JP2007124002A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザの所望の検出レベルで、光電変換素子に付着した異物を検出すること。
【解決手段】 被写体像を撮像して画像を生成する光電変換素子（４２）と、光電変換素子により生成された画像に基づいて、光電変換素子に付着した異物を検出する画像処理部（５６）と、画像処理部における異物検出レベルを、ユーザ操作に基づいて選択する選択部（５７）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光電変換素子に付着した異物を検出するカメラシステムに関する。

従来より、撮像素子などの光電変換素子周辺に付着した異物を検出するカメラシステムが知られている。特許文献１の発明では、光電変換素子からの出力信号に基づいて、光電変換素子周辺に異物が付着しているか否かを判別している。
特開２００２−３００４５５号公報

しかし、実際の使用においては、ユーザによって所望の検出レベルは大きく異なる。検出レベルは、例えば、ユーザの技量によって異なるし、撮影用途によっても異なるし、また、プリンタなどを用いて画像を出力する場合には、出力サイズによっても異なる。
本発明のカメラシステムは、ユーザの所望の検出レベルで、光電変換素子に付着した異物を検出することを目的とする。

本発明のカメラシステムは、被写体像を撮像して画像を生成する光電変換素子と、前記光電変換素子により生成された画像に基づいて、前記光電変換素子に付着した異物を検出する画像処理部と、前記画像処理部における異物検出レベルを、ユーザ操作に基づいて選択する選択部とを備える。
なお、好ましくは、前記光電変換素子に光を照射する照射部をさらに備え、前記画像処理部は、前記照射部により光を照射された状態で前記光電変換素子により生成された画像に基づいて、前記光電変換素子に付着した異物を検出しても良い。

また、好ましくは、前記画像処理部は、前記異物検出レベルとして、前記異物の付着によって生じる輝度低下量と前記異物の大きさとの少なくとも一方を、所定の閾値と比較することにより前記異物の検出を行っても良い。
また、好ましくは、前記画像処理部は、前記選択部により選択された前記異物検出レベルに応じて、前記閾値を変更しても良い。

また、好ましくは、前記画像処理部による検出に基づく検出画像と、前記選択部により選択された前記異物検出レベルを示す情報との少なくとも一方を表示する表示部をさらに備えても良い。

本発明のカメラシステムによれば、ユーザの所望の検出レベルで、光電変換素子に付着した異物を検出することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、異物検出アダプタと、異物検出アダプタを着脱可能な一眼レフタイプの電子カメラとからなるカメラシステムの一例を用いて説明する。
図１は、本実施形態のカメラシステム１の構成および機能を示す図である。図１に示すように、カメラシステム１は、異物検出アダプタ２とカメラ本体３とからなる。異物検出アダプタ２は、不図示のマウントなどの接続部材を介してカメラ本体３に着脱可能である。なお、異物検出アダプタ２とカメラ本体３とは機械的に接続されるとともに電気的にも接続され、情報の授受が可能な構成である。また、カメラ本体３には、上述したマウントなどの接続部材を介して、撮影レンズ、フォーカシングレンズ、絞りなどを備えた着脱式のレンズを接続することも可能である。撮影時には、このような着脱式のレンズが接続され、異物検出時には、異物検出アダプタ２が接続される。

異物検出アダプタ２は、ＬＥＤ２１、ＬＥＤ２１を駆動するＬＥＤ駆動部２２、ＬＥＤ駆動部２３を制御するとともに、カメラ本体３との情報の授受を行うＣＰＵ２３の各部を備える。ＬＥＤ２１は、後述するカメラ本体３の撮像素子４２に向かって光を照射する。ＬＥＤ２１は、撮像素子４２の全面に対して、均一な照射を行うように、ブロードな発光プロフィールを有しているものが望ましい。発光色は、どのようなものであっても良く、例えば、コスト面を重視すれば赤色が好ましい。また、異物検出アダプタ２の電源は、カメラ本体３から供給される構成でも良いし、異物検出アダプタ２に電源を有する構成であっても良い。

カメラ本体３は、メインミラー３１、サブミラー３２、拡散スクリーン３３、コンデンサレンズ３４、ペンタプリズム３５、ビームスプリッタ３６、接眼レンズ３７、結像レンズ３８、ＡＥセンサ３９、メカシャッタ４０、ＬＰＦ（Low Pass Filter）４１、撮像素子４２、ＡＦモジュール４３の各部を備える。
ＡＥセンサ３９は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などのセンサであり、適正露出の算出に用いる情報を取得する。ＬＰＦ４１は、撮像素子４２の前面に配置され、モワレを防止する。このＬＰＦ４１に付着した異物を、本発明では検出する。撮像素子４２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの光電変換素子である。ＡＦモジュール４３は、焦点ずれ量を測定する位相差方式の焦点検出を行う。

撮影時には、メインミラー３１が、破線で示す位置に退避してメカシャッタ４０が開放し、不図示の着脱式レンズからの光束がＬＰＦ４１および撮像素子４２に導かれる。また、メカシャッタ４０は、撮像素子４２から信号を転送する際に遮光を行うことにより、ノイズの発生を防ぐ。なお、異物検出においては、ＬＥＤ２１からの光束がＬＰＦ４１および撮像素子４２に導かれる。

一方、非撮影時、すなわち撮影を行わない場合には、メインミラー３１は、図１に示すように、４５°の角度に配置される。そして、不図示の着脱式レンズからの光束は、メインミラー３１で反射され、拡散スクリーン３３、コンデンサレンズ３４、ペンタプリズム３５、ビームスプリッタ３６を介して接眼レンズ３７に導かれる。ユーザは、接眼レンズ３７を介して被写体の像を目視することにより構図確認を行う。一方、ビームスプリッタ３６により、上方に分割された光束は、結像レンズ３８を介してＡＥセンサ３９の撮像面上に再結像される。また、メインミラー３１を透過した光束は、サブミラー３２を介してＡＦモジュール４３に導かれる。

カメラ本体３は、図１に示すように、撮像素子４２により光電変換された画像信号を所定の信号でサンプリングし、サンプリングした信号を所定のレベルに増幅するアナログ信号処理部５０、撮像素子４２を駆動する撮像素子駆動回路５１、撮像素子４２の電子シャッタタイムの調整、デジタル画像処理等を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２、バッファメモリ５３、メモリカード等を備える外部メモリ５４、カメラ本体３の背面に配置された液晶パネルなどの表示素子を備え、画像の表示、メニュー画面表示を行う表示部５５、バッファメモリ５３に記憶された画像データ基をもとに画像処理を行って、異物検出を行う異物検出画像処理部５６、不図示のレリーズ釦、各種設定を行うメニュースイッチなどを備える操作部５７、各部を制御するボディＣＰＵ５８の各部を備える。ボディＣＰＵ５８は、異物検出アダプタ２のＣＰＵ２３と相互に接続されるとともに、操作部５７の状態を検知する。

以上説明した構成のカメラシステム１において、異物検出を行う際のカメラシステム１の動作について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１において、ボディＣＰＵ５８は、異物検出アダプタ２が接続されたか否かを判定する。ボディＣＰＵ５８は、異物検出アダプタ２が接続されるまで待機し、異物検出アダプタ２が接続されると、必要に応じて電源を異物検出アダプタ２に供給する。

異物検出アダプタ２のＣＰＵ２３は、ボディＣＰＵ５８に対して、所定の異物検出アダプタ情報を送り、ボディＣＰＵ５８からの指示を待つ。異物検出アダプタ情報とは、カメラ本体３に接続されたものが異物検出アダプタ２であることをボディＣＰＵ５８に認識させるための情報である。ボディＣＰＵ５８は、この異物検出アダプタ情報を取得すると、異物検出を自動的に開始する。なお、操作部５７を介したユーザ操作に基づいて、異物検出を開始する構成としても良い。

ステップＳ２において、ボディＣＰＵ５８は、表示部５５に異物検出メニューを表示する。図３に異物検出メニューの一例を示す。ボディＣＰＵ５８は、まず、図３Ａに示すメインメニューを表示部５５に表示する。ユーザは、操作部５５を介して、「実行」か「カスタム設定」の何れかを選択する。「カスタム設定」が選択されると、ボディＣＰＵ５８は、図３Ｂに示すサブメニューを表示部５５に表示する。ユーザは、操作部５５を介して、検出レベルを選択する。

なお、図３Ｂの例では、検出レベルを直接選択する例を示したが、他のファクターを用いて検出レベルを選択する構成としても良い。例えば、異物の大きさ、異物の濃さ、異物の位置（中央付近のみ検出など）、ユーザの技量（上級〜初心者など）、撮影用途、出力サイズなどをファクターとして用いて検出レベルを選択する構成としても良い。また、検出レベルの選択方法をユーザにより設定可能な構成としても良い。

また、図３Ａに示すメインメニューにおいて、「実行」が選択された場合には、前回異物検出を実行した際の検出レベルを採用しても良いし、所定の検出レベル（例えば、検出レベル：中）を採用しても良い。以下では、図３Ｂに示すサブメニューにおいて、何れかの検出レベルが選択されたものとして、説明を行う。
ステップＳ３において、ボディＣＰＵ５８は、異物検出メニューが決定されたか否かを判定し、決定されたと判定するとステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、ボディＣＰＵ５８は、撮影条件を決定する。ボディＣＰＵ５８は、撮影条件として、ＩＳＯ感度を所定の値（例えば、最低感度）に決定し、ＡＦをマニュアルモードに決定し、レリーズ釦をロックし、不図示の閃光発光部による閃光発光を禁止する。
ステップＳ５において、ボディＣＰＵ５８は、ＣＰＵ２３を介してＬＥＤ駆動部２２を制御し、ＬＥＤ２１を予備発光する。一般に、ＬＥＤは、個体差および温度により発光光量が大きく異なる。したがって、予備発光によりＬＥＤ２１を所定電流で発光させ、発光光量をＡＥセンサ３９によりモニタする。

ステップＳ６において、ボディＣＰＵ５８は、ＡＥセンサ３９によるモニタ結果に基づいて、シャッタ速度を決定する。
ステップＳ７において、ボディＣＰＵ５８は、ＣＰＵ２３を介してＬＥＤ駆動部２２を制御し、ＬＥＤ２１を本発光する。ボディＣＰＵ５８は、上述したように、メインミラー３１を、図１の破線で示す位置に退避してメカシャッタ４０を開放するとともに、ＬＥＤ２１を本発光する。この結果、ＬＥＤ２１からの光束はＬＰＦ４１および撮像素子４２に導かれ、光を照射されたＬＰＦ４１は、その表面に付着した異物の影を撮像素子４２上に作り出すことになる。

ステップＳ８において、ボディＣＰＵ５８は、撮像素子駆動部５１を制御して撮像素子４２による撮影動作を行う。撮像素子４２により生成された画像信号は、アナログ信号処理部５０に出力される。そして、ボディＣＰＵ５８は、撮影動作を終了すると、ＣＰＵ２３を介してＬＥＤ駆動部２２を制御し、ＬＥＤ２１を消灯する。
ステップＳ９において、ボディＣＰＵ５８は、異物検出画像処理部５６を介して、異物検出画像処理を行う。異物検出画像処理の詳細は、後述する。

ステップＳ１０において、ボディＣＰＵ５８は、異物検出結果情報を外部メモリ５４に保存する。本実施形態では、異物検出結果情報として、ステップＳ２で説明したメニューに基づいた検出レベル、検出レベルに応じた異物の位置および大きさ、異物検出を行った日時を保存する。
ステップＳ１１において、ボディＣＰＵ５８は、外部メモリ５４から、異物検出結果情報を読み出し、表示部５５に表示する。なお、異物が検出されなかった場合には、「ＮＯ ＤＵＳＴ」などの表示を行うことにより、結果をユーザに報知する。なお、異物検出結果情報の表示に際にしては、異物検出の結果を視覚的に認識しやすく表示するのが好ましい。また、上述した検出レベル、検出レベルに応じた異物の位置および大きさ、異物検出を行った日時の全てを表示しても良いし、一部を表示しても良い。表示内容をユーザに設定可能にしても良い。

次に、ステップＳ９の異物検出画像処理の詳細について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ２１において、ボディＣＰＵ５８は、ＤＳＰ５２がデジタルデータに変換した後に、ＪＰＥＧ画像を生成する過程のＹＣｂＣｒのデジタルデータから、輝度データ（Ｙ）を取得する。なお、輝度データ以外のデータを用いても同様に異物検出画像処理を行うことができる。例えば、１２ｂｉｔのＲＡＷデータのうち、何れかの色のデータを用いても良い。

ステップＳ２２において、ボディＣＰＵ５８は、ステップＳ２で説明したメニューに基づいた検出レベルを取得する。
ステップＳ２３において、ボディＣＰＵ５８は、演算エリアを決定する。ボディＣＰＵ５８は、ステップＳ２１で取得した輝度データを所定のサイズに分割し、分割による各エリアを、演算エリアとして決定する。なお、所定のサイズとは、ＬＥＤ２１により照射される光の輝度ムラを無視できる程度のサイズ（例えば、２００pixel四方）である。所定のサイズに、ステップＳ５で説明した予備発光の結果を加味する構成としても良い。ここでは、図５に示すように、エリアＡ（１）からエリアＡ（ｎ）を演算エリアとして決定したものとして、以下の説明を行う。

以下のステップＳ２４からステップＳ２７は、エリアＡ（１）からエリアＡ（ｎ）の何れかのエリアを対象とした処理である。エリアＡ（１）からエリアＡ（ｎ）のうち、どのエリアから処理を行っても良い。以下では、任意のエリアＡ（ｘ）を対象として説明する。
ステップＳ２４において、ボディＣＰＵ５８は、演算エリア内平均輝度値ＹＡｖｅ（ｘ）を算出する。

ステップＳ２５において、ボディＣＰＵ５８は、演算エリア内の輝度データに対して、二値化処理を行う。このとき、ボディＣＰＵ５８は、ステップＳ２２で取得した検出レベルに基づいて、二値化処理を行う。例えば、検出レベル：高の場合には、Ｙｓｅｔ＝１０とし、検出レベル：中の場合には、Ｙｓｅｔ＝２０とし、検出レベル：低の場合には、Ｙｓｅｔ＝３０として、ＹＡｖｅ（ｘ）−Ｙｓｅｔを閾値として二値化処理を行う。

二値化の閾値が大きいほど影の薄い異物は排除され、閾値が小さいほど影の薄い異物まで保存されることになる。したがって、上述したように検出レベルが高いほどＹｓｅｔを小さく設定することで、検出レベルが高いほど影の薄い異物まで保存することができる。ただし、Ｙｓｅｔ＝０としてしまうと、画像ノイズまで保存することになるため、正確な異物検出が困難になる。逆に、上述したように検出レベルが低いほどＹｓｅｔを大きく設定することで、検出レベルが低いほど影の薄い異物を排除することができる。

図６Ａに示すように、エリアＡ（ｘ）に２つの異物の影が存在した場合、二値化処理によって、閾値より輝度の高い左側の異物は、図６Ｂに示すように、排除される。また、右側の異物についても、二値化処理により、サイズが多少小さくなる。
ステップＳ２６において、ボディＣＰＵ５８は、二値化後の輝度データについて、射影データを作成する。ボディＣＰＵ５８は、図６Ｂに示す二値化後の輝度データを、ｘ方向およびｙ方向について射影（各データを加算する）する。

ステップＳ２７において、ボディＣＰＵ５８は、異物の位置、大きさを算出する。ボディＣＰＵ５８は、各方向の射影データの最小値を求め、その最小値の半値を閾値として、射影データと閾値との交点を検出する。図７に、射影データと、最小値と、閾値と、交点の例を示す。図７では、ｘ方向について、Ｐｘ１およびＰｘ２が検出され、ｙ方向について、Ｐｙ１およびＰｙ２が検出される。この４点の組み合わせから、以下の４つの交点が算出される。

（Ｐｘ１，Ｐｙ１），（Ｐｘ１，Ｐｙ２），（Ｐｘ２，Ｐｙ１），（Ｐｘ２，Ｐｙ２）
そして、この４つの交点から、異物の大きさおよび位置座標を算出する。
（異物の大きさＷ）＝（Ｐｘ２−Ｐｘ１）×（Ｐｙ２−Ｐｙ１）
（異物の位置座標）＝（（Ｐｘ１＋Ｐｘ２）／２，（Ｐｙ１＋Ｐｙ２）／２）
なお、異物が２個以上ある場合、異物の位置座標は、ｘ座標で２点、ｙ座標で２点得られる。したがって、その交点である４つの座標において、異物の大きさに応じて座標確認エリアを設け、エリア内画素値の総和を算出することにより、異物の位置座標の特定を行う。

次に、ボディＣＰＵ５８は、ステップＳ２２で取得した検出レベルに基づいて、異物の許容サイズＷａを得る。許容サイズＷａは予め定められており、例えば、検出レベル：高の場合には、許容サイズＷａ＝１０pixelであり、検出レベル：中の場合には、許容サイズＷａ＝２０pixelであり、検出レベル：低の場合には、許容サイズＷａ＝３０pixelである。

許容サイズＷａが大きいほどサイズの小さい異物は許容され、許容サイズＷａが小さいほどサイズの小さい異物まで検出されることになる。したがって、上述したように検出レベルが高いほど許容サイズＷａを小さく設定することで、検出レベルが高いほどサイズの小さい異物まで検出することができる。逆に、上述したように検出レベルが低いほど許容サイズＷａを大きく設定することで、検出レベルが低いほどサイズの小さい異物を許容することができる。

ステップＳ２８において、ボディＣＰＵ５８は、全ての演算エリアで異物検出が終了したか否かを判定する。ボディＣＰＵ５８は、全てのエリアで異物検出が終了していないと判定すると、ステップＳ２４に戻り、次のエリアを対象として、ステップＳ２４からステップＳ２７で説明した各処理を行う。そして、ボディＣＰＵ５８は、全てのエリアで異物検出が終了したと判定すると、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９において、ボディＣＰＵ５８は、異物検出結果情報を作成する。異物検出結果情報には、上述したように、ステップＳ２で説明したメニューに基づいた検出レベル、検出レベルに応じた異物の位置（ｘｙ座標）および大きさ、異物検出を行った日時が含まれる。そして、ボディＣＰＵ５８は、異物検出結果情報を作成すると、異物検出画像処理を終了する。

なお、本実施形態では、二値化処理を行う例を示したが、二値化処理を行わずに、より詳細な異物検出を行う構成としても良い。また、異物の位置を検出する際には二値化処理後の輝度データを使用し、異物の大きさを検出する際には二値化処理前の輝度データを使用する構成としても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、被写体像を撮像して画像を生成する光電変換素子により生成された画像に基づいて、光電変換素子に付着した異物を検出するとともに、異物検出レベルを、ユーザ操作に基づいて選択する。したがって、ユーザの所望の検出レベルで、光電変換素子に付着した異物を検出することができる。具体的には、ユーザは、ユーザの技量、撮影用途、画像を出力する際の出力サイズなどに応じて、検出レベルを選択することができる。このように、適切な検出レベルで異物を検出することにより、必要以上に細かな異物まで検出してしまうという問題や、異物の検出に要する時間が不要に増大するという問題を回避することができる。

また、本実施形態によれば、光電変換素子に光を照射する照射部を備え、照射部により光を照射された状態で光電変換素子により生成された画像に基づいて、光電変換素子に付着した異物を検出する。したがって、効率よく異物の検出を行うことができる。
また、本実施形態によれば、異物検出レベルとして、異物の付着によって生じる輝度低下量と異物の大きさを、所定の閾値と比較することにより異物の検出を行う。したがって、異物の付着によって生じる輝度低下量と異物の大きさを、より実用に即した方法で把握することができる。

また、本実施形態によれば、ユーザ操作に基づいて選択された異物検出レベルに応じて、上述した閾値を変更する。したがって、煩雑な計算などを行うことなく、ユーザの所望の検出レベルでの異物の検出を実現することができる。
また、本実施形態によれば、検出に基づく検出画像と、ユーザ操作に基づいて選択された異物検出レベルを示す情報とを表示する表示部を備える。したがって、異物検出の結果を視覚的に認識しやすくユーザに提示することができる。

なお、本実施形態では、異物検出アダプタと、異物検出アダプタを着脱可能な一眼レフタイプの電子カメラとからなるカメラシステムを用いて説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、異物検出に関わる部材が一体となったカメラシステムにも本発明を同様に適用することができる。
また、本実施形態では、異物検出アダプタ２に、照射部であるＬＥＤ２１を備え、照射部により光を照射された状態で生成された画像に基づいて、異物の検出を行う例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、いわゆるプリセット撮影のように、均一な面をユーザに撮影させることにより生成した画像に基づいて、異物の検出を行う構成としても良い。

また、本実施形態では、検出レベルごとに、輝度低下量と大きさに関わる閾値を予め定める例を示したが、ユーザ設定に基づいて閾値を定める構成としても良い。また、輝度低下量と大きさの一方のみを検出する構成としても良い。さらに、本実施形態で説明した以外の画像処理的手法を用いて、異物の検出を行う構成としても良い。
また、本実施形態では、３段階の検出レベル（高〜低）を備える例を説明したが、段階数はこの例に限定されない。また、最高レベルを示す値から最低レベルを示す値までの間の任意の値を選択する構成としても良い。

本実施形態のカメラシステム１の構成および機能を示す図である。 異物検出を行う際のカメラシステム１の動作について説明するフローチャートである。 異物検出メニューの例を示す図である。 異物検出画像処理を行う際のカメラシステム１の動作について説明するフローチャートである。 演算エリアについて説明する図である。 異物検出画像処理について説明する図である。 異物検出画像処理について説明する図である。

符号の説明

１，カメラシステム ２，異物検出アダプタ ３，カメラ本体 ２１，ＬＥＤ ２３，ＣＰＵ ４１，ＬＰＦ ４２，撮像素子 ５２，ＤＳＰ ５５，表示部 ５６，異物検出画像処理部 ５８，ボディＣＰＵ

Claims (5)

1. 被写体像を撮像して画像を生成する光電変換素子と、
   前記光電変換素子により生成された画像に基づいて、前記光電変換素子に付着した異物を検出する画像処理部と、
   前記画像処理部における異物検出レベルを、ユーザ操作に基づいて選択する選択部と
   を備えたことを特徴とするカメラシステム。
2. 請求項１に記載のカメラシステムにおいて、
   前記光電変換素子に光を照射する照射部をさらに備え、
   前記画像処理部は、前記照射部により光を照射された状態で前記光電変換素子により生成された画像に基づいて、前記光電変換素子に付着した異物を検出する
   ことを特徴とするカメラシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のカメラシステムにおいて、
   前記画像処理部は、前記異物検出レベルとして、前記異物の付着によって生じる輝度低下量と前記異物の大きさとの少なくとも一方を、所定の閾値と比較することにより前記異物の検出を行う
   ことを特徴とするカメラシステム。
4. 請求項３に記載のカメラシステムにおいて、
   前記画像処理部は、前記選択部により選択された前記異物検出レベルに応じて、前記閾値を変更する
   ことを特徴とするカメラシステム。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載のカメラシステムにおいて、
   前記画像処理部による検出に基づく検出画像と、前記選択部により選択された前記異物検出レベルを示す情報との少なくとも一方を表示する表示部をさらに備える
   ことを特徴とするカメラシステム。
   

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