像元件被用作AF的传感器区域时，不必提供AF专用的线传感器或除摄像镜头外的二次成像光学系统。

因此，已经提出一种焦点检测系统，其中，部分摄像元件被用作AF的传感器区域，且由摄像光学系统中包括的分像棱镜(split image prism)所分离的两个光束直射到该区域(日本特开2004-46132)。

另一提出结构包括布置成比第一成像面更接近被摄体的全息光学元件，以实现TTL相位差检测方法中的AF(日本特开平H04(1992)-147207)。

然而，在使用分像棱镜的日本特开2004-46132提出的方法中，与TTL相位差检测方法相比，像在分像棱镜的边界上必需具有连续性。例如，如果分像棱镜的边界上的像的形状不是直线，则即使在达到了焦点对准状态时仍判断为焦点没对准状态。焦点检测中的这种约束使得不可能实现与TTL相位差检测方法相同水平的焦点检测性能。

在使用全息光学元件的日本特开平H04(1992)-147207中提出的方法在原理上与TTL相位差检测方法相似。然而，采用具有大色散的全息光学元件以形成在判断调焦状态时重要的沿光瞳分离方向的两个像(AF像)。因此，波长在很大程度上影响具有相位差的像的入射角之间的差，该相位差对提供高精度的焦点检测是重要的。结果，当执行焦点检测时，该方法不适于实际应用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学装置，该光学装置在相位差检测方法中能可靠地形成AF像并分离AF像以提供优良的焦点检测性能。

根据一个方面，本发明提供一种光学装置，该光学装置具有包含偏转光学构件的光偏转单元，该光偏转单元可移进和移出光学系统的光路。该偏转光学构件使第一光束和第二光束中的至少一个光束相对于另一个光束偏转，该第一和第二光束分别通过光学系统的出瞳中的第一区域和第二区域，并在光电转换元件上形成像。该光偏转单元具有光限制构件，该光限制构件由具有锯齿状表面的棱镜状部形成或者所述光限制构件具有交替的透射光束区域和阻断光束区域，该光限制构件限制从光偏转单元射出的第一和第二光束中的至少一个光束在光电转换元件上形成像的成像区域，并且偏转光学构件与光限制构件彼此面对。

根据另一方面，本发明提供一种摄像系统，该摄像系统包括光学装置和摄像装置，其中，该光学装置包括上述光学系统和光偏转单元，该光学装置是可拆装地安装在用上述光电转换元件的输出进行焦点检测的摄像装置上的镜头装置；在该摄像装置上可拆装地安装该光学装置，该摄像装置用上述光电转换元件的输出进行焦点检测。

根据又一方面，本发明提供一种光学装置，该光学装置包括包含偏转光学构件的光偏转单元，该光偏转单元可移进和移出光学系统的光路。该偏转光学构件使第一光束和第二光束中的至少一个光束相对于另一个光束偏转，该第一和第二光束分别通过光学系统的出瞳中的第一区域和第二区域，并在光电转换元件上形成像。该光偏转单元具有光限制构件，该光限制构件限制从光偏转单元射出的第一和第二光束中的至少一个光束在光电转换元件上形成像的成像区域，并且偏转光学构件与光限制构件彼此面对。光限制构件具有第一面和第二面，该第一面由具有光焦度(optical power)的曲面形成，该第二面形成有锯齿状元件。

根据再一方面，本发明提供一种摄像系统，该摄像系统包括光学装置和摄像装置，其中，该光学装置包括上述光学系统和光偏转单元，该光学装置是可拆装地安装在用上述光电转换元件的输出进行焦点检测的摄像装置上的镜头装置；在该摄像装置上可拆装地安装该光学装置，该摄像装置用上述光电转换元件的输出进行焦点检测。

本发明的其它目的和特征将从以下参照附图所说明的优选实施例中变得明显。

附图说明

图1A和图1B是示出本发明实施例1的光学装置结构的侧剖面图。

图2是示出实施例1中使用的光偏转单元的示意图。

图3A和图3B是示出实施例1中使用的具有限制光束角功能的光偏转单元的分离光瞳(split pupil)结构的侧剖面图。

图4示出了计算两相对的棱镜片(prism sheet)中的透射角和透射比的表达式。

图5示出了实施例1中的数值实例。

图6A和图6B是用于说明实施例1中的像圈和AF像检测区域的图。

图7A、图7B和图7C是用于说明实施例1中的摄像元件上的AF像检测区域的图。

图8示出了实施例1中的AF像的实例。

图9A和图9B是示出本发明实施例2的光学装置结构的侧剖面图。

图10是示出实施例2中使用的光偏转单元的示意图。

图11A和图11B是用于说明实施例2中的像圈和AF像检测区域的图。

图12A是示出本发明实施例3的光学装置结构的侧剖面图，图12B是示出实施例3中的像圈的前视图。

图13A是示出本发明实施例4的光学装置结构的侧剖面图，图13B是示出实施例4中的像圈的前视图。

图14A是示出本发明实施例5的光学装置结构的侧剖面图，图14B是示出实施例5中的像圈的前视图。

图15A和图15B是示出实施例5中使用的掩膜(mask)元件的示意图。

图16A和图16B是示出本发明实施例6的光学装置结构的侧剖面图。

图17是示出实施例6中使用的光偏转单元的示意图。

图18是用于说明通过图1所示的摄像光学系统的光束的图。

图19是用于说明通过图16所示的摄像光学系统的光束的图。

图20A和图20B是用于说明实施例2的光偏转单元中的透射光线的图。

图21A和图21B是用于说明实施例6的光偏转单元中的透射光线的图。

图22A和图22B是用于说明实施例6中的像圈和AF像检测区域的图。

图23A和图23B是示出本发明实施例7的光学装置结构的侧剖面图。

图24是说明实施例7中使用的光偏转单元的示意图。

图25A和图25B是用于说明实施例7中的像圈和AF像检测区域的图。

图26是用于说明通过实施例7中的摄像光学系统的光线的图。

图27A和图27B是用于说明实施例7的光偏转单元中的透射光线的图。

图28A和图28B是示出作为本发明前提的光学装置结构的侧剖面图。

图29A、图29B和图29C是示出作为本发明前提的光学装置结构的侧剖面图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的优选实施例。

首先，将参照图28A、图28B和图29A至图29C简要说明由本发明者以前提出的光学装置。该光学装置适用于TTL相位差检测方法中的焦点检测并能减少波长对AF像的入射角之间的差异的实质影响。该光学装置作为本发明的前提。图28A、图28B和图29A至图29C示出了具有可互换镜头的数字照相机。

在图28A和图28B中，偏转光学元件102设置在光学系统100和摄像元件6之间。偏转光学元件102具有使第一光束和第二光束偏转从而使它们在第一和第二区域中沿不同于分离方向的方向(图28中的上下方向)传播的功能，该第一光束和第二光束分别通过光学系统100的出瞳中的第一区域和第二区域，然后到达摄像元件6。

孔径光阑101和偏转光学元件102的开口被设定为具有小尺寸，使得形成在摄像元件6的上部中的AF像不与形成在其下部中的AF像重叠。在这种情况下，AF像趋于比被摄体的亮度暗。

另一方面，图29A至图29C示出了接近光学系统的光瞳位置布置的偏转光学元件104。掩膜构件105布置在与偏转光学元件104的位置不同的位置处以防止上部AF像和下部AF像彼此重叠。在这种情况下，当摄像和检测焦点时，必须与分开设置的偏转光学元件104一起设置用于移动掩膜构件105进出光路的机构。

提供以下说明的实施例以改进图28A、图28B和图29A至图29C所示的光学装置。

实施例1

图1A和图1B示出了本发明实施例1的光学装置的结构。图1A示出了摄像时的实施例1的光学装置。图1B示出了进行AF时的实施例1的光学装置。结合一体具有用作摄像装置的镜头的数字照相机说明实施例1。这也适用于稍后说明的实施例2至实施例7。

在图1A和图1B中，附图标记10表示由所谓的三透镜单元变焦镜头形成的摄像光学系统。可动透镜可如在光学系统下侧示出的箭头所示沿光轴(由图1A和图1B中虚线所示，且这也适用于其它图)移动以改变透镜面之间的间隔，从而在广角端和远摄端之间改变焦点距离。这也适用于稍后说明的其它实施例。

附图标记60表示主要具有减少数字照相机中所见的如伪色和摩尔波纹(moire)等现象的功能的光学低通滤波器(LPF)。附图标记6表示用作光电转换元件的摄像元件，该光电转换元件用于光电转换由摄像光学系统10形成的被摄体像。基于摄像元件6的输出产生像信号并将该像信号记录在未示出的如半导体存储器、光盘和磁带等记录介质上。

附图标记40表示光偏转单元，该光偏转单元可移进和移出摄像光学系统10的光路上的内部空间，具体地，可移进和移出第一透镜和第二透镜之间的空间。该空间对应于摄像光学系统10的出瞳位置或接近出瞳的位置。光偏转单元40在变焦时可与第二透镜一起沿光轴方向移动。将在稍后说明光偏转单元40的具体结构。

附图标记30表示在AF时确定调焦状态(散焦量)和用于完成调焦的调焦镜头的驱动量的控制器。

附图标记1表示进入摄像光学系统10的光束(图1A和图1B中仅示出了通过摄像光学系统10的光瞳中心的光束)。

图2示出了从摄像光学系统10的前面观察的光偏转单元40。光偏转单元40具有由遮光掩膜42分开的两个光瞳(第一区域和第二区域)41a和41b。在每个分离光瞳41a和41b处设置偏转光束的偏转光学元件(或偏转光学构件)和限制偏转光学元件上的光束入射角的光限制元件(或光限制构件)。将稍后说明这些元件的具体结构。

设置在分离光瞳41a和41b处的偏转光学元件具有沿图2中箭头所示方向，即，沿反方向偏转光束的功能。偏转方向与光瞳分离方向不同，具体地，基本垂直于光瞳分离方向。

如图1B所示，通过分离光瞳41a的光束(第一光束)1a在摄像元件6的上部上形成AF像(以下也称作像A)。通过分离光瞳41b的光束(第二光束)1b在摄像元件6的下部上形成AF像(以下也称作像B)。

现在更详细地说明光偏转单元40的结构。图3A示出了由偏转光学元件44a和光限制元件43a形成的光偏转单元40a，其中，该偏转光学元件44a布置在图2所示的光偏转单元40的分离光瞳41a处，该光限制元件43a限制光束在偏转光学元件44a上的入射角。在实施例1中，光限制元件43a的效果与偏转光学元件44a的效果相结合以提供偏转光束的效果，在这种意义上，光限制元件43a也用作偏转光学元件。然而，为方便说明，元件43a和44a分别称作光限制元件和偏转光学元件。

光限制元件43a由具有周期性地形成的棱镜的锯齿状(blazedshape火焰状)的棱镜片形成并布置成使其形成有棱镜的面面对偏转光学元件44a。光限制元件43a限制光束在偏转光学元件44a上的入射角的功能是通过全反射以相对于棱镜的斜面满足全反射条件的角度入射光束的光线而不向偏转光学元件44a透射这些光线来实现的。

相对于光限制元件43a的棱镜的斜面成不满足全反射条件的角度的光线被透射通过光限制元件43a并进入偏转光学元件44a。偏转光学元件44a也由具有周期性形成的棱镜的锯齿状的棱镜片形成并被布置成使其形成有棱镜的面面对光限制元件43的形成有棱镜的面。图3A中的实线表示通过光偏转单元40a的代表光线的轨迹。图3A中的虚线表示被光偏转单元40a阻断的代表光线的轨迹。

调节光限制元件43a和偏转光学元件44a的组合偏转效果能够将射出光偏转单元40a(偏转光学元件44a)的光束的角度设定为期望角度。因此，光限制元件43a限制光束在偏转光学元件44a上的入射角(光束角)的功能可通过射出光偏转单元40a(偏转光学元件44a)的光束来限制形成在摄像元件6上的AF像的区域。

因此，在摄像光学系统的外部(在摄像元件6的前方)不需要如图29A至29B中所示的掩膜构件105。另外，布置在摄像光学系统10内的光偏转单元40使分离光瞳41a和41b(偏转光学元件44a和44b)的尺寸增大，该分离光瞳41a和41b是透射在摄像元件6上形成AF像的光束的区域。与如图28A所示将偏转光学元件102设置在摄像元件6的前方的情况相比，这会导致AF像更亮。

图4示出相对于与光限制元件43a和偏转光学元件44a对应的两个相对棱镜片的入射角和出射角之间的关系。在图4中，提供计算透射角的表达式用于计算光线入射其中一个棱镜片然后从另一个棱镜片射出的出射角(偏转角)。提供计算透射比的表达式用于计算P波和S波在折射率为n1和n2的介质之间的界面上的透射比。这些表达式可用来进行两个棱镜片的各棱镜斜面的角度的计算，以确定相对于入射角的偏转角和透射光量。

图5示出了作为光限制元件43a和偏转光学元件44a的两个棱镜片具有约4.5度的偏转角和约10度的限制入射角的参数的计算结果。透射比表示P波与S波的平均值。光限制元件43a和偏转光学元件44a的棱镜斜面的角度θ1和θ2被设定为37度。光限制元件43a由丙烯酸树脂制成而偏转光学元件44a由不同的材料即聚碳酸脂材料制成，因此它们仅折射率n1和n2不同。这有利地改善了基于组合偏转效果的成像性能，并使棱镜的模子形状相同。

由于形成各像高的实际光束具有沿与图5的纸面垂直的方向的宽度并与图5中的上下方向成一角度，因此实际限制的入射角比图5所示的角度小。

如上所述的光限制元件43a和偏转光学元件44a被布置在实施例1的光偏转单元40中的分离光瞳41a处。另一方面，如图3B所示，光限制元件43b和偏转光学元件44b被布置在分离光瞳41b处，该光限制元件43b和该偏转光学元件44b具有与光限制元件43a和偏转光学元件44a相同的形状，并且它们的锯齿方向分别与光限制元件43a和偏转光学元件44a的方向相反。换句话说，通过在光偏转单元40的表面上将光限制元件43a和偏转光学元件44a旋转180度而提供的元件43b和44b被布置在分离光瞳41b处。

因此，如图1B和图2所示，通过分离光瞳41a和41b的光束可沿反方向偏转。

图6A示出了当如图1A所示装置摄像且光偏转单元40未插入光路时，摄像元件6上的像圈8和AF像检测区域7。图6B示出了当如图1B所示装置进行AF且光偏转单元40插入光路时，在广角端、中间和远摄端的两个AF像的像圈8a与8b以及AF像检测区域7a与7b。

如图6B所示，由通过分离光瞳41a的光束形成的像圈(形成像A的区域)8a具有下部被光限制元件43a限制光束角的功能去除的形状。光限制元件43a和偏转光学元件44a的组合偏转效果使通过分离光瞳41a的光束倾斜以将像圈8a移至摄像元件6的上部。

另一方面，由通过分离光瞳41b的光束形成的像圈(形成像B的区域)8b具有上部被光限制元件43b限制光束角的功能去除的形状。光限制元件43b和偏转光学元件44b的组合偏转效果使通过分离光瞳41b的光束倾斜以将像圈8b移至摄像元件6的下部。调节光偏转单元40的限制入射角和光束偏转角能够在摄像元件6上的AF像检测区域7a和7b中形成不重叠的像A和B。

如图6B所示改变变焦位置可上下移动像A和像B的中心位置。调节限制入射角和光束偏转角以防止像A和B在任何变焦位置处在AF像检测区域7a和7b中重叠。

当摄像光学系统10被设计为无论变焦位置如何，对于像高在布置光偏转单元40的位置处光线的角度基本保持相同时，可消除如图6B所示的焦点检测区域的上下变化。这使得AF像检测区域的尺寸增加。

当摄像元件6上像A和像B的中心位置如实施例1中根据变焦位置上下改变时，上下偏移量可通过计算确定。换句话说，摄像元件6上像A和像B的地址可基于变焦位置的信息而算出。控制器30进行计算并且还用作通过利用来自摄像元件6的输出信号检测(计算)摄像光学系统10的调焦状态的焦点检测部件。另外，控制器30基于检测结果控制摄像光学系统10中包括的调焦镜头的驱动(焦点调节控制)。

如上所述，通过使用实施例1的光偏转单元40，像A和像B分别向上和向下偏转，同时避免了像A和B在摄像元件6上的AF像检测区域7a和7b中的重叠。这可导致在摄像元件6上的两个不同区域中同时形成良好的相位差AF像。

接下来将说明实施例1中的摄像元件6中检测像A和B的操作。图7A示出了用于光电转换摄像元件6上的像A和B的AF像检测区域61和62。图7B示出了放大的AF像检测区域61和62。

在每个AF像检测区域中，沿上下两条线(沿摄像元件6的短边方向)布置的均由像素形成的多个像块61a和62a沿左右方向(摄像元件6的长边方向)放置。图7C示出了单个像素块中滤色器(co1or filter)的配置。

在实施例1中，如图7C所示，R、G和B滤色器以拜尔阵列像素布置。摄像元件6可以是CCD类型或C-MOS类型。

当图7C所示的像素块61a和62a用作AF像检测中的单位像素且其输出被相加以产生单个像信息时，沿上下方向的AF像信息包括颜色信息被平均。在左右方向上，单位像素形成与摄像元件6的原始分辨率对应的两个像素的区域，因此在减少色散影响的同时可确保在检测AF像偏移时的足够的分辨率。

对如上所述设置的AF像对之间的光强分布的偏移量进行自相关处理能够确保摄像光学系统的散焦量的检测。

当对图7C所示的像素块61a和62a中的每个滤色器检测AF像的偏移时，可精确地取出所拍摄像中每个颜色的光强峰值以对各种所拍摄像进行精确的焦点检测。

控制器30(见图1)计算对应于变焦位置的像素块61a和62a的地址，并且还基于所检测的调焦状态算出包括在摄像光学系统10中的调焦镜头的焦点对准位置。然后控制器30通过未示出的致动器驱动调焦镜头。以这种方式，可进行自动调焦(AF)。由于AF像对的信息可通过摄像元件6提供，因此可定量计算调焦镜头的驱动方向和驱动量。

根据实施例1，不必使用AF专用的二次成像传感器和如传统光学装置中的分离镜头等的相关二次成像光学系统。这可简化摄像装置的结构。此外，当二次成像光学系统存在时，摄像光学系统和二次成像光学系统的相对位置(光轴位置)的未对准将导致AF性能劣化。然而，在实施例1中，减少了由于结构而造成的这种担心，并获得了稳定的AF性能。

图8示出了在图1B所示的AF状态下，分别由通过分离光瞳41a和41b的光束形成的AF像检测区域7a和7b中的AF像(像A和像B)的例子。图8示出了当从相反侧向受光面(前侧)观察摄像元件6时的AF像，其中示出了原始像的倒立像(绕光轴旋转180度的像)。

在实施例1中，在前调焦状态下，下部AF像(像A)向右移动而上部AF像(像B)向左移动。在后调焦状态下，AF像的移动方向相反。

在这种情况下，两个提供的AF像除沿上下方向的色差外基本等于实际拍摄的像。现在说明摄影者从图8中的小矩形框所示的多个焦点检测区域中选择远离像中心的区域(外围区域)的情况。例如，当在图8中选择“选择-a”和“选择-b”时，关于所选择的外围区域，在图7B中描述的摄像元件6上设定AF像检测区域61和62。这使得在TTL相位差检测方法中不仅能够在像的中心部而且能够在外围部进行AF。

如上所述，在实施例1中，具有偏转光学元件44a和44b的光偏转单元40与光限制元件43a和43b一体设置，该光限制元件43a和43b具有与用于防止降低AF性能的AF像重叠的掩膜的功能类似的功能。这可基于摄像元件6的AF像的检测结果获得高精度的焦点检测性能。此外，可实现紧凑结构并使AF像检测区域的尺寸增大。

实施例2

图9A和图9B示出了本发明实施例2的光学装置的结构。图9A示出了摄像时的实施例2的光学装置。图9B示出了进行AF时的实施例2的光学装置。在图9A和图9B中，与实施例1(图1A和图1B)中所说明的部分相同的部分用与实施例1相同的附图标记表示。

在实施例2中，光偏转单元140插入在第二透镜和第三透镜之间，即，在远离摄像光学系统10的出瞳或远离接近出瞳位置的位置处。变焦时光偏转单元140可与第二透镜一起沿光轴方向移动。

图10示出了从摄像光学系统10的前方观察的光偏转单元140。光偏转单元140具有由遮光掩膜142分开的两个光瞳141a和141b。

在每个分离光瞳处，设置使光束偏转的偏转光学元件和限制偏转光学元件上的光束的入射角的光限制元件。

设于分离光瞳141a和141b的偏转光学元件具有使光束沿图10中箭头所示方向，即相反方向偏转的功能。偏转方向基本垂直于光瞳分离方向。

实施例2的光偏转单元140的基本结构与实施例1的光偏转单元40的基本结构相似。然而，由于光偏转单元140在不同于实施例1中的位置被插入摄像光学系统10中，所以在适当的限制入射角和适当的光束偏转角方面实施例2不同于实施例1。因此，在偏转光学元件和光限制元件中，实施例2采用不同的棱镜形状。

图11A示出了当如图9A所示装置摄像且未插入光偏转单元140时，摄像元件6上的像圈18和AF像检测区域17。图11B示出了当如图9B所示装置进行AF且插入光偏转单元140时，在广角端、中间和远摄端对于像A和像B的AF像圈18a与18b以及AF像检测区域17a与17b。

通过使用实施例2的光偏转单元140，由通过分离光瞳141a的光束形成的像圈18a具有下部被光限制元件的限制光束角的功能去除的形状。此外，光限制元件和偏转光学元件的组合偏转效果使通过分离光瞳141a的光束偏转以将像A移至摄像元件6的上部。

由于光偏转单元140位于远离光瞳的位置，因此在像圈18a的右部发生渐晕(vignetting)。

另一方面，由通过分离光瞳141b的光束形成的像圈18b具有上部被光限制元件的限制光束角的功能去除的形状。此外，光限制元件和偏转光学元件的组合偏转效果使通过分离光瞳141b的光束偏转以将像B移至摄像元件6的下部。

由于光偏转单元140位于远离光瞳的位置，因此在像圈18b的左部发生渐晕。

调节光偏转单元140的限制入射角和光束偏转角能够在摄像元件6上AF像检测区域17a和17b中形成不重叠的像A和B。在AF像检测区域17a中仅可检测到像A，在AF像检测区域17b中仅可检测到像B。

尤其在远摄侧，渐晕影响像圈18a和18b以减小它们的宽度。然而，可通过调节如图10所示的分离光瞳141a与141b的距离以及光学系统来确保AF像检测区域17a和17b的适当宽度。

如图11B所示，改变变焦位置移动像A和B的中心位置。然而，可通过调节光束偏转角和受限制的入射角来提供AF像检测区域17a和17b的充分高度。

如实施例1和2所述，光偏转单元不仅可以位于光瞳位置或接近光瞳的位置处，而且还可以位于离开光瞳位置的位置或离开接近光瞳位置的位置处。结果，对摄像光学系统仅施以最小的限制，且可以较高的灵活度设计包括光偏转单元的整个摄像光学系统。

当光偏转单元由与实施例1和2一样的相对棱镜形成时，可在AF像的中心获得接近70％的高透射率。

实施例3

图12A和图12B示出了进行自动调焦时本发明实施例3的光学装置的基本结构。图12A仅示出了在光瞳位置被分离的光束的形成像A的光束。图12B示出了在摄像元件6上的像A的像圈28a。在图12A和图12B中，与实施例1(图1A和图1B)中所描述的部分相同的部分用与实施例1相同的附图标记表示。

图12A中的附图标记245a表示布置在实施例3的光偏转单元中的两个分离光瞳中的一个处用作光限制元件的障蔽元件(blindelement)。附图标记244a表示由与实施例1的棱镜片类似的棱镜片形成的偏转光学元件。与实施例1和2类似，实施例3的光偏转单元被置于摄像光学系统20内。

将结合由固定焦距镜头形成的摄像光学系统20说明实施例3。然而，摄像光学系统20也可由变焦镜头形成。

障蔽元件245a由Sumitomo 3M Limited制造的视野角调节胶片等形成。障蔽元件245a具有障蔽结构，该障蔽结构包括在透明胶片之间以一定间隔布置的薄遮光壁。换句话说，它具有交替的透射光束区域和阻断光束区域。这提供了限制光束角以防止入射角等于或大于预定入射角的光束通过的功能。

另一方面，由于偏转光学元件244a可使光束偏转，所以偏转光学元件244a和障蔽元件245a可形成为用于实现具有限制光束角功能的光偏转单元的单元。

如果给定图12B所示的像圈28a的偏心量，则由与摄像光学系统20的关系来确定通过偏转光学元件244a的偏转角，从而可指定棱镜片的形状。

在障蔽元件245a中，垂直于透明胶片形成遮光壁，使得在0度入射角时获得最大透射比。调节限制的入射角以防止在摄像元件6上的AF像检测区域中像A和B重叠。可通过利用遮光壁的厚度、间隔和高度作为参数来调节限制的入射角。

具体地，在通过摄像光学系统20内部的光束中，仅在上下方向上±5度入射角的光束透射通过障蔽元件245a，且透射的光束被偏转光学元件244a偏转。如图12B所示，这使像圈28a具有其中心位于上部且沿上下方向有一定高度的形状。图12B示出了去除渐晕影响后的像圈。

与实施例1和2一样，通过将障蔽元件245a和偏转光学元件244a在光偏转单元表面上旋转180度所得到的元件被布置在实施例3的光偏转单元的另一分离光瞳处。该结构可获得在摄像元件6上的AF像检测区域中像A和B不重叠的具有相位差的良好的AF像。

实施例4

图13A和图13B示出了进行AF时本发明实施例4的光学装置的基本结构。图13A仅示出了在光瞳位置被分离的光束的形成像A的光束。图13B示出了在摄像元件6上用于像A的像圈38a。在图13A和图13B中，与实施例1(图1A和图1B)中所描述的部分相同的部分用与实施例1相同的附图标记表示。

图13A中的附图标记344a表示布置在实施例4的光偏转单元中的两分离光瞳中的一个处且由与实施例1的棱镜片类似的棱镜片形成的偏转光学元件。附图标记345a表示用作光限制元件的障蔽元件。与实施例1和2类似，实施例4的光偏转单元被置于摄像光学系统20内。

将结合由固定焦距镜头形成的摄像光学系统20说明实施例4。然而，摄像光学系统20也可由变焦镜头形成。

在实施例4中，与实施例3类似，障蔽元件345a和偏转光学元件344a可形成为用于实现具有限制光束角功能的光偏转单元的单元。然而，障蔽元件345a和偏转光学元件344a被以与实施例3中的顺序相反的顺序放置。障蔽元件345a限制来自偏转光学元件344a的光束的出射角以限制摄像元件6上的区域，在该区域中，由从光偏转单元射出的光束形成AF像。

具体地，通过摄像光学系统20内部的光束的光轴(即，中心主光线)被偏转光学元件344a向上偏转5度。障蔽元件345a仅透射(通过)5±5度(0至10度)入射角的光束。如图13B所示，这使像圈38a具有其中心位于上部且沿上下方向有相同高度的形状。

为了设定从障蔽元件345a的出射角为5±5度(0至10度)，可相对于透明胶片以5度的倾斜角布置遮光壁。

与实施例1和2一样，通过将偏转光学元件344a和障蔽元件345a在光偏转单元表面上旋转180度所得到的元件被布置在实施例4的光偏转单元的另一分离光瞳处。该结构可获得在摄像元件6上的AF像检测区域中像A和B不重叠的具有相位差的良好的AF像。

实施例5

图14A和图14B示出了进行AF时本发明实施例5的光学装置的基本结构。图14A仅示出了在光瞳位置被分离的光束的形成像A的光束。图14B示出了在摄像元件6上的像A的像圈48a。在图14A和图14B中，与实施例1(图1A和图1B)中所描述的部分相同的部分用与实施例1中相同的附图标记表示。

图14A中的附图标记444a表示布置在实施例5的光偏转单元中的两分离光瞳中的一个处且由与实施例1的棱镜片类似的棱镜片形成的偏转光学元件。附图标记446a和447a表示布置在偏转光学元件444a的入射面侧和出射面侧用作光限制元件的入射侧掩膜元件(或入射侧构件)和出射侧掩膜元件(或出射侧构件)。与实施例1和2类似，实施例5的光偏转单元被放置在摄像光学系统20内。

将结合由固定焦距镜头形成的摄像光学系统20说明实施例5。然而，摄像光学系统20也可由变焦镜头形成。

入射侧掩膜元件446a和出射侧掩膜元件447a中的每一个具有交替的透射光束区域和阻断光束区域。入射侧掩膜元件446a与出射侧掩膜元件447a的不同之处在于沿上下方向的相位。图15A示出了从摄像光学系统20的前方观察的入射侧掩膜元件446a的形状。图15B是从侧面观察的入射侧掩膜元件446a、偏转光学元件444a和出射侧掩膜元件447a的放大图。

在实施例5中，具有沿上下方向的不同相位的入射侧掩膜元件446a与出射侧掩膜元件447a被布置在用于偏转光的偏转光学元件444a的前面和后面以实现与实施例3和4中所说明的障蔽元件类似的限制光束角的功能。具体地，入射侧掩膜元件446a限制光束在偏转光学元件444a上的入射角，而出射侧掩膜元件447a限制来自偏转光学元件444a的光束即从光偏转单元出射的光束的出射角。如图14B所示，这使像圈48a具有其中心位于上部且沿上下方向有一定高度的形状。

这样，偏转光学元件444a与入射侧掩膜元件446a和出射侧掩膜元件447a可形成为用于实现具有限制光束角功能的光偏转单元的单元。

与实施例1和2一样，通过将偏转光学元件444a以及入射侧掩膜元件446a和出射侧掩膜元件447a在光偏转单元表面上旋转180度所得到的元件被布置在实施例5的光偏转单元的另一分离光瞳处。这可获得在摄像元件6上AF像检测区域中像A和B不重叠的具有相位差的良好的AF像。

实施例6

图16A和图16B示出了本发明实施例6的光学装置的结构。图16A示出了摄像时的光学装置。图16B示出了进行AF时的光学装置。在图16A和图16B中，与实施例1(图1A和图1B)中所描述的部分相同的部分用与实施例1中相同的附图标记表示。

在图16A和图16B中，附图标记110表示由所谓的三透镜单元变焦镜头形成的摄像光学系统。可动透镜可如在光学系统下侧示出的箭头所示移动以改变透镜面之间的间隔，从而在广角端和远摄端之间改变焦距。

附图标记540表示光偏转单元，该光偏转单元可移进和移出摄像光学系统110的光路上的内部空间，具体地是第二透镜和第三透镜之间的空间。该空间对应于摄像光学系统110的出瞳位置或接近出瞳的位置。光偏转单元540在变焦时可与第二透镜一起沿光轴方向移动。将稍后说明光偏转单元540的详细结构。

图17示出了从摄像光学系统110的前方观察的光偏转单元540。光偏转单元540具有被遮光掩膜542分离的两个光瞳541a和541b。

每个分离光瞳具有使光束偏转的偏转光学元件和限制光束在偏转光学元件上的入射角的光限制元件。

设于分离光瞳541a和541b的偏转光学元件具有沿图17中箭头所示方向即反方向偏转光束的功能。偏转方向基本上与光瞳分离方向垂直。

如图16B所示，通过分离光瞳541a的光束(第一光束)1a在摄像元件6的上部形成AF像(以下也称作像A)。通过分离光瞳541b的光束(第二光束)1b在摄像元件6的下部形成AF像(以下也称作像B)。

现在详细说明光偏转单元540的结构。首先，为了比较，将参照图18说明实施例1和2中说明的摄像光学系统10。附图标记1c表示摄像光学系统10中的中心像高的光束，附图标记1d表示中心像高之外的像高的光束。

如图18所示，光束1c和1d在第一和第二透镜之间以及第二和第三透镜之间基本平行。因此，设置可选择性地限制光束角的实施例1的光偏转单元40或实施例2的光偏转单元140能够提供根据像高限制光透射的功能，使得在全反射条件下，光束1c被透射并偏转而光束1d不被透射。

接下来，将参照图19说明实施例6的摄像光学系统110中的光束。附图标记1e表示中心像高的光束，附图标记1f表示中心像高之外的像高的光束。如图19所示，摄像光学系统110的第一和第二透镜之间的各光束平行，但第二和第三透镜之间的各光束不平行。实施例6中的平行光束不仅包括完全平行的光束，而且包括不完全平行但可被认为光学平行的光束。换句话说，意味着基本平行。这也适用于以下说明。

在摄像光学系统110中，如上所述的光偏转单元可根据空间被放置在第二和第三透镜之间。然而，中心像高的光束的一些光线被阻断而其它的被透射。

图20A和图20B示出当与实施例2中所说明的相似的光偏转单元140a被插入在摄像光学系统110的第二和第三透镜之间时的光束。图20A和图20B所示的光偏转单元140a由布置在光偏转单元140的两分离光瞳中的一个处的光限制元件143a和偏转光学元件144a形成。通过在平行板上形成棱镜形状来提供光限制元件143a和偏转光学元件144a。图20A示出了中心像高的光束1e，而图20B示出了中心像高之外的像高的光束1f。

在图20A中，期望所有光线以预定角度透射。然而，从图20A中可以看到，根据光线的入射位置，一些光线没有透射过光偏转单元140a。另一方面，在图20B中，期望所有光线被阻断。然而，从图20B中可以看到，根据光线的入射位置，一些光线透射通过光偏转单元140a。

这导致对摄像元件上具有相位差的相关AF像的重影光(ghostlight)，从而使AF性能劣化。

图21A和图21B示出了当将实施例6的适于图19所示的摄像光学系统110的光偏转单元540a插入摄像光学系统110的第二和第三透镜之间时的光束。图21A和图21B中所示的光偏转单元540a由布置在光偏转单元540的两分离光瞳中的一个处的光限制元件543a和偏转光学元件544a形成。

光限制元件543a和偏转光学元件544a中的每一个具有有曲率的面和与该曲面相对的面上的棱镜状部。图21A示出了中心像高的光束1e，而图21B示出了中心像高之外的像高的光束1f。

光限制元件543a的入射面(第一面)形成为具有负光焦度(光焦度是指焦距的倒数：与屈光力同义)的曲面，使得入射其上的会聚光束(光线)在光限制元件543a内平行。由于光限制元件543a的第一面使所有光线平行，因此在图21A中，所有光线以与光轴平行的角度撞击到具有光限制功能的出射面(第二面)的棱镜状部的倾斜面。在图21B中，所有光线以满足全反射条件的角度撞击到倾斜面。

在图21A中，期望所有光线以预定角度透射。从图21A中看到，无论光线的入射位置如何，大部分光线以期望角度透射通过光偏转单元540a。基于这个原因，可实现良好的光利用效率的结构。另一方面，在图21B中，期望所有光线被阻断。从图21B中看到，大部分光线被光限制元件540a阻断。因此，可实现减少重影光的结构。

偏转光学元件544a的出射面是具有正光焦度的曲面，该正光焦度使入射光束变为原始会聚光束，即，其抵消光限制元件543a的第一面的光焦度。结果，在提供可靠的光限制功能的同时，各个光线可以基本相同的角度偏转以实现稳定的偏转功能。

如上所述，根据通过摄像光学系统的光束，适当地设定光限制元件543a的第一面的曲率，从而可防止具有相位差的AF像劣化，而且光偏转单元540a(540)可被布置在透镜面之间足够的空间里。

图22A示出了当如图16A所示装置摄像且未插入光偏转单元540时摄像元件6上的像圈58和AF像检测区域57。图22B示出了当如图16B所示装置进行AF且插入光偏转单元540时在广角端、中间、远摄端的像A和B的像圈58a和58b以及AF像检测区域57a和57b。

在实施例6中，通过使用与实施例2相似的光偏转单元540，由通过分离光瞳541a的光束形成的像圈58a具有下部被光限制元件限制光束角的功能去除的形状。此外，光限制元件和偏转光学元件的组合偏转效果使通过分离光瞳541a的光束偏转，以将像A移至摄像元件6的上部。

由于光偏转单元540位于离开光瞳的位置，所以在像圈58a的右部产生渐晕。

另一方面，由通过分离光瞳541b的光束形成的像圈58b具有将像圈58a绕光轴旋转180度得到的形状。

调节光偏转单元540的限制入射角和光束偏转角可在摄像元件6上的AF像检测区域57a和57b中形成不重叠的像A和B。在AF像检测区域57a中仅可检测到像A，在AF像检测区域57b中仅可检测到像B。

尤其在远摄侧，渐晕影响像圈58a和58b以减小它们的宽度。然而，可通过调节如图17所示的分离光瞳541a与541b的距离以及光学系统来确保AF像检测区域57a和57b的适当宽度。

如图22B所示，改变变焦位置移动像A和B的中心位置。然而，可通过调节光束偏转角和所限制的入射角来确保AF像检测区域57a和57b的充分高度。

如上所述，在实施例6中，具有偏转光学元件544a和544b的光偏转单元540与光限制元件543a和543b一体设置，该光限制元件543a和543b具有与用于防止使AF性能降低的AF像重叠的掩膜功能类似的功能。这可基于通过摄像元件6的AF像的检测结果实现高精度的焦点检测性能。此外，可实现紧凑结构并允许AF像检测区域的尺寸增大。此外，光限制元件543a和543b的第一面的曲率可在设计各种摄像光学系统以防止具有相位差的AF像劣化(如光量减少和重影)时提高灵活性。

实施例7

图23A和图23B示出了本发明实施例7的光学装置的结构。图23A示出了摄像时的光学装置。图23B示出了进行AF时的光学装置。在图23A和图23B中，与实施例1(图1A和图1B)中所说明的部分相同的部分用与实施例1中相同的附图标记表示。

实施例7中的摄像光学系统210由包括凸透镜、凹透镜、凸透镜、以及凸透镜的四透镜单元变焦镜头形成。可动透镜可如在光学系统下侧示出的箭头所示移动以改变透镜面之间的间隔，由此在广角端和远摄端之间改变焦距。

光偏转单元640被插入在第二透镜和第三透镜之间，即，接近摄像光学系统210的出瞳位置的位置处。变焦时光偏转单元640可与第三透镜一起沿光轴方向移动。

附图标记1表示进入摄像光学系统210的光束(图23A和图23B中仅示出了通过摄像光学系统210的光瞳中心的光束)。

图24示出了从摄像光学系统210的前面观察的光偏转单元640。光偏转单元640具有被遮光掩膜642分开的两个光瞳641a和641b。

每个分离光瞳设有使光束偏转的偏转光学元件和限制在偏转光学元件上的光束入射角的光限制元件。

设于分离光瞳641a和641b的偏转光学元件具有沿图24中箭头所示方向即反方向偏转光束的功能。偏转方向基本上垂直于光瞳分离方向。

如图23B所示，通过分离光瞳641a的光束(第一光束)1a在摄像元件6的上部形成AF像(以下称作像A)。通过分离光瞳641b的光束(第二光束)1b在摄像元件6的下部形成AF像(以下称作像B)。

图25A示出了当如图23A所示装置摄像且未插入光偏转单元640时的摄像元件6上的像圈68和AF像检测区域67。图25B示出了当如图23B所示装置进行AF且将光偏转单元640插入光路时在广角端、中间、远摄端的两个AF像的像圈68a与68b以及AF像检测区域67a与67b。

如图25B所示，由通过分离光瞳641a的光束形成的像圈(用于形成像A的区域)68a具有下部被图27A和图27B所示的光限制元件643a的限制光束角的功能去除的形状。光限制元件643a和偏转光学元件644a的组合偏转效果使通过分离光瞳641a的光束偏转，以将像圈68a移至摄像元件6的上部。

另一方面，由通过分离光瞳641b的光束形成的像圈(用于形成像B的区域)68b具有通过将像圈68a绕光轴旋转180度得到的形状。

调节光偏转单元640的限制入射角和光束偏转角可在摄像元件6上的AF像检测区域67a和67b中形成不重叠的像A和B。

接下来将参照图26说明实施例7的摄像光学系统210中的光束。附图标记1g表示中心像高的光束，附图标记1h表示中心像高之外的像高的光束。如从图26看到，摄像光学系统210的第二和第三透镜之间的光束不平行。在光瞳位置附近插入光偏转单元640可不管光束的入射位置如何而选择性地设定透射像高和阻断像高。

图27A和图27B示出了当实施例7的光偏转单元640a插入在图26所示的摄像光学系统210的第二和第三透镜之间时的光线。图27A和图27B所示的光偏转单元640a由布置在光偏转单元640的两个分离光瞳中的一个处的光限制元件643a和偏转光学单元644a形成。

光限制元件643a和偏转光学元件644a中的每一个具有有曲率的面和与该曲面相对的面上的棱镜状部。图27A示出了中心像高的光束1g，而图27B示出了中心像高之外的像高的光束1h。

光限制元件643a的入射面(第一面)形成为具有正光焦度的曲面，使得入射其上的发散光束(光线)在光限制元件643a内平行。由于所有光线通过光限制元件643a的第一面平行，因此在图27A中，所有光线以与光轴平行的角度撞击到具有光限制功能的出射面(第二面)的棱镜状部的倾斜面。在图27B中，所有光线以满足全反射条件的角度撞击到倾斜面。

在图27A中，期望所有光线以预定角度透射。从图27A中看到，无论光线的入射位置如何，大部分光线以期望角度透射通过光偏转单元640a。基于这个原因，可实现具有良好的光利用效率的结构。另一方面，在图27B中，期望所有光线被阻断。从图27B中看到，大部分光线被光限制元件640a阻断。因此，可实现减少重影光的结构。

偏转光学元件644a的出射面具有曲率，该曲率将入射光束改变为原始发散光束，即，其抵消光限制元件643a的第一面的光焦度。结果，在提供可靠的光限制功能的同时，各个光线可以基本相同的角度偏转以实现稳定的偏转功能。

这样，实施例7的摄像光学系统210可防止具有相位差的AF像劣化。

如上所述，形成部分光偏转单元的光限制元件具有有光焦度的第一面和其上形成有锯齿状元件的第二面，从而不管插入光偏转单元的位置如何，在各种摄像光学系统中允许稳定的AF性能。此外，光偏转单元对空间等方面的设计施以较少限制，从而提高设计灵活性。

尽管结合一体具有镜头的照相机说明了每个实施例1至7，但是本发明也可应用于具有可互换镜头的单反照相机。在这种情况下，光偏转单元放置在可互换镜头内。

在每个实施例1至7中，沿左右方向进行光瞳分离以在摄像元件的上部和下部形成两个AF像。然而，可沿左右和上下方向进行光瞳分离以形成4个或更多个AF像。

尽管以使用一个或两个棱镜片的光偏转单元为例说明了每个实施例1至7，但是也可以使用3个或更多个棱镜片形成光偏转单元。具有光偏转单元的任何结构的光学装置都包括在本发明的实施例中，该光偏转单元具有限制光束角的功能。

上述实施例1至7公开如下：

(1)通过光偏转单元的光束偏转方向基本垂直于光瞳分离方向；

(2)光电转换元件是用于拍摄被摄体像的摄像元件6；

(3)焦点检测部件(控制器30)基于光电转换元件中的多个像素线的输出而产生单个像信息并基于该像信息检测调焦状态；以及

(4)光电转换元件具有滤色器并检测具有不同颜色的滤色器的每个像素的调焦状态。

如上所述，根据实施例1至7，通过光瞳分离得到的第一和第二光束中的至少一个可被偏转光学元件沿不同于光瞳分离方向的方向偏转以在光电转换元件上的不同区域中形成实质上减少了像差(aberration)的AF像。“至少一个”是指可仅对第一和第二光束中的一个设置偏转光学元件。此外，光限制元件和偏转光学元件的组合能可靠地避免降低焦点检测性能的AF像的重叠(即，基本分离AF像)。结果，即使利用紧凑结构也可实现优良的焦点检测性能。而且，通过使光线基本平行确保光限制允许光偏转单元应用于各种光学系统并允许光偏转单元插入到光学系统中以极大提高的灵活性确定的位置处。

而且，本发明不限于这些优选实施例，可在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改变和变形。

Claims (20)

1.一种光学装置，其包括：

光偏转单元，其可移进和移出光学系统的光路，并且包括偏转光学构件，所述偏转光学构件使第一光束和第二光束中的至少一个光束相对于另一个光束偏转，所述第一和第二光束分别通过光学系统的出瞳中的第一区域和第二区域，并在光电转换元件上形成像，

其中，所述光偏转单元包括光限制构件，所述光限制构件由具有锯齿状表面的棱镜状部形成或者所述光限制构件具有交替的透射光束区域和阻断光束区域，所述光限制构件限制从所述光偏转单元射出的所述第一和第二光束中的至少一个光束在所述光电转换元件上形成像的成像区域，并且所述偏转光学构件与所述光限制构件彼此面对。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件限制所述成像区域使得在所述光电转换元件上的像检测区域中由所述第一光束形成的像不与由所述第二光束形成的像重叠。

3.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件限制所述偏转光学构件上的光束的入射角。

4.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件限制光束从所述光偏转单元射出的出射角。

5.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件限制所述偏转光学构件上的光束的入射角，并限制从所述光偏转单元射出的出射角。

6.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件和所述偏转光学构件被包含在所述光学系统中。

7.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述偏转光学构件具有锯齿形状。

8.根据权利要求7所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件和所述偏转光学构件形成为具有不同折射率的相同锯齿形状。

9.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光偏转单元包括：

偏转所述第一光束的第一偏转光学构件；

向不同于所述第一光束的偏转方向的方向偏转所述第二光束的第二偏转光学构件；

限制第一成像区域的第一光限制构件，该第一成像区域是被所述第一偏转光学构件偏转的所述第一光束在所述光电转换元件上形成像的成像区域；以及

限制第二成像区域的第二光限制构件，该第二成像区域是被所述第二偏转光学构件偏转的所述第二光束在所述光电转换元件上形成像的成像区域，所述第二成像区域与所述第一成像区域不同。

10.根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，所述第一和第二偏转光学构件具有不同锯齿方向的锯齿形状，以及

所述第一和第二光限制构件具有不同锯齿方向的锯齿形状。

11.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件由设置在所述偏转光学构件的入射面侧的入射侧构件和设置在所述偏转光学构件的出射面侧的出射侧构件形成，以及

所述入射侧构件和所述出射侧构件中的每一个交替地具有透射光束区域和阻断光束区域，且所述入射侧构件的区域具有与所述出射侧构件的区域的相位不同的相位。

12.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置包括：

所述光学系统；

所述光偏转单元；和

所述光电转换元件，

其中，所述光学装置是用所述光电转换元件的输出进行焦点检测的摄像装置。

13.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置包括：

所述光学系统；和

所述光偏转单元，

其中，所述光学装置是可拆装地安装在用所述光电转换元件的输出进行焦点检测的摄像装置上的镜头装置。

14.一种摄像系统，其包括：

权利要求13所述的光学装置；和

摄像装置，在所述摄像装置上可拆装地安装所述光学装置，所述摄像装置用所述光电转换元件的输出进行焦点检测。

15.一种光学装置，其包括：

光偏转单元，其可移进和移出光学系统的光路，并且包括偏转光学构件，所述偏转光学构件使第一光束和第二光束中的至少一个光束相对于另一个光束偏转，所述第一和第二光束分别通过光学系统的出瞳中的第一区域和第二区域，并在光电转换元件上形成像，

其中，所述光偏转单元包括光限制构件，所述光限制构件限制从所述光偏转单元射出的所述第一和第二光束中的至少一个光束在所述光电转换元件上形成像的成像区域，并且所述偏转光学构件与所述光限制构件彼此面对，以及

所述光限制构件具有第一面和第二面，所述第一面由具有光焦度的曲面形成，所述第二面形成有锯齿状元件。

16.根据权利要求15所述的光学装置，其特征在于，所述光限制构件的第一面的光焦度被设定成使来自被摄体的光线平行。

17.根据权利要求15所述的光学装置，其特征在于，所述偏转光学构件包括具有抵消所述光限制构件的第一面的光焦度的光焦度的面。

18.根据权利要求15所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置包括：

所述光学系统；

所述光偏转单元；和

所述光电转换元件，

其中，所述光学装置是用所述光电转换元件的输出进行焦点检测的摄像装置。

19.根据权利要求15所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置包括：

所述光学系统；和

所述光偏转单元，

其中，所述光学装置是可拆装地安装在用所述光电转换元件的输出进行焦点检测的摄像装置上的镜头装置。

20.一种摄像系统，其包括：

根据权利要求19所述的光学装置；和

摄像装置，在所述摄像装置上可拆装地安装所述光学装置，所述摄像装置用所述光电转换元件的输出进行焦点检测。

Images