JP2010282172A

JP2010282172A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010282172A
Application number: JP2009286657A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Katsuta; 恭敏勝田; Nobuyuki Kodama; 信之児玉; Takao Maeda; 恭男前田; Kazuto Shimoda; 和人下田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-05-01
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2010-12-16
Also published as: US8279322B2; CN101876777B; US20100277637A1; CN101876777A

Abstract

【課題】固定式のハーフミラーにおいて破損を抑止しつつ光量ロスを低減できる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置１は、交換レンズ２を通った被写体光を透過光Ｌａと反射光Ｌｂとに分離する固定式のハーフミラー１３０と、透過光Ｌａを受光して被写体に係る画像を生成する撮像素子１０１とを備えている。そして、ハーフミラー１３０は、光学的等方性を有する光透過性フィルムを備えて構成されている。このような構成により、ハーフミラー１３０において破損を抑止しつつ光量ロスを低減できることとなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、固定式のハーフミラーを備えた撮像装置に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置においては、撮影レンズを通った被写体光の光路上に固定式のハーフミラー(半透過ミラー)を設けることにより、その透過光を撮像素子で受光させ、反射光をＡＦセンサに入射させて被写体に係る常時の焦点検出を可能にするものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

そして、このようなハーフミラーでは、その基材(母材)としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムやガラス板が使用されることがある。

特開２００４−２１２８９１号公報

しかしながら、上記のＰＥＴフィルムは延伸工程(縦延伸や横延伸)を経て製造されるため、光学的異方性を有しており、偏光軸が存在する。このため、被写体光の一部がＰＥＴフィルムに吸収されてしまい光量ロスを生じることとなる。

その結果、波長毎の透過率がＰＥＴフィルムの配置方向によりバラつく（図７参照）。撮像素子や撮像装置にとってはホワイトバランスが崩れる結果となり、撮像装置の性能としては致命的となる(正しく色を再現出来ない)。

一方、上記のガラス板では、光学的等方性を有し上述の光量ロスを低減できるものの、板厚が薄くなると強度が低下して容易に破損してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固定式のハーフミラーにおいて破損を抑止しつつ光量ロスを低減できる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、撮像装置であって、固定的に設けられ、撮影光学系を通った被写体光を透過光と反射光とに分離するハーフミラーと、前記透過光を受光して被写体に係る画像を生成する撮像手段とを備えており、前記ハーフミラーは、光学的等方性を有する光透過性フィルムを備える。

本発明によれば、撮影光学系を通った被写体光を透過光と反射光とに分離する固定式のハーフミラーが、光学的等方性を有する光透過性フィルムを備えるため、固定式のハーフミラーにおいて破損を抑止しつつ光量ロスを低減できる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す正面図である。撮像装置の縦断面図である。撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。ハーフミラーの断面構成を説明するための図である。シクロオレフィンポリマーの偏光特性を説明するための概念図である。ＰＥＴフィルムの偏光特性を説明するための概念図である。ＰＥＴフィルムの分光透過率特性を説明するための図である。シクロオレフィンポリマーの分光透過率特性を説明するための図である。本発明の第２実施形態に係るハーフミラーの断面構成を説明するための図である。層厚５０ｎｍの防汚コート層の有無によるハーフミラーの透過率の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。層厚１００ｎｍの防汚コート層の有無によるハーフミラーの透過率の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。層厚１５０ｎｍの防汚コート層の有無によるハーフミラーの透過率の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。層厚２００ｎｍの防汚コート層の有無によるハーフミラーの透過率の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。層厚２５０ｎｍの防汚コート層の有無によるハーフミラーの透過率の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。防汚コート層の有無によるハーフミラーの解像度の変化を示すグラフである。ハードコート層が設けられたハーフミラーの断面構成を説明するための図である。本発明の変形例に係る撮像装置の縦断面図である。

＜第１実施形態＞
［撮像装置の要部構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す正面図である。

撮像装置１は、デジタルスチルカメラとして構成されており、カメラボディ１０と、カメラボディ１０に着脱自在な撮影レンズとしての交換レンズ２とを備えている。

図１において、カメラボディ１０の正面側には、正面略中央に交換レンズ２が装着されるマウント部３０１と、マウント部３０１の右横に配置されたレンズ交換ボタン３０２と、把持可能とするためのグリップ部３０３とが設けられている。また、カメラボディ１０には、正面左上部に配置されたモード設定ダイアル３０５と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル３０６と、グリップ部３０３の上面に配置されたシャッターボタン３０７とが設けられている。

また、カメラボディ１０は、その上部に、ポップアップ式の内蔵フラッシュとして構成されるフラッシュ部３１８と、外部フラッシュ等をカメラボディ１０に取り付ける際に使用される接続端子部３１９とを備えている。

マウント部３０１には、装着された交換レンズ２との電気的接続を行うためコネクタＥｃ(図３参照)や、機械的接続を行うためのカプラ７５(図３参照)が設けられている。

レンズ交換ボタン３０２は、マウント部３０１に装着された交換レンズ２を取り外す際に押下されるボタンである。

グリップ部３０３は、ユーザが撮影時に撮像装置１を把持する部分であり、フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお、グリップ部３０３の内部には電池収納室およびカード収納室(不図示)が設けられている。電池収納室にはカメラの電源として電池６９Ｂ(図３参照)が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード６７(図３参照)が着脱可能に収納されるようになっている。なお、グリップ部３０３には、当該グリップ部３０３をユーザが把持したか否かを検出するためのグリップセンサを設けるようにしても良い。

モード設定ダイアル３０５及び制御値設定ダイアル３０６は、カメラボディ１０の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル３０５は、自動露出（ＡＥ）制御モードや自動焦点（ＡＦ；オートフォーカス）制御モード、或いは１枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、撮像装置１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。一方、制御値設定ダイアル３０６は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのものである。

シャッターボタン３０７は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スイッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン３０７が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作（露出制御値の設定や焦点検出等の準備動作）が実行される。また、シャッターボタン３０７が全押しされると、撮影動作（撮像素子１０１(図２参照)を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード６７(図３参照)等に記録する一連の動作）が実行される。

交換レンズ２は、被写体からの光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、当該被写体光をカメラボディ１０の内部に配置されている撮像素子１０１に導くための撮影光学系として機能するものである。この交換レンズ２は、上述のレンズ交換ボタン３０２を押下操作することで、カメラボディ１０から取り外すことが可能となっている。

交換レンズ２は、光軸ＬＴに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ群２１を備えている(図２参照)。このレンズ群２１には、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ２１１(図３参照)と、変倍を行うためのズームレンズ２１２(図３参照)とが含まれており、それぞれ光軸ＬＴ(図２参照)方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、交換レンズ２には、その鏡胴の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備えられており、上記のズームレンズ２１２は、マニュアル操作或いはオート操作により、上記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率(撮影倍率)に設定されるようになっている。

［撮像装置１の内部構成］
次に、撮像装置１の内部構成について説明する。図２は、撮像装置１の縦断面図である。図２に示すように、カメラボディ１０の内部には、撮像素子１０１、ミラー部１３、位相差ＡＦモジュール１０７などが備えられている。

撮像素子１０１は、カメラボディ１０に交換レンズ２が装着された場合の当該交換レンズ２が備えているレンズ群の光軸ＬＴ上において、光軸ＬＴに対して垂直となる方向に配置されている。撮像素子１０１としては、例えばフォトダイオードを有して構成される複数の画素がマトリクス状に２次元配置され、各画素の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが１：２：１の比率で配設されてなるベイヤー配列のＣＭＯＳカラーエリアセンサ（ＣＭＯＳ型の撮像素子）が用いられる。撮像素子１０１は、交換レンズ２を通って結像された被写体の光像をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号として出力する。

上記の光軸ＬＴ上における撮像素子１０１の前方には、ハーフミラー(半透過ミラー)１３０を備えてなるペリクルミラー(固定式のミラー)としてのミラー部１３がカメラボディ１０に対して固定的に設けられている。このハーフミラー１３０は、交換レンズ２を通過した被写体光の一部を透過させる一方、それ以外の光を位相差ＡＦモジュール１０７に向けて反射させるように構成されている。換言すれば、ハーフミラー１３０により交換レンズ２を通った被写体光は透過光Ｌａと反射光Ｌｂとに分離され、透過光Ｌａを受光した撮像素子１０１で被写体に係る画像が生成される。なお、ハーフミラー１３０の構成については、後で詳述する。

位相差ＡＦモジュール１０７は、被写体に関しての焦点検出情報(ピント情報)を取得する測距素子等からなる所謂ＡＦセンサとして構成されている。この位相差ＡＦモジュール１０７は、ハーフミラー１３０に対して斜め前上方に配設されており、位相差検出方式の焦点検出（以下では「位相差ＡＦ」ともいう）により合焦位置を検出する。なお、焦点検出部として機能する位相差ＡＦモジュール１０７では、撮影等の際にハーフミラー１３０からの反射光Ｌｂを常に受できるため、被写体に係る常時の焦点検出が可能である。

撮像素子１０１の前方には、シャッタユニット４０が配置されている。このシャッタユニット４０は、上下方向に移動する幕体を備え、その開動作および閉動作により光軸ＬＴに沿って撮像素子１０１に導かれる被写体光の光路開口動作および光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタとして構成されている。なお、シャッタユニット４０は、撮像素子１０１が完全電子シャッター可能な撮像素子である場合には省略可能である。

また、カメラボディ１０の背面には、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)３１１が備えられている。ＬＣＤ３１１は、画像表示が可能なカラー液晶パネルを備えており、撮像素子１０１で撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。このＬＣＤ３１１では、本撮影前における被写体の構図決め(フレーミング)の際、ハーフミラー１３０の透過光Ｌａを受光する撮像素子１０１で順次に生成される画像信号に基づき動画的態様で被写体を表示するライブビュー(プレビュー)表示が行われることとなる。

［撮像装置１の電気的構成］
図３は、撮像装置１の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図１〜図２と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、説明の便宜上、交換レンズ２の電気的構成について先ず説明する。

交換レンズ２は、上述したレンズ群２１に加え、レンズ駆動機構２４と、レンズ位置検出部２５と、レンズ制御部２６と、絞り駆動機構２７とを備えている。

レンズ群２１では、フォーカスレンズ２１１及びズームレンズ２１２と、カメラボディ１０に備えられた撮像素子１０１へ入射される光量を調節するための絞り２３とが、鏡胴２２内において光軸ＬＴ(図２)方向に保持されており、被写体の光像を取り込んで撮像素子１０１に結像させる。ＡＦ制御では、フォーカスレンズ２１１が交換レンズ２内のＡＦアクチュエータ７１Ｍにより光軸ＬＴ方向に駆動されることで焦点調節が行われる。

フォーカス駆動制御部７１Ａは、レンズ制御部２６を介してメイン制御部６２から与えられるＡＦ制御信号に基づき、フォーカスレンズ２１１を合焦位置に移動させるために必要な、ＡＦアクチュエータ７１Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。ＡＦアクチュエータ７１Ｍは、ステッピングモータ等からなり、レンズ駆動機構２４にレンズ駆動力を与える。

レンズ駆動機構２４は、例えばヘリコイド及び該ヘリコイドを回転させる図示省略のギア等で構成され、ＡＦアクチュエータ７１Ｍからの駆動力を受けて、フォーカスレンズ２１１等を光軸ＬＴと平行な方向に駆動させるものである。なお、フォーカスレンズ２１１の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ７１Ｍの回転方向及び回転数に従う。

レンズ位置検出部２５は、レンズ群２１の移動範囲内において光軸ＬＴ方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながらレンズと一体的に移動するエンコーダブラシとを備えており、レンズ群２１の焦点調節時の移動量を検出する。

レンズ制御部２６は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや状態情報に関するデータを記憶するフラッシュメモリ等のメモリが内蔵されたマイクロコンピュータからなっている。

また、レンズ制御部２６は、コネクタＥｃを介してカメラボディ１０のメイン制御部６２との間で通信を行う通信機能を有している。これにより、例えばレンズ群２１の焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データや、レンズ位置検出部２５で検出されるフォーカスレンズ２１１の位置情報をメイン制御部６２に送信できるとともに、メイン制御部６２から例えばフォーカスレンズ２１１の駆動量のデータを受信できる。

絞り駆動機構２７は、カプラ７５を介して絞り駆動アクチュエータ７６Ｍからの駆動力を受けて、絞り２３の絞り径を変更するものである。

続いて、カメラボディ１０の電気的構成について説明する。カメラボディ１０は、先に説明した撮像素子１０１、シャッタユニット４０等の他に、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）５、画像処理部６１、画像メモリ６１４、メイン制御部６２、フラッシュ回路６３、操作部６４、ＶＲＡＭ６５、カードＩ／Ｆ６６、メモリカード６７を備えて構成される。また、カメラボディ１０は、通信用Ｉ／Ｆ６８、電源回路６９、電池６９Ｂ、シャッタ駆動制御部７３Ａ及びシャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍ、絞り駆動制御部７６Ａ及び絞り駆動アクチュエータ７６Ｍを備えて構成されている。

撮像素子１０１は、先に説明した通りＣＭＯＳカラーエリアセンサからなり、後述のタイミング制御回路５１により、当該撮像素子１０１の露光動作の開始（及び終了）や、撮像素子１０１が備える各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作が制御される。

ＡＦＥ５は、撮像素子１０１に対して所定の動作を行わせるタイミングパルスを与えるとともに、撮像素子１０１から出力される被写体の画像信号に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部６１に出力するものである。このＡＦＥ５は、タイミング制御回路５１、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３などを備えて構成されている。

タイミング制御回路５１は、メイン制御部６２から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直走査パルスφＶｎ、水平走査パルスφＶｍ、リセット信号φＶｒ等を発生させるパルス）を生成して撮像素子１０１に出力し、撮像素子１０１の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部５２やＡ／Ｄ変換部５３にそれぞれ出力することにより、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３の動作を制御する。

信号処理部５２は、撮像素子１０１から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すもので、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路等が設けられている。このＡＧＣ回路では、撮像素子１０１で生成された画像信号を増幅率(ゲイン)可変に増幅することができ、このゲインを変化させることで銀塩フィルムに対応したＩＳＯ感度の変更が可能である。また、Ａ／Ｄ変換部５３は、信号処理部５２から出力されたアナログのＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を、タイミング制御回路５１から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット（例えば１２ビット）からなるデジタルの画像信号に変換するものである。

画像処理部６１は、ＡＦＥ５から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路６１１、ホワイトバランス制御回路６１２及びガンマ補正回路６１３等を備えて構成されている。なお、画像処理部６１へ取り込まれた画像データは、撮像素子１０１の読み出しに同期して画像メモリ６１４に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ６１４に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部６１の各ブロックにおいて処理が行われる。

黒レベル補正回路６１１は、Ａ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。

ホワイトバランス補正回路６１２は、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各色成分のデジタル信号のレベル変換（ホワイトバランス(ＷＢ)調整）を行うものである。すなわち、ホワイトバランス制御回路６１２は、メイン制御部６２から与えられるＷＢ調整データに基づき、撮影被写体において輝度や彩度データ等から本来白色であると推定される部分を特定し、その部分のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色成分の平均と、Ｇ／Ｒ比及びＧ／Ｂ比とを求め、これをＲ、Ｂの補正ゲインとしてレベル補正する。

ガンマ補正回路６１３は、ＷＢ調整された画像データの階調特性を補正するものである。具体的にはガンマ補正回路６１３は、画像データのレベルを色成分毎に予め設定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換するとともにオフセット調整を行う。

画像メモリ６１４は、撮影モード時には、画像処理部６１から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部６２により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリカード６７から読み出した画像データを一時的に記憶する。

メイン制御部６２は、コンピュータとして働くＣＰＵと、制御プログラム等を記憶するＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭとを備えて構成され、撮像装置１各部の動作を制御するものである。

フラッシュ回路６３は、フラッシュ撮影モードにおいて、フラッシュ部３１８または接続端子部３１９に接続される外部フラッシュの発光量を、メイン制御部６２により設定された発光量に制御するものである。

操作部６４は、上述のシャッターボタン３０７等を含み、操作情報をメイン制御部６２に入力するためのものである。

ＶＲＡＭ６５は、ＬＣＤ３１１の画素数に対応した画像信号の記憶容量を有し、メイン制御部６２とＬＣＤ３１１との間のバッファメモリである。カードＩ／Ｆ６６は、メモリカード６７とメイン制御部６２との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェースである。メモリカード６７は、メイン制御部６２で生成された画像データを保存する記録媒体である。通信用Ｉ／Ｆ６８は、パーソナルコンピュータやその他の外部機器に対する画像データ等の伝送を可能とするためのインターフェースである。

電源回路６９は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部６２等の制御部、撮像素子１０１、その他の各種駆動部等、撮像装置１全体を駆動させるための電圧を生成する。なお、撮像素子１０１への通電制御は、メイン制御部６２から電源回路６９に与えられる制御信号により行われる。電池６９Ｂは、ニッケル水素充電池等の二次電池や、アルカリ乾電池等の一次電池からなり、撮像装置１全体に電力を供給する電源である。

シャッタ駆動制御部７３Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍは、シャッタユニット４０の開閉駆動(開閉動作)を行うアクチュエータである。

絞り駆動制御部７６Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、絞り駆動アクチュエータ７６Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。絞り駆動アクチュエータ７６Ｍは、カプラ７５を介して絞り駆動機構２７に駆動力を与える。

［ハーフミラー１３０の構成］
図４は、ハーフミラー１３０の断面構成を説明するための図である。

ミラー部１３のハーフミラー１３０は、ミラー基材(ミラー母材)としてのフィルム１３１と、フィルム１３１上に成膜し形成される無機層(無機材料の層)１３２とを備えており、例えば透過率７０％(反射率３０％)の光透過特性(反射特性)を有している。

フィルム１３１は、例えば９０％の透過率(反射率１０％)を有した光透過性のフィルムとして構成され、光学的等方性を有する素材、例えばゼオノアフィルム(Ｒ)として商品化されているシクロオレフィンポリマーで形成されている。

このシクロオレフィンポリマーは、例えば押し出し成型で製造される熱可塑性高機能透明樹脂であり、偏光特性を示す図５の円Ｐｃのように偏光軸が存在しない（偏光軸を特定できない）光学フィルムとして構成される。これに対し、上述した従来技術のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムは、延伸工程(縦延伸や横延伸)を経て製造されるため、偏光角度毎の透過率を示す図６(ａ)の楕円Ｐｅのように、楕円Ｐｅの長軸・短軸方向に沿った透過割合の異なる軸Ａｐ、Ａｑを有しており、配置方向が変化すると図６(ｂ)のように軸Ａｐ、Ａｑも傾くこととなる。このように光学的異方性を有するＰＥＴフィルムでは、無偏光状態を表す円Ｐｃと楕円Ｐｅとの面積差が光量ロス(吸収)に相当するため、ハーフミラー１３０で用いると透過光Ｌａ(図２)の光量が少なくなって撮像素子１０１で取得される画像の輝度レベルが低下し、かつ波長毎の透過率がバラつくため、ホワイトバランスが崩れ、正しい色を再現出来なくなってしまう。このため、本実施形態の撮像装置１では、ハーフミラー１３０のフィルム１３１として、いずれの方向(それぞれ直交するｘｙｚの３軸方向など)にも無偏光の特性を示すシクロオレフィンポリマーを採用することとし、光量ロスの低減を図るようにする。また、偏光軸を特定出来ないレベルであれば、複屈折が無視できる程小さく解像度の劣化の低減も図れる。

無機層１３２は、五酸化ニオブ(Ｎｂ₂Ｏ₅)の層１３３と二酸化ケイ素(ＳｉＯ₂)の層１３４とが交互に積層されており、例えば積層数を変化させればハーフミラー１３０の透過光Ｌａ(図２)および反射光Ｌｂ(図２)に関する光量の比率が調整可能である。換言すれば、反射率１０％のフィルム１３１上に形成する無機層１３２の積層数等を適宜に調整することにより、上記３０％の反射率を有するハーフミラー１３０が生成できることとなる。

以上のような撮像装置１においては、ハーフミラー１３０の基材となる光透過性のフィルム１３１が光学的等方性を有し一定の剛性を持つシクロオレフィンポリマーで形成されるため、ガラス板のように割れる恐れがなくハーフミラー１３０の破損を抑止できるとともに、従来技術のＰＥＴフィルムに比べて光量ロスおよび解像度劣化を低減できる。また、このようにフィルム１３１にシクロオレフィンポリマーを使用すれば、その配置方向の違いによる色ムラの発生がＰＥＴフィルムより抑えることができる。これについて図７および図８を参照して説明する。

図７は、ＰＥＴフィルムの分光透過率特性を説明するための図である。また、図８は、シクロオレフィンポリマーの分光透過率特性を説明するための図である。これらの図７〜８においては、横軸が光の波長(ｎｍ)を示し、縦軸が光の透過率(％)を示している。なお、図７のＰＥＴフィルムと図８のシクロオレフィンポリマーとは、上述した無機層により透過率(反射率)が調整済の状態である。

図７には、ＰＥＴフィルムの配置方向を６０°ずつ変化させた各特性、具体的には配置方向を０°(基準位置)、６０°および１２０°それぞれとした場合の分光透過率特性が、グラフＪ０（実線）、グラフＪ６０（一点鎖線）およびグラフＪ１２０（点線）で表されている。ここで、例えば４００〜７００ｎｍのスペクトル域Ｒｗにおいて各グラフＪ０、Ｊ６０、Ｊ１２０を比較すると、光学的異方性を有するＰＥＴフィルムでは、その配置方向に応じて分光透過率特性が異なっている。よって、ＰＥＴフィルムにおいては、配置方向に応じた色ムラが生じることとなる。

一方、図８には、シクロオレフィンポリマーの配置方向を６０°ずつ変化させた各特性、具体的には配置方向を０°(基準位置)、６０°および１２０°それぞれとした場合の分光透過率特性が、グラフＫ０（実線）、グラフＫ６０（一点鎖線）およびグラフＫ１２０（点線）で表されている。ここで、例えば４００〜７００ｎｍのスペクトル域Ｒｗにおいて各グラフＫ０、Ｋ６０、Ｋ１２０を比較すると、光学的等方性を有するシクロオレフィンポリマーでは、その配置方向が変化しても分光透過率特性はほぼ一定となっている。よって、シクロオレフィンポリマーにおいては、配置方向の違いによる色ムラの発生を抑えることができる。

以上のことから、フィルム１３１にシクロオレフィンポリマーを採用することにより、従来に比べて色ムラの発生を抑制できることとなる。

＜第２実施形態＞
［撮像装置の要部構成］
本発明の第２実施形態に係る撮像装置１Ａは、図１〜３に示す第１実施形態の撮像装置１と類似の構成を有しているが、ミラー部のハーフミラーの構成が異なっている。この撮像装置１Ａに設けられたミラー部１３Ａのハーフミラー１３０Ａの構成について、以下で詳しく説明する。

［ハーフミラー１３０Ａの構成］
図９は、ハーフミラー１３０Ａの断面構成を説明するための図である。

ハーフミラー１３０Ａは、図４に示す第１実施形態のハーフミラー１３０に対して、防汚コートが施された層として形成された防汚コート層１３５が最上部に付加されている。

すなわち、ハーフミラー１３０Ａは、第１実施形態と同様にミラー基材としてのフィルム１３１および無機層１３２を備えるとともに、無機層１３２上に成膜された防汚コート層１３５をさらに備えている。また、ハーフミラー１３０Ａは、例えば透過率７０％(反射率３０％)の光透過特性(反射特性)を有している。

フィルム１３１は、第１実施形態と同様に、光学的等方性を有した素材からなる光透過性のフィルムとして構成されている。ただし、第２実施形態のフィルム１３１では、その素材としてＰＣ（ポリカーボネート：Polycarbonate）が使用される。

無機層１３２は、第１実施形態と同様に五酸化ニオブの層１３３と二酸化ケイ素の層１３４とを交互に積層して形成されている。すなわち、無機層１３２は、二酸化ケイ素を含む２種類の無機材料が積層された４層(２以上の層)からなっており、その最上層が二酸化ケイ素で構成された層１３４である。

防汚コート層１３５は、フッ素系表面処理剤によるフッ素コート処理が施されることで生成され、例えば純水に対しての接触角１０５°、表面張力１５ｍＮ/ｍの特性を有している。このようなフッ素コート処理により、撥水性、撥油性、滑り性や離型性を向上させることができ、ハーフミラー１３０Ａの清掃性を良好にできる。

また、防汚コート層１３５は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂)に強固に密着する性質を有している。ここで、防汚コート層１３５は、無機層１３２に積層される無機材料の４層のうち最上層の二酸化ケイ素の層１３４と接しているため、無機層１３２との結合が強固となる。

また、防汚コート層１３５の層厚は、上記のフッ素コート処理によって形成される防汚コート層１３５の構成分子１つ分の大きさ程度(５〜１０ｎｍ)である。このように防汚コート層１３５の厚みが１０ｎｍ以下の極薄であれば、フィルム１３１および無機層１３２で達成されるハーフミラー１３０Ａの光学特性に影響を及ぼすことを軽減できる。これに関して、図１０〜１５を参照して説明する。

図１０〜１４は、防汚コート層１３５の有無によるハーフミラーの透過率の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。ここで、図１０〜１４では、防汚コート層１３５の厚みを順に５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍおよび２５０ｎｍに設定した各ケースを表している。また、図１０〜１４に示す各グラフでは、横軸および縦軸が光の波長および透過率を示し、防汚コート層１３５が有る場合の分光特性Ｃａ１〜５(実線)と防汚コート層１３５が無い場合の分光特性Ｃｂ１〜５(破線)とを表している。

防汚コート層１３５が設けられた場合の分光特性Ｃａ１〜５と、防汚コート層１３５が設けられない場合の分光特性Ｃｂ１〜５とに関して、代表的な波長として破線円Ｑ１〜５内における５５０ｎｍ付近の波長を比較すると、防汚コート層１３５の厚みが１０ｎｍ以下の各ケース(図１０〜１１)では防汚コート層１３５の有無で透過率が殆ど変化しないが、１０ｎｍより大きい各ケース(図１２〜１４)では防汚コート層１３５の有無で透過率が顕著に変化していることが分かる。よって、防汚コート層１３５を１０ｎｍ以下で成膜すれば、フィルム１３１および無機層１３２によって達成されるハーフミラー１３０Ａの分光特性に与える影響が殆どないこととなる。

図１５は、防汚コート層１３５の有無によるハーフミラーの解像度の変化を示すグラフである。この図１５では、コート無しの場合(防汚コート層１３５が無い場合)の水平・垂直方向の解像度を示す棒グラフＢｏ、Ｂｐと、コート有りの場合(防汚コート層１３５が有る場合)の水平・垂直方向の解像度を示す棒グラフＢｈ、Ｂｖとが表されている。

防汚コート層１３５が設けられない場合の解像度を示す棒グラフＢｏ、Ｂｐと、防汚コート層１３５が設けられた場合の解像度を示す棒グラフＢｈ、Ｂｖとを比較すると、水平方向については防汚コート層１３５の有無で解像度が殆ど変化せず、垂直方向については防汚コート層１３５が有る場合の方が解像度が向上していることが分かる。よって、極薄の防汚コート層１３５を付加しても、フィルム１３１および無機層１３２によって達成されるハーフミラー１３０Ａの解像度に与える影響は極めて低いこととなる。

なお、ヘイズによるフレアの度合いについて防汚コート層１３５の有無で比較する実験を行ったが、殆ど変化しない結果が得られ、この点からもハーフミラー１３０Ａの光学特性への影響が極めて低い。

以上のようにフィルム１３１および無機層１３２で実現されるハーフミラー１３０Ａの光学特性に殆ど影響を及ぼさない層厚、つまり１０ｎｍ以下の厚みを有した防汚コート層１３５により、防汚コート層１３５に起因したハーフミラー１３０Ａの製造バラツキを抑えられ、ハーフミラー１３０Ａの表面に汚れが付着し難くなるとともに、付着した汚れの除去を容易に行えることとなる。また、防汚コート層１３５をハーフミラー１３０Ａの表面に形成することで、耐薬品性が向上し、付着物等の除去の際に用いるエタノールなどのアルコールによる無機層１３２へのアタックを受けにくくなり、膜剥がれやクラック、割れを防止できる。

すなわち、撮像装置に設けられた従来のペリクルミラー(固定式のハーフミラー)では、その表面にフッ素コートなどの防汚コートが施されないため、ゴミや汚れが付着しやすく、付着したゴミや汚れの除去が容易でない。また、付着物を除去するためにアルコール等(溶剤)による拭き取り作業を行えば、そのアルコール等のアタックを受けて表面の膜剥がれ等が生じてしまう。一方、本実施形態のハーフミラー１３０Ａのように表面に防汚コート層１３５を設けるようにすれば、これらの従来の不具合が解消されることとなる。

以上で説明した撮像装置１Ａのハーフミラー１３０Ａにおいては、無機層（無機材料の層）１３２の上に防汚コート層１３５が形成されるため、ハーフミラー１３０Ａにゴミや汚れが付着しづらく、付着した場合でも、その拭き取りが容易であるともに、アルコールなどの付着物除去用の溶剤からのアタックを受けづらくなる。また、ハーフミラー１３０Ａは、光学的等方性を有するフィルム１３１を備えるため、第１実施形態と同様にハーフミラーの破損を抑止しつつ光量ロスおよび解像度劣化の低減が図れる。

また、撮像装置１Ａにおいては、ハーフミラー１３０Ａに対してハードコート層が付加された構成のハーフミラーを備えても良い。この構成について、図１６を参照して詳しく説明する。

図１６は、ハードコート層１３６が設けられたハーフミラー１３０Ｂの断面構成を説明するための図である。

ハーフミラー１３０Ｂでは、図９に示すハーフミラー１３０Ａに対して、アクリル系紫外線(ＵＶ)硬化材料へのＵＶ処理によって形成されたハードコート層１３６がフィルム１３１の直上に追加されている。このハードコート層１３６は、例えば１０００ｎｍ〜６０００ｎｍの厚みを有し、硬度(ＪＩＳ規格の鉛筆硬度)がＨ程度以上となるように構成されている。

以上のようなハードコート層１３６がフィルム１３１と無機層(無機材料の層)１３２との間に介挿されることにより、ハーフミラー１３０Ｂの強度向上が図れることとなる。

なお、ハードコート層１３６が設けられたハーフミラーとして、図１６に示すハーフミラー１３０Ｂの構成を採用するのは必須でなく、このハーフミラー１３０Ｂから防汚コート層１３５を削除した構成を採用しても良い。この場合、上述のようにある程度の層厚（１０００〜６０００ｎｍ）を有したハードコート層１３６がフィルム１３１の直上に存在するため、フィルム１３１に関しての耐薬品性が向上する。

＜変形例＞
上記の第１実施形態においては、図２に示す撮像装置１のようにハーフミラー１３０からの反射光Ｌｂを位相差ＡＦモジュール１０７に入射させるのは必須でなく、図１７に示す撮像装置１Ｂのように反射光Ｌｂを光学ファインダ１７に入射させるようにしても良い。この撮像装置１Ｂのような構成では、撮像素子１０１の代わりに、被写体に係る画像を形成（生成）する撮像手段としての銀塩フィルムが設けられるフィルムカメラにも適用可能である。

上記の各実施形態におけるハーフミラーのフィルムについては、シクロオレフィンポリマーやポリカーボネートを使用するのは必須でなく、光学的等方性を有する他の素材、例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース：Triacetylcellulose）や、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン：Poly Ether Sulphone）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース：Triacetylcellulose）からなるフィルムを使用しても良い。

本発明における「光学的等方性」とは、光学的に厳密な等方性だけでなく、製造誤差や測定誤差(評価誤差)に起因した若干の異方性をも包むものである。

本発明は詳細に説明されたが、以上の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１、１Ａ、１Ｂ撮像装置
２交換レンズ
１０カメラボディ
１３、１３Ａミラー部
６２メイン制御部
１０１撮像素子
１３０、１３０Ａハーフミラー
１３１フィルム
１３２無機層
１３５防汚コート層
１３６ハードコート層
Ａｐ、Ａｑ透過割合の異なる軸

Claims

固定的に設けられ、撮影光学系を通った被写体光を透過光と反射光とに分離するハーフミラーと、
前記透過光を受光して被写体に係る画像を生成する撮像手段と、
を備えており、
前記ハーフミラーは、
光学的等方性を有する光透過性フィルム、
を備える撮像装置。
前記ハーフミラーは、
前記光透過性フィルム上に形成され、前記透過光と前記反射光とに関する光量の比率を調整する無機材料の層、
を有する請求項１記載の撮像装置。
前記光透過性フィルムは、シクロオレフィンポリマーまたはトリアセチルセルロースからなるフィルムである請求項１記載の撮像装置。
前記反射光を受光して被写体に係る焦点検出情報を取得する焦点検出部、
をさらに備える請求項１記載の撮像装置。
前記ハーフミラーは、
前記無機材料の層上に形成される防汚コート層、
を有する請求項２記載の撮像装置。
前記防汚コート層は、フッ素コート処理が施された層である請求項５記載の撮像装置。
前記防汚コート層の厚みは、１０ｎｍ以下である請求項５記載の撮像装置。
前記無機材料の層は、二酸化ケイ素を含む複数種類の無機材料が積層された２以上の層からなっており、
前記２以上の層のうち前記防汚コート層に接する層は、前記二酸化ケイ素で構成される請求項５記載の撮像装置。
前記ハーフミラーは、
前記光透過性フィルムと前記無機材料の層との間に介挿されるハードコート層、
を有する請求項２または請求項５記載の撮像装置。
前記ハードコート層は、アクリル系紫外線硬化材料で形成される請求項９記載の撮像装置。
前記ハードコート層の厚みは、１０００ｎｍ〜６０００ｎｍである請求項９記載の撮像装置。