JP2006191202A - Dust detection apparatus, imaging apparatus, dust detection method and program - Google Patents

Dust detection apparatus, imaging apparatus, dust detection method and program Download PDF

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伸也 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus or the like, which obtain a beautiful image less affected by dust even when the dust exists on cover glass or the like located on an optical path between an imaging element and a photographing optical system. <P>SOLUTION: The imaging apparatus allows the imaging element 20 to carry out photographing operations for a plurality of number of times synchronously with the movement of the cover glass 22 in a direction of the X axis in a state that external light is shut off and a light emitting section 28 is lighted, calculates each of light transmittances by dividing pixel values considerably smaller than the other pixel values among pixel values obtained at each time as to each pixel by the other pixel values and detects an image of the dust projected on the imaging element 20 by an light transmittance distribution obtained by the light transmittance of each pixel. Then the imaging apparatus works out the dust image (unmagnification image) obtained from the imaging element 20 in the case of assuming that a light receiving face of the imaging element 20 is located at a position on the surface of the cover glass 22 through the use of an interpolation processing method such as a bilinear method by using the dust image and distances Lg, Ls from the light emitting section 58 up to the cover glass 22 and the light receiving face of the imaging element 20. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、撮像装置の技術分野に属し、特に、撮像素子と撮影光学系との間の光路上に配置されたフィルタやガラス等、塵埃が付着すると撮影画像の画質に影響を及ぼす虞のある塵埃付着対象体に塵埃が付着している場合の対策技術に関する。   The present invention belongs to the technical field of image pickup apparatuses, and in particular, if dust such as a filter or glass disposed on an optical path between an image pickup element and a shooting optical system adheres, the image quality of a shot image may be affected. The present invention relates to a countermeasure technique when dust adheres to a dust adhesion target object.

従来、例えば一眼レフレックスタイプのカメラにおいて、交換レンズの着脱時にローパスフィルター等のフィルタに付着する塵埃の存在に起因して発生する撮影画像の画質低下を抑制するための技術が種々提案されている(例えば、下記特許文献1,2参照)。   Conventionally, for example, in a single-lens reflex type camera, various techniques have been proposed for suppressing deterioration in image quality of captured images caused by the presence of dust attached to a filter such as a low-pass filter when an interchangeable lens is attached or detached. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2 below).

特許文献1には、撮像デバイスに被写体光を導くフィルタに付着した塵埃の存在によって撮像デバイスから得られる画像の画質が低下するのを抑制することを目的として、前記撮像デバイスの露光中に、前記フィルタを該撮像デバイスの受光部に平行に移動し、前記塵埃によって受光部に導かれる被写体光が遮られる時間を短縮し、受光部における単位時間当たりのかげり量を、フィルタを移動させない場合に比して少なくするようにした技術が開示されている。   In Patent Document 1, for the purpose of suppressing deterioration in image quality of an image obtained from an imaging device due to the presence of dust attached to a filter that guides subject light to the imaging device, during the exposure of the imaging device, The filter is moved in parallel with the light receiving unit of the imaging device, the time for which the subject light guided to the light receiving unit by the dust is blocked is shortened, and the amount of shadow per unit time in the light receiving unit is compared with the case where the filter is not moved. Thus, a technique for reducing the number is disclosed.

特許文献2には、バックライト以外の光が入らない状態でCCDに撮像動作を行わせ、この撮像動作により各画素から得られた画素データと閾値とを比較して、該閾値より画素値が低い画素データを出力した画素を、塵埃(塵埃)が付着している画素として検出するとともに、この画素の画素データについては、該画素から得られた画素データを用いずに、その画素の周囲に位置する画素の画素データにより補間する技術が記載されている。   In Patent Document 2, the CCD performs an imaging operation in a state where light other than the backlight does not enter, the pixel data obtained from each pixel by this imaging operation is compared with a threshold value, and the pixel value is determined from the threshold value. A pixel that outputs low pixel data is detected as a pixel to which dust (dust) is attached, and the pixel data of this pixel is not surrounded by the pixel data obtained from the pixel. A technique for interpolating with pixel data of a pixel located is described.

また、船舶や汽車の分野において、視界を確保することを目的として、円形のガラス窓を旋回させて、遠心力により雨水や波飛沫を吹き飛ばす技術が知られている。
特開2002−10137号公報 特開2000−312314号公報
In the field of ships and trains, a technique is known in which a circular glass window is swirled and rainwater and wave droplets are blown away by centrifugal force for the purpose of ensuring visibility.
JP 2002-10137 A JP 2000-31314 A

しかしながら、特許文献1にあっては、塵埃の移動軌跡が直線状であったり円形状であったりするため、撮影画像に薄い直線状や円形状の影が残存する。このような影は、視覚的に目立ちやすい。   However, in Patent Document 1, since the movement locus of dust is linear or circular, a thin linear or circular shadow remains in the captured image. Such shadows are visually noticeable.

特許文献2にあっては、塵埃(塵埃)が付着している画素として検出し、該画素の周囲に位置する画素の画素データにより補間したものをこの画素の画素データとして用いるため、特に、塵埃が大きい場合や塵埃の量が比較的多い場合には、被写体像に忠実な画像の復元は困難であり、撮影画像の画質低下は免れない。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260688, since pixels detected as dust (dust) are detected and interpolated by pixel data of pixels located around the pixels are used as pixel data of the pixels. When the image quality is large or the amount of dust is relatively large, it is difficult to restore an image that is faithful to the subject image, and it is inevitable that the image quality of the captured image is deteriorated.

また、船舶や汽車の分野において、円形のガラス窓を旋回させて雨水や波飛沫を吹き飛ばす技術においては、船舶等の運転時の視界を確保できる程度のものであり、当該デジタルカメラにおける前記塵埃の除去に応用することを考えた場合、このような微小な塵埃までをも除去できる能力を有するまでには至らず、撮影画像の十分な画質を得るのは困難である。   Also, in the field of ships and trains, the technology of turning round glass windows to blow rainwater and splashes is enough to ensure visibility during operation of ships, etc. When considering application to removal, it does not have the ability to remove even such minute dust, and it is difficult to obtain a sufficient image quality of a captured image.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、撮像素子と撮影光学系との間の光路上に配置されたカバーガラス等に塵埃が存在する場合であっても、該塵埃の影響の少ない綺麗な画像を得ることのできる塵埃検出装置、撮像装置、塵埃検出方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when dust is present on a cover glass or the like disposed on an optical path between an imaging element and a photographing optical system, the influence of the dust is small. An object of the present invention is to provide a dust detection device, an imaging device, a dust detection method, and a program capable of obtaining a beautiful image.

請求項1に記載の発明は、被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する塵埃検出装置であって、前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を照射する光照射手段と、前記塵埃付着対象体を前記撮像素子に対して相対的に所定の方向に移動させる駆動手段と、外光を遮断し、且つ前記光照射手段により光を略均一に照射した状態で、前記駆動手段に前記塵埃付着対象体の移動を行わせつつ、前記撮像素子に撮像動作を複数回行わせる制御手段と、前記撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出する検出手段とを備えることを特徴とするものである。   The invention according to claim 1 is disposed on an optical path between a photographing optical system that forms an optical image of a subject and an image pickup device in which an image pickup surface is arranged on an image forming surface of the photographing optical system. A dust detection device for detecting dust adhering to a dust adhering target object, the light irradiation means for irradiating the dust adhering target object and the image sensor, and the dust adhering object relative to the image sensor Driving means for moving in a predetermined direction, and blocking the outside light and irradiating light substantially uniformly by the light irradiating means, while causing the driving means to move the dust adhesion target object, A control unit that causes the imaging device to perform an imaging operation a plurality of times and a detection unit that compares a plurality of captured images obtained by the imaging operation and detects a dust image included in the captured image, To do.

請求項7に記載の発明は、被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する塵埃検出方法であって、制御手段が、外光を遮断し且つ前記光照射手段に前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を略均一に照射させた状態で、前記駆動手段に前記撮像素子に対する前記塵埃付着対象体の所定の方向への相対移動を行わせつつ、前記撮像素子に撮像動作を複数回行わせるステップと、検出手段が、前記撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出するステップとを備えることを特徴とするものである。   The invention according to claim 7 is disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is disposed on an imaging surface of the imaging optical system. A dust detection method for detecting dust adhering to a dust adhesion target object, wherein the control means blocks external light and causes the light irradiation means to irradiate the dust adhesion target object and the image sensor substantially uniformly. In this state, the driving unit causes the imaging device to perform an imaging operation a plurality of times while causing the driving unit to perform a relative movement of the dust adhesion target object with respect to the imaging device in a predetermined direction. A step of comparing a plurality of captured images obtained by the operation and detecting an image of dust contained in the captured image.

請求項9に記載の発明は、被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する機能を塵埃検出装置に実現させるためのプログラムであって、前記塵埃検出装置を、外光を遮断し且つ前記光照射手段に前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を略均一に照射させた状態で、前記駆動手段に前記撮像素子に対する前記塵埃付着対象体の所定の方向への相対移動を行わせつつ、前記撮像素子に撮像動作を複数回行わせる制御手段と、前記撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出する検出手段として機能させるためのプログラムである。   The invention according to claim 9 is disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is disposed on an imaging surface of the imaging optical system. A program for causing a dust detection apparatus to realize a function of detecting dust attached to a dust adhesion target object, wherein the dust detection apparatus blocks external light and the light irradiation means includes the dust adhesion target object and the In a state where the image sensor is irradiated with light substantially uniformly, the image pickup device performs an image pickup operation a plurality of times while causing the drive unit to move the dust adhesion target body relative to the image sensor in a predetermined direction. And a control means for comparing a plurality of captured images obtained by the imaging operation to function as detection means for detecting an image of dust contained in the captured image.

請求項1、7、9に記載の発明によれば、外光を遮断し且つ光照射手段により塵埃付着対象体及び撮像素子に光を略均一に照射した状態で、撮像素子に対する塵埃付着対象体の所定の方向への相対移動を行わせつつ、撮像素子に撮像動作を複数回行わせ、この撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出するようにしたから、塵埃付着対象体に付着している塵埃を検出することができる。   According to the first, seventh, and ninth aspects of the present invention, the dust adhesion target object with respect to the image sensor is obtained in a state where the external light is blocked and the light irradiation means substantially uniformly irradiates the dust adhesion target object and the image sensor with light. The image sensor is caused to perform an imaging operation a plurality of times while performing relative movement in a predetermined direction, and a plurality of captured images obtained by the imaging operation are compared to detect a dust image included in the captured image. Since it did in this way, the dust adhering to a dust adhesion target object is detectable.

また、下記請求項4、5に記載の発明のように、光照射手段や撮像素子の特性の経時的変化の影響をほとんど受けることなく、これによっても、前記復元処理を正確に行うことが可能となる。   Further, as in the inventions described in claims 4 and 5 below, it is possible to accurately perform the restoration process with almost no influence of temporal changes in characteristics of the light irradiation means and the imaging device. It becomes.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の塵埃検出装置において、前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出する導出手段を更に備えることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the dust detection device according to the first aspect, an image of the dust detected by the detection unit, and an optical axis direction from the light irradiation unit to the dust adhesion target object and the image sensor And a derivation means for deriving an equal-magnification image of the dust adhering to the dust adhering target object using the distance in (3).

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の塵埃検出方法において、導出手段が、前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出するステップを更に備えることを特徴とするものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the dust detection method according to the seventh aspect, the derivation means includes an image of the dust detected by the detection means, and from the light irradiation means to the dust adhesion target object and the image sensor. And a step of deriving an equal-magnification image of the dust adhering to the dust adhesion object using the distance in the optical axis direction.

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載のプログラムにおいて、前記塵埃検出装置を、更に、前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出する導出手段として機能させるためのプログラムである。   According to a tenth aspect of the present invention, in the program according to the ninth aspect, the dust detection device further includes an image of the dust detected by the detection means, and the dust adhering object and the imaging from the light irradiation means. This is a program for functioning as a derivation means for deriving the same size image of the dust adhering to the dust adhering target object using the distance in the optical axis direction to the element.

請求項2、8、10に記載の発明によれば、検出された塵埃の画像と、光照射手段から塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出するようにしたから、塵埃付着対象体に塵埃が存在する場合であっても、前記等倍画像を用いて撮影画像から塵埃の影響を除去または抑制する復元処理を行ったときに、正確な復元処理を行うことが可能となる。   According to the second, eighth, and tenth aspects of the present invention, the detected dust image and the distance in the optical axis direction from the light irradiation means to the dust-adhering target object and the image sensor are used. Since the same-size image of the dust adhering to the camera is derived, even if dust is present on the object to which the dust is attached, the influence of the dust is removed or suppressed from the photographed image using the same-size image. When the restoration process is performed, it is possible to perform an accurate restoration process.

なお、等倍画像とは、撮像素子の受光面が前記塵埃付着対象体の塵埃付着面と光軸方向に略同一位置に位置するものと仮定した場合において、該撮像素子により撮像される塵埃の画像をいう。   Note that the equal-magnification image means that when the light receiving surface of the image sensor is located at substantially the same position in the optical axis direction as the dust adhering surface of the dust adhering target, An image.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の塵埃検出装置において、前記検出手段は、前記撮像素子の各画素の位置について、前記複数の撮影画像から、塵埃の像が投影されているときの第1の画素値と、塵埃の像が投影されていないときの第2の画素値とを導出するとともに、前記第1,第2の画素値を用いて当該画素の位置における前記照射光の透過率を算出し、各画素の位置について算出した透過率により得られる透過率の分布を用いて前記塵埃の画像を検出することを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the dust detection apparatus according to the first or second aspect, the detection unit projects a dust image from the plurality of photographed images at the position of each pixel of the image sensor. And a first pixel value when the dust image is not projected and a second pixel value when the dust image is not projected, and using the first and second pixel values, The transmittance of irradiation light is calculated, and the dust image is detected using a transmittance distribution obtained from the transmittance calculated for the position of each pixel.

この発明によれば、各画素の位置について、複数の撮影画像から、塵埃の像が投影されているときの第1の画素値と、塵埃の像が投影されていないときの第2の画素値とを導出し、前記第1,第2の画素値を用いて当該画素の位置における照射光の透過率を算出し、各画素の位置について算出した透過率により得られる透過率の分布を用いて塵埃の画像を検出するようにしたので、前記復元処理を行う場合に、画素ごとに画像の復元処理を行うことができる。   According to the present invention, the first pixel value when the dust image is projected from the plurality of captured images and the second pixel value when the dust image is not projected from the plurality of captured images for each pixel position. And calculating the transmittance of the irradiation light at the position of the pixel using the first and second pixel values, and using the transmittance distribution obtained from the transmittance calculated for the position of each pixel. Since the dust image is detected, the image restoration process can be performed for each pixel when the restoration process is performed.

請求項4に記載の発明は、被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する塵埃検出装置であって、前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を照射する光照射手段と、外光を遮断し、且つ前記光照射手段により光を照射した状態で、前記撮像素子に撮像動作を行わせる制御手段と、所定の画像を予め記憶する記憶手段と、前記撮像動作により得られた撮影画像と前記所定の画像とを比較し、前記撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出する検出手段とを備えることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the optical system is disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is disposed on an imaging surface of the imaging optical system. A dust detection device for detecting dust adhering to a dust adhering object, wherein the dust adhering object and the image sensor are irradiated with light, and external light is blocked, and light is emitted by the light irradiation means. The control unit that causes the imaging device to perform an imaging operation in a state where the imaging element is irradiated, the storage unit that stores a predetermined image in advance, the captured image obtained by the imaging operation and the predetermined image are compared, and And a detecting means for detecting an image of dust contained in the photographed image.

この発明によれば、外光を遮断し、且つ光照射手段により光を照射した状態での撮像動作により得られた撮影画像と所定の画像とを比較し、前記撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出するようにしたから、塵埃付着対象体に付着している塵埃を簡単に検出することができる。   According to the present invention, a captured image obtained by an imaging operation in a state where external light is blocked and light is irradiated by a light irradiation unit is compared with a predetermined image, and an image of dust included in the captured image is compared. Therefore, it is possible to easily detect the dust adhering to the dust adhering target.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の塵埃検出装置において、前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出する導出手段を更に備えることを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the dust detection device according to the fourth aspect, an image of the dust detected by the detection unit, and an optical axis direction from the light irradiation unit to the dust adhesion target object and the image sensor And a derivation means for deriving an equal-magnification image of the dust adhering to the dust adhering target object using the distance in (3).

この発明によれば、塵埃の画像と光照射手段から塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出するようにしたから、前記所定の画像として、例えば、塵埃がほとんど塵埃付着対象体に付着していないと考えられるとき(例えば、該装置の製造直後等)に、外光を遮断し且つ光照射手段により塵埃付着対象体及び撮像素子に光を照射した状態で撮像動作を行って得た画像とすることで、撮影画像に含まれる塵埃の画像を簡単に検出することができるため、請求項3に記載の発明に比して、塵埃の等倍画像を導出する処理が簡単となる。   According to the present invention, the same-size image of the dust attached to the dust adhesion target object is derived using the dust image and the distance in the optical axis direction from the light irradiation means to the dust adhesion target object and the image sensor. Therefore, as the predetermined image, for example, when it is considered that almost no dust is attached to the target object (for example, immediately after the manufacture of the device), the external light is blocked and the light irradiation means is used. The image of dust included in the photographed image can be easily detected by using an image obtained by performing an imaging operation in a state where light is applied to the target object and the image sensor. Compared with the present invention, the process of deriving the same size image of the dust is simplified.

請求項6に記載の発明は、被写体の光像を結像する撮影光学系を備えたレンズユニットと、前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子を備えた装置本体とを備え、前記レンズユニットが前記装置本体に対して着脱可能に構成された撮像装置であって、請求項1ないし5のいずれかに記載の塵埃検出装置を備えたことを特徴とするものである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an apparatus main body including a lens unit including a photographing optical system that forms an optical image of a subject, and an imaging element having an imaging surface disposed on an imaging surface of the photographing optical system. An imaging apparatus in which the lens unit is configured to be detachable from the apparatus main body, and includes the dust detection apparatus according to any one of claims 1 to 5. is there.

この発明によれば、塵埃付着対象体に塵埃が付着しやすい、レンズユニットが装置本体に対して着脱可能に構成された撮像装置において、請求項1ないし5のいずれかに記載の発明の作用が得られる。   According to this invention, in the image pickup apparatus in which the lens unit is configured to be detachable from the apparatus main body, the dust unit easily attaches to the object to which the dust is attached, and the action of the invention according to any one of claims 1 to 5 is achieved. can get.

請求項1、7、9に記載の発明によれば、塵埃付着対象体に付着している塵埃を検出することができるとともに、光照射手段や撮像素子の特性の経時的変化の影響をほとんど受けることなく、前記復元処理を正確に行うことが可能となる。   According to the first, seventh, and ninth aspects of the invention, it is possible to detect the dust adhering to the dust adhering target and to be almost affected by the temporal change in the characteristics of the light irradiation means and the image sensor. Therefore, the restoration process can be performed accurately.

請求項2、8、10に記載の発明によれば、正確な復元処理を行うことができるから、その復元処理を行ったときには、被写体像にできるだけ忠実な画像を得ることができる。   According to the second, eighth, and tenth aspects of the invention, since an accurate restoration process can be performed, an image that is as faithful as possible to the subject image can be obtained when the restoration process is performed.

請求項3に記載の発明によれば、画素ごとに画像の復元処理を行うことができるから、その復元処理を行ったときには、被写体像にできるだけ忠実な画像を得ることができる。   According to the third aspect of the present invention, the image restoration process can be performed for each pixel. Therefore, when the restoration process is performed, an image as faithful as possible to the subject image can be obtained.

請求項4に記載の発明によれば、塵埃付着対象体に付着している塵埃を簡単に検出することができる。   According to invention of Claim 4, the dust adhering to a dust adhesion target object can be detected easily.

請求項5に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明に比して、塵埃の等倍画像を導出する処理が簡単となるため、塵埃の等倍画像の導出に要する時間を請求項3に記載の発明に比して短縮化することができるとともに、この処理をプログラムで実現する場合には、該プログラムの設計を請求項3に記載の発明に比して容易に行うことができる。   According to the invention described in claim 5, since the process of deriving the same size image of the dust is simplified as compared with the invention described in claim 3, the time required for deriving the same size image of the dust is claimed. The invention can be shortened compared to the invention described in Item 3, and when this processing is realized by a program, the program can be designed more easily than the invention described in Item 3. it can.

請求項6に記載の発明によれば、塵埃付着対象体に塵埃が付着しやすい、レンズユニットが装置本体に対して着脱可能に構成された撮像装置において、請求項1ないし5のいずれかに記載の発明の効果を得ることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, in the imaging apparatus in which the lens unit is configured to be detachable from the apparatus main body so that dust is likely to adhere to the target object to which dust is attached. The effect of the invention can be obtained.

以下、本発明に係る撮像装置の第1の実施形態について説明する。図1は、撮像装置の第1の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す正面図、図2は、デジタルカメラの構成を示す背面図、図3は、デジタルカメラの内部構成を示す図である。なお、図1〜図3において、同一の部材等については、同一の符号を付している。   Hereinafter, a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a front view showing the configuration of a digital camera according to the first embodiment of the imaging apparatus, FIG. 2 is a rear view showing the configuration of the digital camera, and FIG. 3 is a diagram showing the internal configuration of the digital camera. . 1 to 3, the same members and the like are denoted by the same reference numerals.

図1,図2に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ1は、箱形のカメラ本体1Aに交換レンズ(レンズユニット)2が交換可能(着脱可能)に取り付けられる一眼レフレックスタイプのカメラである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the digital camera 1 according to the present embodiment is a single-lens reflex type camera in which an interchangeable lens (lens unit) 2 is detachably attached to a box-shaped camera body 1A. It is.

デジタルカメラ1は、カメラ本体1Aの前面略中央に取り付けられる交換レンズ2と、上面適所に配設された第1モード設定ダイヤル3と、上方角部に配設されたシャッターボタン4と、背面左側に配設されたLCD(Liquid Crystal Display)5と、LCD5の下方に配設された設定ボタン群6と、LCD5の側方に配設された方向キー7と、方向キー7の内側に配設されたプッシュボタン8と、LCD5の上方に配設された光学ファインダー9と、光学ファインダー9の側方に配設されたメインスイッチ10と、メインスイッチ10の近傍に配設された第2モード設定ダイヤル11と、光学ファインダー9の上方に配設された接続端子部12とを備えている。   The digital camera 1 includes an interchangeable lens 2 attached to the front center of the camera body 1A, a first mode setting dial 3 disposed at an appropriate position on the upper surface, a shutter button 4 disposed at an upper corner, and a rear left side. An LCD (Liquid Crystal Display) 5 disposed on the LCD 5, a setting button group 6 disposed below the LCD 5, a direction key 7 disposed on the side of the LCD 5, and an inner side of the direction key 7. Push button 8, optical viewfinder 9 disposed above LCD 5, main switch 10 disposed on the side of optical viewfinder 9, and second mode setting disposed in the vicinity of main switch 10 A dial 11 and a connection terminal portion 12 disposed above the optical viewfinder 9 are provided.

交換レンズ2は、光学素子としてのレンズを鏡胴内において図1の紙面に垂直な方向に複数配置して構成されている。交換レンズ2に内蔵される光学素子として、変倍を行うズームレンズ13(図6参照)と、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ14(図6参照)とが備えられており、それぞれ光軸方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。   The interchangeable lens 2 is configured by arranging a plurality of lenses as optical elements in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. As an optical element built in the interchangeable lens 2, a zoom lens 13 (see FIG. 6) for performing zooming and a focus lens 14 (see FIG. 6) for adjusting the focus are provided, each of which has an optical axis. By being driven in the direction, zooming and focus adjustment are performed.

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図略の操作環が備えられており、ズームレンズ13は、前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)に設定される手動式のズームレンズである。なお、交換レンズ2は、図略の取外しボタンを押圧操作することで、カメラ本体1Aから取り外すことができる。   The interchangeable lens 2 is provided with a not-shown operation ring that can rotate along the outer peripheral surface of the lens barrel at a suitable position on the outer periphery of the lens barrel. The zoom lens 13 rotates and rotates the operation ring. This is a manual zoom lens that moves in the direction of the optical axis in accordance with and is set to a zoom magnification (imaging magnification) according to the position of the movement destination. The interchangeable lens 2 can be removed from the camera body 1A by pressing a not-shown removal button.

第1モード設定ダイヤル3は、デジタルカメラ1の上面と略平行な面上で回動可能な略円盤状の部材であり、静止画や動画を撮影する撮影モードや記録済みの画像を再生する再生モード等、デジタルカメラ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。図示はしないが、第1モード設定ダイヤル3の上面には、各機能を示すキャラクターがそれぞれその外周縁に沿って所定の間隔で表記されていて、カメラ本体1A側の適所に設けられた指標と対向する位置にセットされたキャラクターに対応する機能が実行される。   The first mode setting dial 3 is a substantially disk-shaped member that can be rotated on a surface that is substantially parallel to the top surface of the digital camera 1, and a shooting mode for taking a still image or a moving image or a reproduction for playing a recorded image. This is for selectively selecting a mode and a function mounted on the digital camera 1 such as a mode. Although not shown, on the upper surface of the first mode setting dial 3, characters indicating the respective functions are written at predetermined intervals along the outer peripheral edge thereof, and an index provided at an appropriate position on the camera body 1A side. The function corresponding to the character set at the opposite position is executed.

シャッターボタン4は、途中まで押し込む半押し操作と完全に押し切る全押し操作との2段階で押圧操作されるボタンであり、主に後述する撮像ユニット19(図3、図4参照)による露光動作のタイミングを指示するためのものである。シャッターボタン4の半押し操作が行われることで、露出制御値(シャッタースピード及び絞り値)等の設定が行われる撮像待機状態に設定され、全押し操作が行われることで、後述する記憶部54(図6参照)に記録する被写体の画像を生成するための撮像ユニット19による露光動作が開始される。   The shutter button 4 is a button that is pressed in two stages, that is, a half-pressing operation in which it is pressed halfway and a full-pressing operation in which it is fully pressed. This is for indicating the timing. When the shutter button 4 is half-pressed, an imaging standby state in which exposure control values (shutter speed and aperture value) are set is set, and when the shutter button 4 is fully pressed, the storage unit 54 described later is set. An exposure operation by the imaging unit 19 for generating an image of a subject to be recorded in (see FIG. 6) is started.

シャッターボタン4の半押し操作は、図略のスイッチS1がオンされることにより検出され、シャッターボタン4の全押し操作は、図略のスイッチS2がオンされることにより検出される。   The half-pressing operation of the shutter button 4 is detected when a switch S1 (not shown) is turned on, and the full pressing operation of the shutter button 4 is detected when a switch S2 (not shown) is turned on.

LCD5は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像ユニット19により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、デジタルカメラ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。なお、LCD5に代えて、有機ELやプラズマの表示装置であってもよい。   The LCD 5 includes a color liquid crystal panel, displays an image captured by the imaging unit 19, reproduces and displays a recorded image, and displays a setting screen for functions and modes installed in the digital camera 1. Is. Instead of the LCD 5, an organic EL or plasma display device may be used.

設定ボタン群6は、デジタルカメラ1に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。また、本実施形態では、後述する塵埃除去動作の実行を開始する指示を入力するための塵埃除去ボタン6aが設定ボタン群6に含まれている。   The setting button group 6 is a button for performing operations for various functions mounted on the digital camera 1. In the present embodiment, the setting button group 6 includes a dust removal button 6a for inputting an instruction to start execution of a dust removal operation described later.

方向キー7は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部(図中の三角印の部分)を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図略の接点(スイッチ)により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン8は、方向キー7の中央に配置されている。   The direction key 7 has an annular member provided with a plurality of pressing portions (portions indicated by triangles in the drawing) arranged at regular intervals in the circumferential direction. The pressing operation of the pressing portion is detected by the contact (switch). The push button 8 is arranged at the center of the direction key 7.

方向キー7及びプッシュボタン8は、撮影倍率の変更(ズームレンズのワイド方向やテレ方向への移動)、LCD5に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件(絞り値、シャッタースピード、フラッシュ発光の有無等)の設定等の指示を入力するためのものである。   The direction key 7 and the push button 8 are used to change the shooting magnification (movement of the zoom lens in the wide direction or the tele direction), frame advance of the recorded image to be reproduced on the LCD 5, and shooting conditions (aperture value, shutter speed, flash emission). This is for inputting an instruction such as setting of presence / absence).

光学ファインダー9は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。メインスイッチ10は、左右にスライドする2接点のスライドスイッチからなり、左にセットするとデジタルカメラ1の主電源がオンされ、右にセットすると主電源がオフされる。   The optical viewfinder 9 optically displays a range where a subject is photographed. The main switch 10 is a two-contact slide switch that slides to the left and right. When set to the left, the main power supply of the digital camera 1 is turned on, and when set to the right, the main power supply is turned off.

第2モード設定ダイヤル11は、第1モード設定ダイヤル3と同様の機械的構成を有し、デジタルカメラ1に搭載された各種の機能に対する操作を行うものである。接続端子部12は、図略のフラッシュ等の外部装置を当該デジタルカメラ1と接続するための端子である。   The second mode setting dial 11 has a mechanical configuration similar to that of the first mode setting dial 3 and performs operations for various functions mounted on the digital camera 1. The connection terminal unit 12 is a terminal for connecting an external device such as a flash (not shown) to the digital camera 1.

図3に示すように、カメラ本体1Aの内部には、光学ファインダー9と、AF駆動ユニット15と、撮像ユニット19と、シャッターユニット27と、ミラーボックス28と、位相差AFモジュール33と、全体制御部37とが備えられている。   As shown in FIG. 3, an optical viewfinder 9, an AF drive unit 15, an imaging unit 19, a shutter unit 27, a mirror box 28, a phase difference AF module 33, and overall control are provided inside the camera body 1A. Part 37 is provided.

AF駆動ユニット15は、AFアクチュエータ16と、エンコーダ17と、出力軸18とを備えてなる。AFアクチュエータ16は、駆動源を発生するDCモータ、ステッピングモータ、超音波モータ等のモータ及びモータの回転数を減速するための図略の減速系を含むものである。   The AF drive unit 15 includes an AF actuator 16, an encoder 17, and an output shaft 18. The AF actuator 16 includes a motor such as a DC motor, a stepping motor, and an ultrasonic motor that generate a driving source, and a speed reduction system (not shown) for reducing the rotational speed of the motor.

エンコーダ17は、詳細には説明しないが、AFアクチュエータ16から出力軸18に伝達される回転量を検出するものであり、検出した回転量は、交換レンズ2内の撮影光学系38の位置算出に用いられる。出力軸18は、AFアクチュエータ16から出力される駆動力を交換レンズ2内の後述するレンズ駆動機構40に伝達するものである。   Although not described in detail, the encoder 17 detects a rotation amount transmitted from the AF actuator 16 to the output shaft 18, and the detected rotation amount is used to calculate the position of the photographing optical system 38 in the interchangeable lens 2. Used. The output shaft 18 transmits the driving force output from the AF actuator 16 to a lens driving mechanism 40 described later in the interchangeable lens 2.

図4は、撮像ユニット19の構造を示す分解斜視図である。撮像ユニット19は、カメラ本体1Aの背面側の領域において該背面に略平行に配設されており、図4に示すように、撮像素子20と、パッケージ21と、カバーガラス22と、加振機構23と、圧接部材24と、捕捉部材26とを備えて構成されている。   FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the imaging unit 19. The imaging unit 19 is disposed substantially in parallel with the rear surface of the camera body 1A. As shown in FIG. 4, the imaging device 20, a package 21, a cover glass 22, and an excitation mechanism are provided. 23, a pressure contact member 24, and a capturing member 26.

撮像素子20は、例えばフォトダイオード等で構成される複数の光電変換素子がマトリックス状に2次元配列され、各光電変換素子の受光面に、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(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)カラーエリアセンサである。撮像素子20は、その受光面が撮影光学系38の光軸に直交する平面と略平行となるようにパッケージ21内に配置され、撮影光学系38(図6参照)により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。   The imaging element 20 has a plurality of photoelectric conversion elements, such as photodiodes, which are two-dimensionally arranged in a matrix, and each light receiving surface of each photoelectric conversion element has different spectral characteristics, for example, R (red) and G (green). ), B (blue) color filter with a Bayer array CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) color area sensor in which the color filters are arranged in a ratio of 1: 2: 1. The image sensor 20 is disposed in the package 21 so that the light receiving surface thereof is substantially parallel to a plane orthogonal to the optical axis of the imaging optical system 38, and an object imaged by the imaging optical system 38 (see FIG. 6). The optical image is converted into analog electrical signals (image signals) of R (red), G (green), and B (blue) color components, and output as image signals of R, G, and B colors.

パッケージ21は、例えばセラミックやプラスチック等の材質からなり、撮像素子20を収納する例えば直方形状の部材である。パッケージ21は、複数の電極21aを有しており、図3において、紙面に垂直な方向をX軸、図3の上下方向をY軸、これらX軸及びY軸に垂直な方向(撮影光学系38の光軸L方向)をZ軸とする3次元座標系を想定した場合、前記電極21aとXY平面上に配設された基板25上の端子との接続を介して該基板25上に設置されている。   The package 21 is made of a material such as ceramic or plastic, and is, for example, a rectangular member that houses the image pickup device 20. The package 21 includes a plurality of electrodes 21a. In FIG. 3, the direction perpendicular to the paper surface is the X axis, the vertical direction in FIG. 3 is the Y axis, and the direction perpendicular to the X axis and the Y axis (shooting optical system). Assuming a three-dimensional coordinate system with the Z axis as the optical axis L direction of 38), the electrode 21a is installed on the substrate 25 via a connection between the terminals on the substrate 25 arranged on the XY plane. Has been.

パッケージ21には、Z軸方向からみたとき、四角形状の第1中空部21bと、この第1中空部21より小さい四角形状の第2中空部21cとがX軸方向に連続することにより、X軸方向に凸形状を有した中空部21dが形成されている。この中空部21d内には、撮像素子20が収納されるとともに、後述のカバーガラス22、加振機構23と、圧接部材24が配設されている。   When the package 21 is viewed from the Z-axis direction, a rectangular first hollow portion 21b and a rectangular-shaped second hollow portion 21c smaller than the first hollow portion 21 are continuous in the X-axis direction. A hollow portion 21d having a convex shape in the axial direction is formed. In the hollow portion 21d, the image sensor 20 is accommodated, and a cover glass 22, a vibration mechanism 23, and a pressure contact member 24, which will be described later, are disposed.

カバーガラス22(特許請求の範囲における塵埃付着対象体の一例)は、パッケージ21内において前記撮像素子20の前面側(撮影光学系38側)に配置され、撮影光学系38からの光を撮像素子20に導きつつパッケージ21内に侵入しようとする塵埃から撮像素子20を保護するためのものである。   A cover glass 22 (an example of an object to which dust is attached in the claims) is disposed in the package 21 on the front side of the imaging element 20 (on the imaging optical system 38 side), and the light from the imaging optical system 38 is captured by the imaging element. This is to protect the image pickup device 20 from dust entering the package 21 while being guided to 20.

本実施形態のデジタルカメラ1は、カメラ本体1Aに対して交換レンズ2が交換可能であるため、その交換レンズ2の着脱時に、カメラ本体1Aの内部に塵埃が侵入する場合がある。この塵埃としては、例えば、地面からの土ほこり、工場における燃焼対象の燃焼による燃焼灰、自動車等からの排気ガスに含有している燃焼灰、衣服等から発生する繊維状の綿ほこり等がある。   In the digital camera 1 of the present embodiment, since the interchangeable lens 2 can be interchanged with the camera body 1A, dust may enter the camera body 1A when the interchangeable lens 2 is attached or detached. Examples of the dust include soil dust from the ground, combustion ash from combustion of combustion objects in the factory, combustion ash contained in exhaust gas from automobiles, and fibrous cotton dust generated from clothes. .

このように、カバーガラス22は、前記各種の塵埃から撮像素子20を保護するために設けられたものであるが、撮影光学系38と撮像素子20との間の光路上に配置されているため、交換レンズ2の着脱時にカメラ本体1Aの内部に侵入してきた塵埃がこのカバーガラス22の表面に付着すると、撮影画像にその塵埃の陰影が映し出されることとなり、撮影画像の品質低下を招来することとなる。   As described above, the cover glass 22 is provided to protect the image sensor 20 from the various kinds of dust, but is disposed on the optical path between the imaging optical system 38 and the image sensor 20. If dust that has entered the camera body 1A when the interchangeable lens 2 is attached or detached adheres to the surface of the cover glass 22, a shadow of the dust is projected on the photographed image, resulting in a deterioration in the quality of the photographed image. It becomes.

そこで、本実施形態では、カバーガラス22の表面への塵埃の付着を抑制又は防止すべく、カバーガラス22の表面に、フッ素樹脂やシリコン樹脂等を被覆して塵埃付着防止用コーティング層を形成し、カバーガラス22の表面への塵埃の付着力が小さくなるようにしている。   Therefore, in the present embodiment, in order to suppress or prevent dust from adhering to the surface of the cover glass 22, a coating layer for preventing dust adhesion is formed on the surface of the cover glass 22 by covering it with a fluororesin or silicon resin. The adhesion of dust to the surface of the cover glass 22 is made small.

加振機構23は、例えばチタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛などの材料で生成されるセラミックから構成された圧電素子が積層されてなる積層型圧電素子であり、その積層方向における一端部がカバーガラス22の一端部適所に当接した状態で、パッケージ21の前記第2中空部21c内に配設されている。   The vibration mechanism 23 is a laminated piezoelectric element formed by laminating piezoelectric elements made of ceramics made of a material such as barium titanate or lead zirconate titanate, and one end portion in the laminating direction is covered. The glass 22 is disposed in the second hollow portion 21c of the package 21 in a state where the glass 22 is in contact with an appropriate position.

加振機構23の図略の電極部は、基板25に配設された後述の全体制御部(図6参照)と信号線23aで接続されており、該信号線23aを介して全体制御部37からパルス状の駆動信号(駆動電圧)が与えられると、各圧電素子が前記積層方向に変形(伸縮)する。加振機構23は、この圧電素子の特性を用いてカバーガラス22に急速な変位(衝撃)を与えることにより、カバーガラス22に前記塵埃付着防止用コーティング層を形成してもなお該カバーガラス22の表面に付着している塵埃をカバーガラス22の表面から落下させる。   An unillustrated electrode portion of the vibration mechanism 23 is connected to a later-described overall control portion (see FIG. 6) disposed on the substrate 25 by a signal line 23a, and the overall control portion 37 is connected via the signal line 23a. When a pulsed driving signal (driving voltage) is given from the piezoelectric element, each piezoelectric element is deformed (stretched) in the stacking direction. Even if the dust-preventing coating layer is formed on the cover glass 22 by applying a rapid displacement (impact) to the cover glass 22 using the characteristics of the piezoelectric element, the vibration mechanism 23 still has the cover glass 22. The dust adhering to the surface of the cover glass 22 is dropped from the surface of the cover glass 22.

すなわち、一般に、粉体粒子(サイズの小さい塵埃)の付着は、静電気力、分子間力、液架橋力等により発生するといわれており、その粒子のサイズが小さくなると、該粒子の質量に対する表面積の比が大きくなり、また、前述の静電気力等はこの表面積に比例することから、サイズの小さい塵埃はカバーガラス22に付着しやすい。   That is, it is generally said that adhesion of powder particles (small size dust) is caused by electrostatic force, intermolecular force, liquid cross-linking force, etc. When the size of the particles is reduced, the surface area relative to the mass of the particles is reduced. The ratio increases, and the electrostatic force and the like described above are proportional to the surface area. Therefore, dust having a small size tends to adhere to the cover glass 22.

そして、カバーガラス22に急速な変位(衝撃)を付与すると、該カバーガラス22に付着していた塵埃には現状の位置に留まろうとする慣性力が作用する。この慣性力の大きさは、粒子の質量と加速度に比例するから、塵埃に作用する慣性力が前記付着力より大きくなるような加速度の変位(振動)をカバーガラス22に与えることで、該塵埃を落下させることができる。   When a rapid displacement (impact) is applied to the cover glass 22, an inertial force that tries to stay at the current position acts on the dust attached to the cover glass 22. Since the magnitude of the inertial force is proportional to the mass and acceleration of the particles, the displacement (vibration) of acceleration is applied to the cover glass 22 so that the inertial force acting on the dust is larger than the adhesion force. Can be dropped.

変位の加速度は、加振機構23に印加する駆動信号の波形によって異なる。図5(a)は、加振機構23に印加する正弦波の駆動信号の波形と、この正弦波の駆動信号を印加した場合の加速度の変化とを示すグラフであり、図5(b)は、加振機構23に印加するパルス波の駆動信号の波形と、このパルス波の駆動信号を印加した場合の加速度の変化を示すグラフである。なお、図5(a),(b)において、駆動信号を示すグラフの横軸は時間、縦軸は電圧であり、加速度の変化を示すグラフの横軸は時間、縦軸は加速度であり、また、駆動信号の波形の振幅(駆動電圧の最大値)は、両駆動信号で同一(電圧V1)としている。   The acceleration of the displacement varies depending on the waveform of the drive signal applied to the vibration mechanism 23. FIG. 5A is a graph showing a waveform of a sine wave drive signal applied to the vibration mechanism 23 and a change in acceleration when the sine wave drive signal is applied, and FIG. 5 is a graph showing the waveform of a pulse wave drive signal applied to the vibration mechanism 23 and the change in acceleration when the pulse wave drive signal is applied. 5A and 5B, the horizontal axis of the graph showing the drive signal is time, the vertical axis is voltage, the horizontal axis of the graph showing the change in acceleration is time, and the vertical axis is acceleration. Further, the amplitude of the waveform of the drive signal (maximum value of the drive voltage) is the same (voltage V1) for both drive signals.

図5(a)に示すように、加振機構23に印加する駆動信号が正弦波である場合には、カバーガラス22の変位の加速度は、最大値(振幅)をA1とする前記駆動信号の周期に対応した正弦波状に変化する。一方、図5(b)に示すように、加振機構23に印加する駆動信号がパルス波である場合には、図5(a)に示す駆動信号を印加する場合に比して、各圧電素子が短時間の間に急速に伸縮するため、加速度の最大値A2が正弦波の駆動信号(図5(a))である場合に比して大きくなる(A2>A1)。本実施形態では、カバーガラス22に付着している塵埃をできるだけ除去すべく、加振機構23には図5(b)に示すようなパルス状の駆動信号を出力して、カバーガラス22に作用する加速度を大きくするようにしている。   As shown in FIG. 5A, when the drive signal applied to the vibration mechanism 23 is a sine wave, the acceleration of the displacement of the cover glass 22 has a maximum value (amplitude) A1 of the drive signal. It changes in a sine wave shape corresponding to the period. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the drive signal applied to the vibration mechanism 23 is a pulse wave, each piezoelectric device is compared with the case where the drive signal shown in FIG. Since the element rapidly expands and contracts in a short time, the maximum acceleration value A2 becomes larger than that in the case of the sine wave drive signal (FIG. 5A) (A2> A1). In the present embodiment, in order to remove dust adhering to the cover glass 22 as much as possible, a pulsed drive signal as shown in FIG. The acceleration to be done is increased.

図4に戻り、圧接部材24は、交差角が変化するように弾性的に変形可能なV字形状の部材からなり、カバーガラス22を加振機構23の一端部側に付勢する付勢手段(ばね)としての機能を有するものである。圧接部材24は、交差部24aをカバーガラス22の端面に、端部24b,24cをパッケージ21の内壁面適所にそれぞれ当接させた状態で、X軸方向においてカバーガラス22に対して加振機構23と反対側の位置に配設されている。なお、圧接部材24は、前述のものに限らず、巻きばねや板ばね等、カバーガラスを加振機構23に付勢するものであれば何でもよい。   Returning to FIG. 4, the pressure contact member 24 is formed of a V-shaped member that can be elastically deformed so that the crossing angle changes, and biasing means that biases the cover glass 22 toward one end portion of the vibration mechanism 23. It has a function as a (spring). The pressure contact member 24 has a vibrating mechanism with respect to the cover glass 22 in the X-axis direction in a state where the intersecting portion 24a is in contact with the end surface of the cover glass 22 and the end portions 24b and 24c are in contact with appropriate positions on the inner wall surface of the package 21, respectively. 23 is disposed at a position opposite to 23. The pressure contact member 24 is not limited to the above-described member, and any member that urges the cover glass to the vibration mechanism 23 such as a winding spring or a leaf spring may be used.

カバーガラス22の下端面近傍には、前記加振機構23の動作により落下した塵埃を捕捉するための捕捉部材26が配設されている。捕捉部材26は、例えばスポンジ等の多孔質の部材からなり、加振機構23の動作によりカバーガラス22の表面から落下した塵埃を捕捉することで、一旦カバーガラス22の表面から離散した塵埃がカメラ本体1Aの内部を飛散し、再度カバーガラス22やレンズの表面等に付着するのを防止又は抑制するようにしている。パッケージ19の開口21dは、弾性体からなるシール部材により、カバーガラス22とともに閉鎖されており、撮像素子20への塵埃の付着を防止するようにしている。   In the vicinity of the lower end surface of the cover glass 22, a capturing member 26 for capturing dust that has fallen due to the operation of the vibration exciting mechanism 23 is disposed. The capturing member 26 is made of, for example, a porous member such as a sponge, and captures dust that has fallen from the surface of the cover glass 22 by the operation of the vibration excitation mechanism 23, so that the dust once scattered from the surface of the cover glass 22 is captured by the camera. The inside of the main body 1A is scattered or prevented from adhering to the cover glass 22 or the surface of the lens again. The opening 21d of the package 19 is closed together with the cover glass 22 by a sealing member made of an elastic body so as to prevent dust from adhering to the image sensor 20.

図3に戻り、シャッターユニット27は、フォーカルプレーンシャッター(以下、単にシャッターという)を有してなり、ミラーボックス28の背面と撮像ユニット19との間に配設されている。   Returning to FIG. 3, the shutter unit 27 includes a focal plane shutter (hereinafter simply referred to as a shutter), and is disposed between the back surface of the mirror box 28 and the imaging unit 19.

光学ファインダー9は、カメラ本体1Aの略中央に配設されたミラーボックス28の上部に配設されており、焦点板29と、プリズム30と、接眼レンズ31と、ファインダー表示素子32とを備えて構成されている。プリズム30は、焦点板29上の像の左右を反転させ接眼レンズ31を介して撮影者の眼に導き、被写体像を視認できるようにするものである。ファインダー表示素子32は、ファインダー視野枠9a内(図2参照)に形成される表示画面の下部に、シャッター速度、絞り値、露出補正値等を表示する。   The optical viewfinder 9 is disposed on an upper portion of a mirror box 28 disposed substantially at the center of the camera body 1A, and includes a focusing screen 29, a prism 30, an eyepiece lens 31, and a viewfinder display element 32. It is configured. The prism 30 inverts the left and right of the image on the focusing screen 29 and guides it to the photographer's eye through the eyepiece lens 31 so that the subject image can be visually recognized. The finder display element 32 displays a shutter speed, an aperture value, an exposure correction value, and the like at the bottom of the display screen formed in the finder field frame 9a (see FIG. 2).

位相差AFモジュール33は、ミラーボックス28の底部に配設されており、周知技術である位相差検出方式により合焦位置を検出するものである。位相差AFモジュール33は、本出願人が提案した例えば特開平11−84226号に開示されている構成を有するものであり、詳細な構成の説明は省略する。   The phase difference AF module 33 is disposed at the bottom of the mirror box 28 and detects the in-focus position by a phase difference detection method that is a well-known technique. The phase difference AF module 33 has a configuration disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-84226 proposed by the present applicant, and a detailed description of the configuration is omitted.

ミラーボックス28は、クイックリターンミラー34とサブミラー35とを備えて構成されている。クイックリターンミラー34は、回動支点36を中心として、図3の実線で示すように、撮影光学系38の光軸Lに対して略45度傾斜した姿勢(以下、傾斜姿勢という)と、図3の仮想線で示すように、カメラ本体1Aの底面と略平行な姿勢(以下、水平姿勢という)との間で回動自在に構成されている。   The mirror box 28 includes a quick return mirror 34 and a sub mirror 35. As shown by the solid line in FIG. 3, the quick return mirror 34 is centered on the rotation fulcrum 36 and is tilted approximately 45 degrees with respect to the optical axis L of the photographing optical system 38 (hereinafter referred to as tilted posture). As shown by the phantom line 3, it is configured to be rotatable between a posture (hereinafter referred to as a horizontal posture) substantially parallel to the bottom surface of the camera body 1A.

サブミラー35は、クイックリターンミラー34の背面側(撮像ユニット19側)に配設されており、図3の実線で示すように、傾斜姿勢にあるクイックリターンミラー34に対して略90度傾斜した姿勢(以下、傾斜姿勢という)と、図3の仮想線で示すように、水平姿勢にあるクイックリターンミラー34と略平行な姿勢(以下、水平姿勢という)との間で、クイックリターンミラー34に連動して変位可能に構成されている。クイックリターンミラー34及びサブミラー35は、後述のミラー駆動機構44(図6参照)により駆動される。   The sub mirror 35 is disposed on the back side (the imaging unit 19 side) of the quick return mirror 34, and as shown by a solid line in FIG. 3, the sub mirror 35 is inclined by approximately 90 degrees with respect to the quick return mirror 34 in the inclined attitude. (Hereinafter referred to as the tilted posture) and the quick return mirror 34 between the horizontal posture and the substantially parallel posture (hereinafter referred to as the horizontal posture) as shown by the phantom line in FIG. Thus, it can be displaced. The quick return mirror 34 and the sub mirror 35 are driven by a mirror drive mechanism 44 (see FIG. 6) described later.

シャッターボタン4の全押し操作が行われるまでの期間、クイックリターンミラー34及びサブミラー35が傾斜姿勢となり、クイックリターンミラー34は、撮影光学系38による光束の大部分を焦点板29方向に反射するとともに残りの光束を透過させ、また、サブミラー35は、クイックリターンミラー34を透過した光束を位相差AFモジュール33に導く。このとき、光学ファインダー9による被写体像の表示と位相差AFモジュール33による位相差検出方式の焦点調節動作とが行われる一方、撮像ユニット19には光束が導かれないため、LCD5による被写体の画像の表示は行われない。   The quick return mirror 34 and the sub mirror 35 are inclined until the shutter button 4 is fully pressed, and the quick return mirror 34 reflects most of the light flux by the photographing optical system 38 in the direction of the focusing screen 29. The remaining light flux is transmitted, and the sub mirror 35 guides the light flux transmitted through the quick return mirror 34 to the phase difference AF module 33. At this time, the display of the subject image by the optical viewfinder 9 and the focus adjustment operation of the phase difference detection method by the phase difference AF module 33 are performed. On the other hand, since the light beam is not guided to the imaging unit 19, the image of the subject by the LCD 5 is displayed. No display is done.

一方、シャッターボタン4が全押しされたとき(記録用画像の撮像中)には、クイックリターンミラー34及びサブミラー35が水平姿勢となり、クイックリターンミラー34及びサブミラー35は光軸Lから退避するため、撮影光学系38を透過した光束は略全て撮像ユニット19に導かれる。このとき、LCD5による被写体の画像表示が行われる一方、光学ファインダー9による被写体の画像表示や位相差AFモジュール33による位相差検出方式の焦点調節動作は行われない。   On the other hand, when the shutter button 4 is fully pressed (while the recording image is being captured), the quick return mirror 34 and the sub mirror 35 are in a horizontal posture, and the quick return mirror 34 and the sub mirror 35 are retracted from the optical axis L. Nearly all the light beam that has passed through the photographing optical system 38 is guided to the image pickup unit 19. At this time, the subject image is displayed on the LCD 5, while the subject image is not displayed on the optical viewfinder 9 and the phase difference detection type focus adjustment operation by the phase difference AF module 33 is not performed.

全体制御部37は、例えば制御プログラムを記憶するROMや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の後述する記憶部65(図6参照)が内蔵されたマイクロコンピュータからなるものであり、詳細な機能については後述する。   The overall control unit 37 is composed of a microcomputer having a built-in storage unit 65 (see FIG. 6) to be described later such as a ROM for storing a control program and a flash memory for temporarily storing data. Will be described later.

次に、カメラ本体1Aに装着される交換レンズ2について説明する。図3に示すように、交換レンズ2は、撮影光学系38と、鏡胴39と、レンズ駆動機構40と、レンズエンコーダ41と、記憶部42とを備える。   Next, the interchangeable lens 2 attached to the camera body 1A will be described. As shown in FIG. 3, the interchangeable lens 2 includes a photographing optical system 38, a lens barrel 39, a lens driving mechanism 40, a lens encoder 41, and a storage unit 42.

撮影光学系38は、撮影倍率(焦点距離)を変更するためのズームレンズ13(図6参照)と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ14(図6参照)と、カメラ本体1Aに備えられる後述の撮像ユニット19等へ入射される光量を調節するための絞り43とが、鏡胴39内において光軸L方向に保持されてなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像ユニット19等に結像するものである。焦点調節動作は、撮影光学系38がカメラ本体1A内のAFアクチュエータ16により光軸L方向に駆動されることで行われる。なお、撮影倍率(焦点距離)の変更(ズーム動作)は、前述したように図略のズームリングにより手動で行われる。   The photographing optical system 38 is provided in the zoom lens 13 (see FIG. 6) for changing the photographing magnification (focal length), the focus lens 14 (see FIG. 6) for adjusting the focal position, and the camera body 1A. A diaphragm 43 for adjusting the amount of light incident on the imaging unit 19 and the like, which will be described later, is held in the direction of the optical axis L in the lens barrel 39, and captures the optical image of the subject and captures the optical image. And so on. The focus adjustment operation is performed by driving the photographing optical system 38 in the direction of the optical axis L by the AF actuator 16 in the camera body 1A. Note that the change of the photographing magnification (focal length) (zoom operation) is manually performed by a zoom ring (not shown) as described above.

レンズ駆動機構40は、例えばヘリコイド及びヘリコイドを回転させる図略のギヤ等で構成され、カプラーCを介してAFアクチュエータ16からの駆動力を受けて、撮影光学系38を一体的に光軸Lと平行な矢印A方向に移動させるものである。撮影光学系38の移動方向及び移動量は、それぞれAFアクチュエータ16の回転方向及び回転数に従う。   The lens driving mechanism 40 includes, for example, a helicoid and a gear (not shown) that rotates the helicoid. The lens driving mechanism 40 receives a driving force from the AF actuator 16 via the coupler C, and the photographing optical system 38 is integrated with the optical axis L. It is moved in the direction of the parallel arrow A. The moving direction and moving amount of the photographic optical system 38 depend on the rotating direction and the rotating speed of the AF actuator 16, respectively.

レンズエンコーダ41は、撮影光学系38の移動範囲内において光軸L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鏡胴39と一体的に移動する図略のエンコーダブラシとを備えてなり、撮影光学系38の焦点調節時の移動量を検出するためのものである。   The lens encoder 41 moves integrally with the lens barrel 39 while being in sliding contact with the encode plate in which a plurality of code patterns are formed at a predetermined pitch in the optical axis L direction within the moving range of the photographing optical system 38. And an encoder brush (not shown) for detecting the amount of movement of the photographing optical system 38 during focus adjustment.

記憶部42は、当該交換レンズ2がカメラ本体1Aに装着され、カメラ本体1A内の全体制御部37からデータの要求があった場合に、該カメラ本体1A内の全体制御部37に記憶内容を提供するものである。記憶部42は、レンズエンコーダ41から出力される撮影光学系38の移動量の情報や絞り43の現在の開口径等を記憶する。   When the interchangeable lens 2 is mounted on the camera body 1A and a data request is received from the overall control section 37 in the camera body 1A, the storage section 42 stores the stored contents in the overall control section 37 in the camera body 1A. It is to provide. The storage unit 42 stores information on the amount of movement of the photographing optical system 38 output from the lens encoder 41, the current aperture diameter of the diaphragm 43, and the like.

次に、本実施形態に係るデジタルカメラ1の電気的な構成について説明する。図6は、カメラ本体1Aに交換レンズ2が装着された状態でのデジタルカメラ1全体の電気的な構成を示すブロック図である。また、図1〜図4と同一の部材等については、同一の符号を付している。また、図6の点線は、交換レンズ2内に搭載される部材等であることを示している。   Next, an electrical configuration of the digital camera 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the entire digital camera 1 with the interchangeable lens 2 attached to the camera body 1A. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the member etc. which are the same as FIGS. In addition, a dotted line in FIG. 6 indicates a member or the like mounted in the interchangeable lens 2.

図6に示すように、撮影光学系38は、図3に示す撮影光学系38に相当するものであり、撮影倍率(焦点距離)を変更するためのズームレンズ13と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ14とを鏡胴39内に備えてなる。AFアクチュエータ16、エンコーダ17、出力軸18、レンズ駆動機構40及びレンズエンコーダ41は、それぞれ図3に示すAFアクチュエータ16、エンコーダ17、出力軸18、レンズ駆動機構40及びレンズエンコーダ41に相当するものである。記憶部42は、図3に示す記憶部42に相当するものである。ミラーボックス28は、クイックリターンミラー34及びサブミラー35を備え、位相差AFモジュール33は、図3に示す位相差AFモジュール33に相当するものである。   As shown in FIG. 6, the photographing optical system 38 corresponds to the photographing optical system 38 shown in FIG. 3, and is for adjusting the focal point and the zoom lens 13 for changing the photographing magnification (focal length). The focusing lens 14 is provided in the lens barrel 39. The AF actuator 16, encoder 17, output shaft 18, lens drive mechanism 40, and lens encoder 41 correspond to the AF actuator 16, encoder 17, output shaft 18, lens drive mechanism 40, and lens encoder 41 shown in FIG. 3, respectively. is there. The storage unit 42 corresponds to the storage unit 42 shown in FIG. The mirror box 28 includes a quick return mirror 34 and a sub mirror 35, and the phase difference AF module 33 corresponds to the phase difference AF module 33 shown in FIG.

撮像素子20は、図4に示す撮像素子20に相当するものであり、後述のタイミング制御回路47により、撮像素子20の露出動作の開始及び終了や、撮像素子20における各画素の出力信号の読出し(水平同期、垂直同期、転送)等の撮像動作が制御される。   The image sensor 20 corresponds to the image sensor 20 shown in FIG. 4, and the timing control circuit 47 described later starts and ends the exposure operation of the image sensor 20 and reads out the output signal of each pixel in the image sensor 20. An imaging operation such as (horizontal synchronization, vertical synchronization, transfer) is controlled.

ミラーユニット44は、クイックリターンミラー34及びサブミラー35を含むものである。ミラー駆動機構44は、クイックリターンミラー34やサブミラー35を傾斜姿勢と水平姿勢との間で駆動するものであり、その動作は、全体制御部37により制御される。   The mirror unit 44 includes a quick return mirror 34 and a sub mirror 35. The mirror drive mechanism 44 drives the quick return mirror 34 and the sub mirror 35 between the tilted posture and the horizontal posture, and the operation is controlled by the overall control unit 37.

信号処理部45は、撮像素子20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ある。信号処理部45は、CDS(相関二重サンプリング)回路とAGC(オートゲインコントロール)回路とを有し、CDS回路により画像信号のノイズの低減を行い、AGC回路により画像信号のレベル調整を行う。   The signal processing unit 45 performs predetermined analog signal processing on the analog image signal output from the image sensor 20. The signal processing unit 45 includes a CDS (correlated double sampling) circuit and an AGC (auto gain control) circuit, reduces noise of the image signal by the CDS circuit, and adjusts the level of the image signal by the AGC circuit.

A/D変換部46は、信号処理部45により出力されたアナログのR,G,Bの画素信号を、複数のビット(例えば10ビット)からなるデジタルの画素信号にそれぞれ変換するものである。以下、このA/D変換部46によるA/D変換処理後の画素信号を、アナログの画素信号と区別するため、画素データというものとする。   The A / D conversion unit 46 converts the analog R, G, B pixel signals output from the signal processing unit 45 into digital pixel signals composed of a plurality of bits (for example, 10 bits). Hereinafter, the pixel signal after the A / D conversion processing by the A / D conversion unit 46 is referred to as pixel data in order to distinguish it from an analog pixel signal.

タイミング制御回路47は、全体制御部37から出力される基準クロックCLK0に基づいてクロックCLK1,CLK2を生成し、クロックCLK1を撮像ユニット19に、また、クロックCLK2をA/D変換部46にそれぞれ出力することにより、撮像ユニット19及びA/D変換部46の動作を制御する。   The timing control circuit 47 generates clocks CLK1 and CLK2 based on the reference clock CLK0 output from the overall control unit 37, and outputs the clock CLK1 to the imaging unit 19 and the clock CLK2 to the A / D conversion unit 46. Thus, the operations of the imaging unit 19 and the A / D converter 46 are controlled.

画像処理部48は、A/D変換部46によるA/D変換処理後の画素データに対し、黒レベルを基準の黒レベルに補正する黒レベル補正回路49、光源に応じた白の基準に基づいて、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分の画素データのレベル変換を行うホワイトバランス回路(図6ではWB回路と表記)50、R(赤),G(緑),B(青)の各色の画素データのγ特性を補正するγ補正回路51を備えるものである。   The image processing unit 48 is based on the black level correction circuit 49 that corrects the black level to the reference black level for the pixel data after the A / D conversion processing by the A / D conversion unit 46, and the white reference according to the light source. White balance circuit (indicated as WB circuit in FIG. 6) 50, R (red), G (green) for converting the level of the pixel data of each color component of R (red), G (green), and B (blue) , B (blue) is provided with a γ correction circuit 51 for correcting the γ characteristic of the pixel data of each color.

画像メモリ52は、撮影モード時には、画像処理部48から出力される画像データを一時的に記憶し、この画像データに対し全体制御部37により後述の処理を行うための作業領域として用いられるとともに、再生モード時には、全体制御部37が後述の記憶部54から読み出した画像データが一時的に記憶されるメモリである。   The image memory 52 temporarily stores the image data output from the image processing unit 48 in the shooting mode, and is used as a work area for performing processing described later by the overall control unit 37 on the image data. In the reproduction mode, this is a memory in which image data read out from the storage unit 54 described later by the overall control unit 37 is temporarily stored.

VRAM53は、LCD5の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、LCD5に再生表示される画像を構成する画素信号のバッファメモリである。LCD5は、図2に示すLCD5に相当するものである。   The VRAM 53 has a recording capacity for image signals corresponding to the number of pixels of the LCD 5, and is a pixel signal buffer memory constituting an image reproduced and displayed on the LCD 5. The LCD 5 corresponds to the LCD 5 shown in FIG.

記憶部54は、半導体記憶素子からなるメモリカードやハードディスクなどからなり、全体制御部37で生成された画像を保存するものである。   The storage unit 54 includes a memory card or a hard disk made up of semiconductor storage elements, and stores images generated by the overall control unit 37.

入力操作部55は、前述の第1モード設定ダイヤル3、シャッターボタン4、設定ボタン群6、方向キー7、プッシュボタン8、メインスイッチ10及び第2モード設定ダイヤル11等を含み、操作情報を全体制御部37に入力するためのものである。   The input operation unit 55 includes the first mode setting dial 3, the shutter button 4, the setting button group 6, the direction key 7, the push button 8, the main switch 10, the second mode setting dial 11, etc. This is for input to the control unit 37.

塵埃除去部56は、撮像ユニット19内のカバーガラス22を振動させる加振機構23と、該カバーガラス22を加振機構23側に付勢する圧接部材24と、カバーガラス22の下端面近傍に配置された捕捉部材24とを含むものである(図4参照)。   The dust removing unit 56 includes a vibration mechanism 23 that vibrates the cover glass 22 in the imaging unit 19, a pressure contact member 24 that biases the cover glass 22 toward the vibration mechanism 23, and a portion near the lower end surface of the cover glass 22. It includes a capture member 24 disposed (see FIG. 4).

本実施形態のデジタルカメラ1は、前述のように、カバーガラス22に付着した塵埃を除去する機能に加えて、カバーガラス22上の塵埃の有無や、カバーガラス22に付着した塵埃により画像中に含まれる塵埃像(塵埃による陰影)を検出する機能を備えており、その機能を実現するための構成として、以下に説明する補助光照射部57が備えられている。図7は、補助光照射部57の構成を示す斜視図である。   As described above, the digital camera 1 according to the present embodiment has a function of removing dust adhering to the cover glass 22, and the presence or absence of dust on the cover glass 22 and dust adhering to the cover glass 22 in the image. It has a function of detecting the included dust image (shadow due to dust), and an auxiliary light irradiation unit 57 described below is provided as a configuration for realizing the function. FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration of the auxiliary light irradiation unit 57.

図7に示すように、補助光照射部57は、ミラーボックス28の下方に配設された、例えばLED(Light Emitting Diode)等からなる発光部58と、該発光部58とクイックリターンミラー34との間に配設され、該発光部58からの光を拡散させるレンズ59と、クイックリターンミラー34の背面(図3の矢印Sで示す面)に設けられた小ミラー60とを備えて構成されている。発光部58により出力された光は前記レンズ59により拡散され、その拡散された光が小ミラー60により撮像素子20に向けて反射されて、その反射光が撮像素子20の受光面に導かれる。   As shown in FIG. 7, the auxiliary light irradiation unit 57 includes a light emitting unit 58 made of, for example, an LED (Light Emitting Diode) disposed below the mirror box 28, and the light emitting unit 58 and the quick return mirror 34. And a lens 59 for diffusing light from the light emitting portion 58 and a small mirror 60 provided on the back surface of the quick return mirror 34 (the surface indicated by the arrow S in FIG. 3). ing. The light output from the light emitting unit 58 is diffused by the lens 59, the diffused light is reflected by the small mirror 60 toward the image sensor 20, and the reflected light is guided to the light receiving surface of the image sensor 20.

発光部58は、その大きさが十分に小さく点光源とみなせるものであり、クイックリターンミラー34が傾斜姿勢となったときに(記録用撮像動作を行う期間以外のときに)、その発光部58からの光が撮像素子20の受光面(撮像面)全体に照射されるように、発光部58、レンズ及び小ミラー60の配置位置が設定されている。なお、発光部58から出力される光の光量は、後述する塵埃検出時において行われる撮像素子20の撮像動作で得られる画像が白飛び(輝度が大き過ぎて画像が白くなる現象)しない程度に設定されているとともに、その分光分布は略白色に設定されている。なお、小ミラー60は、撮影光学系38からクイックリターンミラー34を介して導かれた光については、サブミラー35に向けて透過させるようになっている。   The light emitting unit 58 is sufficiently small in size and can be regarded as a point light source, and when the quick return mirror 34 is in an inclined posture (in a period other than the period during which the recording imaging operation is performed), the light emitting unit 58 is. The arrangement positions of the light emitting unit 58, the lens, and the small mirror 60 are set so that the light from the light is irradiated onto the entire light receiving surface (imaging surface) of the image sensor 20. It should be noted that the amount of light output from the light emitting unit 58 is such that an image obtained by an imaging operation of the imaging device 20 performed at the time of dust detection, which will be described later, is not over-exposed (a phenomenon in which an image becomes white due to excessive luminance). The spectral distribution is set to be substantially white. The small mirror 60 transmits light guided from the photographing optical system 38 via the quick return mirror 34 toward the sub mirror 35.

全体制御部37は、図4に示すデジタルカメラ1内の各部材の駆動を関連付けて撮影動作や再生動作の制御を行うものである。また、本実施形態では、全体制御部37は、カバーガラス22に付着した塵埃の除去や、該除去動作によってもなおカバーガラス22上に残存する塵埃の存在に起因する撮影画像の劣化を復元する処理を行うようになっており、これらの処理を実行すべく、機能的に、光透過率算出部61、塵埃サイズ検出部62、塵埃除去制御部63、復元処理部64及び記憶部65を備えている。   The overall control unit 37 controls the photographing operation and the reproduction operation in association with the driving of each member in the digital camera 1 shown in FIG. Further, in the present embodiment, the overall control unit 37 restores the degradation of the captured image due to the removal of dust attached to the cover glass 22 and the presence of dust still remaining on the cover glass 22 by the removal operation. In order to execute these processes, the apparatus is functionally provided with a light transmittance calculation unit 61, a dust size detection unit 62, a dust removal control unit 63, a restoration processing unit 64, and a storage unit 65. ing.

以下、カバーガラス22に付着した塵埃に関する一連の処理について説明を行うが、この処理の概略をまず説明した後、前記各部61〜64による詳細な処理の説明を行うこととする。図8、図9は、全体制御部30により行われる、カバーガラス22に付着した塵埃に関する一連の処理を示すフローチャートである。   In the following, a series of processes relating to dust attached to the cover glass 22 will be described. After the outline of this process is first described, detailed processes by the units 61 to 64 will be described. FIGS. 8 and 9 are flowcharts showing a series of processes relating to dust attached to the cover glass 22, which is performed by the overall control unit 30.

図8に示すように、全体制御部37は、塵埃除去ボタン6aにより塵埃の除去を指示する旨の入力が行われると(ステップ♯1でYES)、カバーガラス22に塵埃が付着しているか否かを検出する処理を実行し(ステップ♯2)、塵埃を検出しなかった場合には(ステップ♯3でNO)、一連の処理を終了する。   As shown in FIG. 8, when an input for instructing the removal of dust is performed by the dust removal button 6a (YES in Step # 1), the overall control unit 37 determines whether dust is attached to the cover glass 22 or not. A process for detecting this is executed (step # 2), and if no dust is detected (NO in step # 3), the series of processes ends.

一方、全体制御部37は、塵埃を検出した場合には(ステップ♯3でYES)、塵埃除去部56を用いて、カバーガラス22から塵埃を除去する処理を実行する(ステップ♯4)。そして、全体制御部37は、再度、カバーガラス22に塵埃が付着しているか否かを検出する処理を実行し(ステップ♯5)、塵埃を検出しなかった場合には(ステップ♯6でNO)、一連の処理を終了する一方、再び塵埃を検出した場合には(ステップ♯6でYES)、ステップ♯5で実行した塵埃検出処理により得られた後述の塵埃像(外光を遮光した状態で行った撮像動作により得られる画像)を記憶しておく(ステップ♯7)。   On the other hand, when the dust is detected (YES in step # 3), overall control unit 37 executes a process of removing dust from cover glass 22 using dust removing unit 56 (step # 4). Then, overall control unit 37 executes again the process of detecting whether or not dust is attached to cover glass 22 (step # 5), and if no dust is detected (NO in step # 6). ) When the series of processing ends, but when dust is detected again (YES in step # 6), a dust image (described in a state where external light is shielded) obtained by the dust detection processing executed in step # 5. (Image obtained by the imaging operation performed in step 1) is stored (step # 7).

その後、図9に示すように、撮影者により撮影の指示が行われると、全体制御部37は、一連の撮影動作の完了後(ステップ♯11でYES)、塵埃像を記憶しているか否かを確認する(ステップ♯12)。塵埃像を記憶している場合には(ステップ♯12でYES)、後述する復元処理(撮影した画像から塵埃の影響を除去又は抑制する処理)を行った後(ステップ♯13)、画像データを所定の形式に変換して記憶部54に格納する(ステップ♯14)。   Thereafter, as shown in FIG. 9, when the photographer gives an instruction to shoot, the overall control unit 37 determines whether or not a dust image is stored after completion of a series of shooting operations (YES in step # 11). Is confirmed (step # 12). If a dust image is stored (YES in step # 12), after performing a later-described restoration process (a process for removing or suppressing the influence of dust from the photographed image) (step # 13), the image data is stored. The data is converted into a predetermined format and stored in the storage unit 54 (step # 14).

一方、全体制御部37は、塵埃の像を記憶していない場合には(ステップ♯12でNO)、塵埃検出処理の開始を指示するように促す旨を例えばLCD5に表示するなどして(ステップ♯15)、前記復元処理を実行することなくステップ♯14の処理を実行する。   On the other hand, if the image of the dust is not stored (NO in step # 12), overall control unit 37 displays, for example, on LCD 5 to urge the user to instruct the start of the dust detection process (step 5). # 15) The process of step # 14 is executed without executing the restoration process.

次に、各部の詳細な処理内容について説明する。なお、前述した塵埃の中には、その種類や付着量によっては、撮影光学系38から導かれた被写体光を完全に遮断する(光の透過率が0%)場合も考えられるが、一般的には、若干の光が該塵埃を透過することから、撮影画像に生じた塵埃像は、撮影光学系38から導かれた光が該塵埃の存在によって減衰してなる像と考えることができる。本実施形態では、検出及び除去対象の塵埃は、該撮像素子20の受光面への光を完全に遮断するものではなく、一部の光を透過するものであるという前提で説明することとする。   Next, detailed processing contents of each unit will be described. Depending on the type and amount of dust, the subject light guided from the photographing optical system 38 may be completely blocked (the light transmittance is 0%). Since some light passes through the dust, the dust image generated in the photographed image can be considered as an image in which the light guided from the photographing optical system 38 is attenuated by the presence of the dust. In the present embodiment, the description will be made on the assumption that the dust to be detected and removed does not completely block the light to the light receiving surface of the image sensor 20 but transmits part of the light. .

光透過率算出部61は、撮像ユニット19(カバーガラス22)への入射光の光量をその受光面全体に対して均一にした状態において、各画素への実際の入射光量が、塵埃の影響を受けていない場合の光量に対してどれだけの割合であるか、換言すれば、前記の状態において、撮像素子20の各画素によりそれぞれ撮像された各画像の画素値の、塵埃の影響を受けていない場合の画素値に対する割合を各画素の位置についてそれぞれ算出するものである。以下、この割合を光透過率といい、光透過率算出部61による光透過率の算出方法について説明する。   In the state where the amount of incident light to the imaging unit 19 (cover glass 22) is made uniform with respect to the entire light receiving surface, the light transmittance calculating unit 61 affects the influence of dust on the actual incident light amount on each pixel. In other words, in the above state, the pixel value of each image captured by each pixel of the image sensor 20 is affected by dust. The ratio with respect to the pixel value when there is no pixel is calculated for each pixel position. Hereinafter, this ratio is referred to as light transmittance, and a light transmittance calculation method by the light transmittance calculator 61 will be described.

光透過率算出部61は、まず、塵埃除去ボタン6aが押圧されると、絞り43及びシャッターユニット27を閉鎖して外光を遮断した上で発光部58を点灯させる。これにより、クイックリターンミラー34は傾斜姿勢であるため、前記発光部58による光のみが、レンズ59により拡散された上でカバーガラス22の各部に均一に導かれる。   First, when the dust removal button 6a is pressed, the light transmittance calculating unit 61 closes the diaphragm 43 and the shutter unit 27 to block outside light and then turns on the light emitting unit 58. Thereby, since the quick return mirror 34 is in an inclined posture, only the light from the light emitting unit 58 is uniformly guided to each part of the cover glass 22 after being diffused by the lens 59.

この状態で、光透過率算出部61は、撮像素子20に撮像動作を1回行わせた後、カバーガラス22のX軸方向(図4参照)への移動と同期させて撮像素子20に撮像動作を複数回行わせる。このときに行うカバーガラス22の移動には、前述の塵埃除去動作に用いた加振機構23を用いる。なお、通常、カバーガラス22に付着する塵埃のサイズは、概ね数ミクロンから数十ミクロンで、大きなものでも数百ミクロン以下である。これらの塵埃が塊状でカバーガラス22に付着している可能性は低いと考えられるので、カバーガラス22の総移動量は例えば1mm程度でよい。   In this state, the light transmittance calculation unit 61 causes the image sensor 20 to perform an imaging operation once, and then images the image sensor 20 in synchronization with the movement of the cover glass 22 in the X-axis direction (see FIG. 4). Make the action run multiple times. For the movement of the cover glass 22 performed at this time, the vibration mechanism 23 used in the dust removing operation described above is used. In general, the size of the dust adhering to the cover glass 22 is approximately several microns to several tens of microns, and even a large one is several hundred microns or less. Since it is considered that there is a low possibility that these dusts are clumped and adhered to the cover glass 22, the total movement amount of the cover glass 22 may be about 1 mm, for example.

カバーガラス22上に塵埃が付着している場合、この一連の撮像動作によって得られる複数の撮影画像を比較すると、その塵埃の像が各撮影画像でX軸方向に異なる位置に現れる。   When dust adheres on the cover glass 22, when a plurality of captured images obtained by this series of imaging operations are compared, the image of the dust appears at different positions in the X-axis direction in each captured image.

図10は、一定の時間間隔でカバーガラス22の移動及び撮像素子20の撮像動作を行わせた場合に、該撮像素子20におけるX軸方向に並ぶ或る画素列に属する画素の画素値を示すグラフであり、図10(a)は、カバーガラス22の移動開始と同時(時刻T=0)に撮像素子20に撮像動作を行わせたときの画素値、図10(b)〜(d)は、時刻T=0から時間Δtずつ経過した時点(時刻T=Δt,2Δt,3Δt)で撮像素子20に撮像動作を行わせたときの画素値を示す。なお、図10(a)〜(d)においては、前記画素列に属する画素に対してX座標を設定し、各画素の位置を座標で表している。   FIG. 10 shows pixel values of pixels belonging to a certain pixel column aligned in the X-axis direction in the image sensor 20 when the cover glass 22 is moved and the image sensor 20 is imaged at regular time intervals. 10 (a) is a graph, and FIG. 10 (b) to FIG. 10 (d) show pixel values when the imaging device 20 performs an imaging operation simultaneously with the start of movement of the cover glass 22 (time T = 0). Indicates a pixel value when the image pickup device 20 performs an image pickup operation at a time (time T = Δt, 2Δt, 3Δt) after a time Δt has elapsed from time T = 0. 10A to 10D, the X coordinate is set for the pixels belonging to the pixel column, and the position of each pixel is represented by the coordinates.

また、図11は、カバーガラス22の表面に塵埃が付着している場合に、撮像素子20に対する該塵埃の投影状態を示す斜視図であり、図12は、同じくその状態を示す側面図である。なお、発光部58やレンズ59の実際の配設位置は、前述したとおり(図7に示すように)、ミラーボックス28の下方に配設されているが、この図11,図12においては、この実際の配設位置と光学的に等価と考えられる、カバーガラス22と対向する位置に示している。   FIG. 11 is a perspective view showing a projection state of the dust onto the image sensor 20 when dust is attached to the surface of the cover glass 22, and FIG. 12 is a side view showing the state. . As described above (as shown in FIG. 7), the actual arrangement position of the light emitting unit 58 and the lens 59 is arranged below the mirror box 28. In FIGS. 11 and 12, however, It is shown at a position facing the cover glass 22 that is considered to be optically equivalent to this actual arrangement position.

図11、図12に示すように、カバーガラス22の表面に塵埃Mが付着している場合、この塵埃Mの背後に位置する所定領域の画素には、他の画素に比して補助光照射部57からの光が減衰されるため、この画素から出力される画素信号の画素値は、それ以外の画素から出力される画素信号の画素値に比して小さくなる。図11、図12に示すカバーガラス22上の斜線部分は塵埃Mを示し、撮像素子20上の斜線部分は、塵埃Mの陰影を示している。   As shown in FIGS. 11 and 12, when dust M adheres to the surface of the cover glass 22, pixels in a predetermined area located behind the dust M are irradiated with auxiliary light compared to other pixels. Since the light from the unit 57 is attenuated, the pixel value of the pixel signal output from this pixel is smaller than the pixel value of the pixel signal output from other pixels. The hatched portion on the cover glass 22 shown in FIGS. 11 and 12 indicates the dust M, and the hatched portion on the image sensor 20 indicates the shadow of the dust M.

図10(a)に示すグラフにおいて、比較的大きく凹んだ部分が塵埃Mにより光が減衰されてなる像が投影された画素領域であり、図10(b)〜(d)に示すように、カバーガラス22をX軸方向に移動させるに伴って、この凹部分がX軸方向に移動していく。   In the graph shown in FIG. 10A, a relatively large recessed portion is a pixel region onto which an image in which light is attenuated by dust M is projected, and as shown in FIGS. 10B to 10D, As the cover glass 22 is moved in the X-axis direction, the concave portion moves in the X-axis direction.

なお、図10の(a)〜(d)に示すように、発光部58の照射光の指向性や、発光部58から撮像素子20までの距離、あるいは補助光照射部57内のレンズ59の所謂周辺光量落ち等に起因して、X軸方向両側に行くほど画素値が漸減しているが、以下においては、塵埃Mが存在する位置を除いて、略同一の画素値であるとみなして説明を行う。   10A to 10D, the directivity of the irradiation light of the light emitting unit 58, the distance from the light emitting unit 58 to the image sensor 20, or the lens 59 in the auxiliary light irradiation unit 57 is used. The pixel value gradually decreases as it goes to both sides in the X-axis direction due to a so-called peripheral light amount drop, but in the following, it is assumed that the pixel values are substantially the same except for the position where the dust M exists. Give an explanation.

今、時刻Tにおける位置(X座標)xの画素Xの画素値をL(x,T)と表すものとし、X軸方向の或る位置x1に位置する画素X1(以下、この画素を注目画素X1という)に着目して説明する。光透過率算出部61は、各時刻T=0,Δt,2Δt,3Δtにおける注目画素X1の画素値L(x1,0),L(x1,Δt),L(x1,2Δt),L(x1,3Δt)を互いに比較する。 Now, the pixel value of the pixel X at the position (X coordinate) x at time T is expressed as L (x, T), and the pixel X 1 located at a certain position x 1 in the X-axis direction (hereinafter referred to as this pixel) by paying attention to) that the pixel of interest X 1 will be explained. The light transmittance calculator 61 calculates the pixel values L (x 1 , 0), L (x 1 , Δt), L (x 1 , 2Δt) of the target pixel X 1 at each time T = 0, Δt, 2Δt, 3Δt. , L (x 1 , 3Δt) are compared with each other.

その結果、図10(a)〜(d)に示すように、注目画素X1の時刻T=0における画素値L(x1,0)は、他の時刻T=Δt,2Δt,3Δtにおける当該注目画素X1の画素値L(x1,Δt),L(x1,2Δt),L(x1,3Δt)に比して非常に(極端に)小さく、注目画素X1の時刻T=Δt,2Δt,3Δtにおける画素値L(x1,Δt),L(x1,2Δt),L(x1,3Δt)は、L(x1,Δt)≒L(x1,2Δt)≒L(x1,3Δt)となり、且つ、その移動中に当該注目画素X1が出力する画素値の中で最大であることが判る。 As a result, as shown in FIGS. 10A to 10D, the pixel value L (x 1 , 0) at the time T = 0 of the pixel of interest X 1 is the current value at other times T = Δt, 2Δt, 3Δt. pixel value L of the pixel of interest X 1 (x 1, Δt) , L (x 1, 2Δt), L (x 1, 3Δt) very than the (extremely) small, the target pixel X 1 time T = Pixel values L (x 1 , Δt), L (x 1 , 2Δt), and L (x 1 , 3Δt) at Δt, 2Δt, and 3Δt are L (x 1 , Δt) ≈L (x 1 , 2Δt) ≈L It can be seen that (x 1 , 3Δt) and the maximum pixel value output by the pixel of interest X 1 during the movement.

したがって、光透過率算出部61は、時刻T=0における画素値(x1,0)を当該注目画素X1に塵埃の陰影が投影された場合の画素値(塵埃の影響を受けている画素値)として設定するとともに、時刻T=Δt,2Δt,3Δtにおける画素値L(x1,Δt)(≒L(x1,2Δt)≒L(x1,3Δt))を、当該注目画素X1に塵埃の陰影が投影されていない場合の画素値(塵埃の影響を受けていない画素値)として設定する。 Therefore, the light transmittance calculating unit 61 uses the pixel value (x 1 , 0) at time T = 0 as the pixel value when the shadow of dust is projected on the target pixel X 1 (pixels affected by dust). and sets as the value), the time T = Delta] t, 2? t, a pixel value at 3Δt L (x 1, Δt) (≒ L (x 1, 2Δt) ≒ L (x 1, 3Δt) a), the target pixel X 1 Is set as a pixel value (a pixel value not affected by dust) when no shadow of dust is projected on the screen.

そして、光透過率算出部61は、時刻T=0における注目画素X1の画素値L(x1,0)を前記画素値L(x1,Δt)で除算する。これにより、注目画素X1の位置における光透過率を算出することができる。なお、この光透過率は、百分率に換算するため0〜100までの値となる。 Then, the light transmittance calculating unit 61 divides the pixel value L (x 1 , 0) of the target pixel X 1 at time T = 0 by the pixel value L (x 1 , Δt). Thereby, the light transmittance at the position of the target pixel X 1 can be calculated. The light transmittance is a value from 0 to 100 because it is converted to a percentage.

他の画素についても同様に行って、各画素の位置における光透過率の分布を導出する。図13は、撮像素子20におけるX軸方向に並ぶ或る画素列に属する各画素の位置における光透過率の分布の一例を示すグラフであり、例えば図13では、位置xがx2≦x≦x3までの範囲に位置する画素に塵埃像が投影されていることが判る。 The same process is performed for the other pixels to derive the light transmittance distribution at the position of each pixel. FIG. 13 is a graph showing an example of the light transmittance distribution at the position of each pixel belonging to a certain pixel column aligned in the X-axis direction in the image sensor 20, and for example, in FIG. 13, the position x is x 2 ≦ x ≦. it can be seen that dust image is projected to pixels located in a range of up to x 3.

このように、算出された光透過率が小さい画素に、カバーガラス22に付着している塵埃像が投影されていると考えられることから、光透過率が所定の閾値より小さい画素からなる領域を検出することで、撮像素子20に投影される塵埃像及びそのサイズを検出することができる。   Thus, since it is thought that the dust image adhering to the cover glass 22 is projected on the pixel with the small calculated light transmittance, the area | region which consists of a pixel with a light transmittance smaller than a predetermined threshold value is shown. By detecting, the dust image projected on the image sensor 20 and its size can be detected.

ところで、このような光透過率の算出方法に代えて、次のような算出方法も採用可能である。   By the way, instead of such a light transmittance calculation method, the following calculation method may be employed.

すなわち、デジタルカメラ1の出荷時等(塵埃がカバーガラス22にほとんど付着していないと考えられるとき)に、外光を遮断した状態で発光部58を点灯し各画素の画素値(以下、基準画素値という)を記憶する。その後、撮影者により塵埃除去ボタン6aにより検出指示が行われると、前述のようにカバーガラス22を移動することなく発光部58を点灯し、撮像素子20に1回だけ撮像動作を行わせて各画素の画素値を得る。そして、各画素の画素値を当該画素の前記基準画素値で除算し、この除算値を百分率に変換して光透過率を算出する。   That is, at the time of shipment of the digital camera 1 (when it is considered that dust is hardly attached to the cover glass 22), the light emitting unit 58 is turned on with the outside light blocked, and the pixel value of each pixel (hereinafter referred to as a reference). (Referred to as pixel value). Thereafter, when the photographer gives a detection instruction using the dust removal button 6a, the light emitting unit 58 is turned on without moving the cover glass 22 as described above, and the image pickup device 20 performs an image pickup operation only once. Get the pixel value of the pixel. Then, the pixel value of each pixel is divided by the reference pixel value of the pixel, and the division value is converted into a percentage to calculate the light transmittance.

このような算出方法によれば、撮影画像に含まれる塵埃の画像を簡単に検出することができるため、先に説明した算出方法に比して、塵埃の等倍画像を導出する処理が簡単となる。したがって、カバーガラス22のX軸方向への移動と同期させて撮像素子20による複数回の撮像動作により得られた複数の撮影画像を用いて光透過率を算出する前述の算出方法に比して、塵埃の等倍画像の導出に要する時間を短縮化することができるとともに、この処理を実現するプログラムの設計を容易に行うことができる。   According to such a calculation method, it is possible to easily detect the dust image included in the photographed image, so that the process of deriving the same-size image of dust is simpler than the calculation method described above. Become. Therefore, compared with the above-described calculation method that calculates the light transmittance using a plurality of captured images obtained by a plurality of imaging operations by the imaging element 20 in synchronization with the movement of the cover glass 22 in the X-axis direction. In addition, it is possible to shorten the time required for deriving the same-size image of dust, and to easily design a program that realizes this processing.

ただし、前述の算出方法では、出荷時点と検出指示時点とでは時間差があり、発光部58の光量や配光分布あるいは撮像素子20の感度等は、時間の経過とともに変化する可能性がある。例えば、発光部58の光量がデジタルカメラ1の出荷時点と検出指示時点とで変化していると、一致すべき前記出荷時点で得た基準画素値と検出指示時点において塵埃の影響を受けていない場合の画素値とが異なるため、正確な光透過率が得られない。このように、出荷時点と検出指示時点とでは時間差があると、塵埃の影響とは関係の無い各部材の経時的変化等の他の要因によって画素値に誤差が生じ、光透過率の算出精度が低下する虞がある。   However, in the above-described calculation method, there is a time difference between the shipment time and the detection instruction time, and the light amount of the light emitting unit 58, the light distribution, the sensitivity of the image sensor 20, and the like may change over time. For example, if the light intensity of the light emitting unit 58 changes between the shipment time of the digital camera 1 and the detection instruction time point, the reference pixel value obtained at the time of shipment and the detection instruction time point to be matched are not affected by dust. Since the pixel value in this case is different, accurate light transmittance cannot be obtained. In this way, if there is a time difference between the shipment time and the detection instruction time, an error occurs in the pixel value due to other factors such as changes over time of each member unrelated to the influence of dust, and the light transmittance calculation accuracy May decrease.

これに対し、本実施形態では、同一画素について、塵埃の存在により光が減衰されたときの画素値と、前記塵埃による光の減衰を受けていないときの画素値とを略同時期に得るようにすることで、発光部58の光量や配光分布、撮像素子20の感度等を略同一条件とし、この条件下において光透過率を算出するから、前述のような各部材の経時的変化等による影響を排除することができ、高い精度で光透過率を算出することができるという利点を有する。   In contrast, in the present embodiment, for the same pixel, the pixel value when the light is attenuated due to the presence of dust and the pixel value when the light is not attenuated by the dust are obtained at substantially the same time. By setting the light amount and light distribution of the light emitting unit 58 and the sensitivity of the image pickup device 20 to substantially the same conditions, the light transmittance is calculated under these conditions. This has the advantage that the light transmittance can be calculated with high accuracy.

本実施形態の撮像素子20は、前述したように、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撮像素子であり、以上のような処理で導出された各画素の位置における光透過率は、各画素に配設されたカラーフィルタに対応する色成分の光透過率である。   As described above, the image sensor 20 according to the present embodiment includes, for example, R (red), G (green), and B (blue) color filters having different spectral characteristics arranged in a ratio of 1: 2: 1. The light transmittance at the position of each pixel, which is an image sensor with a Bayer array and derived by the above processing, is the light transmittance of the color component corresponding to the color filter disposed in each pixel.

例えば、R(赤)のカラーフィルタが配設された画素については赤色の光の光透過率が、G(緑)のカラーフィルタが配設された画素については緑色の光の光透過率が、B(青)のカラーフィルタが配設された画素については青色の光の光透過率がそれぞれ導出されている。   For example, the light transmittance of red light for a pixel provided with an R (red) color filter, and the light transmittance of green light for a pixel provided with a G (green) color filter, The light transmittance of the blue light is derived for each of the pixels in which the B (blue) color filter is provided.

ここで、図13では、撮像素子20におけるX軸方向に並ぶ或る画素列に属する各画素についての光透過率の分布を滑らかな曲線で表したが、実際には、この時点では、図14(a)に示すように、例えばR(赤)とG(緑)の画素が交互に並ぶ水平画素列W1にあっては図14(b)に示すように、また、例えばG(緑)とB(青)の画素が交互に並ぶ水平画素列W2にあっては図14(c)に示すように、それぞれカラーフィルタ自体の光の透過率(透過特性)の影響も受けたグラフ(分布)となる。   Here, in FIG. 13, the light transmittance distribution for each pixel belonging to a certain pixel column aligned in the X-axis direction in the image sensor 20 is represented by a smooth curve. As shown in FIG. 14A, for example, in the horizontal pixel row W1 in which pixels of R (red) and G (green) are alternately arranged as shown in FIG. 14B, for example, G (green) and In the horizontal pixel row W2 in which B (blue) pixels are alternately arranged, as shown in FIG. 14C, a graph (distribution) affected by the light transmittance (transmission characteristics) of each color filter itself. It becomes.

このように、各画素の位置において、当該画素に配設されるカラーフィルタの色以外の色の光透過率が欠落しているので、本実施形態では、各画素の位置におけるR(赤)、G(緑)、B(青)の光の透過率を得るために、当該画素の周辺に位置する画素の画素値を用いた補間処理により、その欠落している色成分の画素値を算出するようにしている。図15は、この補間処理を説明するための図である。   Thus, since the light transmittance of colors other than the color of the color filter disposed in the pixel is missing at the position of each pixel, in this embodiment, R (red), In order to obtain the light transmittance of G (green) and B (blue), the pixel value of the missing color component is calculated by interpolation processing using the pixel values of the pixels located around the pixel. I am doing so. FIG. 15 is a diagram for explaining this interpolation processing.

図15(a)に示すように、例えば矢印Xに示すG(緑)のカラーフィルタが配設された画素の位置については、該画素からG(緑)成分の画素値が得られている一方、R(赤)成分及びB(青)成分の画素値が不足している。そのため、この不足しているR(赤)成分の画素値を、当該画素の周辺に位置する画素のうち、R(赤)のカラーフィルタが配設された画素の画素値を用いて算出し、また、不足しているB(青)の画素値を、当該画素の周辺に位置する画素のうち、B(青)のカラーフィルタが配設された画素の画素値を用いて算出する。   As shown in FIG. 15A, for example, with respect to the position of a pixel provided with a G (green) color filter indicated by an arrow X, a pixel value of a G (green) component is obtained from the pixel. , R (red) component and B (blue) component pixel values are insufficient. Therefore, the pixel value of the insufficient R (red) component is calculated using the pixel value of the pixel in which the R (red) color filter is disposed among the pixels located around the pixel, Further, the missing B (blue) pixel value is calculated using the pixel values of the pixels provided with the B (blue) color filter among the pixels located around the pixel.

すなわち、図15(a)において矢印Xで示すG(緑)のカラーフィルタが配設された画素の位置については、R(赤)成分の画素値を、例えば図15(b)に示すように、その左右に位置する2つの画素から得られるR(赤)の画素値の平均値とし、また、B(青)成分の画素値を、例えば図15(c)に示すように、その上下に位置する2つの画素から得られるB(青)の画素値の平均値とする。   That is, for the position of the pixel where the G (green) color filter indicated by the arrow X in FIG. 15A is disposed, the pixel value of the R (red) component is, for example, as shown in FIG. The average value of the R (red) pixel values obtained from the two pixels located on the left and right sides thereof, and the pixel value of the B (blue) component, for example, as shown in FIG. The average value of the B (blue) pixel values obtained from the two located pixels is used.

また、例えば矢印Yに示すR(赤)のカラーフィルタが配設された画素の位置については、不足しているG(緑)成分の画素値を、例えば図15(d)に示すように、当該画素に隣接するG(緑)のカラーフィルタが配設された4つの画素のうち中間の画素値を有する2つの画素の画素値の平均値とする。また、不足しているB(青)の画素値を、例えば図15(e)に示すように、当該画素に隣接するB(青)のカラーフィルタが配設された4つの画素の画素値の平均値とする。   For example, for the position of the pixel where the R (red) color filter indicated by the arrow Y is disposed, the pixel value of the insufficient G (green) component is, for example, as shown in FIG. The average value of the pixel values of two pixels having an intermediate pixel value among the four pixels in which the G (green) color filter adjacent to the pixel is arranged. Further, for example, as shown in FIG. 15 (e), the missing B (blue) pixel value is set to the pixel value of the four pixels in which the B (blue) color filter adjacent to the pixel is arranged. Average value.

また、同様にして、例えば矢印Zに示すB(青)のカラーフィルタが配設された画素の位置については、不足しているG(緑)成分の画素値を、例えば図15(f)に示すように、当該画素に隣接するG(緑)のカラーフィルタが配設された4つの画素のうち中間の画素値を有する2つの画素の画素値の平均値とする。また、不足しているR(赤)の画素値を、例えば図15(g)に示すように、当該画素に隣接するR(赤)のカラーフィルタが配設された4つの画素の画素値の平均値とする。なお、このような補間演算の対象とする画素の選定方法は、前述のものに限られない。   Similarly, with respect to the position of the pixel provided with the B (blue) color filter indicated by the arrow Z, for example, the pixel value of the insufficient G (green) component is shown in FIG. As shown, the average value of the pixel values of two pixels having an intermediate pixel value among the four pixels in which the G (green) color filter adjacent to the pixel is arranged is used. In addition, as shown in FIG. 15G, for example, the missing R (red) pixel value is calculated as the pixel value of four pixels provided with an R (red) color filter adjacent to the pixel. Average value. Note that the method of selecting a pixel to be subjected to such interpolation calculation is not limited to the above.

以上のようにして、各時刻T=0,Δt,2Δt,3Δtにおいて、欠落している色成分の画素値を周囲の画素の画素値を用いた補間処理により導出する。そして、前述の光透過率の算出方法と同様に、各色成分について、当該画素Xに塵埃の陰影が投影されていない場合の画素値と、塵埃の陰影が投影された場合の画素値とを導出し、これらの画素値から各画素の位置における各色成分の光透過率を算出することができる。   As described above, at each time T = 0, Δt, 2Δt, and 3Δt, pixel values of missing color components are derived by interpolation processing using pixel values of surrounding pixels. Similarly to the light transmittance calculation method described above, for each color component, a pixel value when the shadow of the dust is not projected on the pixel X and a pixel value when the shadow of the dust is projected are derived. The light transmittance of each color component at the position of each pixel can be calculated from these pixel values.

例えば、図16に示すように、各時刻T=0,Δt,2Δt,3Δtにおいて、或るG(緑)の画素の画素値が「70」,「46.5」,「70.2」,「69.9」となったものとすると、塵埃の影響を受けていないときの画素値が「70」、塵埃の影響を受けているときの画素値が「46.5」と設定され、この画素のG(緑)成分の光透過率(46.5/70)×100が算出される。   For example, as shown in FIG. 16, at each time T = 0, Δt, 2Δt, 3Δt, the pixel values of a certain G (green) pixel are “70”, “46.5”, “70.2”, If the pixel value is “69.9”, the pixel value when not affected by dust is set to “70”, and the pixel value when affected by dust is set to “46.5”. The light transmittance (46.5 / 70) × 100 of the G (green) component of the pixel is calculated.

また、当該画素においては、R(赤)成分及びB(青)成分の画素値が、前記のようにその周囲の画素からの補間処理により導出される。例えば、図16の点線で示すように、各時刻T=0,Δt,2Δt,3ΔtにおけるR(赤)成分の画素値「77」,「53.2」,「77.1」,「76.9」が補間により導出され、各時刻T=0,Δt,2Δt,3ΔtにおけるB(青)成分の画素値「89」,「65.3」,「89.1」,「88.8」が補間により導出されたものとする。   In the pixel, the pixel values of the R (red) component and the B (blue) component are derived from the surrounding pixels as described above. For example, as indicated by dotted lines in FIG. 16, pixel values “77”, “53.2”, “77.1”, “76.” of the R (red) component at each time T = 0, Δt, 2Δt, 3Δt. 9 ”is derived by interpolation, and the pixel values“ 89 ”,“ 65.3 ”,“ 89.1 ”,“ 88.8 ”of the B (blue) component at each time T = 0, Δt, 2Δt, 3Δt are obtained. It is assumed that it is derived by interpolation.

このとき、R(赤)成分においては、塵埃の影響を受けていないときの画素値が「77」、塵埃の影響を受けているときの画素値が「53.2」と設定され、この画素のG(緑)の光の透過率(53.2/77)×100が算出される。また、B(青)成分においては、塵埃の影響を受けていないときの画素値が「89」、塵埃の影響を受けているときの画素値が「65.3」と設定され、この画素のG(緑)の光の透過率(65.3/89)×100が算出される。   At this time, in the R (red) component, the pixel value when not affected by dust is set to “77”, and the pixel value when affected by dust is set to “53.2”. G (green) light transmittance (53.2 / 77) × 100 is calculated. In the B (blue) component, the pixel value when not affected by dust is set to “89”, and the pixel value when affected by dust is set to “65.3”. The light transmittance of G (green) (65.3 / 89) × 100 is calculated.

以上のような処理により、図17に示すように、各画素の位置における各色成分の光透過率の分布を導出することができる。なお、図16では、時刻T=Δtのときに、各色成分における画素値が他の時刻T=0,2Δt,3Δtにおける画素値に比して大きく異なることから、この時刻T=Δtのときに、塵埃像が当該画素に投影されたものと考えることができる。また、図17に示すように、B(青)、R(赤)、G(緑)の順に光透過率が全体的に大きくなっているが、これは、カラーフィルタ自体の光の透過率(透過特性)や塵埃の色に因るものである。   Through the above processing, as shown in FIG. 17, it is possible to derive the light transmittance distribution of each color component at the position of each pixel. In FIG. 16, when the time T = Δt, the pixel value in each color component is significantly different from the pixel values at the other times T = 0, 2Δt, 3Δt. It can be considered that the dust image is projected onto the pixel. In addition, as shown in FIG. 17, the light transmittance generally increases in the order of B (blue), R (red), and G (green). This is because the light transmittance ( This depends on the transmission characteristics) and the color of the dust.

カバーガラス22の移動のピッチについては次のようなことを考慮して設定するとよい。すなわち、塵埃の付着量が少ない場合には、比較的大きな移動ピッチで1回だけカバーガラス22を移動するようにし、その移動前後で撮像動作を行うだけで、光透過率を算出することができる。その撮像動作により得られる2つの撮影画像から、当該画素に塵埃の陰影が投影されていない場合の画素値と、塵埃の陰影が投影された場合の画素値とが導出されるからである。しかし、この方法を、複数の塵埃が近接した位置に存在している場合にも採用すると、異なる塵埃が同一の画素に異なる時刻に撮像される虞があり、塵埃の区別を行うことができないことから、この場合には、移動ピッチを小さくし、撮影回数を増やすのが望ましい。   The movement pitch of the cover glass 22 may be set in consideration of the following. That is, when the amount of dust attached is small, the light transmittance can be calculated by moving the cover glass 22 only once at a relatively large movement pitch and performing an imaging operation before and after the movement. . This is because the pixel value when the shadow of dust is not projected on the pixel and the pixel value when the shadow of dust is projected are derived from the two captured images obtained by the imaging operation. However, if this method is adopted even when a plurality of dusts are present at close positions, different dusts may be imaged at different times on the same pixel, and the dusts cannot be distinguished. Therefore, in this case, it is desirable to reduce the moving pitch and increase the number of photographing.

なお、移動ピッチを画素ピッチと同一に設定すると、塵埃像のサイズについては画素の2倍に相当するサイズの塵埃像まで、また、隣接する塵埃像間の間隔については画素の2倍に相当する間隔の付着状態までについて、各画素の位置における光透過率を算出することができる。以下、この理由を説明する。   If the movement pitch is set to be the same as the pixel pitch, the size of the dust image corresponds to twice the size of the pixel, and the interval between adjacent dust images corresponds to twice the size of the pixel. The light transmittance at the position of each pixel can be calculated up to the adhesion state of the interval. Hereinafter, the reason will be described.

今、図18(a)に示すように、例えば画素と同じ大きさを有する塵埃像が一方向に1画素おきに投影される場合を想定する。図18(a)において、上下方向は画素値の大きさを示している。図18(a)に示すように、カバーガラス22の移動前において、隣接する2つの塵埃像間の境界と隣接する2つの画素間の境界とが一致するように投影されている場合には、カバーガラス22を1画素分ずつ移動させたときに、各画素には、塵埃像と塵埃像の無い像とが交互に投影され、各画素からは、相対的に大きな画素値(出力)と小さい画素値(出力)が交互に出力されることとなる。   Now, as shown in FIG. 18A, for example, a case is assumed where a dust image having the same size as a pixel is projected every other pixel in one direction. In FIG. 18A, the vertical direction indicates the size of the pixel value. As shown in FIG. 18A, before the cover glass 22 is moved, when the boundary between the two adjacent dust images and the boundary between the two adjacent pixels are projected so as to coincide with each other, When the cover glass 22 is moved by one pixel, a dust image and an image without a dust image are alternately projected on each pixel, and each pixel has a relatively large pixel value (output) and a small value. Pixel values (outputs) are output alternately.

ところが、図17(b)に示すように、カバーガラス22の移動前において、各塵埃像が隣接する2つの画素間にまたがって投影されている場合には、カバーガラス22を1画素分ずつ移動させたとき、どのタイミングにおいても塵埃像(移動前とは異なる塵埃像)が2つの画素間にまたがって投影されることとなる。   However, as shown in FIG. 17B, when each dust image is projected between two adjacent pixels before the cover glass 22 is moved, the cover glass 22 is moved by one pixel. At this time, a dust image (a dust image different from that before the movement) is projected between the two pixels at any timing.

この場合、カバーガラス22の移動前及び移動後において各画素により撮像される画像は、塵埃像と塵埃像を含まない画像とが混合した像となるため、各画素から、塵埃の無い像が投影されるときの画素値及び塵埃像のみが投影されるときの画素値は得られず、図18(a)に示す場合に各画素から出力される大きな画素値と小さい画素値との中間の画素値が出力される。   In this case, the image picked up by each pixel before and after the movement of the cover glass 22 is a mixed image of the dust image and the image not including the dust image, so that an image without dust is projected from each pixel. The pixel value when only the dust image is projected and the pixel value when only the dust image is projected cannot be obtained, and the intermediate pixel between the large pixel value and the small pixel value output from each pixel in the case shown in FIG. The value is output.

このようなことから、カバーガラス22の移動前における塵埃像の位置がどのような位置であっても、各画素から塵埃像のみが投影されている場合の画素値を得る(画素が塵埃像のみを撮像する期間を生成する)ためには、塵埃像が2画素分の大きさを有していることが必要であることが判る。また、カバーガラス22の移動前における塵埃像の位置がどのような位置であっても、各画素から塵埃像を含まない画像が投影されている場合の画素値を得る(画素が塵埃像を含まない画像を撮像する期間を生成する)ためには、隣接する2つの塵埃像間に2画素分に相当する間隔が必要であることが判る。光透過率算出部61は、特許請求の範囲における検出手段に相当する。   Therefore, a pixel value is obtained when only the dust image is projected from each pixel regardless of the position of the dust image before the cover glass 22 is moved (the pixel is only the dust image). It is understood that the dust image needs to have a size corresponding to two pixels in order to generate a period during which the image is captured. In addition, regardless of the position of the dust image before the movement of the cover glass 22, a pixel value is obtained when an image that does not include the dust image is projected from each pixel (the pixel includes the dust image). It is understood that an interval corresponding to two pixels is necessary between two adjacent dust images in order to generate a period during which no image is captured. The light transmittance calculation unit 61 corresponds to the detection means in the claims.

図6に戻り、塵埃サイズ検出部62は、光透過率算出部61により検出された塵埃像のサイズから、塵埃のサイズを検出するものである。   Returning to FIG. 6, the dust size detection unit 62 detects the size of the dust from the size of the dust image detected by the light transmittance calculation unit 61.

前述したように、撮像素子20の受光面とカバーガラス22とは、光軸方向に所定の距離だけ離間して配置されており、また、補助光照射部57から放射状の光が出射されることから、撮像素子20の受光面に投影される塵埃像は、実際の塵埃のサイズより大きくなる。   As described above, the light receiving surface of the image pickup device 20 and the cover glass 22 are arranged apart from each other by a predetermined distance in the optical axis direction, and radial light is emitted from the auxiliary light irradiation unit 57. Therefore, the dust image projected on the light receiving surface of the image sensor 20 is larger than the actual dust size.

ここで、光透過率算出部61による光透過率算出処理時と被写体の撮影時とで、撮像ユニット19への入射光の光路(光軸及び光線の方向)が同一であれば、光透過率算出処理時に撮像素子20に投影される塵埃像と撮影時に撮像素子20に投影される塵埃像とはサイズが一致するから、光透過率算出処理時に検出される塵埃像(光透過率の分布)をそのまま用いて、塵埃の陰影を撮影画像から除去する後述の復元処理を行うことが可能である。   Here, if the optical path of the incident light to the imaging unit 19 (the direction of the optical axis and the light beam) is the same during the light transmittance calculation process by the light transmittance calculation unit 61 and when the subject is photographed, the light transmittance. Since the size of the dust image projected onto the image sensor 20 during the calculation process and the size of the dust image projected onto the image sensor 20 during shooting are the same, the dust image detected during the light transmittance calculation process (light transmittance distribution) Can be used as it is, and a restoration process described later for removing the shadow of dust from the captured image can be performed.

しかし、本実施形態のように、一眼レフレックスタイプのデジタルカメラ1においては、交換レンズ2の種類ごとに絞り43の位置やレンズの形状が異なり、また、撮影時に設定される絞り値に応じて絞り開口径の大きさが変化するため、光透過率算出処理時と撮影時とで、撮像ユニット19への入射光の光路(光軸及び光線の方向)、延いては塵埃像のサイズが一致しないことが多い。   However, in the single-lens reflex digital camera 1 as in the present embodiment, the position of the aperture 43 and the shape of the lens differ depending on the type of the interchangeable lens 2, and depending on the aperture value set at the time of shooting. Since the aperture diameter changes, the light path of the incident light to the image pickup unit 19 (the direction of the optical axis and the light beam) and the size of the dust image are the same during the light transmittance calculation process and during the photographing. Often not.

そして、撮影時において各画素に入射される被写体光は様々である(各画素で一様(均一)ではない)から、各画素への入射光が、カバーガラス22上の塵埃により減衰されたものであるか否かは判別できない。したがって、その撮影画像から該撮影画像に含まれる塵埃像を識別することはできない。   Since the subject light incident on each pixel at the time of photographing varies (it is not uniform (uniform) in each pixel), the incident light on each pixel is attenuated by dust on the cover glass 22. It cannot be determined whether or not. Therefore, the dust image included in the captured image cannot be identified from the captured image.

そこで、本実施形態では、図19(a)に示すように、光透過率算出部61により算出された光透過率の分布(光透過率算出処理時に撮像素子20に投影される塵埃像のサイズ)と、発光部58からカバーガラス22及び撮像素子20の受光面までの距離等を用いて、図19(b)に示すように、一旦、塵埃のサイズを算出し、図19(c)に示すように、この塵埃のサイズと撮影時の絞り値等の撮影条件とに基づいて、撮影時に撮像素子20に投影される塵埃像のサイズを導出するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 19A, the distribution of the light transmittance calculated by the light transmittance calculation unit 61 (the size of the dust image projected on the image sensor 20 during the light transmittance calculation process). ) And the distance from the light emitting unit 58 to the cover glass 22 and the light receiving surface of the image pickup device 20, etc., as shown in FIG. 19B, the size of the dust is once calculated and shown in FIG. As shown, the size of the dust image projected onto the image sensor 20 during photographing is derived based on the dust size and photographing conditions such as the aperture value during photographing.

図11に示すように、この実際の配設位置と光学的に等価と考えられる、カバーガラス22と対向する位置に配設されているものと仮定した場合において、図12に示すように、発光部58からカバーガラス22までの距離をLg、発光部58の発光点Pから撮像素子20の受光面までの距離をLsとしたとき、光透過率算出処理時に撮像素子20に投影される塵埃像のサイズは実際の塵埃のサイズのLs/Lg倍である。   As shown in FIG. 12, when it is assumed that it is disposed at a position facing the cover glass 22, which is optically equivalent to this actual arrangement position, as shown in FIG. When the distance from the part 58 to the cover glass 22 is Lg, and the distance from the light emitting point P of the light emitting part 58 to the light receiving surface of the image sensor 20 is Ls, the dust image projected on the image sensor 20 during the light transmittance calculation process Is Ls / Lg times the actual dust size.

ところで、塵埃のサイズは、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置での光の透過率の分布から導出することができるが、この表面位置での光の透過率の分布を導出するためには、その表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定し、その状態での各画素の位置における光透過率を求める必要があり、本実施形態では、例えば、次のような方法を用いて導出する。図20は、この光透過率の導出方法を説明するための図である。   By the way, the size of the dust can be derived from the distribution of light transmittance at the surface position of the cover glass 22 to which the dust adheres. In order to derive the distribution of light transmittance at this surface position. In this embodiment, it is necessary to obtain the light transmittance at the position of each pixel in that state, assuming that the light receiving surface of the image sensor 20 is located at the surface position. It derives using the method. FIG. 20 is a diagram for explaining a method for deriving the light transmittance.

図20において、矢印Q1は、説明の簡単化のため光軸を原点とするX軸方向の画素列にのみ着目した場合における各画素の画素値d1,d2,…を示し、矢印Q2は、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定した場合において、前記画素値d1,d2,…の画素データを生成する前記表面位置での像のみによって、前記表面位置に位置する撮像素子20の各画素から出力される画素データの画素値d1’,d2’,…を示し、矢印Q3は、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定した場合に、その表面位置に位置する撮像素子20の各画素から出力される画素データの画素値d1”,d2”,…を示すものである。 In FIG. 20, an arrow Q1 indicates pixel values d 1 , d 2 ,... Of each pixel when attention is paid only to a pixel column in the X-axis direction with the optical axis as the origin for simplification of explanation, and an arrow Q2 indicates The surface position for generating the pixel data of the pixel values d 1 , d 2 ,... When the light receiving surface of the image sensor 20 is assumed to be positioned at the surface position of the cover glass 22 to which dust is attached. .., The pixel values d 1 ′, d 2 ′,... Of pixel data output from each pixel of the image sensor 20 located at the surface position, and an arrow Q3 is a cover to which dust is attached. Assuming that the light receiving surface of the image sensor 20 is located at the surface position of the glass 22, pixel values d 1 ″ and d 2 of pixel data output from each pixel of the image sensor 20 located at the surface position. ", ... are shown.

矢印Q1に示す各画素の画素値d1,d2,…から、矢印Q2に示す画素値d1’,d2’,…を算出する場合、各画素の画素値d1,d2,…に対しLg/Ls(=rとする)を乗算することにより算出することができる。 When the pixel values d 1 ′, d 2 ′,... Indicated by the arrow Q2 are calculated from the pixel values d 1 , d 2 ,... Indicated by the arrow Q1, the pixel values d 1 , d 2 ,. Can be calculated by multiplying Lg / Ls (= r).

そして、矢印Q2に示す画素値d1’,d2’,…から、矢印Q3に示す画素値d1”,d2”,…を算出するに際し、周知技術であるバイリニア法を用いて算出する。例えば、r>1/2であるとすると、図20に示すように、表面位置に位置する撮像素子20の或る画素g1は、画素値d1’を生成する像全部と画素値d2’を生成する像の一部とを受光することとなり、その画素g1の画素値d1”は、図20から、
1”=r×d1+(1−r)×d2
となり、また、例えば画素g2の画素値d2”は、
2”={r−(1−r)}×d2+[1−{r−(1−r)}]×d3
となる。
Then, when calculating the pixel values d 1 ″, d 2 ″,... Shown by the arrow Q3 from the pixel values d 1 ′, d 2 ′,. . For example, assuming that r> 1/2, as shown in FIG. 20, a certain pixel g1 of the image sensor 20 located at the surface position has an entire image that generates the pixel value d 1 ′ and the pixel value d 2 ′. The pixel value d 1 ″ of the pixel g1 is received from FIG.
d 1 ″ = r × d 1 + (1−r) × d 2
For example, the pixel value d 2 ″ of the pixel g2 is
d 2 ″ = {r− (1−r)} × d 2 + [1− {r− (1−r)}] × d 3
It becomes.

これにより、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定した場合の撮像素子20の各画素における光透過率を導出することができ、その結果、この光透過率の分布を用いて塵埃のサイズを検出することができる。   Thereby, it is possible to derive the light transmittance in each pixel of the image sensor 20 when it is assumed that the light receiving surface of the image sensor 20 is located at the surface position of the cover glass 22 to which dust is attached. As a result, the dust size can be detected using this light transmittance distribution.

このように、撮像素子20により検出される塵埃像は、カバーガラス22に付着している塵埃の実際のサイズより拡大されているから、カバーガラス22の位置での塵埃像を構成する画像データを導出するためには、撮像素子20の各画素から出力された画像データを縮小する必要があるが、画像データは離散的に取り扱われているため、画素のピッチを連続的に小さくすることができない。そこで、前述のように、縮小した塵埃の画像データを元の画素ピッチに変換し、この変換処理に例えば前記バイリニア法等の補間法を採用している。   As described above, the dust image detected by the image sensor 20 is larger than the actual size of the dust adhering to the cover glass 22, so that the image data constituting the dust image at the position of the cover glass 22 is changed. In order to derive the image data, it is necessary to reduce the image data output from each pixel of the image sensor 20. However, since the image data is handled discretely, the pixel pitch cannot be continuously reduced. . Therefore, as described above, the reduced dust image data is converted into the original pixel pitch, and an interpolation method such as the bilinear method is employed for this conversion processing.

なお、本実施形態では、1つの点光源から放射状の光がカバーガラス22に照射されて、撮像素子20の受光面上に塵埃像が形成されるものであり、異なる位置に点光源が2つ配設されている場合に発生する、一方の点光源のみによる陰影の部分(輪郭のボケ)は無いから、前述の補間方法により正確な塵埃のサイズを検出することができる。塵埃サイズ検出部62は、特許請求の範囲における導出手段に相当する。   In the present embodiment, radial light from one point light source is irradiated onto the cover glass 22 to form a dust image on the light receiving surface of the image sensor 20, and two point light sources are located at different positions. Since there is no shaded portion (outlined blur) due to only one point light source that occurs when arranged, the dust size can be accurately detected by the interpolation method described above. The dust size detection unit 62 corresponds to the derivation means in the claims.

塵埃除去制御部63は、光透過率算出部61により算出された光透過率について、所定の閾値以下の光透過率を有する画素が所定数以上存在した場合、又は塵埃サイズ検出部62により検出された塵埃のサイズが所定の閾値以下の場合に、カバーガラス22に付着した塵埃を除去するべく、塵埃除去部56の動作を制御するものである。   The dust removal control unit 63 detects the light transmittance calculated by the light transmittance calculation unit 61 when a predetermined number or more of pixels having a light transmittance equal to or less than a predetermined threshold exist, or is detected by the dust size detection unit 62. When the size of the dust is equal to or smaller than a predetermined threshold value, the operation of the dust removing unit 56 is controlled so as to remove the dust adhering to the cover glass 22.

すなわち、塵埃除去制御部63は、前述したように、塵埃除去部56における加振機構23にパルス状の駆動信号を出力することにより、カバーガラス22の急速な変位を生じさせ、これにより、カバーガラス22上の塵埃を落下させる。   That is, as described above, the dust removal control unit 63 outputs a pulse-like drive signal to the vibration mechanism 23 in the dust removal unit 56, thereby causing the cover glass 22 to be rapidly displaced. Dust on the glass 22 is dropped.

なお、一般に、灰色などの均一な被写体の画像を撮像した場合に、ムラとして検知できる画素値の低下度合いは、3〜5%程度と言われている、すなわち、画素の画素値が他の画素値より約3〜5%低いとき、その画素により撮像された画像は人間の眼でムラとして視認されることから、塵埃除去制御部63による塵埃除去処理の要否判断に用いる前記光透過率についての前記閾値は、塵埃像を受光していない画素の画素値に対して95〜97%の画素値の範囲内で設定するとよい。   In general, when a uniform subject image such as gray is captured, the degree of decrease in pixel value that can be detected as unevenness is said to be about 3 to 5%, that is, the pixel value of the pixel is other pixels. When the value is about 3 to 5% lower than the value, the image picked up by the pixel is visually perceived as unevenness by the human eye. Therefore, the light transmittance used for determining whether or not dust removal processing is necessary by the dust removal control unit 63. The threshold value may be set within a range of 95 to 97% of the pixel value of the pixel not receiving the dust image.

また、塵埃除去制御部63による塵埃除去処理は、光透過率が前記閾値以下の画素が1つでも存在した場合に実行するようにしてもよいし、光透過率が前記閾値以下の画素の画素数についての閾値を予め設定しておき、光透過率が前記閾値以下の画素の数が、その画素数についての前記閾値以上となった場合に実行するようにしてもよい。さらに、カバーガラス22の急速な変位を生じさせる時間は、適宜設定するとよい。   Further, the dust removal processing by the dust removal control unit 63 may be executed when there is at least one pixel having a light transmittance equal to or lower than the threshold, or pixels having a light transmittance equal to or lower than the threshold. A threshold value for the number may be set in advance, and may be executed when the number of pixels whose light transmittance is equal to or less than the threshold value is equal to or greater than the threshold value for the number of pixels. Furthermore, the time for causing the rapid displacement of the cover glass 22 may be set as appropriate.

さらに、加振機構23により与えられた衝撃によって塵埃に作用する慣性力は、該塵埃の質量に比例することから、軽量な塵埃はカバーガラス22の表面から落下し難い。したがって、軽量と考えられる例えば小さい塵埃が存在していることを検知した場合には、複数回、カバーガラス22に衝撃を加えるようにしてもよい。   Further, since the inertial force acting on the dust due to the impact given by the vibration mechanism 23 is proportional to the mass of the dust, the light dust is unlikely to fall from the surface of the cover glass 22. Therefore, for example, when it is detected that small dust that is considered to be lightweight exists, an impact may be applied to the cover glass 22 a plurality of times.

塵埃除去制御部63による塵埃除去処理が完了すると、光透過率算出部61及び塵埃サイズ検出部62は、光透過率算出処理及び塵埃サイズ検出処理を再度実行し、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定した場合の撮像素子20の各画素における光透過率を記憶部65に格納する。   When the dust removal processing by the dust removal control unit 63 is completed, the light transmittance calculating unit 61 and the dust size detecting unit 62 execute the light transmittance calculating process and the dust size detecting process again, and the cover glass to which dust is attached The light transmittance of each pixel of the image pickup device 20 when the light receiving surface of the image pickup device 20 is assumed to be located at the surface position 22 is stored in the storage unit 65.

復元処理部64は、撮影画像から塵埃像(塵埃の陰影)を除去または抑制する復元処理(図9に示すステップ♯13の処理)を施すものである。   The restoration processing unit 64 performs restoration processing (step # 13 shown in FIG. 9) that removes or suppresses a dust image (shadow of dust) from the captured image.

まず、前述したように、カバーガラス22に付着する同一の塵埃であっても、光透過率算出部61による光透過率算出時に求めた塵埃像のサイズと、撮影時における塵埃像のサイズとは通常一致しない。光透過率算出時においては、光源が点光源であるため、撮像素子20に投影される塵埃像は、実際の塵埃の形状を拡大したものとなるが、図21の矢印Tで示すようなボケはない。   First, as described above, the size of the dust image obtained when calculating the light transmittance by the light transmittance calculating unit 61 and the size of the dust image at the time of photographing are the same dust adhering to the cover glass 22. Usually does not match. At the time of calculating the light transmittance, since the light source is a point light source, the dust image projected on the image sensor 20 is an enlargement of the actual dust shape, but the blur as shown by the arrow T in FIG. There is no.

一方、撮影時においては、所定の大きさを有する絞り43の開口から或る幅を有する光束が導かれ、また、この光束は平行光で構成されるものではないため、撮像素子20に投影される塵埃像は、実際の塵埃の形状を拡大したものとなるとともに、図21の矢印Tで示すようなボケを有するものとなる。   On the other hand, at the time of shooting, a light beam having a certain width is guided from the aperture of the diaphragm 43 having a predetermined size, and since this light beam is not composed of parallel light, it is projected onto the image sensor 20. The dust image has an enlarged shape of the actual dust and has a blur as indicated by an arrow T in FIG.

図21は、撮影光学系38の光軸Lを通るX−Z断面をみた場合において、撮影時における画素位置と光透過率との関係を示す図である。なお、撮影時に絞り43の開口から出射される光は完全な拡散状態であるとする。   FIG. 21 is a diagram illustrating the relationship between the pixel position and the light transmittance at the time of photographing when the XZ section passing through the optical axis L of the photographing optical system 38 is viewed. It is assumed that the light emitted from the aperture of the diaphragm 43 during photographing is in a completely diffused state.

図21に示すように、絞り43の開口における一端部P1付近を通過する光線のうち、カバーガラス22上の塵埃Mの一端を通る光線L1が到達する撮像素子22上の点をE1、該塵埃Mの他端を通る光線L2が到達する撮像素子22上の点をE2とするとともに、絞り43の開口における他端部P2付近を通過する光線のうち、カバーガラス22上の塵埃Mの一端を通る光線L3が到達する撮像素子22上の点をE3、該塵埃Mの他端を通る光線L4が到達する撮像素子22上の点をE4とする。   As shown in FIG. 21, among the light rays that pass near one end P1 in the opening of the aperture 43, the point on the image sensor 22 where the light ray L1 that passes through one end of the dust M on the cover glass 22 reaches E1, and the dust A point on the image sensor 22 where the light beam L2 passing through the other end of M reaches E2 and one end of the dust M on the cover glass 22 among the light beams passing near the other end portion P2 in the opening of the stop 43. A point on the image sensor 22 at which the passing light beam L3 reaches E3, and a point on the image sensor 22 at which the light beam L4 passing through the other end of the dust M reaches E4.

このとき、点E1から点E4の間に位置する画素には、塵埃Mを透過した光線のみが到達する一方、点E1から点E3の間及び点E4から点E2の間に位置する画素には、塵埃Mを透過した光線だけでなく、塵埃Mによって減衰されること無く入射する光線があり、この部分が前記ボケとなる。その光線の量は、点E1から点E3に向けて、また、点E4から点E2に向けて多くなる。   At this time, only the light beam that has passed through the dust M reaches the pixel located between the point E1 and the point E4, while the pixel located between the point E1 and the point E3 and between the point E4 and the point E2 In addition to the light beam that has passed through the dust M, there is a light beam that enters without being attenuated by the dust M, and this portion becomes the blur. The amount of light increases from point E1 to point E3 and from point E4 to point E2.

したがって、図21に示すように、点E1から点E4の間に位置する画素の位置における光透過率が最も小さくなるとともに(図21の光透過率s)、点E1から点E3に向けて、また、点E4から点E2に向けて光透過率が大きくなり、点E2及び点E3より外側に位置する画素の位置における光透過率は略100%となる。なお、最小の光透過率sは、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定して導出した撮像素子20の各画素における光透過率に相当するものである。   Therefore, as shown in FIG. 21, the light transmittance at the position of the pixel located between the points E1 and E4 is the smallest (light transmittance s in FIG. 21), and from the point E1 to the point E3, Further, the light transmittance increases from the point E4 to the point E2, and the light transmittance at the position of the pixel located outside the points E2 and E3 is approximately 100%. The minimum light transmittance s is derived on the assumption that the light receiving surface of the image sensor 20 is located at the surface position of the cover glass 22 to which dust is attached. It is equivalent to.

次に、点E1と点E3との間、及び点E4と点E2との間に位置する画素の光透過率の変化を示す関数を導出する方法について説明する。   Next, a method for deriving a function indicating a change in light transmittance of a pixel located between the points E1 and E3 and between the points E4 and E2 will be described.

図21に示すように、絞り43とカバーガラス22との光軸方向の距離をa、カバーガラス22と撮像素子20との光軸方向の距離をb、絞り43の開口における一端部P1と塵埃Mの他端部との図21における上下方向(X軸方向)の距離をc、絞り43の開口の直径をLとするとともに、図21の上下方向(X軸方向)に並ぶ画素について、絞り43の開口における下端部P2に相当する位置を原点とする座標系を設定すると、点E2に対応する画素位置v及び点E4に対応する画素位置uは、
v=L−c×{(a+b)/a}
u=(L−c)×{(a+b)/a}
となる。
As shown in FIG. 21, the distance in the optical axis direction between the diaphragm 43 and the cover glass 22 is a, the distance in the optical axis direction between the cover glass 22 and the image sensor 20 is b, and one end P1 and dust at the opening of the diaphragm 43 The distance from the other end of M in FIG. 21 in the vertical direction (X-axis direction) is c, the diameter of the aperture of the aperture 43 is L, and the pixels aligned in the vertical direction (X-axis direction) in FIG. When the coordinate system having the origin corresponding to the position corresponding to the lower end P2 in the opening of 43 is set, the pixel position v corresponding to the point E2 and the pixel position u corresponding to the point E4 are:
v = L−c × {(a + b) / a}
u = (L−c) × {(a + b) / a}
It becomes.

ここで、画素位置vから画素位置uまでの光透過率は、線形的に変化するものと考えると、撮像素子20の任意の画素位置xにおける光透過率は、
0≦x<vのとき 100
v≦x<uのとき (x−1)×(100−s)/(v−u)+100
u≦xのとき s
となる。
Here, assuming that the light transmittance from the pixel position v to the pixel position u changes linearly, the light transmittance at an arbitrary pixel position x of the image sensor 20 is
100 when 0 ≦ x <v
When v ≦ x <u (x−1) × (100−s) / (v−u) +100
s when u ≦ x
It becomes.

そして、カバーガラス22に塵埃が付着している場合、撮影光学系38からの光(被写体光)は、この塵埃によって減衰されると考えられ、塵埃により減衰された被写体光を受光したときの画素値は、塵埃による減衰を受けていない被写体光を受光したときの画素値に、前述の光透過率を乗算したものと考えることができる。よって、塵埃による減衰を受けていない被写体光を受光したときの画素値は、塵埃により減衰された被写体光を受光したときの画素値を前述の光透過率で除算することにより算出することができる。   When dust is attached to the cover glass 22, light (subject light) from the photographing optical system 38 is considered to be attenuated by the dust, and the pixel when the subject light attenuated by the dust is received. It can be considered that the value is obtained by multiplying the pixel value when the subject light not attenuated by dust is received by the above-described light transmittance. Therefore, the pixel value when the subject light not attenuated by dust is received can be calculated by dividing the pixel value when the subject light attenuated by dust is divided by the above-described light transmittance. .

例えば、図21に示すように、画素位置x1がv≦x1<uのとき、その画素位置x1における光透過率は、(x1−1)×(100−s)/(v−u)+100となるから、この画素位置x1の画素により撮像された画像の画素値をdとすると、当該画素が塵埃による減衰を受けていない被写体光を受光したときの画素値は、
d÷[(x1−1)×(100−s)/(v−u)+100]
となる。
For example, as shown in FIG. 21, when the pixel position x 1 is v ≦ x 1 <u, the light transmittance at the pixel position x 1 is (x 1 −1) × (100−s) / (v− since the u) +100, when the pixel values of the image captured by the pixel the pixel position x 1 is d, the pixel value when the pixel has subject light receiving no attenuation by dust,
d ÷ [(x 1 −1) × (100−s) / (v−u) +100]
It becomes.

このように、撮影画像を撮影したときの撮影条件(絞り43の開口径、絞り43の開口の形状、絞り43とカバーガラス22との距離、絞り43と撮像素子20との距離等を含む)と、塵埃が付着しているカバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定して導出した撮像素子20の各画素における光透過率とを用いて、撮影画像に含まれる塵埃像(塵埃の陰影)を検出し、この塵埃の影響を撮影画像から除去又は抑制することで、綺麗な撮影画像を復元することができる。   As described above, the photographing conditions when the photographed image is photographed (including the aperture diameter of the diaphragm 43, the shape of the aperture of the diaphragm 43, the distance between the diaphragm 43 and the cover glass 22, the distance between the diaphragm 43 and the image sensor 20, etc.) And the light transmittance at each pixel of the image sensor 20 derived on the assumption that the light receiving surface of the image sensor 20 is located at the surface position of the cover glass 22 to which dust is attached. By detecting the included dust image (shadow of dust) and removing or suppressing the influence of the dust from the captured image, a beautiful captured image can be restored.

以上のように、外光を遮断し発光部58を点灯させた状態で、カバーガラス22のX軸方向への移動と同期させて撮像素子20に撮像動作を複数回行わせ、各画素について、各時刻で得られた画素値のうち他の画素値よりも大幅に小さい画素値を他の画素値で除算して光透過率を算出し、各画素についての光透過率により得られる光透過率分布により撮像素子20に投影される塵埃像を検出し、この塵埃像と、発光部58からカバーガラス22及び撮像素子20の受光面までの距離Lg,Lsとを用いてバイリニア法等の補間処理により、カバーガラス22の表面位置に撮像素子20の受光面が位置していると仮定した場合に、その撮像素子20から得られる塵埃の像(等倍画像)を導出し、画素ごとに画像の復元処理を行うようにしたから、塵埃の影響の無い又は少ない綺麗な撮影画像を得ることができる。   As described above, in a state where the external light is blocked and the light emitting unit 58 is turned on, the imaging device 20 performs an imaging operation a plurality of times in synchronization with the movement of the cover glass 22 in the X-axis direction. The light transmittance obtained from the light transmittance for each pixel is calculated by dividing the pixel value obtained at each time by a pixel value that is significantly smaller than the other pixel values by the other pixel value. A dust image projected on the image sensor 20 is detected from the distribution, and interpolation processing such as a bilinear method is performed using the dust image and the distances Lg and Ls from the light emitting unit 58 to the cover glass 22 and the light receiving surface of the image sensor 20. Thus, when it is assumed that the light receiving surface of the image pickup device 20 is located at the surface position of the cover glass 22, an image of the dust (same size image) obtained from the image pickup device 20 is derived, and the image of each pixel is Because the restoration process was done It is possible to obtain a no or less beautiful photographic image of the impact of the dust.

なお、本発明は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態[1]〜[15]に説明する変形形態も採用可能である。   In addition to the said embodiment, it can replace with the said embodiment and the deformation | transformation form demonstrated to the following form [1]-[15] is also employable for this invention.

[1]前記実施形態では、発光部58として点光源とみなせるものを採用したが、光源が比較的大きい場合は、この光源から出射される光をピンホールなどの絞りを用いて点状光とし、この点状光をレンズ59に導いて拡散するように構成するとよい。   [1] In the above embodiment, a light source 58 that can be regarded as a point light source is used. However, when the light source is relatively large, the light emitted from the light source is converted into point light using a stop such as a pinhole. The point light may be guided to the lens 59 and diffused.

[2]塵埃の影響が大きく該塵埃による光の透過率の低下度合いが大きい場合には、塵埃像を撮像した画素の画素値が非常に小さくなり、前述のような復元処理では、高精度に撮影画像の復元を行うことができない虞がある。そこで、塵埃の影響が大きい場合(光透過率が極めて小さくなる場合)には、次のように処理するとよい。   [2] When the influence of dust is large and the degree of decrease in the light transmittance due to the dust is large, the pixel value of the pixel that captured the dust image becomes very small. There is a possibility that the captured image cannot be restored. Therefore, when the influence of dust is large (when the light transmittance is extremely small), the following processing is recommended.

まず、シャッターボタン4の全押し操作により撮影の指示が行われると、全体制御部37は、予め決定された露出制御値に基いて撮像素子20に所定時間露光動作を行わせるとともに、この露光動作と並行して、カバーガラス22を所定の方向(例えばX軸方向)に移動させる。前記所定時間の間に移動されるカバーガラス22の移動量は、例えば1mmでもよいし、或いは数画素相当でもよい。   First, when a shooting instruction is issued by fully pressing the shutter button 4, the overall control unit 37 causes the image sensor 20 to perform an exposure operation for a predetermined time based on a predetermined exposure control value, and this exposure operation. In parallel, the cover glass 22 is moved in a predetermined direction (for example, the X-axis direction). The moving amount of the cover glass 22 moved during the predetermined time may be 1 mm, for example, or may be equivalent to several pixels.

撮像素子20の露光中にカバーガラス22を移動させると、撮像素子20の画素のうち、露光期間中に塵埃像が通過する期間を有する画素が生じる。この画素の画素値は、塵埃像が通過した期間における受光光量と、それ以外の期間(塵埃の像が通過していない期間)における受光光量との和に相当する値となる。なお、この露光動作により得られる画像は、カバーガラス22の移動方向に薄く延びた塵埃による陰影が混入した画像となる。   When the cover glass 22 is moved during exposure of the image sensor 20, pixels having a period during which the dust image passes during the exposure period are generated among the pixels of the image sensor 20. The pixel value of this pixel is a value corresponding to the sum of the amount of received light during a period when the dust image has passed and the amount of received light during the other period (a period during which no dust image has passed). Note that an image obtained by this exposure operation is an image in which shadows due to dust extending thinly in the moving direction of the cover glass 22 are mixed.

一方、前記光透過率算出部61により算出された各画素位置における光透過率について、次のような演算処理を行う。   On the other hand, the following arithmetic processing is performed on the light transmittance at each pixel position calculated by the light transmittance calculator 61.

まず、全体制御部37は、カバーガラス22の前記移動速度及び露光時間からカバーガラス22の移動量を算出し、この移動量を画素数に換算する。この換算された画素数をnとする。また、全体制御部37は、百分率で表された光透過率の低下分を前記換算画素数nで除算し、この除算値を、前記水平方向に1画素ずつn画素まで移動した(ずらした)分布をそれぞれ求め、各画素について、移動画素数ごとに得られる当該画素に係る除算値を全て加算する。そして、この得られた加算値を小数に変換する。画素GNについての小数に変換した加算値をPNとすると、撮影画像における各画素の画素値を(1−PN)で除算する。 First, the overall control unit 37 calculates the movement amount of the cover glass 22 from the movement speed and exposure time of the cover glass 22, and converts this movement amount into the number of pixels. This converted number of pixels is n. The overall control unit 37 divides the decrease in light transmittance expressed as a percentage by the converted pixel number n, and moves (shifts) this divided value to n pixels one by one in the horizontal direction. Each distribution is obtained, and for each pixel, all division values relating to the pixel obtained for each number of moving pixels are added. Then, the obtained addition value is converted into a decimal. If the added value obtained by converting the decimal of the pixel G N and P N, divides the pixel value of each pixel in the captured image by (1-P N).

この一連の処理を具体的な数値を当てはめて説明すると、例えば、水平方向に延びる或る画素列に属する10個の画素G1〜G10について、カバーガラス22の移動前の位置(初期位置)に位置するときの光透過率の分布が図22(a)に示すような分布になった場合を想定する。   This series of processing will be described by applying specific numerical values. For example, ten pixels G1 to G10 belonging to a certain pixel row extending in the horizontal direction are positioned at positions (initial positions) before the cover glass 22 is moved. It is assumed that the light transmittance distribution at the time is as shown in FIG.

すなわち、図22(b)に示すように、カバーガラス22が前記初期位置に位置するときの画素G1,G2,G8〜G10の光透過率を100、画素G3の光透過率を80、画素G4の光透過率を40、画素G5の光透過率を50、画素G6の光透過率を70、画素G7の光透過率を90とする。   That is, as shown in FIG. 22B, when the cover glass 22 is located at the initial position, the light transmittance of the pixels G1, G2, G8 to G10 is 100, the light transmittance of the pixel G3 is 80, and the pixel G4 , The light transmittance of the pixel G5 is 50, the light transmittance of the pixel G6 is 70, and the light transmittance of the pixel G7 is 90.

この場合、図22(b)に示すように、塵埃の影響を受けたことによる光透過率の低下分は、画素G1,G2,G8〜G10は0、画素G3は20、画素G4は60、画素G5は50、画素G6は30、画素G7は10となる。   In this case, as shown in FIG. 22B, the decrease in the light transmittance due to the influence of dust is 0 for the pixels G1, G2, G8 to G10, 20 for the pixel G3, 60 for the pixel G4, The pixel G5 is 50, the pixel G6 is 30, and the pixel G7 is 10.

そして、カバーガラス22の移動量から得られる前記換算画素数nが10であった(カバーガラス22を水平方向に10画素分に相当する移動量だけ移動した)ものとすると、各画素の光透過率の低下分をこの換算画素数10で除算する。各画素について得られる除算値を、図22(b)の矢印(1)で示す。   If the converted pixel number n obtained from the movement amount of the cover glass 22 is 10 (the cover glass 22 is moved by a movement amount corresponding to 10 pixels in the horizontal direction), the light transmission of each pixel The rate decrease is divided by this converted pixel count of 10. The division value obtained for each pixel is indicated by an arrow (1) in FIG.

次に、この除算値を、画素G1〜G10の並び方向(前記水平方向)に1画素ずつ10画素分まで移動し、各移動画素数における各画素についての除算値を求める。例えば図22(b)の矢印(1)で示す各画素についての除算値を1画素分移動した分布を図22(b)の矢印(2)で示し、また、例えば図22(b)の矢印(1)で示す各画素についての除算値を2画素分移動した分布を図22(b)の矢印(3)で示す。   Next, this divided value is moved up to 10 pixels one by one in the arrangement direction of the pixels G1 to G10 (the horizontal direction), and a divided value for each pixel in each moving pixel number is obtained. For example, a distribution obtained by moving the division value for each pixel indicated by arrow (1) in FIG. 22B by one pixel is indicated by arrow (2) in FIG. 22B, and for example, the arrow in FIG. A distribution obtained by moving the division value for each pixel indicated by (1) by two pixels is indicated by an arrow (3) in FIG.

このようにして、各画素について、換算画素数10画素分まで移動した除算値の分布を求め、さらに、各画素G1〜G10において各除算値を加算する。この加算処理により得られた各画素G1〜G10についての加算値を図22の矢印(4)で示す。さらに、この加算値を小数に変換し、各画素G1〜G10について(1−加算値)を演算し、各画素G1〜G10の位置における撮影画像の各画素値を、対応する(1−加算値)で除算する。   In this way, for each pixel, the distribution of the divided values moved up to the number of converted pixels of 10 pixels is obtained, and each divided value is added in each of the pixels G1 to G10. An added value for each of the pixels G1 to G10 obtained by this addition processing is indicated by an arrow (4) in FIG. Further, this added value is converted into a decimal, and (1-added value) is calculated for each pixel G1 to G10, and each pixel value of the photographed image at the position of each pixel G1 to G10 corresponds to (1-added value). ).

そして、前述のようにカバーガラス22を移動させながら撮像動作を行うことにより得られた撮影画像における各画素G1〜G10の画素値をd1〜d10とすると、図22(c)に示すように、例えば画素G5については、画素値d5を(1−0.13(=0.87))で除算する。 When the pixel value of each pixel G1~G10 in the captured image obtained by performing the imaging operation while moving the cover glass 22 as described above and d 1 to d 10, as shown in FIG. 22 (c) to, for example, for the pixel G5 divides the pixel value d 5 in (1-0.13 (= 0.87)).

この処理により、図22の矢印(5)で示すように、カバーガラス22を移動させながら撮像動作を行うことにより得られた撮影画像における各画素G1〜G10の画素値が、矢印(6)で示すように、塵埃による影響を受けて画素値が大幅に低下していた画素G3〜G8の画素値を大きくすることができ、塵埃による影響を受けていた画素G1,G2,G9,G10の位置における画像に対して平滑化することができる。   With this processing, as indicated by the arrow (5) in FIG. 22, the pixel values of the pixels G1 to G10 in the captured image obtained by performing the imaging operation while moving the cover glass 22 are indicated by the arrow (6). As shown in the figure, the pixel values of the pixels G3 to G8 whose pixel values have been greatly reduced due to the influence of dust can be increased, and the positions of the pixels G1, G2, G9, and G10 that have been affected by the dust. Can be smoothed with respect to the image.

その結果、光透過率が非常に小さい塵埃がカバーガラス22に付着している場合でも、撮影画像中の塵埃像が目立たなくなり、塵埃の影響が抑制された綺麗な撮影画像を得ることができる。   As a result, even when dust having very low light transmittance is attached to the cover glass 22, the dust image in the photographed image becomes inconspicuous, and a beautiful photographed image in which the influence of dust is suppressed can be obtained.

[3]前述のように塵埃除去動作を行っても除去できない(落下しない)塵埃は、比較的大きな付着力でカバーガラス22に付着しているため、デジタルカメラ1の通常の使用によっては落下する可能性は低いと考えられるが、デジタルカメラ1の搬送時に該デジタルカメラ1に加わる振動や、デジタルカメラ1の使用中の落下により該デジタルカメラ1に加わる振動等によって、そのような塵埃がカバーガラス22の表面から落下する可能性がある。   [3] As described above, dust that cannot be removed even if the dust removal operation is performed (does not fall) adheres to the cover glass 22 with a relatively large adhesion force, and thus drops depending on normal use of the digital camera 1. Although it is considered that the possibility is low, such dust is covered with the cover glass due to vibration applied to the digital camera 1 when the digital camera 1 is transported or vibration applied to the digital camera 1 due to falling while the digital camera 1 is in use. There is a possibility of falling from the surface of 22.

このとき、撮影時点が光透過率の算出時点から時間が経過しているときには、デジタルカメラ1が記憶している塵埃像と、実際の塵埃の付着状態とが一致していない場合がある。この場合、前記復元処理を行う必要のなくなった画素の画像(塵埃の影響を受けていた画素の画像)に対してまでその復元処理を行うこととなる。   At this time, when the time of photographing has elapsed from the time of calculating the light transmittance, the dust image stored in the digital camera 1 may not match the actual dust adhesion state. In this case, the restoration process is performed even for the image of the pixel that does not need to be restored (the image of the pixel that has been affected by the dust).

その結果、第1の実施形態のように、塵埃により減衰された被写体光を受光したときの画素値を光透過率で除算するため、例えばデジタルカメラ1が記憶している塵埃像の部分に相当する画素値が周囲の画像の画素値に比して大きくなり、その塵埃像の部分に相当する画像が周囲の画像に比して明るくなるなど、被写体像に忠実な画像とならない虞がある。   As a result, as in the first embodiment, the pixel value when the subject light attenuated by dust is received is divided by the light transmittance, which corresponds to, for example, the portion of the dust image stored in the digital camera 1. There is a possibility that the pixel value to be processed becomes larger than the pixel value of the surrounding image, and the image corresponding to the dust image portion becomes brighter than the surrounding image, so that the image is not faithful to the subject image.

そこで、前記変形形態[2]のように、撮像素子20の露光動作中にカバーガラス22を水平方向に移動させる構成を採用している場合には、この構成を利用して次のような処理を行うことで、最新の塵埃像を検出することができる。   Therefore, in the case of adopting a configuration in which the cover glass 22 is moved in the horizontal direction during the exposure operation of the image sensor 20 as in the modification [2], the following processing is performed using this configuration. By performing the above, the latest dust image can be detected.

図23(a)は、撮像素子20の露光動作中にカバーガラス22を所定の方向(図23ではX軸方向)に移動させて得た撮影画像の一例を示すものであり、図23(b)は、記憶部54に記憶している塵埃像の一例を示すものである。   FIG. 23A shows an example of a photographed image obtained by moving the cover glass 22 in a predetermined direction (X-axis direction in FIG. 23) during the exposure operation of the image sensor 20, and FIG. ) Shows an example of a dust image stored in the storage unit 54.

撮影者からの指示で撮影動作を行ったことにより、例えば図23(a)に示す撮影画像が得られたものとすると、全体制御部37は、この撮影画像を微分して図23(c)に示すように画像のエッジを抽出する。   Assuming that, for example, a photographed image shown in FIG. 23A is obtained by performing a photographing operation in accordance with an instruction from the photographer, the overall control unit 37 differentiates the photographed image and performs FIG. 23C. The edge of the image is extracted as shown in FIG.

そして、全体制御部37は、そのエッジの延びる方向がカバーガラス22の移動方向と一致し、且つカバーガラス22の移動量と同一又はそれ以上の長さを有する画像を塵埃像の候補として抽出する。例えば図23(c)において、エッジE1〜E5が塵埃像の候補として抽出されたものとする。なお、画像の方向性を判断する手法としては、例えば座標上の点を直線に投影するハフ変換等の周知技術を採用することができる。   Then, the overall control unit 37 extracts, as a dust image candidate, an image in which the extending direction of the edge coincides with the moving direction of the cover glass 22 and has a length equal to or longer than the moving amount of the cover glass 22. . For example, in FIG. 23C, it is assumed that the edges E1 to E5 are extracted as dust image candidates. As a method for determining the directionality of an image, for example, a well-known technique such as a Hough transform that projects a point on a coordinate onto a straight line can be employed.

次に、全体制御部37は、図23(b)に示す塵埃の記憶画像と、図23(c)に示すエッジとを比較し、塵埃M1〜M5の各記憶画像と各エッジとが対応するものであるか否かを判断する。例えば、図23(c)におけるエッジE1の撮影画像における位置は、記憶画像M1の撮影画像における位置を含むことから、該エッジE1は図23(b)に示す記憶画像M1と対応するものであると判断される。また、同様に、図23(c)におけるエッジE2,E3は、図23(b)に示す記憶画像M2,M3と対応するものである一方、記憶画像M4,M5に対応するエッジは図23(c)に示す撮影画像中には存在しないと判断される。   Next, the overall control unit 37 compares the stored image of dust shown in FIG. 23B with the edges shown in FIG. 23C, and the stored images of dust M1 to M5 correspond to the respective edges. It is judged whether it is a thing. For example, since the position of the edge E1 in the captured image in FIG. 23C includes the position in the captured image of the stored image M1, the edge E1 corresponds to the stored image M1 shown in FIG. It is judged. Similarly, the edges E2 and E3 in FIG. 23C correspond to the stored images M2 and M3 shown in FIG. 23B, while the edges corresponding to the stored images M4 and M5 are shown in FIG. It is determined that it does not exist in the captured image shown in c).

したがって、撮影画像のうち塵埃の記憶画像M1〜M3については前記復元処理を行い、一方、塵埃の記憶画像M4,M5については、光透過率の算出時点から撮影時点までの間に、この塵埃の記憶画像M4,M5に対応する塵埃がカバーガラス22から落下(自然落下)したものと考えられるため、前記復元処理は行わない。   Therefore, the restoration processing is performed on the dust storage images M1 to M3 in the photographed image, while the dust storage images M4 and M5 are stored between the calculation time of the light transmittance and the photographing time. Since it is considered that the dust corresponding to the stored images M4 and M5 has fallen from the cover glass 22 (natural fall), the restoration process is not performed.

なお、図23(c)においては、記憶画像には無い塵埃像に対応するエッジE4’,E5’が新たに発生していることから、今回の撮影時点と最近の塵埃像の記憶時点との期間に、新たにカバーガラス22に塵埃が付着したものと考えられる。このように、新たな塵埃がカバーガラス22に付着したものと判断されるときは、全体制御部37は、撮影終了後に自動的に塵埃の検出動作(各画素の位置における光透過率の算出動作)を行い、最新の塵埃像を記憶部54に記憶する。   In FIG. 23C, since edges E4 ′ and E5 ′ corresponding to dust images not included in the stored image are newly generated, the current shooting time and the latest dust image storage time are not detected. It is considered that dust newly adhered to the cover glass 22 during the period. As described above, when it is determined that new dust has adhered to the cover glass 22, the overall control unit 37 automatically detects dust (operation for calculating light transmittance at the position of each pixel) after the photographing is completed. ) And the latest dust image is stored in the storage unit 54.

これにより、復元処理を行う必要のある画素の画像に対してのみ該復元処理を実行されるとともに、新たにカバーガラス22に付着した塵埃による影響を前記復元処理で除去又は抑制することができ、被写体像に忠実な画像を得ることができる。   Thereby, the restoration process is executed only for the image of the pixel that needs to be restored, and the influence of dust newly attached to the cover glass 22 can be removed or suppressed by the restoration process. An image faithful to the subject image can be obtained.

[4]前記変形形態[2],[3]においては、撮影時におけるカバーガラス22の移動量を一定としたが、塵埃の付着状態(塵埃の量を含む)に応じて変化させるようにしてもよい。塵埃による被写体光の光透過率の低下分を一定と仮定し、図24(a)に示すように、その光透過率の低下分をD、塵埃の付着長さをW画素、撮影時におけるカバーガラス22の移動量をM画素とする。なお、説明の簡単化のため、塵埃像は隣接画素にステップ的に移動するものと仮定する。   [4] In the modified embodiments [2] and [3], the amount of movement of the cover glass 22 at the time of shooting is constant, but it is changed according to the state of dust adhesion (including the amount of dust). Also good. Assuming that the decrease in light transmittance of subject light due to dust is constant, as shown in FIG. 24A, the decrease in light transmittance is D, the dust adhesion length is W pixels, and a cover at the time of shooting The amount of movement of the glass 22 is M pixels. For simplification of explanation, it is assumed that the dust image moves to adjacent pixels stepwise.

カバーガラス22の各部位は、その移動期間中に、該移動が開始される前の初期位置と、M画素までステップ的に移動したときのM個の各ステップ位置との計(M+1)個の位置に位置することとなり、前記光透過率の低下分Dに相当する画素値の低下分が、各位置で均等に分割されることになるから、前記カバーガラス22の各部位が前記各位置に位置するときの各画素の位置における光透過率の低下分(分割低下分)は、D/(M+1)となる。   Each portion of the cover glass 22 has a total of (M + 1) pieces of an initial position before the movement is started and M step positions when the movement is stepped to M pixels during the movement period. Since the pixel value decrease corresponding to the light transmittance decrease D is evenly divided at each position, each portion of the cover glass 22 is located at each position. The decrease in light transmittance (division decrease) at the position of each pixel when positioned is D / (M + 1).

そして、各画素の位置における光透過率の低下分は、前記カバーガラス22の各部位が前記各位置に位置するときの当該画素の位置における光透過率の低下分(分割低下分)の和となる。ここで、各画素の位置における光透過率の分割低下分の和を求める場合に、各画素に対応するステップ数(カバーガラス22の各部位がとり得る位置の数に相当)のうち最大値は、カバーガラス22の移動量Mと塵埃の付着長さWとの関係に応じて異なる。   The decrease in light transmittance at the position of each pixel is the sum of the decrease in light transmittance (division decrease) at the position of the pixel when each portion of the cover glass 22 is positioned at each position. Become. Here, when calculating the sum of the light transmission division reduction at the position of each pixel, the maximum value among the number of steps corresponding to each pixel (corresponding to the number of positions that each part of the cover glass 22 can take) is Depending on the relationship between the amount of movement M of the cover glass 22 and the adhesion length W of dust.

図24(b)は、前記カバーガラス22の各部位が前記各位置に位置するときの各画素の位置における光透過率の低下分を示す図である。図24(b)の矢印Aで示すように、カバーガラス22の移動量Mが(W−2)個までの範囲においては、前記ステップ数の最大値は(M+1)個となり、カバーガラス22の移動量Mが(W−1)個以上となると、前記ステップ数の最大値はW個となることが判る。   FIG. 24B is a diagram illustrating a decrease in light transmittance at each pixel position when each portion of the cover glass 22 is positioned at each position. As indicated by an arrow A in FIG. 24B, in the range where the movement amount M of the cover glass 22 is up to (W−2), the maximum value of the number of steps is (M + 1). It can be seen that when the movement amount M is (W-1) or more, the maximum number of steps is W.

したがって、光透過率の低下分の和のうちの最大値D’は、
D’=(M+1)×{D/(M+1)} (M≦W−2のとき)
D’=W×{D/(M+1)} (M≧W−1のとき)
となる。
Therefore, the maximum value D ′ of the sum of the decrease in light transmittance is
D ′ = (M + 1) × {D / (M + 1)} (when M ≦ W−2)
D ′ = W × {D / (M + 1)} (when M ≧ W−1)
It becomes.

したがって、前述したように、灰色などの均一な被写体の画像を撮像した場合に、ムラとして検知できる画素値の低下度合いは3〜5%程度と言われていることから、光透過率算出部61及び塵埃サイズ検出部62により、前記光透過率の低下分D及び塵埃の付着長さWを求め、前記最大値D’が3〜5(%)となるように、カバーガラス22の移動量Mを決定することにより、復元処理を行わなくても撮影画像中の塵埃の陰影を目立たないものにすることができる。なお、さらに復元処理を行えばより一層綺麗な撮影画像を生成することができる。   Therefore, as described above, when an image of a uniform subject such as gray is captured, it is said that the degree of decrease in pixel value that can be detected as unevenness is about 3 to 5%. And the dust size detection unit 62 determine the light transmittance decrease D and the dust adhesion length W, and the movement amount M of the cover glass 22 so that the maximum value D ′ is 3 to 5 (%). Therefore, it is possible to make the shadow of dust in the captured image inconspicuous without performing the restoration process. It should be noted that if the restoration process is further performed, an even more beautiful captured image can be generated.

[5]塵埃の検出動作や復元処理は、デジタルカメラ1の電源投入時や交換レンズの装着直後、あるいは所定枚数撮影するごとに自動的に実行するようにしてもよい。また、塵埃除去動作も、この塵埃の検出動作に連動して自動的に実行するようにしてもよい。これにより、塵埃の影響の無い又は少ない綺麗な撮影画像を安定して生成することができるとともに、撮影者が塵埃検出動作や塵埃除去動作の開始の指示を行う必要がなくなり、手間が省けるため、デジタルカメラ1の操作性の向上に貢献することができる。   [5] The dust detection operation and restoration process may be automatically executed when the digital camera 1 is turned on, immediately after the interchangeable lens is mounted, or whenever a predetermined number of images are shot. Further, the dust removal operation may be automatically executed in conjunction with the dust detection operation. As a result, it is possible to stably generate a beautiful captured image with little or no influence of dust, and it is unnecessary for the photographer to instruct the start of the dust detection operation and the dust removal operation. This can contribute to improving the operability of the digital camera 1.

なお、塵埃の検出動作、塵埃の除去動作及び復元処理は、デジタルカメラ1側で自動的に開始するように構成した場合、塵埃の検出動作、塵埃の除去動作及び復元処理の各動作を択一的に実行の指示を行えるように構成してもよい。   Note that when the digital camera 1 is configured to automatically start the dust detection operation, the dust removal operation, and the restoration processing, the dust detection operation, the dust removal operation, and the restoration processing are selected. It is also possible to configure so that an execution instruction can be given.

[6]塵埃の除去動作を実施しても残存する塵埃が多かったりそのサイズが大きかったりする場合には、前述の復元処理を実行しても綺麗な画像が得られない虞がある。このような場合には、残存する塵埃像のサイズや画素値について所定の閾値を設定し、残存する塵埃像のサイズや画素値がこの閾値を超えたときに、撮影者による撮影動作を禁止し、専門家に修理やサービス(点検)を依頼するように促す構成としてもよい。   [6] If a large amount of dust remains or the size of the dust remains large even when the dust removal operation is performed, a clean image may not be obtained even if the restoration process described above is executed. In such a case, a predetermined threshold is set for the size and pixel value of the remaining dust image, and when the size or pixel value of the remaining dust image exceeds this threshold, the photographing operation by the photographer is prohibited. A configuration may be adopted in which an expert is requested to request repair or service (inspection).

[7]第1の実施形態においては、塵埃の検出動作を行って、塵埃を検出した場合に塵埃の除去動作を行うようにしたが、デジタルカメラ1の使用者からの指示があると、塵埃の検出動作を行わず、直ぐに塵埃の除去動作を行うようにし、その後に、塵埃の検出動作を行うようにしてもよい。   [7] In the first embodiment, the dust detection operation is performed and the dust removal operation is performed when the dust is detected. However, when an instruction from the user of the digital camera 1 is given, It is also possible to perform the dust removal operation immediately without performing the detection operation, and then perform the dust detection operation.

[8]カバーガラス22の移動態様(移動方向)は、水平方向(図4のX軸方向)に限られるものではなく、図4のX−Y平面内において、例えばY軸方向やX軸及びY軸の双方に交差する斜め方向に移動したり、円形や矩形あるいは多角形等の種々の図形を描くように移動させたりしてもよい。   [8] The movement mode (movement direction) of the cover glass 22 is not limited to the horizontal direction (X-axis direction in FIG. 4), and for example, in the XY plane of FIG. You may move to the diagonal direction which cross | intersects both Y-axis, or you may move so that various figures, such as a circle, a rectangle, or a polygon, may be drawn.

カバーガラス22の接する塵埃の付着部位と該塵埃の重心との関係や塵埃の形状などにより、該塵埃が落下しやすい慣性力の方向が異なる。したがって、矩形あるいは多角形等のように複数の方向に慣性力が作用するようにカバーガラス22を移動させると、塵埃がカバーガラス22から落下する可能性を高くすることができる。   The direction of the inertial force in which the dust tends to fall differs depending on the relationship between the dust adhering portion in contact with the cover glass 22 and the center of gravity of the dust, the shape of the dust, and the like. Therefore, if the cover glass 22 is moved so that an inertial force acts in a plurality of directions such as a rectangle or a polygon, the possibility of dust falling from the cover glass 22 can be increased.

また、自然界においては、境界線(例えば地平線、水平線、建物の壁、木の幹等)など特徴となる像は水平方向や垂直方向の成分が多く、斜め方向や円形状の成分は少ないと言われている。したがって、カバーガラス22を移動させて復元処理を行う前記変形形態[3]においては、前記のようにカバーガラス22を円形や矩形あるいは多角形等の種々の図形を描くように移動させたときに、検出した円形や多角形の図形の像を塵埃の像と判断してもその判断が誤っている可能性は低い。   Also, in the natural world, images that are characteristic of boundaries (for example, horizon, horizontal lines, building walls, tree trunks, etc.) have many components in the horizontal and vertical directions, and few in the diagonal and circular components. It has been broken. Therefore, in the modified embodiment [3] in which the cover glass 22 is moved and the restoration process is performed, when the cover glass 22 is moved to draw various figures such as a circle, a rectangle, or a polygon as described above. Even if it is determined that the detected circular or polygonal graphic image is a dust image, there is a low possibility that the determination is incorrect.

これにより、カバーガラス22を円形や矩形あるいは多角形等の種々の図形を描くように移動させ、そのときに得られる像の形状について判断するだけで、塵埃の検出を行うことができ、前記復元処理における撮影画像の劣化の検出処理を容易に行うことができる。   As a result, the dust can be detected by simply moving the cover glass 22 so as to draw various figures such as a circle, a rectangle, or a polygon, and determining the shape of the image obtained at that time. It is possible to easily detect the deterioration of the captured image in the processing.

[9]検出した塵埃像をLCD5に表示するようにしてもよい。この場合、光透過率の分布をLCD5に表示するようにしてもよいし、撮影画像に重ねて塵埃による陰影を所定の色(例えば比較的目立つ赤色等の色)で表示するようにしてもよい。   [9] The detected dust image may be displayed on the LCD 5. In this case, the light transmittance distribution may be displayed on the LCD 5, or a shadow due to dust may be displayed in a predetermined color (for example, a relatively conspicuous red color or the like) superimposed on the photographed image. .

また、光透過率や塵埃の付着面積等を数値化して、画像の劣化度合いを予測し、撮影者に報知するようにしてもよい。これにより、撮影者が塵埃の付着状態を把握することができるため、塵埃除去や画像の復元処理、あるいはカメラ本体1a内の清掃・サービス依頼・撮影のやり直し等の要否を判断することができる。   Further, the light transmittance, the dust adhesion area, and the like may be digitized to predict the degree of image degradation and notify the photographer. Accordingly, since the photographer can grasp the dust adhesion state, it is possible to determine the necessity of dust removal, image restoration processing, or cleaning / service request / re-shooting of the camera body 1a. .

[10]前記復元処理は、デジタルカメラ1内で実行するものに限らず、パーソナルコンピュータなどの外部の電子機器で実行するようにしてもよい。   [10] The restoration process is not limited to the one executed in the digital camera 1 and may be executed by an external electronic device such as a personal computer.

この場合、まず、デジタルカメラ1は撮影画像と、その撮影時点に対して最近の光透過率又はその撮影直後に検出した光透過率とを対応させて例えば記憶部54に記憶させる。また、撮影時にカバーガラス22を移動させている場合には、その移動量や移動速度等の情報も併せて前記記憶部54等に記憶させる。   In this case, first, the digital camera 1 stores, for example, the storage unit 54 in association with the photographed image and the recent light transmittance or the light transmittance detected immediately after the photographing at the photographing time point. Further, when the cover glass 22 is moved at the time of photographing, information such as the moving amount and moving speed is also stored in the storage unit 54 and the like.

そして、パーソナルコンピュータにこの記憶部54が装着されると、パーソナルコンピュータが前記記憶部54から前記撮影画像等を読み出し、所定のプログラムにしたがって前記復元処理を行う。これにより、操作者は、LCD5より大きな画面で、塵埃による撮影画像の劣化具合を確認しながら復元処理の要否を判断することができる。   When the storage unit 54 is attached to the personal computer, the personal computer reads the captured image from the storage unit 54 and performs the restoration process according to a predetermined program. As a result, the operator can determine whether or not the restoration process is necessary while checking the degree of deterioration of the captured image due to dust on a screen larger than the LCD 5.

[11]前記第1の実施形態では、カバーガラス22上の塵埃除去動作を行う場合に、カバーガラス22の振動の振幅は、圧電素子の積層方向における伸縮量に略同等となるが、加振機構23に出力する駆動信号を一定のままで、この振幅より大きな振幅値でカバーガラス22を振動させたい場合には、例えば、図25に示すような構造を採用するとよい。   [11] In the first embodiment, when the dust removal operation on the cover glass 22 is performed, the vibration amplitude of the cover glass 22 is substantially equal to the amount of expansion and contraction in the stacking direction of the piezoelectric elements. In the case where it is desired to vibrate the cover glass 22 with an amplitude value larger than this amplitude while keeping the drive signal output to the mechanism 23 constant, for example, a structure as shown in FIG. 25 may be adopted.

図25(a)に示すように、本実施形態では、前記第1の実施形態のように加振機構23(圧電素子)を直接カバーガラス22に当接させた状態で、該加振機構23の伸縮運動(振動)をカバーガラス22に伝達するのではなく、加振機構23の伸縮運動(振動)を梃子の原理を用いて間接的にカバーガラス22に伝達する構成とされている。   As shown in FIG. 25 (a), in this embodiment, the vibration mechanism 23 (piezoelectric element) is in direct contact with the cover glass 22 as in the first embodiment. However, the expansion / contraction motion (vibration) of the vibration mechanism 23 is indirectly transmitted to the cover glass 22 using the principle of the lever.

本実施形態の加振機構23’は、第1の実施形態の加振機構23と同様の構成を有する積層型圧電体66(以下、単に圧電体66という)と、後述するアーム部材67とを有して構成されており、圧電体66は、その圧電素子の積層方向に平行な軸がカバーガラス22の表面又は該表面に平行な平面に対して平行となるように、一方の端部が固定された状態で設置されている。   The excitation mechanism 23 ′ of this embodiment includes a laminated piezoelectric body 66 (hereinafter simply referred to as a piezoelectric body 66) having the same configuration as the excitation mechanism 23 of the first embodiment, and an arm member 67 described later. The piezoelectric body 66 has one end portion so that an axis parallel to the stacking direction of the piezoelectric elements is parallel to the surface of the cover glass 22 or a plane parallel to the surface. It is installed in a fixed state.

また、アーム部材67は、圧電体66の伸縮運動(振動)を梃子の原理を用いて間接的にカバーガラス22に伝達するための部材であり、比較的長尺の基部67aと、該基部67aの各端部から突設された突出部67b,67cとを有する「コ」字型に構成されている。また、アーム部材67は、一方の突出部67bの先端が加振機構23の他端部に、また、他方の突出部67cの先端がカバーガラス22の一端側面に当接されており、基部67aの長さ方向における中央位置より加振機構23側に偏心した位置に設けられた回転軸68により回転自在に支持されている。   The arm member 67 is a member for indirectly transmitting the expansion / contraction motion (vibration) of the piezoelectric body 66 to the cover glass 22 using the principle of an insulator, and includes a relatively long base portion 67a and the base portion 67a. It is comprised in the "U" shape which has the protrusion parts 67b and 67c projected from each edge part. Further, the arm member 67 has a tip end of one projecting portion 67b in contact with the other end portion of the vibration mechanism 23 and a tip end of the other projecting portion 67c in contact with one end side surface of the cover glass 22, and a base portion 67a. Is rotatably supported by a rotating shaft 68 provided at a position deviated from the center position in the length direction toward the excitation mechanism 23 side.

この構成により、図25(b)に示すように、アーム部材67が回転軸68を中心として回転したとき、カバーガラス22の一端側面に当接する側の突出部67cの変位量X2が、加振機構23の一端部に当接する側の突出部67bの変位量X1より大きくなる(X2>X1)ため、カバーガラス22を圧電体66の振動振幅より力学的に大きく振動させることができる。   With this configuration, as shown in FIG. 25 (b), when the arm member 67 rotates about the rotation shaft 68, the displacement amount X2 of the protrusion 67c on the side in contact with one side surface of the cover glass 22 is excited. Since the displacement amount X1 of the projecting portion 67b on the side contacting the one end portion of the mechanism 23 is larger (X2> X1), the cover glass 22 can be vibrated mechanically larger than the vibration amplitude of the piezoelectric body 66.

なお、振幅の増幅率X2/X1は、回転軸68の位置からアーム部材67の各突出部67b,67cまでの距離H1,H2の比H2/H1に応じて決定するものであり、必要なカバーガラス22の変位量に基づいて設定するとよい。   The amplitude amplification factor X2 / X1 is determined according to the ratio H2 / H1 of the distances H1 and H2 from the position of the rotating shaft 68 to the protrusions 67b and 67c of the arm member 67. It may be set based on the amount of displacement of the glass 22.

[12]塵埃除去のためのカバーガラス22への衝撃の付与やその駆動を行う構成は、前記第1の実施形態や変形形態[11]のように圧電素子を用いて構成したものに限らず、例えば次のような構成を有するものであってもよい。図26は、カバーガラス22の駆動や加振を行う構成の他の形態の一例を示す図である。   [12] The configuration for applying and driving the impact to the cover glass 22 for removing dust is not limited to the configuration using the piezoelectric element as in the first embodiment or the modified embodiment [11]. For example, it may have the following configuration. FIG. 26 is a diagram illustrating an example of another configuration in which the cover glass 22 is driven and vibrated.

図26に示すように、本実施形態におけるカバーガラス22の加振機構23”は、モータ68と偏心カム69とを備えて構成されており、カバーガラス22のX軸方向における一端側面の近傍に配設されている。   As shown in FIG. 26, the vibration mechanism 23 ″ of the cover glass 22 in the present embodiment is configured to include a motor 68 and an eccentric cam 69, and in the vicinity of one side surface of the cover glass 22 in the X-axis direction. It is arranged.

偏心カム69は、所定の部位においてモータ68の駆動軸68aに連結されており、該モータ68の作動によりその連結部分を回転中心として回転する。また、偏心カム69は、外周面の各部位と前記回転中心Oとの距離の関係が一方の周方向に向かって連続的に大きくなる形状を有した部材であり、その外周面がカバーガラス22の前記一端側面に当接した状態で設置されている。   The eccentric cam 69 is connected to a drive shaft 68a of the motor 68 at a predetermined portion, and rotates with the connecting portion as a rotation center by the operation of the motor 68. The eccentric cam 69 is a member having a shape in which the relationship between the distances between the respective portions of the outer peripheral surface and the rotation center O increases continuously in one circumferential direction, and the outer peripheral surface is the cover glass 22. It is installed in a state in which it is in contact with the one end side surface.

カバーガラス22の他端側面には、該カバーガラス22を偏心カム69側に付勢する付勢手段としての機能を有するコイルばね70が取り付けられており、このコイルばね70による付勢力によって、カバーガラス22の前記一端側面が偏心カム69の外周面に摺接する。   A coil spring 70 having a function as an urging means for urging the cover glass 22 toward the eccentric cam 69 is attached to the other side surface of the cover glass 22. The one end side surface of the glass 22 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the eccentric cam 69.

図27は、偏心カム69の回転動作に応じたカバーガラス22の移動の状態を示す図であり、図27(a−1)〜(a−4)は、カバーガラス22の前記一端側面と当接する偏心カム69の部位に応じた該カバーガラス22のX軸方向における位置の変化をそれぞれ図26の上側からみて示した図、図27(b)は、カバーガラス22の位置変化を示すグラフであり、横軸は時刻t、縦軸は、図27(a−3)におけるカバーガラス22の位置を基準とする該カバーガラス22のX軸方向(図27(a)の右側を正とする)における位置である。   FIG. 27 is a diagram showing a state of movement of the cover glass 22 in accordance with the rotational operation of the eccentric cam 69. FIGS. FIG. 27B is a graph showing a change in the position of the cover glass 22 as viewed from the upper side of FIG. 26, and FIG. 27B is a graph showing the change in the position of the cover glass 22 according to the position of the eccentric cam 69 in contact therewith. Yes, the horizontal axis is time t, and the vertical axis is the X-axis direction of the cover glass 22 relative to the position of the cover glass 22 in FIG. 27 (a-3) (the right side of FIG. 27 (a) is positive). Position.

図27(a−1)〜(a−4)に示すように、偏心カム69の外周の各部位のうち、前記回転中心Oとの距離が最も小さい部位をH1、前記回転中心Oとの距離が最も大きい部位をH2とすると、図27(a−1)に示すように、偏心カム69の前記部位H1がカバーガラス22の前記一端側面に当接するとき(図27(b)の時刻t1)には、カバーガラス22は図27(a)の最も右側に位置し、この状態から偏心カム69が上から見て反時計回りに回転していくと、カバーガラス22の一端側面と当接する偏心カム69の部位と回転中心Oとの距離が大きくなるため、図27(a−2)に示すように、カバーガラス22は図27(a)の左側(X軸負方向)に移動していく。図27(a−2)に示す状態は、図27(b)の時刻t1〜t2の間の一状態を示している。   As shown in FIGS. 27 (a-1) to (a-4), among the portions on the outer periphery of the eccentric cam 69, the portion having the smallest distance from the rotation center O is H1, and the distance from the rotation center O is the same. Assuming that the portion with the largest H2 is H2, as shown in FIG. 27 (a-1), when the portion H1 of the eccentric cam 69 contacts the one end side surface of the cover glass 22 (time t1 in FIG. 27 (b)). The cover glass 22 is positioned on the rightmost side in FIG. 27A. When the eccentric cam 69 rotates counterclockwise as viewed from above, the cover glass 22 is in contact with the one end side surface of the cover glass 22. Since the distance between the portion of the cam 69 and the rotation center O increases, the cover glass 22 moves to the left (X-axis negative direction) of FIG. 27A as shown in FIG. . The state shown in FIG. 27A-2 shows one state between times t1 and t2 in FIG.

そして、さらに偏心カム69が回転し、図27(a−3)に示すように、前記回転中心Oとの距離が最も大きくなる偏心カム69の部位H2がカバーガラス22の一端側面と当接すると(図27(b)の時刻t2)、カバーガラス22はとり得る位置の中で最も左側に位置し、さらに偏心カム69が回転して、図27(a−4)に示すように、前記偏心カム69の部位H2がカバーガラス22の一端側面から離れる(図27(b)の時刻t3)と、カバーガラス22の一端側面と対向する偏心カム69の部位の径が急激に変化するため(部位H1,H2間の段差のため)、カバーガラス22は、コイルばね70の付勢力により短時間の間に図27(a)の右側に移動し、図27(a−1)の状態となる(図27(b)の時刻t4)。   Further, when the eccentric cam 69 further rotates and the portion H2 of the eccentric cam 69 that makes the greatest distance from the rotation center O contacts the one end side surface of the cover glass 22, as shown in FIG. (Time t2 in FIG. 27 (b)), the cover glass 22 is located on the leftmost side of the possible positions, and the eccentric cam 69 is further rotated. As shown in FIG. When the portion H2 of the cam 69 moves away from the one end side surface of the cover glass 22 (time t3 in FIG. 27B), the diameter of the portion of the eccentric cam 69 facing the one end side surface of the cover glass 22 changes abruptly (portion Due to the step between H1 and H2, the cover glass 22 moves to the right side of FIG. 27 (a) in a short time by the biasing force of the coil spring 70, resulting in the state of FIG. 27 (a-1) ( Time t4 in FIG.

この構成によれば、カバーガラス22を比較的低速でX軸方向に移動させる期間と、カバーガラス22に非常に高速でX軸方向に移動させる期間とを有している。したがって、本実施形態の加振機構23’においても、撮影時に行うカバーガラス22の比較的低速の移動と、カバーガラス22に付着している塵埃の除去を行うべく該カバーガラス22に付与する衝撃的な移動(変位)との両方を実現することができる。   According to this configuration, there is a period during which the cover glass 22 is moved in the X-axis direction at a relatively low speed and a period during which the cover glass 22 is moved in the X-axis direction at a very high speed. Therefore, also in the vibration mechanism 23 ′ of the present embodiment, the impact applied to the cover glass 22 to perform the relatively low-speed movement of the cover glass 22 performed at the time of photographing and the removal of dust adhering to the cover glass 22. Both movement (displacement) can be realized.

[13]一眼レフレックスタイプのデジタルカメラ1においては、レンズの形状や特性あるいは絞り交換レンズ2ごとの光透過率の演算処理を容易にするため、撮像素子20の受光面に対する発光部58の光学位置を、使用頻度の高い標準の交換レンズ2の絞りの前記受光面に対する光学位置と略一致させようにするとよい。   [13] In the single-lens reflex digital camera 1, in order to facilitate the calculation processing of the shape and characteristics of the lens or the light transmittance of each aperture replacement lens 2, the optical of the light emitting unit 58 with respect to the light receiving surface of the image sensor 20 The position may be made to substantially coincide with the optical position of the diaphragm of the standard interchangeable lens 2 that is frequently used with respect to the light receiving surface.

[14]本件が課題とするカメラ本体1A内に侵入した塵埃の付着の対象物は、前記カバーガラス22に限られるものではなく、交換レンズ2をカメラ本体1Aから取り外したときに外部に露出する部材や、撮影光学系38と撮像素子20との間の光路上に配置される部材全てを含む。   [14] The object of dust adhering into the camera body 1A, which is the subject of the present invention, is not limited to the cover glass 22, but is exposed to the outside when the interchangeable lens 2 is removed from the camera body 1A. This includes all members and members disposed on the optical path between the imaging optical system 38 and the image sensor 20.

例えば、被写体光の近赤外領域の波長成分を除去する干渉膜や光を吸収する色素を用いた赤外カットフィルタ、複屈折現象を用いて被写体光から所定以上の周波数成分を除去するハイカットフィルタ等を含む。   For example, an interference film that removes wavelength components in the near-infrared region of subject light, an infrared cut filter that uses a dye that absorbs light, and a high-cut filter that removes frequency components above a predetermined amount from subject light using birefringence Etc.

[15]カバーガラス22に付着している塵埃のサイズ等を検出する際に、カバーガラス22に光を照射する発光部58や該発光部58からの光を拡散させるレンズ59の配設位置は、前記第1の実施形態における位置に限られず、例えば図28に示すように、交換レンズ2が取り付けられるカメラ本体1Aのレンズマウント71の背後にスペースが或る場合には、そのスペースにそれらを配設してもよい。   [15] When detecting the size or the like of the dust adhering to the cover glass 22, the position of the light emitting unit 58 that irradiates the cover glass 22 with light and the lens 59 that diffuses the light from the light emitting unit 58 are as follows. When there is a space behind the lens mount 71 of the camera body 1A to which the interchangeable lens 2 is attached, for example, as shown in FIG. 28, the position is not limited to the position in the first embodiment. It may be arranged.

これにより、発光部58やレンズ59がカバーガラス22に対向するため、レンズ59から拡散された照射光を屈折させる必要が無くなり、前記第1の実施形態において設けられていた小ミラー60が不要となる。   Accordingly, since the light emitting unit 58 and the lens 59 are opposed to the cover glass 22, it is not necessary to refract the irradiation light diffused from the lens 59, and the small mirror 60 provided in the first embodiment is not necessary. Become.

この場合、カバーガラス22に対し補助光が撮影光学系38の光軸とは異なる方向(斜め方向)から照射されるため、塵埃の大きさや検出位置が撮影時のものと異なるが、発光部58からカバーガラス22までの距離や、発光部58から出力される補助光の光軸と、撮影光学系38の光軸とのずれに基いて、この補助光が照射された場合の塵埃像を、絞り43の位置から撮影光学系38の光軸方向にカバーガラス22に補助光が照射された場合の塵埃像に補正することが可能である。   In this case, since the auxiliary light is applied to the cover glass 22 from a direction (an oblique direction) different from the optical axis of the photographing optical system 38, the size and detection position of dust are different from those at the time of photographing, but the light emitting unit 58 The dust image when the auxiliary light is irradiated is based on the distance from the cover glass 22 or the shift between the optical axis of the auxiliary light output from the light emitting unit 58 and the optical axis of the photographing optical system 38. It is possible to correct the dust image when auxiliary light is irradiated on the cover glass 22 in the optical axis direction of the photographing optical system 38 from the position of the diaphragm 43.

また、図29(a)に示すように、前記発光部58やレンズ59をレンズマウント71の背後の左右2箇所に設けると、以下に説明するように、光軸方向(図4に示すZ軸方向)における塵埃の位置を検出することも可能となる。   Also, as shown in FIG. 29A, when the light emitting portion 58 and the lens 59 are provided at two positions on the left and right behind the lens mount 71, as will be described below, the optical axis direction (Z axis shown in FIG. 4). It is also possible to detect the position of dust in the direction.

図29(b),(c)は、発光部58等をレンズマウント71の背後の左右2箇所に設けた場合に、この光軸方向における塵埃の位置を検出する方法を説明するための図である。なお、本実施形態では、発光部58L及び発光部58Rと塵埃との間の光軸方向における距離は同一であるものとし、また、カバーガラス22だけでなくハイカットフィルタ等のフィルタ類も該カバーガラス22に対して光軸方向に所定の距離を介して配置されているものとする。   FIGS. 29B and 29C are diagrams for explaining a method of detecting the position of dust in the optical axis direction when the light emitting portions 58 and the like are provided at two positions on the left and right behind the lens mount 71. FIG. is there. In the present embodiment, the distances in the optical axis direction between the light emitting portion 58L and the light emitting portion 58R and the dust are the same, and not only the cover glass 22 but also filters such as a high cut filter are used for the cover glass. Suppose that it is arrange | positioned with respect to 22 in the optical axis direction via predetermined distance.

図29(a)に示すように、全体制御部37は、発光部58Lと発光部58Rとを順次(択一的に)点灯し、それぞれの点灯時において撮像素子20に撮像動作を行わせる。この撮像動作により得られた画像に含まれる塵埃像は、図29(b)に示すように、左右方向に異なる位置に現れる。なお、図29(b)の上側の図は、発光部58Lを点灯して撮像動作を行ったときの撮影画像を示し、下側の図は、発光部58Rを点灯して撮像動作を行ったときの撮影画像を示している。   As shown in FIG. 29A, the overall control unit 37 turns on the light emitting unit 58L and the light emitting unit 58R sequentially (alternatively), and causes the image sensor 20 to perform an imaging operation at the time of each lighting. As shown in FIG. 29B, dust images included in the image obtained by this imaging operation appear at different positions in the left-right direction. The upper diagram in FIG. 29B shows a captured image when the light emitting unit 58L is turned on and the imaging operation is performed, and the lower diagram shows that the light emitting unit 58R is lit and the imaging operation is performed. The photographed image is shown.

そして、全体制御部37は、両撮影画像から同一のサイズ及び輪郭を有する塵埃像を検出し、図29(b)に示すように、それぞれ検出された塵埃像の重心位置GL,GR、及び両重心位置GL,GR間の間隔rを算出する。ここで、この両重心位置GL,GRの間隔rは、周知技術である三角測距の原理により、光軸方向における撮像素子20の受光面から塵埃までの距離と比例関係(1対1で対応する関係)にある。 Then, the overall control unit 37 detects dust images having the same size and outline from both the captured images, and as shown in FIG. 29 (b), the gravity center positions G L , G R , And the distance r between the center of gravity positions G L and G R is calculated. Here, the distance r between the center of gravity positions G L and G R is proportional to the distance from the light receiving surface of the image sensor 20 to the dust in the optical axis direction (one-to-one) based on the principle of triangulation, which is a well-known technique. In the corresponding relationship).

図29(c)は、撮像素子20の受光面から光軸方向に距離X1だけ離間した位置にカバーガラス22が、また、撮像素子20の受光面から光軸方向に距離X2(<X1)だけ離間した位置にハイカットフィルタ72がそれぞれ配置され、カバーガラス22上に塵埃M1が、ハイカットフィルタ72上に塵埃M2が付着している場合において、発光部58Lを点灯して撮像動作を行ったときに得られる撮影画像中に含まれる塵埃M1の像の重心位置GL1と、発光部58Rを点灯して撮像動作を行ったときに得られる撮影画像中に含まれる塵埃M1の像の重心位置GR1と、発光部58Lを点灯して撮像動作を行ったときに得られる撮影画像中に含まれる塵埃M2の像の重心位置GL2と、発光部58Rを点灯して撮像動作を行ったときに得られる撮影画像中に含まれる塵埃M2の像の重心位置GR2とを示している。 In FIG. 29C, the cover glass 22 is located at a position separated from the light receiving surface of the image sensor 20 by a distance X1 in the optical axis direction, and the distance X2 (<X1) from the light receiving surface of the image sensor 20 in the optical axis direction. When the high-cut filter 72 is disposed at a separated position, dust M1 is attached on the cover glass 22, and dust M2 is attached on the high-cut filter 72, when the light emitting unit 58L is turned on and an imaging operation is performed. The center-of-gravity position G L1 of the image of the dust M1 included in the obtained captured image and the center-of-gravity position G R1 of the image of the dust M1 included in the captured image obtained when the imaging operation is performed with the light emitting unit 58R turned on. And the gravity center position G L2 of the image of the dust M2 included in the captured image obtained when the light emitting unit 58L is turned on and the imaging operation is performed, and obtained when the imaging operation is performed with the light emitting unit 58R turned on. Be Indicates the gravity center position G R2 of the image of the dust M2 contained in the shadow image.

前述したように、発光部58Lと発光部58Rとを順次点灯し、それぞれの点灯時において得られた撮影画像中にそれぞれ含まれる各塵埃像の重心位置間の間隔は、光軸方向における撮像素子20の受光面から塵埃までの距離と1対1で対応する関係にあることから、両重心位置GL1,GR1の間隔r1は、撮像素子20とカバーガラス22との光軸方向における距離X1に対応し、また、両重心位置GL2,GR2の間隔r2は、撮像素子20とハイカットフィルタ72との光軸方向における距離X2に対応する。 As described above, the light emitting unit 58L and the light emitting unit 58R are sequentially turned on, and the interval between the gravity center positions of the respective dust images included in the captured images obtained at the time of lighting is determined by the image sensor in the optical axis direction. Since there is a one-to-one correspondence with the distance from the light receiving surface 20 to the dust, the distance r 1 between the center of gravity positions G L1 and G R1 is the distance in the optical axis direction between the image sensor 20 and the cover glass 22. Further, the distance r 2 between the gravity center positions G L2 and G R2 corresponds to the distance X2 between the image sensor 20 and the high cut filter 72 in the optical axis direction.

このことから、発光部58Lと発光部58Rとを順次点灯し、それぞれの点灯時において撮像素子20に撮像動作を行わせたときに得られる撮影画像について、その各撮影画像に含まれる両塵埃像の重心位置の間隔が例えばr1であったとすると、その塵埃像を形成した塵埃は、カバーガラス22上に付着していると判断することができ、また、各撮影画像に含まれる両塵埃像の重心位置の間隔が例えばr2であったとすると、その塵埃像を形成した塵埃は、ハイカットフィルタ72上に付着していると判断することができ、さらには、撮影画像に含まれる両塵埃像の重心位置の間隔がr1でもr2でもなかった場合には、カバーガラス22及びハイカットフィルタ72以外の付着対象物に塵埃が付着しているものと判断することができる。 Accordingly, the light emitting unit 58L and the light emitting unit 58R are sequentially turned on, and regarding the captured images obtained when the imaging device 20 performs the imaging operation at the time of each lighting, both dust images included in the captured images. If the distance between the center of gravity positions is r 1 , for example, it can be determined that the dust forming the dust image is attached to the cover glass 22, and the both dust images included in each captured image. If the distance between the center of gravity positions is r 2 , for example, it can be determined that the dust forming the dust image is attached on the high-cut filter 72, and further, both dust images included in the captured image If the distance between the center of gravity positions of the two is neither r 1 nor r 2 , it can be determined that dust is attached to the attached object other than the cover glass 22 and the high cut filter 72.

このように、発光点を撮像素子20の受光面と平行な面上に複数設けることで、光軸方向(図4に示すZ軸方向)における塵埃の位置を検出することができ、その結果、塵埃が付着している対象物に応じた所定の処置方法を選択することができる。   Thus, by providing a plurality of light emitting points on a surface parallel to the light receiving surface of the image sensor 20, it is possible to detect the position of dust in the optical axis direction (Z-axis direction shown in FIG. 4). A predetermined treatment method can be selected according to the object to which dust is attached.

撮像装置の第1の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the digital camera which concerns on 1st Embodiment of an imaging device. デジタルカメラの構成を示す背面図である。It is a rear view which shows the structure of a digital camera. デジタルカメラの内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of a digital camera. 撮像ユニットの構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of an imaging unit. (a)は、加振機構に印加する正弦波の駆動信号の波形と、この正弦波の駆動信号を印加した場合の加速度の変化とを示すグラフであり、(b)は、加振機構に印加するパルス波の駆動信号の波形と、このパルス波の駆動信号を印加した場合の加速度の変化を示すグラフである。(A) is a graph showing a waveform of a sine wave drive signal applied to the vibration mechanism and a change in acceleration when this sine wave drive signal is applied; It is a graph which shows the change of the acceleration at the time of applying the waveform of the drive signal of the pulse wave to apply, and this pulse wave drive signal. カメラ本体に交換レンズが装着された状態でのデジタルカメラ全体の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the whole digital camera in the state by which the interchangeable lens was attached to the camera main body. 補助光照射部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an auxiliary light irradiation part. 全体制御部により行われる、カバーガラスに付着した塵埃に関する一連の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of processes regarding the dust adhering to a cover glass performed by the whole control part. 全体制御部により行われる、カバーガラスに付着した塵埃に関する一連の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of processes regarding the dust adhering to a cover glass performed by the whole control part. 一定の時間間隔でカバーガラスの移動及び撮像素子の撮像動作を行わせた場合に、該撮像素子におけるX軸方向に並ぶ或る画素列に属する画素の画素値を示すグラフである。It is a graph which shows the pixel value of the pixel which belongs to a certain pixel row located in a line with the X-axis direction in this image pick-up element, when a cover glass is moved and image pick-up operation of an image pick-up element is performed at fixed time intervals. カバーガラスの表面に塵埃が付着している場合に、撮像素子に対する該塵埃の投影状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the projection state of this dust with respect to an image sensor, when dust has adhered to the surface of a cover glass. カバーガラスの表面に塵埃が付着している場合に、撮像素子に対する該塵埃の投影状態を示す側面図である。It is a side view showing the projection state of the dust to the image sensor, when dust adheres to the surface of the cover glass. 撮像素子におけるX軸方向に並ぶ或る画素列に属する各画素の位置における光透過率の分布の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of distribution of the light transmittance in the position of each pixel which belongs to a certain pixel row located in a line with the X-axis in an image sensor. 撮像素子におけるX軸方向に並ぶ或る画素列に属する各画素についての光透過率の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the light transmittance about each pixel which belongs to a certain pixel row lined up in the X-axis direction in an image sensor. 各画素の位置におけるR(赤)、G(緑)、B(青)の光の透過率を得るための補間処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the interpolation process for obtaining the transmittance | permeability of the light of R (red), G (green), and B (blue) in the position of each pixel. 欠落している色成分の画素値を周囲の画素の画素値を用いた補間処理により導出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to derive | lead-out the pixel value of the missing color component by the interpolation process using the pixel value of the surrounding pixel. 補間処理により得られた各画素の位置における各色成分の光透過率の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the light transmittance of each color component in the position of each pixel obtained by the interpolation process. カバーガラスの移動ピッチを画素ピッチと同一とした場合に、塵埃像のサイズについては画素の2倍に相当するサイズの塵埃像まで、隣接する塵埃像間の間隔については画素の2倍に相当する間隔の付着状態までについて、各画素の位置における光透過率を算出することができる理由を説明するための図である。When the movement pitch of the cover glass is the same as the pixel pitch, the dust image size corresponds to twice the pixel size, and the interval between adjacent dust images corresponds to twice the pixel size. It is a figure for demonstrating the reason which can calculate the light transmittance in the position of each pixel to the adhesion state of a space | interval. 撮影時に撮像素子に投影される塵埃像のサイズを導出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of deriving the size of the dust image projected on an image sensor at the time of imaging | photography. カバーガラスの表面位置での光の透過率の分布を導出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to derive | lead-out the light transmittance distribution in the surface position of a cover glass. 撮影光学系の光軸を通るX−Z断面をみた場合において、撮影時における画素位置と光透過率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pixel position at the time of imaging | photography, and the light transmittance in the case of seeing the XZ cross section which passes along the optical axis of an imaging optical system. 水平方向に延びる或る画素列に属する10個の画素G1〜G10について、カバーガラスが初期位置に位置するときの光透過率の分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of distribution of the light transmittance when a cover glass is located in an initial position about ten pixels G1-G10 which belong to a certain pixel column extended in a horizontal direction. (a)は、撮像素子の露光動作中にカバーガラスを所定の方向に移動させて得た撮影画像の一例を示すものであり、(b)は、記憶部に記憶している塵埃像の一例を示すものである。(A) shows an example of a photographed image obtained by moving the cover glass in a predetermined direction during the exposure operation of the image sensor, and (b) shows an example of a dust image stored in the storage unit. Is shown. 撮影時におけるカバーガラスの移動量を塵埃の付着状態(塵埃の量を含む)に応じて変化させる場合の光透過率の算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the light transmittance in the case of changing the moving amount | distance of the cover glass at the time of imaging | photography according to the adhesion state (including the amount of dust) of dust. 加振機構に出力する駆動信号を一定のままで、圧電素子の積層方向における振動の振幅より大きな振幅値でカバーガラスを振動させるための構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure for vibrating a cover glass with an amplitude value larger than the amplitude of the vibration in the lamination direction of a piezoelectric element, with the drive signal output to a vibration mechanism kept constant. カバーガラスの駆動や加振を行う構成の他の形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the other form of the structure which drives and vibrates a cover glass. 偏心カムの回転動作に応じたカバーガラスの移動の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a movement of the cover glass according to rotation operation | movement of an eccentric cam. カバーガラスに光を照射する発光部や該発光部からの光を拡散させるレンズの他の配設形態を示す図である。It is a figure which shows the other arrangement | positioning form of the lens which diffuses the light from the light emission part which irradiates light to a cover glass, and this light emission part. 発光部やレンズをレンズマウントの背後の左右2箇所に設けた構成及び光軸方向における塵埃の位置の検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection method of the structure which provided the light emission part and the lens in two places right and left behind a lens mount, and the position of a dust in an optical axis direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 デジタルカメラ
1A カメラ本体
2 交換レンズ(レンズユニット)
6a 塵埃除去ボタン
19 撮像ユニット
20 撮像素子
21 パッケージ
22 カバーガラス
23 加振機構
24 圧接部材
26 捕捉部材
38 撮影光学系
56 塵埃除去部
57 補助光照射部
58 発光部
59 レンズ
60 小ミラー
61 光透過率算出部
62 塵埃サイズ検出部
63 塵埃除去制御部
64 復元処理部
65 記憶部
1 Digital Camera 1A Camera Body 2 Interchangeable Lens (Lens Unit)
6a Dust removal button 19 Imaging unit 20 Imaging device 21 Package 22 Cover glass 23 Exciting mechanism 24 Pressure contact member 26 Capture member 38 Imaging optical system 56 Dust removal unit 57 Auxiliary light irradiation unit 58 Light emitting unit 59 Lens 60 Small mirror 61 Light transmittance Calculation unit 62 Dust size detection unit 63 Dust removal control unit 64 Restoration processing unit 65 Storage unit

Claims (10)

被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する塵埃検出装置であって、
前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を照射する光照射手段と、
前記塵埃付着対象体を前記撮像素子に対して相対的に所定の方向に移動させる駆動手段と、
外光を遮断し、且つ前記光照射手段により光を略均一に照射した状態で、前記駆動手段に前記塵埃付着対象体の移動を行わせつつ、前記撮像素子に撮像動作を複数回行わせる制御手段と、
前記撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする塵埃検出装置。
Dust adhering to a dust adhering target disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is disposed on the imaging surface of the imaging optical system. A dust detection device for detecting,
A light irradiating means for irradiating the dust adhering object and the image sensor;
Driving means for moving the dust adhering target in a predetermined direction relative to the image sensor;
Control that causes the image pickup device to perform an image pickup operation a plurality of times while moving the dust adhering target object to the drive means in a state where the external light is blocked and the light irradiation means emits light substantially uniformly. Means,
Detecting means for comparing a plurality of captured images obtained by the imaging operation and detecting an image of dust contained in the captured images;
A dust detection apparatus comprising:
前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出する導出手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の塵埃検出装置。   Using the image of the dust detected by the detection means and the distance in the optical axis direction from the light irradiation means to the dust adhesion target object and the image sensor, the dust attached to the dust adhesion target object, etc. The dust detection apparatus according to claim 1, further comprising derivation means for deriving a double image. 前記検出手段は、前記撮像素子の各画素の位置について、前記複数の撮影画像から、塵埃の像が投影されているときの第1の画素値と、塵埃の像が投影されていないときの第2の画素値とを導出するとともに、前記第1,第2の画素値を用いて当該画素の位置における前記照射光の透過率を算出し、各画素の位置について算出した透過率により得られる透過率の分布を用いて前記塵埃の画像を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の塵埃検出装置。   The detection means includes a first pixel value when a dust image is projected from the plurality of captured images, and a first pixel value when no dust image is projected from the plurality of captured images, for each pixel position of the image sensor. 2 is derived, and the transmittance of the irradiation light at the position of the pixel is calculated using the first and second pixel values, and the transmission obtained by the transmittance calculated for the position of each pixel. The dust detection apparatus according to claim 1, wherein an image of the dust is detected using a rate distribution. 被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する塵埃検出装置であって、
前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を照射する光照射手段と、
外光を遮断し、且つ前記光照射手段により光を照射した状態で、前記撮像素子に撮像動作を行わせる制御手段と、
所定の画像を予め記憶する記憶手段と、
前記撮像動作により得られた撮影画像と前記所定の画像とを比較し、前記撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする塵埃検出装置。
Dust adhering to a dust adhering object disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is arranged on the imaging surface of the imaging optical system. A dust detection device for detecting,
A light irradiating means for irradiating the dust adhering object and the image sensor;
Control means for causing the image sensor to perform an imaging operation in a state where external light is blocked and light is irradiated by the light irradiation means;
Storage means for storing a predetermined image in advance;
A dust detection apparatus comprising: a detection unit that compares a captured image obtained by the imaging operation with the predetermined image and detects an image of dust contained in the captured image.
前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出する導出手段を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の塵埃検出装置。   Using the image of the dust detected by the detection means and the distance in the optical axis direction from the light irradiation means to the dust adhesion target object and the image sensor, the dust attached to the dust adhesion target object, etc. The dust detection apparatus according to claim 4, further comprising derivation means for deriving a double image. 被写体の光像を結像する撮影光学系を備えたレンズユニットと、
前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子を備えた装置本体とを備え、
前記レンズユニットが前記装置本体に対して着脱可能に構成された撮像装置であって、
請求項1ないし5のいずれかに記載の塵埃検出装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
A lens unit having a photographing optical system that forms a light image of a subject;
An apparatus main body including an imaging element in which an imaging surface is disposed on an imaging surface of the photographing optical system;
An imaging apparatus in which the lens unit is configured to be detachable from the apparatus main body,
An imaging device comprising the dust detection device according to claim 1.
被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する塵埃検出方法であって、
制御手段が、外光を遮断し且つ前記光照射手段に前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を略均一に照射させた状態で、前記駆動手段に前記撮像素子に対する前記塵埃付着対象体の所定の方向への相対移動を行わせつつ、前記撮像素子に撮像動作を複数回行わせるステップと、
検出手段が、前記撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出するステップと
を備えることを特徴とする塵埃検出方法。
Dust adhering to a dust adhering object disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is arranged on the imaging surface of the imaging optical system. A dust detection method for detecting,
The control means blocks external light and causes the light irradiating means to irradiate the dust adhering target object and the image sensor substantially uniformly with light. Causing the image sensor to perform an imaging operation a plurality of times while performing a relative movement in a predetermined direction;
A detection unit comprising: a step of comparing a plurality of captured images obtained by the imaging operation and detecting an image of dust contained in the captured image.
導出手段が、前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出するステップを更に備えることを特徴とする請求項7に記載の塵埃検出方法。   The deriving means attaches to the dust adhesion target object using the image of the dust detected by the detection means and the distance in the optical axis direction from the light irradiation means to the dust adhesion target object and the image sensor. The dust detection method according to claim 7, further comprising a step of deriving an equal-magnification image of the existing dust. 被写体の光像を結像する撮影光学系と前記撮影光学系の結像面上に撮像面が配置された撮像素子との間の光路上に配設された塵埃付着対象体に付着した塵埃を検出する機能を塵埃検出装置に実現させるためのプログラムであって、
前記塵埃検出装置を、
外光を遮断し且つ前記光照射手段に前記塵埃付着対象体及び前記撮像素子に光を略均一に照射させた状態で、前記駆動手段に前記撮像素子に対する前記塵埃付着対象体の所定の方向への相対移動を行わせつつ、前記撮像素子に撮像動作を複数回行わせる制御手段と、
前記撮像動作により得られた複数の撮影画像を比較し、撮影画像に含まれる塵埃の画像を検出する検出手段と
して機能させるためのプログラム。
Dust adhering to a dust adhering object disposed on an optical path between an imaging optical system that forms an optical image of a subject and an imaging device in which an imaging surface is arranged on the imaging surface of the imaging optical system. A program for causing a dust detection device to perform a detection function,
The dust detection device;
With the outside light blocked and the light irradiating means irradiating the dust adhering object and the image sensor substantially uniformly with light, the driving means is directed to a predetermined direction of the dust adhering object with respect to the image sensor. Control means for causing the image sensor to perform an imaging operation a plurality of times while performing relative movement of
A program for comparing a plurality of captured images obtained by the imaging operation to function as detection means for detecting a dust image included in the captured image.
請求項9に記載のプログラムにおいて、前記塵埃検出装置を、更に、前記検出手段により検出された塵埃の画像と、前記光照射手段から前記塵埃付着対象体及び撮像素子までの光軸方向における距離とを用いて、前記塵埃付着対象体に付着している塵埃の等倍画像を導出する導出手段として機能させるためのプログラム。   The program according to claim 9, wherein the dust detection device further includes an image of the dust detected by the detection means, and a distance in the optical axis direction from the light irradiation means to the dust adhesion target object and the image sensor. And a program for functioning as derivation means for deriving an equal-magnification image of the dust adhering to the dust adhesion object.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006295844A (en) * 2005-04-14 2006-10-26 Olympus Imaging Corp Optical apparatus with dust protection function
JP2008051971A (en) * 2006-08-23 2008-03-06 Canon Inc Imaging apparatus and control method therefor
JP2011078047A (en) * 2009-10-02 2011-04-14 Sanyo Electric Co Ltd Imaging apparatus

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