CN102036013A - 摄像装置 - Google Patents

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CN102036013A
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森幸夫
菊地健一
高柳涉
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种以简单构成可自动检测附着在透镜上的异物的摄像装置。数码照相机(10)包括：摄像元件(16)，其具有经过光学透镜(12)的被摄景的光学像所照射的摄像面，且通过光电转换来生成与被摄景的光学像对应的图像信号；光圈机构(14)，其用于控制光学透镜(12)的光圈；快门(15)，其控制摄像元件(16)的曝光时间；曝光调整单元，其基于被摄景亮度的评价值来调整摄像面的曝光量；聚焦调整单元，其调整光学透镜(12)的聚焦位置。CPU(30)通过在曝光量及聚焦位置为相同且光圈值互不相同的多个拍摄条件下进行拍摄动作并对拍摄动作时从摄像元件所得到的多个图像信号进行比较来检测在光学透镜(12)上附着的异物。

Description

摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像装置，尤其涉及具有对附着在光学系统上的异物进行检测的异物检测功能的摄像装置。
背景技术
作为具有对附着在包括透镜在内的光学系统上的异物进行检测的功能的摄像装置的一个示例，日本特开2005-286404号公报(专利文献1)揭示了一种数码照相机。该数码照相机具有：光学部件，其被设置于透镜镜筒中且向外部露出；聚焦透镜，其使被摄体像在成像位置对焦；驱动单元，其使聚焦透镜移动，并调整焦点而得到对焦位置；对焦判断单元，其在聚焦透镜的移动时，判断在光学部件的表面是否对焦；以及通知单元，其在通过对焦判断单元判断为已对焦时，将表示光学部件的表面附着有异物的警告通知给用户。
根据专利文献1所揭示的数码照相机，光学部件的表面附着有垃圾等污垢时，就在光学部件的表面进行对焦，光学部件的表面没有附着污垢时，就不在光学部件的表面进行对焦。通过对焦判断单元来判断对焦时，由于将警告通知给用户，用户容易确认污垢的附着，能通过除垢器等进行擦拭，从而可避免一直在附着有污垢的情况下进行拍摄。
另外，日本特开2008-265727号公报(专利文献2)中揭示了一种车辆用倒车监视装置，该车辆用倒车监视装置具有安装在车辆后方的照相机和用于监视通过该照相机所拍摄的图像的显示器，上述车辆用倒车监视装置还具备附着物有无检测单元，该附着物有无检测单元用于将照相机的一部分所拍摄的车辆实际图像和基准图像进行比较，通过检测图像有无变化来判断照相机上有无附着物，其中，该基准图像是与照相机上未附着有附着物时的实际图像对应的图像。
专利文献1：日本特开2005-286404号公报
专利文献2：日本特开2008-265727号公报
但是，上述专利文献1中所述的对焦判断单元，是以聚焦透镜的聚焦位置在光学部件的表面上进行对焦为前提的，这种透镜的成本高，而且透镜自身也变得很大，很难适用于要求通用性的数码照相机。
另外，在上述专利文献2所述的附着物有无检测单元中，为了判断照相机的附着物的有无而必需有基准图像，而对于与安装在车辆后方的照相机不同且能够在各种场合进行拍摄动作为前提的数码照相机来说，实际图像的被摄体与基准图像的被摄体经常不一致。因此，在将专利文献2所述的附着物有无检测单元适用于数码照相机时，就可能产生问题。尤其是，一旦切断电源，在电源切断期间附着在照相机上的附着物在下次接通电源时，由于被摄体发生变化，所以不能检测出来。
发明内容
本发明是为了解决这个课题而开发的，目的在于：提供一种以简单构成就能自动检测出附着在透镜上的异物的摄像装置。
根据本发明的某情况，本发明的摄像装置包括：摄像单元，其具有经过透镜的被摄景的光学像所照射的摄像面，通过光电转换来生成与被摄景的光学像对应的图像信号；光圈控制单元，其用于控制透镜的光圈；快门单元，其控制摄像单元的曝光时间；曝光调整单元，其基于被摄景的亮度的评价值，来调整摄像面的曝光量；聚焦调整单元，其调整透镜的聚焦位置；和异物检测单元，其在曝光量及聚焦位置相同且光圈值互不相同的多个拍摄条件下进行拍摄动作，并通过对拍摄动作时从摄像单元所得到的多个图像信号进行比较来检测附着在透镜上的异物。
另外，优选的是，异物检测单元包括：运算单元，关于拍摄条件不相同的第1图像信号及第2图像信号之间的亮度差，该运算单元按照对第1图像信号及第2图像信号各自所表示的图像进行分割得到的多个分割区域中的每个区域来进行求取；判断单元，其至少在一部分的分割区域中，对通过运算单元所求取的亮度差是否为预先设定的阈值以上进行判断；和警告单元，其在判断单元判断为通过运算单元所求取的亮度差为阈值以上时，判断为在透镜上附着有异物并输出警告。
另外，优选的是，运算单元按照从上述多个分割区域中除去第1图像信号和第2图像信号中的共同边缘部分后的、残余分割区域的每个区域，来求取第1图像信号和第2图像信号之间的亮度差。
另外，优选的是，异物检测单元通过比较在光圈设为可设定范围的开放端的第1拍摄条件下拍摄得到的第1图像信号和在光圈设为可设定范围的小光圈端的第2拍摄条件下拍摄得到的第2图像信号，来检测附着在透镜上的异物。
另外，优选的是，摄像装置还包括用于调整拍摄视角的变焦调整单元；异物检测单元将多个拍摄条件的拍摄视角设为相同。
另外，优选的是，摄像装置还包括用于在拍摄动作时检测手抖动的手抖动检测单元；异物检测单元在多个拍摄条件下连续进行拍摄动作时，且经手抖动检测单元所检测出的手抖动量为规定量以下的情况下，检测附着在透镜上的异物。
(发明效果)
根据本发明，以简单的构成就能自动检测附着在透镜上的异物。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1中作为摄像装置的数码照相机的主要部分的概略构成图。
图2是用于说明基于本发明的实施方式1的异物检测处理的流程图。
图3是用于说明基于本发明的实施方式1的异物检测处理的流程图。
图4是表示图3的步骤S22的拍摄/记录处理中所取得的拍摄图像的一个示例的图。
图5是表示图3的步骤S23的拍摄/记录处理中所取得的拍摄图像的一个示例的图。
图6是表示对图像1与图像2进行比较的比较结果的一个示例的图。
图7是用于说明基于本发明的实施方式1的变形例的异物检测处理的图。
图8是用于说明基于本发明的实施方式1的变形例的异物检测处理的流程图。
图9是用于说明基于本发明的实施方式2的异物检测处理的流程图。
图10是用于说明基于本发明的实施方式3的异物检测处理的流程图。
图11是用于说明基于本发明的实施方式3的异物检测处理的流程图。
图中：10-数码照相机；12-光学透镜；14-光圈机构；15-快门；16-摄像元件；18、20-驱动器；22-AFE电路；24-信号处理电路；28-快门按钮；30-CPU；32-存储器控制电路；34-SDRAM(SynchronousDynamic Random Access Memory)；36-视频编码器；38-液晶监视器；40-JPEG编解码器；44-记录介质；46-闪存；50-亮度评价电路；54-AF评价电路；56-陀螺仪(gyro)传感器；B1-总线。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。另外，对图中相同或相应的部分赋予相同的标号，并省略其说明。
(实施方式1)
图1是表示本实施方式1中作为摄像装置的数码照相机10的主要部分的概略构成图。
如图1所示，在数码照相机10中，被摄景的光学像通过光学透镜12而被照射到摄像元件16的受光面即摄像面上。光圈机构14是用于对通过光学透镜12的光量进行调整的机构。快门15是用于对来自被摄景的光照射在摄像元件16的摄像面上的时间(曝光时间)进行调整的机构。摄像元件16通过光电转换来生成与成像于摄像面的被摄景的光学像的明暗相对应的电荷，即Raw图像信号。关于摄像元件16，其可利用诸如CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor)。
接通电源时，就会执行直通图像处理，即执行将被摄景的实时动态图像在液晶监视器38上显示的处理。具体来说，CPU30首先命令驱动器20开放光圈机构14，并对定时发生装置(TG)26发出反复进行预曝光和间隔读取的命令。
驱动器20开放光圈机构14的光圈，TG26反复执行摄像元件16的预曝光和由此生成的Raw图像信号的间隔读取。预曝光和间隔读取是对每1/30秒发生的垂直同步信号进行响应并被执行的。由此，与被摄景的光学像对应的低分辨率的Raw图像信号以30fps的帧速率从摄像元件16中输出。
AFE电路22对于从摄像元件16输出的各帧的Raw图像信号实施相关双重取样、增益调整及A/D转换的一系列处理。从AFE电路22输出的数字信号即Raw图像数据通过信号处理电路24而被施以白平衡调整、色分离、YUV转换等的处理，由此，转换成YUV形式的图像数据。
信号处理电路24通过总线B1将规定量的图像数据提供给存储器控制电路32，并向存储器控制电路32发出对该规定量的图像数据的写入请求。规定量的图像数据通过存储器控制电路32而被写入SDRAM34中。由此，图像数据按照规定量逐一被保存于SDRAM34。
视频编码器36将从存储器控制电路32提供的图像数据，转换为按照NTSC格式的合成视频信号，并将转换成的合成视频信号提供给液晶监视器38。其结果，被摄景的直通图像在液晶监视器画面上进行显示。
当快门按钮28被半按下时，CPU30进行AE处理和AF处理。AE处理按以下要点进行。将通过信号处理电路24生成的图像数据中的Y数据提供给亮度评价电路50。亮度评价电路50基于所提供的Y数据，以每1/30秒对被摄景的亮度进行评价。此时，亮度评价电路50分别在水平方向及垂直方向上将被摄景分割为多个(例如，8分割)，进而就64个分割区域的每个区域对Y数据进行累计。其结果，通过亮度评价电路50生成64个亮度评价值Iy[0]～Iy[64]。
亮度评价值Iy[0]～Iy[64]被CPU30读取，并且被用于直通图像用AE处理中。CPU30基于Iy[0]～Iy[64]，对于TG26所设定的预曝光时间和光圈机构14的光圈值进行调整。其结果，将显示在液晶监视器38上的直通图像的亮度调整成为适当亮度。
当快门按钮28被半按下时，对被摄景的拍摄条件进行调整。CPU30执行记录用AE处理。具体来说，CPU30读取在亮度评价电路50累计出的最新的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]，并按照所读取的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]来算出适当的曝光量(Exposure Value)。其结果，曝光量按照被摄景的亮度而被进行精确调整。因此，为了得到算出的适当的曝光量而调整最佳曝光时间，CPU30在TG25中设定调整后的最佳曝光时间。
AF处理按以下要点执行。AF评价电路54按每一帧期间，对通过信号处理电路24所生成的Y数据的高频成分进行累计。累计结果即AF评价值(对焦度)被CPU30所读取，CPU30基于所读取的AF评价值来控制驱动器18。其结果，将光学透镜12设置在对焦位置。
当快门按钮28被完全按下时，则通过CPU30进行拍摄/记录处理。CPU30命令TG26进行基于最佳曝光时间的正式曝光和全部像素的读出。摄像元件16实施正式曝光，由此得到的全部电荷即高分辨率的Raw图像信号由摄像元件16输出。所输出的Raw图像信号通过AFE电路22而被转换成Raw图像数据，转换后的Raw图像数据通过信号处理电路24被写入到SDRAM34中。其结果，YUV形式的图像数据被SDRAM34暂时保存。
上述处理完成后，CPU30继续对JPEG(Joint Photographic ExpertsGroup)编解码器40及I/F42下达命令。JPEG编解码器40通过存储器控制电路32来读出被保存在SDRAM34中的图像数据。被读出的图像数据通过总线B1提供给JPEG编解码器40而被施以JPEG压缩。由此，所生成的压缩图像数据通过总线B1而被提供给存储器控制电路32，从而被写入到SDRAM34中。I/F42通过存储器控制电路32来读出被保存在SDRAM34中的压缩图像数据，并将被读出的压缩图像数据以文件形式记录到记录介质44。
(处理流程)
具体来说，CPU30按照图2所示流程来执行处理。另外，与该流程对应的控制程序被存储在闪存46中。
参照图2，接通电源后最初执行初始化(步骤S01)。这里将异物检测标记设定成“1”，并对TG26设定表示初始值的曝光时间。另外，将光学透镜12配置在初始位置(无限远侧端部)。
其次，CPU30执行直通图像处理，使得在液晶监视器38上显示被摄景的直通图像(步骤S02)。接着，对快门按钮28是否被半按下进行判断(步骤S03)。如果快门按钮28没有被半按下(在步骤S03为“否”)，就返回到步骤S03。另一方面，如果快门按钮28被半按下(在步骤S03为“是”)，执行AE处理(步骤S04)。也就是说，读取通过亮度评价电路累计得到的最新的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]，并基于所读取的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]来计算适当的曝光量。其后，CPU30为了得到适当的曝光量而对最佳曝光时间进行调整。
另外，CPU30执行AF处理(步骤S05)，也就是说，CPU30从AF评价电路54中读取AF评价值，并基于所读取的AF评价值来控制驱动器18。由此，光学透镜12被设置在对焦位置。
其次，对快门按钮28是否被完全按下进行判断(步骤S06)。如果快门按钮28未被完全按下(在步骤S06为“否”)，则对快门按钮28是否被解除进行判断(步骤S11)。快门按钮28的半按下的状态被解除时(在步骤S11为“是”)，返回到步骤S02，如果快门按钮28持续被半按下的状态(在步骤S11为“否”)，返回到步骤S06。
另一方面，如果快门按钮28被完全按下(在步骤S06为“是”)，CPU30执行拍摄/记录处理(步骤S07)。接着，CPU30对异物检测标记是否表示“1”进行判断(步骤S08)。
如果异物检测标记不为“1”，即，异物检测标记为“0”时(在步骤S08为“否”)，CPU30对于从前次执行异物检测处理的时刻起是否已超过了规定时间进行判断(步骤S12)。另外，规定时间是用于对执行异物检测处理的间隔进行规定的时间，为预先设定的时间。
对于从前次执行异物检测处理的时刻起已超过规定时间时(在步骤S12为“是”)，将异物检测标记设定为“1”后返回到步骤S02。另一方面，从前次执行异物检测处理的时刻起未超过规定时间时(在步骤S 12为“否”)，将异物检测标记维持为“0”后返回到步骤S02。
对此，在步骤S08，异物检测标记为“1”时(在步骤S08为“是”)，CPU30将异物检测标记设定为“0”(步骤S09)，接着，执行用于检测附着在光学透镜12上的异物的异物检测处理(步骤S10)。
(异物检测处理)
步骤S10的异物检测处理是依照如图3所示的子流程来进行的。另外，与该流程对应的控制程序被存储在闪存46中。
参照图3，最初，CPU30使光学透镜12从当前的位置起，向最近侧端部进行移动(步骤S21)。由此，按照以下的步骤S22、S23，利用聚焦位置及曝光量相同且以光圈值及曝光时间的组合不同的多个拍摄条件来连续执行拍摄。
具体来说，最初，CPU30命令驱动器20开放光圈机构14的光圈。在此，利用被称为光圈值(F值)的数值来表示光圈机构14的状态。本实施方式的数码照相机10可将光圈值设定为多个等级。其中，光圈值最小一侧为光圈的开放端，光圈值最大一侧为光圈的缩小侧(小光圈端)。另外，曝光量随着光圈值的等级增大而减少。在本步骤S22中，光圈值被设定为与开放端相对应的值。
光圈被变更为开放端时，从摄像元件16中输出基于变更后的预曝光的Raw图像信号。CPU30从亮度评价电路50读取基于Raw图像信号的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]，并基于所读取的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]来计算适当的曝光量。接着，为了获得所算出的适当的曝光量而调整最佳曝光时间，并在TG26中进行设定。在调整了最佳曝光时间后，CPU30利用已决定的拍摄条件来执行拍摄/记录处理(步骤S22)。
另外，在步骤S22的拍摄/记录处理中，从摄像元件16输出的高分辨率的Raw图像信号通过AFE电路22而被转换成Raw图像数据，被转换的Raw图像数据通过信号处理电路24被写入到SDRAM34。此时，在AFE电路22中，为使拍摄图像达到最适合的亮度而调整增益(gain)。其结果，YUV形式的图像数据被暂时保存在SDRAM34。以下，将光圈设定为开放端时的拍摄图像称作“图像1”或“光圈开放图像”。
其次，CPU30命令驱动器20进行光圈机构14的光圈缩小。在本步骤S23中，光圈值被设定为与小光圈端相对应的值。
光圈被变更为小光圈端时，从摄像元件16输出基于变更后的预曝光的Raw图像。CPU30从亮度评价电路50中读取基于Raw图像信号的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]，并基于所读取的亮度评价值来调整曝光时间。
此时，CPU30，为了使在步骤S22中的“图像1(光圈开放图像)”的拍摄时的曝光量和本次拍摄时的曝光量在实质上相同而调整曝光时间。即，步骤S22的拍摄条件和步骤S23的拍摄条件被设定为：用于实现与被摄景的亮度对应的适当的曝光量的光圈和曝光时间的组合相异。
在利用被变更的光圈来调整最佳曝光时间后，CPU30按照已决定的拍摄条件来执行拍摄/记录处理(步骤S23)。具体来说，从摄像元件16所输出的Raw图像信号通过AFE电路22而被转换成Raw图像数据，被转换的Raw图像数据通过信号处理电路24而被写入到SDRAM34。此时，在AFE电路22中，为了使得拍摄图像达到和“图像1”大致相同的亮度，进行增益调整。其结果，YUV形式的图像数据被暂时保存于SDRAM34。以下，将光圈设定为小光圈端时的拍摄图像称之为“图像2”或“小光圈图像”。
图4和图5表示了在图3的步骤S22、S23的拍摄/记录处理中取得的拍摄图像的一个示例。其中，图4是用于说明S22的拍摄/记录处理的图，图5是用于说明S23的拍摄/记录处理的图。
参照图4，假设有异物附着在光学透镜12表面的中央部分。在这种情况下，将光学透镜12设置在最近侧端部，并且将光圈设置为开放端以拍摄被摄景时(参照图4(a))，在摄像元件16的摄像面上成像的被摄景的光学像的中央部分P1上，异物的像显示为扩散的状态(参照图4(b))。这是由于光学透镜12的对焦位置不为光学透镜12的表面的缘故。因此，如图4(c)所示，通过对光学像进行光电转换所得到的拍摄图像(图像1)变得非常模糊不清，并且在其中央部分P1上可看到异物的若干影响。
另一方面，如图5所示，将光学透镜12设置在最近侧端部，并且将光圈设置成小光圈端以拍摄被摄景时(参照图5(a))，在摄像元件16的摄像面上成像的被摄景的光学像的中央部分P2上将异物的像的扩散抑制成较小(参照图5(b))。因此，如图5(c)所示，对于通过对光学像进行光电转换所得到的拍摄图像(图像2)，在其中央部分P2上看到的异物的影响，与异物对拍摄图像(图像1)的影响相比更大。
如此，通过使光圈在开放端和小光圈端之间变化来拍摄同一被摄景，在拍摄下来的图像1和图像2之间，显现出异物对拍摄图像的影响大小的差异。该差异是由于，与光圈的变化对应，被摄景深度(焦点视为对焦的深度：景深)发生变化所引起的。
即，在光圈开放到开放端所拍摄的图像(图像1)成为被摄景深度浅的图像，仅聚焦位置与焦点吻合，在聚焦位置前方的异物完全变成模糊的图像。因此，异物对拍摄图像的影响小。
另一方面，在光圈缩小到小光圈端时所拍摄的图像(图像2)而成为被摄景深度深的图像时，不仅是聚焦位置，聚焦位置的前方的图像也成为与焦点吻合的图像。因此，异物成为稍有模糊的图像，异物对拍摄图像的影响比图像1要大。
因此，与被摄景深度相对应，如果利用异物对拍摄图像带来影响的变化，通过对被摄景深度不同的图像1与图像2进行比较，从而可判断光学透镜12上是否有异物附着。
图6是表示了对图像1与图像2进行比较的比较结果的一个示例的图。图6(a)表示了图像1(和图4(c)相同)及图像2(和图5(c)相同)，图6(b)表示了在图像1与图像2之间计算每个像素的亮度的差分所得到的结果。
如上所述，图像1与图像2的曝光量相同，同时为了使亮度相同而执行了增益调整，所以，每个像素的亮度差分值大致为零，不产生亮度差。但是，在图6(b)中，由于图像间所受到异物的影响的差异，在画面的中央部分P3产生亮度差。因此，通过检测是否产生了亮度差，则可判断光学透镜12上是否有异物附着。
基于此，即使对于搭载了透镜表面不具有对焦位置的透镜的、一般数码照相机来说，也可以检测出附着在透镜表面的异物。
另外，通过一边变更光圈一边连续拍摄，从而能够取得被摄景及曝光量相同且被摄景深度不相同的2张拍摄图像。由此，即使关闭电源后拍摄环境发生了变化，下一次接通电源后也可以检测出附着在透镜上的异物。
另外，在本实施方式中，使光圈在开放端和小光圈端之间发生变化而进行拍摄的结构是通过将2张拍摄图像之间的被摄景深度差设为最大，从而使得在异物对拍摄图像的影响上产生显著的差异。因此，只要在2张拍摄图像之间使得异物的影响产生显著的差异即可，光圈并不一定限定于开放端及小光圈端。
再参照图3，如果结束了图像1和图像2的拍摄/记录处理(步骤S22、S23)，CPU30取得陀螺仪传感器56的传感器值(步骤S24)。陀螺仪传感器56探测出数码照相机10的装置主体的手抖动，并将探测出的手抖动量输出给CPU30。并且，CPU30在通常的拍摄处理中，根据通过陀螺仪传感器56探测出的手抖动量，对手抖动补偿机构(未图示)进行驱动控制，使得摄像元件16向垂直于光学透镜12光轴的方向移动。由此，手抖动补偿机构为抵消装置主体的手抖动而使摄像元件16移动。
在步骤S25中，CPU30基于陀螺仪传感器56的传感器值，对于从图像1的拍摄时(步骤S22)起到图像2的拍摄时(步骤S23)为止的时间内是否发生了手抖动进行判断。判断在该时间内发生了手抖动时(在步骤S25为“否”)，结束异物检测处理。
另一方面，判断在该时间内未发生手抖动时(在步骤S25为“是”)，CPU30进行图像1和图像2的比较，并基于该比较结果，检测在光学透镜12上是否有异物附着。
具体来说，CPU30通过存储器控制电路32读取被保存在SDRAM34中的图像1和图像2的图像数据，并将所读取的图像1和图像2分别分割为相同的规定区块(步骤S26)。CPU30按照每一区块对图像1和图像2进行比较(步骤S27)。此时，CPU30按照各区块计算图像1和图像2的亮度的差分值，并对计算出的亮度差分值与规定的阈值进行比较。接着，在亮度差分值为规定的阈值以上的区块大于等于规定数时(在步骤S28为“是”)，CPU30判断在光学透镜12上有异物附着。另一方面，亮度差分值为规定的阈值以上的区块小于规定数时(在步骤S28为“否”)，结束异物检测处理。
在判断为光学透镜上有异物附着时，CPU30通过视频编码器36在液晶监视器38显示出表示光学透镜12上有异物附着的警告。接着，CPU30将异物检测标记复位为“0”(步骤S29)。
并且，作为向用户通知在光学透镜12上有异物附着的方法，并不局限于如上所述的在液晶监视器38显示出警告的结构。例如也可以是使装置主体上所设置的警告灯点亮的结构，或从扬声器输出警告音的结构等。
(变更例)
在上述的实施方式1中，其构成为：通过计算被摄景深度不同的图像1及图像2的差分，并判断差分在规定的阈值以上的区块是否为规定数以上来判断有无异物。如本变更例所示，也可以是：通过比较在图像1及图像2的曝光控制中所利用的亮度评价值来判断有无异物的构成。
图7是说明基于本发明的实施方式1的变更例的异物检测处理的图。另外，图7(a)表示图像1(与图4(c)相同)及图像2(与图5(c)相同)，图7(b)表示用于调整各图像的曝光量的亮度评价值。亮度评价值通过亮度评价电路50(图1)而生成，并且是在AE处理中被CPU30所取得的值。如图7(b)所示，将被摄景在水平方向上及垂直方向上各分成8等分，通过在64个分割区域中的每个区域累计Y数据，生成64个亮度评价值Iy[0]～Iy[64]。
图7(c)表示了各分割区域中亮度评价值的差分的计算结果。在该图7中，在画面中央部分的4个分割区域P4，产生较大的差。因此，通过检测出是否存在有该差分，即可判断光学透镜12上是否有异物附着。
图8是说明基于本变更例的异物检测处理的流程图。图8的流程图只在将图3流程图的步骤S26、S27、S28变更成步骤S260、S270、S280这一点上有所不同。
在步骤S25中，对于从图像1的拍摄时(步骤S22)起图像2的拍摄时(步骤S23)为止的时间内判断为未发生手抖动时，CPU30从内置的寄存器中取得在对图像1的曝光量进行调整时所利用的亮度评价值Iy[0]～Iy[64](步骤S260)，同时，取得在对图像2的曝光量进行调整时所利用的亮度评价值Iy[0]～Iy[64](步骤S270)。这些亮度评价值是在步骤S22、S23中，对最佳曝光时间进行调整后被登录于寄存器的。
CPU30按照每个分割区域计算亮度评价值的差分值，并将计算出的差分值与规定的阈值相比较。由此，其差分值在规定阈值以上的分割区域为规定数以上时(在步骤S280为“是”)，判断为光学透镜12有异物附着。另一方面，其差分值在规定阈值以上的分割区域为规定数以下时(在步骤S280为“否”)，异物检测处理结束。
如上所述，根据本发明实施方式1的变更例的异物检测处理，通过比较在图像1及图像2的曝光控制中所利用的评价值以判断光学透镜12是否有异物附着，可减轻为了异物检测处理而给CPU30造成的处理负荷。其结果，可在短时间内检测出异物。
(实施方式2)
上述实施方式1中，其构成为：在将光学透镜12的聚焦位置预先设置在最近侧端部的状态下，对被摄景深度不同的图像1及图像2进行拍摄，如图4及图5所示，被摄体的图像是模糊的图像。因此，图像1及图像2之间被摄体的模糊程度的差异作为图像间的亮度差异而显现的情况下，通过检测亮度的差异，有可能做出有异物附着的错误判断。
作为防止这种不当的发生的方法，在本实施方式的异常检测处理中，在光学透镜12的聚焦位置与被摄体吻合的状态下，改变光圈并对图像1及图像2进行拍摄。
图9是说明本实施方式2中的异物检测处理的流程图。图9的流程图只在从图3的流程图中删除了使聚焦位置移动到最近端部的步骤S21这一点上有所不同。即，图9的异物检测处理，是在维持通常拍摄处理中设定的光学透镜12的聚焦位置不动的状态下，改变光圈并进行连续拍摄的处理。
通过采用这样的构成，根据本发明的实施方式的异物检测处理，图像1和图像2两者均是被摄体与焦点吻合，被摄体的前方与后方产生了模糊程度的差异。因此，由于从图像1和图像2的差分中排除了被摄体的亮度差，可以防止做出有异物附着的错误判断。
(实施方式3)
在上述实施方式1、2中，其构成为：在通常拍摄处理结束后，将光圈变更为开放端和小光圈端而进行连续拍摄。但也可以构成为：在与通常拍摄处理中的光圈之间，改变光圈而进行连续拍摄。该构成也可获得相同的效果。
图10和图11是说明本发明的实施方式3的异物检测处理的流程图。并且，与该流程图相对应的控制程序被记录在闪存46。
图10的流程图只在将图2流程图的步骤S07、S10变更为步骤S071、S101这一点上有所不同。
参照图10，在步骤S06中快门按钮28被全部按下时(在步骤S06为“是”)，CPU30执行拍摄/记录处理(步骤S071)。此时，从摄像元件16输出的高分辨率的Raw图像信号通过AFE电路22而被转换为Raw图像数据，被转换的Raw图像数据通过信号处理电路24被写入SDRAW34。其结果，YUV形式的图像数据被SDRAW34暂时保存。在本变更例中，将在通常拍摄条件下拍摄的图像设为“图像1”。
接着，在步骤S08中，判断异物检测标记是否表示为“1”，如果异物检测标记为“1”(在步骤S08为“是”)，CPU30将异物检测标记设定为“0”(步骤S09)，接着，执行用于检测附着在光学透镜12上异物的异物检测处理(步骤S101)。
如图11所示，步骤S101的异物检测处理按照图11所示的子流程进行。并且，图11的流程图只在将图3的流程图的步骤S21～S23变更成步骤S210、S220这一点上有所不同。
参照图11，最初，CPU30命令驱动器20变更光圈机构14的光圈值(步骤S210)。在本步骤S210中，光圈值被设定在从当前的状态起的多个等级的缩小侧。
光圈被变更后，从摄像元件16中输出基于变更后的预曝光的Raw图像信号。CPU30从亮度评价电路50取得基于Raw图像信号的亮度评价值Iy[0]～Iy[64]，并基于所取得的亮度评价值来调整曝光时间。
此时，CPU30为使在步骤S071中的通常拍摄时的曝光量和本次拍摄时的曝光量在实质上保持一致而调整曝光时间。即，步骤S071的拍摄条件和步骤S220的拍摄条件被设定为：用于实现与被摄景的亮度对应的适当的曝光量的光圈和曝光时间的组合相异。
在利用被变更的光圈并调整最佳曝光时间后，CPU30按照已决定的拍摄条件来执行拍摄/记录处理(步骤S220)。从摄像元件16所输出的Raw图像信号通过AFE电路22而被转换成Raw图像数据，被转换的Raw图像数据通过信号处理电路24被写入到SDRAM34。此时，在AFE电路22中，为了使得拍摄图像达到和“图像1”大致相同的亮度，进行增益调整。其结果，YUV形式的图像数据被暂时保存于SDRAM34。以下，在本变形例中，将变更该光圈时的拍摄图像称之为“图像2”。
因此，在本变更例中，通过比较在通常拍摄条件下拍摄的“图像1”和在变更了通常拍摄条件的光圈的拍摄条件下所拍摄的“图像2”，能判断在光学透镜12上是否有异物附着。并且，对于在步骤S210中光圈的变更，只要图像1和图像2之间因异物的影响而产生显著的差异即可，并不局限于光圈缩小侧或是光圈开放侧的某一者。
根据本发明实施方式3的异物检测处理，在通常拍摄处理时设定的光学透镜12的聚焦位置保持不变的情况下，以对光圈进行变更的拍摄条件执行拍摄。因此，图像1和图像2两者均是被摄体与焦点吻合，从图像1和图像2的差分中可排除被摄体的亮度差。其结果，可防止发生做出有异物附着的错误判断。
另外，较之于上述实施方式1、2中的异物检测处理，由于通过变更了拍摄条件(光圈及曝光时间)将执行拍摄的次数从2次减少到1次，因此，可减轻异物检测处理的处理负荷以及减少处理时间。而且，由于可以抑制因手抖动图像混入已取得的连续拍摄图像中，从而可提高异物检测处理的检测精度。
(实施方式4)
这里，如果比较光圈不同的2张图像，那么任何一张图像都在焦点吻合的区域中，由于被摄体的轮廓及细微部分被清晰描绘，边缘部分变多，而在焦点模糊的区域中，由于被摄体的轮廓及细微部分模糊，边缘部分变少。边缘部分是指：出现在图像中被摄体轮廓等部分中且在相邻像素之间的灰度值的差较大的部分。
因此，光圈缩小的图像2中焦点吻合的区域大，边缘部分变多，而光圈开放的图像1中由于焦点吻合的区域小，边缘部分变少。因此，因边缘部分的差而在图像1与图像2之间产生亮度差时，通过检测该亮度差，有可能做出有异物附着的错误判断。
在此，本实施方式的异物检测处理构成为：在比较图像1与图像2时，通过从各自的图像中除去图像1与图像2共同的边缘部分，在图像1与图像2之间的非边缘部分进行比较。
另外，关于图像间共同的边缘部分的检测，可通过检测图像1的边缘部分来进行。因为光圈开放时的图像1的边缘部分在光圈缩小的图像2中也成为边缘部分。
根据本发明实施方式4的异物检测处理，因为从图像1与图像2的差分排除了边缘部分的差，所以，可防止做出有异物附着的错误判断。
(实施方式5)
在光学透镜12具有能够变更拍摄视角(angle ofview)的变焦功能的情况下，在图像1与图像2的拍摄条件下，需要将拍摄视角设为相同。因为被拍摄界面随着拍摄视角的变化而不同。
在此，将拍摄视角设定为广角侧而进行拍摄时，因为被摄景深度变深，在光学透镜12上附着的异物对拍摄图像的影响相对变大。因此，在本发明实施方式5的异物检测处理中，更为优选的是，在图像1与图像2的拍摄条件下，将拍摄视角固定在广角侧的规定值。由此，在图像1与图像2，可使得异物对拍摄图像产生的影响形成显著的差。其结果，可提高异物检测处理的检测精度。
另外，在上述实施方式1～5中，对通常拍摄处理结束后进行异物检测处理的构成进行了说明。异物检测处理也可以在通常拍摄处理之前进行。例如，使用者可以在快门按钮28半按下的状态下执行，也可以与直通图像处理一起进行。
另外，在上述实施方式中，对于作为用于规定执行异物检测处理的程度，而说明了在判断从上次执行异物检测处理的时刻起已超过规定时间的情况下进行这次的异物检测处理的构成。但也可以是在上次执行异物检测处理后，如判断出拍摄的图像张数达到预先规定张数的情况下进行本次异物检测处理的构成。
说明书中所揭示的实施方式仅仅是一个示例，本发明并不局限于此。本发明的范围，不限于上述实施方式的说明，而是由技术方案的范围所表示的范围，与技术方案的范围具有均等的意义以及不脱离发明宗旨的范围内所进行的各种变更也包含在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种摄像装置，包括：
摄像单元，其具有经过透镜的被摄景的光学像所照射的摄像面，并通过光电转换来生成与被摄景的光学像对应的图像信号；
光圈控制单元，其用于控制上述透镜的光圈；
快门单元，其控制上述摄像单元的曝光时间；
曝光调整单元，其基于被摄景的亮度的评价值，来调整上述摄像面的曝光量；
聚焦调整单元，其调整上述透镜的聚焦位置；和
异物检测单元，其在曝光量及聚焦位置相同且光圈值互不相同的多个拍摄条件下进行拍摄动作，并且对上述拍摄动作时从上述摄像单元所得到的多个图像信号进行比较来检测附着在上述透镜上的异物。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括：
运算单元，关于拍摄条件不同的第1图像信号及第2图像信号之间的亮度差，该运算单元按照对上述第1及第2图像信号各自所表示的图像进行分割后的多个分割区域中的每个区域来进行求取；
判断单元，其至少在一部分的分割区域中，对上述运算单元所求取的亮度差是否为预先设定的阈值以上进行判断；和
警告单元，其在上述判断单元判断为上述运算单元所求取的亮度差为上述阈值以上时，判断为在上述透镜上附着有异物并输出警告。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于：
上述运算单元，按照从上述多个分割区域中除去上述第1图像信号和上述第2图像信号中的共同边缘部分后的残余分割区域的每个区域，来求取上述第1图像信号和上述第2图像信号之间的亮度差。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：
上述异物检测单元，通过对在光圈被设为可设定范围的开放端的第1拍摄条件下拍摄得到的第1图像信号和在光圈被设为上述可设定范围的小光圈端的第2拍摄条件下拍摄得到的第2图像信号进行比较，来检测附着在上述透镜上的异物。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：
该摄像装置还包括用于调整拍摄视角的变焦调整单元；
上述异物检测单元将上述多个拍摄条件的拍摄视角设为相同。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的摄像装置，其特征在于：
该摄像装置还包括用于在拍摄动作时检测手抖动的手抖动检测单元；
上述异物检测单元，在上述多个拍摄条件下连续进行拍摄动作时，且经上述手抖动检测单元所检测出的手抖动量为规定量以下的情况下，检测附着在上述透镜上的异物。
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