JP2009206582A

JP2009206582A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2009206582A
Application number: JP2008044312A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; 健司鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】光学部材へ付着した異物を効率的に除去できるデジタルカメラを提供する。
【解決手段】デジタルスチルカメラＣＡの不図示の電源スイッチがオンされて、デジタルスチルカメラＣＡの電源が投入されると、異物検出用画像を得る。そして、異物検出用画像の撮像データに基づいて第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状況を算出し、算出した異物の付着状況に応じて振動条件を決定するように構成した。したがって、異物の付着状況に応じて第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａの振動状態を変更できるので、効率的に付着異物を除去できるとともに、付着異物の除去に効果的ではない振動条件による振動板２６１，２６２の加振を回避できる。これにより、付着異物除去による消費電力を抑制できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、光学部材を振動させることで光学部材に付着した異物を除去するデジタルカメラに関する。

光学部材を振動させることで光学部材に付着した異物を除去するデジタルカメラが知られている。このデジタルカメラでは、振動させる光学部材（防塵フィルタ）の振動周波数を変更することで、防塵フィルタの振動状態を変更して異物を除去している（特許文献１参照）。

特開２００３−３３３３９１号公報

しかし、上述した従来のデジタルカメラでは、異物の付着状態に関わらず防塵フィルタの振動周波数を変更して防塵フィルタの振動状態を変更しているので効率的ではない。

（１）請求項１の発明によるデジタルカメラは、被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子の被写体側の前面に配設された光学部材と、光学部材を振動させる振動部材と、光学部材への異物の付着状態を検出する異物付着状態検出手段と、異物付着状態検出手段で検出した異物の付着状態に応じた振動を光学部材に与えるように振動部材を制御する振動部材制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材制御手段は、振動部材の振動周波数を変更することで、異物付着状態検出手段で検出した異物の付着状態に応じた振動を光学部材に与えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、異物付着状態検出手段は、少なくとも、光学部材へ付着する異物の付着位置を検出し、振動部材制御手段は、振動部材の振動周波数を変更することで、異物付着状態検出手段で検出した異物の付着位置近傍の光学部材の振幅が大きくなるように、振動部材を制御することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材は、圧電効果を利用して光学部材を振動させる部材であり、振動部材制御手段は、振動部材に印加する交流電圧の周波数を変更することで、振動部材の振動周波数を変更することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材は、光学部材を振動させるように複数配設されており、振動部材制御手段は、複数の振動部材の振動の位相が同相となるように振動部材を制御することを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材は、光学部材を振動させるように少なくとも１対配設されており、振動部材制御手段は、対となる振動部材のうちの一方の振動部材の振動の位相と他方の振動部材の振動の位相とが逆相となるように振動部材を制御することを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材制御手段は、異物付着状態検出手段で検出した異物の付着状態に応じて光学部材の振動の振幅を変更するように振動部材を制御することを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材制御手段は、振動部材に印加する交流電圧の電圧を変更することで光学部材の振動の振幅を変更するように、振動部材を制御することを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、振動部材制御手段は、光学部材で発生する振動の波形が定常波となるように振動部材を制御することを特徴とする。

本発明によれば、光学部材へ付着した異物を効率的に除去できる。

−−−第１の実施の形態−−−
図１〜７を参照して、本発明によるデジタルカメラの第１の実施の形態を説明する。図１は本実施形態におけるデジタルスチルカメラを側面から見た断面図である。なお、説明の便宜上、各図に示すように前後左右および上下方向を規定する。左右方向については、デジタルスチルカメラを正面から見たときの左右方向と一致するように規定する。このデジタルスチルカメラＣＡはレンズ交換式の一眼レフタイプであり、撮影レンズＬを有する交換レンズＬＢがレンズマウント２１を介してカメラ本体ＣＢに装着される。撮影レンズＬを透過した撮影光束は、レンズマウント２１の開口２１ａを通ってカメラ本体ＣＢ内に導かれ、ミラー２２で反射されてファインダスクリーン２３上に結像され、ペンタプリズム２４，接眼レンズ２５を介して観察される。

レリーズ操作がなされると、ミラー２２が跳ね上げられて撮影光路から退避し、続いてシャッタ装置であるフォーカルプレーンシャッタ１００が駆動され、撮影レンズＬの透過光束は、光学フィルタ２００の後方に設けられたＣＣＤなどの撮像素子２５０に入射する。撮像素子２５０の光電変換出力は、後述する画像処理部にて種々の処理が施され、デジタル画像データが生成される。なお、撮像素子２５０には、ＣＣＤ以外の撮像素子（例えば、ＣＭＯＳ）を用いてもよい。

図２は、デジタルスチルカメラＣＡの構成を説明するブロック図である。演算回路１０１は、マイクロコンピュータなどによって構成される。演算回路１０１は、後述する各部から出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各部へ出力する。演算回路１０１と後述する各部とは互いに接続されている。

撮像素子２５０は、撮影レンズＬを通過した被写体光による像を撮像し、撮像信号を画像処理部１２３へ出力する。画像処理部１２３は、Ａ／Ｄ変換回路やＡＳＩＣなどによって構成される。画像処理部１２３は、アナログ撮像信号をデジタル信号に変換して、デジタル変換後の画像データにホワイトバランス処理などの画像処理を行う。また画像処理部１２３は、画像処理後の画像データを所定の形式で圧縮する圧縮処理、圧縮された画像データを伸長する伸長処理などを行う。

レリーズスイッチ１４１は、不図示のレリーズボタンに連動してレリーズ操作信号を演算回路１０１に出力する。レリーズ操作信号には、レリーズボタンの半押し操作に対応する半押し操作信号と、半押し操作より深く押下される全押し操作に対応する全押し操作信号とがある。操作スイッチ１４３は、カメラ本体ＣＢに設けられて不図示の各操作ボタンが操作されると、それぞれ操作信号を演算回路１０１に出力するスイッチ群である。

振動板制御装置１５１は、演算回路１０１から出力される信号に基づいて後述する振動板２６１，２６２を駆動する装置である。異物検出光源１５２は、光学フィルタ２００の前方に設けられた光源であり、演算回路１０１によって点灯および消灯が制御される。異物検出光源１５２は、後述するように、光学フィルタ２００の被写体側の前面に付着した異物の検出の際に点灯される。なお、異物検出光源１５２は、フォーカルプレーンシャッタ１００が駆動されて撮影開口が開放されると光学フィルタ２００の後述する前側表面２０１ａの全体に光を照射できるように、その配設位置、配光が設定されている。

表示制御部１６１は、演算回路１０１から出力される信号に基づいて、たとえばカメラ本体ＣＢの背面に設けられた表示装置７ａの表示制御を行う制御部である。レンズ駆動制御部１６３は、演算回路１０１から出力される信号に基づいて、合焦動作や焦点距離変更動作を行うように交換レンズＬＢのレンズ群（撮影レンズＬ）を駆動する。シーケンスモータ駆動部１６４は、演算回路１０１から出力される信号に基づいてシーケンスモータ１６４ａを駆動する。シーケンスモータ１６４ａは、ミラー２２の回動や、フォーカルプレーンシャッタ１００のチャージ動作などを行うためのモータである。

記憶媒体装着部１６５は、不図示の記憶媒体を着脱可能に保持し、装着された記憶媒体に記録されたデータの読み込みや消去、記憶媒体へのデータの書き込みを行う。記憶媒体には、画像処理後の画像データが記録される。なお、フォーカルプレーンシャッタ１００の動作を開始させるためのマグネットや露光制御のための測光センサなどについては本願発明に直接関係しないため記載を省略する。

−−−光学フィルタ２００−−−
図３（ａ）は、光学フィルタ２００を前面から見た図であり、図３（ｂ）は、光学フィルタ２００を右側から見たときの図である。図４は、光学フィルタ２００と撮像素子２５０を右側から見たときの図である。光学フィルタ２００は、光学ローパス特性および赤外カット特性を併せ持つもので、撮影レンズＬ側から第１複屈折板２０１、波長板２０２、赤外カットガラス２０３、第２複屈折板２０４を順に貼り合わせて構成される。被写体光束は、これらの光学部材２０１〜２０４を順に透過した後、撮像素子２５０の不図示のカバーガラス（保護カバー）を透過して撮像面に入射する。この種の光学フィルタ２００を介すことで、撮像結果に悪影響を与える要因を除去できる。なお、第２複屈折板２０４の前面の上下端近傍には後述する振動板２６１，２６２が接着されて固定されている。

撮像素子２５０は、上述したように、ＣＣＤなどの固体撮像素子である。図４に示すように、撮像素子２５０は、前面が、たとえばゴムなどの弾性体で形成された枠状の部材２１１を介して第２複屈折板２０４の後面と対向している。したがって、第２複屈折板２０４と撮像素子２５０との間の空間には異物が侵入できない。

しかし、符号２０１ａで示した第１複屈折板２０１の前側表面はカメラ本体ＣＢ内の空間に露出しているため、異物が付着することがある。そこで、本実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、振動板２６１，２６２を振動させることによって光学フィルタ２００を振動させて、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａに付着した異物を払い落とす。

−−−振動板２６１，２６２−−−
振動板２６１，２６２は圧電素子であり、第２複屈折板２０４の前側表面の上下端近傍で、第２複屈折板２０４の左右方向に延在する辺（長辺）に沿って延在する。振動板２６１，２６２は、上述したように第２複屈折板２０４の前面に接着されて固定されている。振動板２６１，２６２は、光学フィルタ２００を振動させる振動部材である。振動板２６１，２６２は、それぞれ可撓性を有するフレキシブルプリント基板２６３，２６４によって振動板制御装置１５１と電気的に接続されている。振動板２６１，２６２は、振動板制御装置１５１から出力される所定周波数の駆動信号によって駆動されると振動する。この振動が第２複屈折板２０４に伝達されると、光学フィルタ２００自体が振動して第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａに付着した異物を払い落とす。

第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａは、振動板２６１，２６２によって加振されると、たとえば、図５に示すように前後方向に振動する。第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける振動の腹の発生位置、腹の数、腹の上下方向への移動の有無などは、振動板２６１，２６２の振動のさせ方、すなわち、振動板制御装置１５１から出力される駆動信号によって変化する。また、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける振動の振幅は、振動板制御装置１５１から出力される駆動信号の電圧が高ければ大きくなる傾向にある。演算回路１０１および振動板制御装置１５１は、振動板２６１，２６２を制御する振動部材制御手段である。

したがって、振動板制御装置１５１から出力される駆動信号を種々変化させることで、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａを様々な状態で振動させることができる。しかし、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状態、すなわち、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着位置や異物の大きさ、数などにかかわらず振動板制御装置１５１から出力される駆動信号を種々変化させるのは非効率である。たとえば、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状態が分かっていれば、前側表面２０１ａうち、異物の付着位置近傍の振幅が大きくなるように前側表面２０１ａを振動させることで、異物を確実にかつ効率的に除去できる。

−−−異物除去について−−−
そこで、本実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、以下に詳述するように、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状態を検出して、異物の付着状態に応じて第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａを振動させることで、異物を効率的に除去する。不図示のメインスイッチが操作されてデジタルスチルカメラＣＡの電源がオンされると、演算回路１０１は付着異物除去モードに移行するよう各部を制御する。すなわち、演算回路１０１は異物検出光源１５２を点灯させる。そして、演算回路１０１は、フォーカルプレーンシャッタ１００を動作させて、撮像素子２５０で撮像させる。第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物が付着している場合には、異物によって異物検出光源１５２からの光が遮られるため、異物が影となって撮像される。

その後、演算回路１０１は、動作させたフォーカルプレーンシャッタ１００をチャージするように各部を制御するとともに、先ほどの撮像によって得られた画像（異物検出用画像）について、異物の付着状態を検出するための画像処理を行う。ここで行われる画像処理について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物が付着している状態を示す図である。図６（ａ）において、３０１は前側表面２０１ａへ付着した異物であり、３０２は、異物３０１の付着位置の略中心を通り、前側表面２０１ａで左右方向に延在する直線を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）における直線３０２に対応する撮像素子２５０の各画素の並び（左右方向の配設位置）を横軸とし、異物検出用画像の撮像の際に、各画素が受光する受光量（明るさ）を縦軸としたグラフである。

図６（ａ）に示すように、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物３０１が付着している場合、この異物３０１の影によって、異物３０１の付着位置に対応する撮像素子２５０の画素における受光量は、他の画素と比べて少なくなる。そこで、演算回路１０１は、異物検出用画像の撮像データから、たとえば、周囲の画素の受光量と比べて受光量の減少度合いが所定割合ａ_ｓ（たとえば１０％）以上である画素がたとえば連続して所定数ｎ_ｓ（たとえば１０ピクセル）以上存在しているか否かを判断する。この判断（付着異物有無判断）が肯定判断された場合には、演算回路１０１は、当該画素に対応する第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物３０１が付着しているものと判定する。異物の付着があるものと判定されると、演算回路１０１は、異物の付着位置を、撮像素子２５０を構成する各画素のアドレス（位置）として記憶する。

その後、演算回路１０１は、上述したように記憶した各画素のアドレスから、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状況（異物の付着位置、異物の大きさ、異物の数など）を算出する。そして、演算回路１０１は、算出した異物の付着状況に応じて、振動板２６１，２６２の振動条件（振動モードや、振動の強さ、振動継続時間など）を決定する。具体的には、演算回路１０１は、次のようにして振動板２６１，２６２の振動条件を決定する。ここで、振動板２６１，２６２の振動モードには、たとえばＡモードからＣモードまでの振動モードがあらかじめ決められているものとする。

たとえばＡモードでは、振動板２６１，２６２の振動周波数をａとし、振動が逆相となるように振動させる。たとえば、Ｂモードでは、振動板２６１，２６２の振動周波数をｂとし、振動が同相となるように振動させる。たとえば、Ｃモードでは、振動板２６１，２６２の振動周波数をｃとし、振動が同相となるように振動させる。また、各振動モードにおいて、振動の強さ（すなわち振幅の大きさ）をたとえば３段階（強、中、弱）設定可能である。なお、上述した各振動モードにおける同相／逆相の別や振動周波数は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。同様に、振動モードの数も３つに限定されるものではない。また、少なくとも、各振動モードのいずれかによって振動板２６１，２６２を加振すれば、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａの任意の場所が必ず振動するように、各振動モードの条件（同相／逆相の別や振動周波数など）が設定されている。

上述した各振動モードでは、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の波形が定常波（定在波）となるように、振動板２６１，２６２が加振される。また、上述した各振動モードでは、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の腹および節の発生位置や、腹（節）の数がそれぞれ異なる。各振動モードにおける、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の腹および節の発生位置や、腹（節）の数の情報（振動情報）は不図示の記憶部に記憶されている。演算回路１０１は、記憶部に記憶された振動情報と、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物（付着異物）の付着状況に基づいて、たとえば次のように振動条件を決定する。

（ａ）たとえば演算回路１０１は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける異物の付着位置近傍の振幅が大きくなるように振動モードを選択する。なお、選択する振動モードの数は１つに限られず、振動モードを順次変更して振動板２６１，２６２を加振するように、複数の振動モードを選択するようにしてもよい。
（ｂ）たとえば演算回路１０１は、異物が２つ以上付着していると判断されると、各異物について、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける異物の付着位置近傍の振幅が大きくなるように振動モードをそれぞれ選択する。一例を挙げると、演算回路１０１は、２つの付着異物がある場合に、ある１つの付着異物の付着位置近傍の振幅が大きくなるようにＡモードを選択し、他の付着異物の付着位置近傍の振幅が大きくなるようにＣモードを選択し、ＡモードとＣモードで順次加振する。なお、この場合には、たとえば、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａの中央寄りの付着異物を優先的に除去できるように振動モードを選択するようにしてもよい。また、たとえば、大きい付着異物を優先的に除去できるように振動モードを選択するようにしてもよい。

（ｃ）たとえば演算回路１０１は、付着異物の大きさに応じて振幅の大きさ（駆動信号の電圧）を変更する。この場合、たとえば、付着異物の大きさが大きいほど振幅を大きくするようにしてもよい。
（ｄ）たとえば演算回路１０１は、付着異物の大きさに応じて振動の周波数（ここでは振動モード）を変更する。振動の周波数が高くなると、振幅が小さくなるが振動の加速度は大きくなるので、小さい付着異物を除去しやすくなる。したがって、たとえば、付着異物の大きさが小さいほど振動の周波数が高くなるように振動モードを選択してもよい。
（ｅ）たとえば演算回路１０１は、付着異物の大きさに応じて振動板２６１，２６２を加振する時間（振動継続時間）を変更する。この場合、たとえば、付着異物が小さいほど振動によって前側表面２０１ａから付着異物が離れにくくなる傾向があるので、振動継続時間を長くするようにしてもよい。

演算回路１０１は、上述したように振動条件を決定すると、決定した振動条件に従って振動板２６１，２６２を加振するように振動板制御装置１５１を制御する。その結果、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａが振動して付着異物が除去される（払い落とされる）。演算回路１０１は、振動板２６１，２６２の加振を終了すると、付着異物除去モードを解除して撮影待機状態となるようにデジタルスチルカメラＣＡの各部を制御する。これにより、デジタルスチルカメラＣＡは撮影待機状態となる。

なお、上述した付着異物有無判断において否定判断された場合には、演算回路１０１は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物が付着していないものと判定して、振動板２６１，２６２を加振することなく付着異物除去モードを解除して撮影待機状態となるようにデジタルスチルカメラＣＡの各部を制御する。

このように、本実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、付着異物の除去に効果的な振動条件で第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａさせることができる。換言すれば、本実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、付着異物の除去に効果的ではない振動条件による加振を回避できる。

−−−フローチャート−−−
図７は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの付着異物を除去するための上述した処理を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。不図示の電源スイッチがオンされて、デジタルスチルカメラＣＡの電源が投入されると、この処理を行うプログラムが起動されて、演算回路１０１で実行される。

ステップＳ１において、異物検出光源１５２を点灯させてステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、フォーカルプレーンシャッタ１００を動作させて、撮像素子２５０で撮像させることで異物検出用画像を得てステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、ステップＳ１で点灯させた異物検出光源１５２を消灯させるとともに、ステップＳ３で動作させたフォーカルプレーンシャッタ１００をチャージするように各部を制御してステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、ステップＳ３で取得した異物検出用画像の撮像データに基づいて、異物の付着状態を検出するための上述した画像処理を行ってステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、ステップＳ７で行った画像処理の結果に基づいて、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物が付着しているか否かを判断する。ステップＳ９が肯定判断されるとステップＳ１１へ進み、ステップＳ７で行った画像処理の結果に基づいて、異物の付着状況を算出してステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、ステップＳ１１で算出した異物の付着状況から、振動板２６１，２６２の振動条件を設定してステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５において、ステップＳ１３で設定した振動条件に従って振動板２６１，２６２を加振するように振動板制御装置１５１を制御してステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、振動継続時間が経過するまで待機する。ステップＳ１７が肯定判断されるとステップＳ１９へ進み、ステップＳ１３で設定した振動条件の全ての振動モードおよび振動の強さでの加振を終了したか否かを判断する。ステップＳ２１が否定判断されるとステップＳ２１へ進み、ステップＳ１３で設定した振動条件の全ての振動モードおよび振動の強さのうち、まだ終了していない条件での加振を開始してステップＳ１７へ戻る。

ステップＳ１９が肯定判断されるとステップＳ２３へ進み、撮影待機状態となるようにデジタルスチルカメラＣＡの各部を制御する。ステップＳ２３以降の動作については、従来のカメラと同様であるので説明を省略する。

ステップＳ９が否定判断されるとステップＳ２３へ進む。

上述した第１の実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、次の作用効果を奏する。
（１）異物検出用画像を得て、異物検出用画像の撮像データに基づいて第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状況を算出し、算出した異物の付着状況に応じて振動条件を決定するように構成した。したがって、異物の付着状況に応じて第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａの振動状態を変更できるので、効率的に付着異物を除去できるとともに、付着異物の除去に効果的ではない振動条件による振動板２６１，２６２の加振を回避できる。これにより、付着異物除去による消費電力を抑制できる。

（２）振動板２６１，２６２の振動周波数を変更できるように構成した。したがって、付着異物の大きさに応じて振動板２６１，２６２の振動周波数を変更することで、付着異物の大きさに応じて効率よく除去できる。また、付着異物の付着位置に応じて振動板２６１，２６２の振動周波数を変更することで、振動の腹の位置を付着異物の付着位置近傍に設定できるので、付着異物を効率的に除去できる。

（３）対となる振動板２６１，２６２を、第２複屈折板２０４の前側表面の上下端近傍に配設し、同相または逆相で振動させるように構成した。これにより、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける振動の腹の位置を変更できるので、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａに付着した異物を払い落とす能力が高い。

（４）振動板２６１，２６２の駆動信号の電圧を変更することで、付着異物の大きさに応じて、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける振動の振幅を変更するように構成した。これにより、短時間で効率的に付着異物を除去できる。

（５）第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の波形が定常波となるように、振動板２６１，２６２を加振するように構成した。これにより、振動の腹の位置が移動しなくなるので、異物付着位置の近傍に振動の腹が位置するように前側表面２０１ａを振動させれば、異物付着位置の近傍の前側表面２０１ａを継続して大きな振幅で振動させることができるので、短時間で効率的に付着異物を除去できる。

−−−第２の実施の形態−−−
図８，９を参照して、本発明によるデジタルカメラの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、デジタルカメラのユーザの指示によって付着異物の除去を開始する点で、第１の実施の形態と異なる。

たとえば、デジタルスチルカメラＣＡで被写体像を撮像した際に、ユーザが、表示装置７ａに表示された画像を見て、付着異物の映り込みを発見することなどがある。本実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、このような場合には、次のようにして付着異物を除去できる。上述したように付着異物の映り込みを発見したユーザにより不図示の各操作ボタンが操作されることで付着異物除去モードに設定されると、演算回路１０１は、たとえば直近の撮像によって得られた被写体像の画像を表示装置７ａに表示させる。また、演算回路１０１は、図８に示すように、除去すべき付着異物の位置を特定するようにユーザに促す表示７１を行う。さらに、演算回路１０１は、付着異物の位置を特定するためのカーソル７２を表示させる。

ユーザは、不図示の操作ボタンを操作することで、表示装置７ａに表示された被写体像の画像に写り込んだ付着異物の像（付着異物像７３）に、上述したカーソル７２を合わせることができる。図８では、付着異物像７３にカーソル７２を合わせた状態を示している。なお、本実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、表示装置７ａに表示される被写体像の画像の表示倍率を任意に設定できるように構成されている。そのため、ユーザは、表示装置７ａに表示される被写体像の画像の表示倍率を適宜設定することで、付着異物像７３を容易に発見できる。

図８に示すように付着異物像７３にカーソル７２が合わせられた状態で、ユーザによる操作ボタン（たとえばＯＫボタンや決定ボタン）の操作によって異物の位置を確定する操作が行われると、演算回路１０１は、カーソル７２の表示位置に基づいて、表示装置７ａに表示された被写体像の画像中の付着異物像７３の位置を算出する。そして、演算回路１０１は、算出した付着異物像７３の位置を、異物の付着位置として、撮像素子２５０を構成する画素の位置に対応させて、画素のアドレス（位置）として記憶する。

その後、演算回路１０１は、記憶した画素のアドレスから、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着位置を算出する。そして、演算回路１０１は、算出した異物の付着位置に応じて、第１の実施の形態と同様に、振動板２６１，２６２の振動条件（振動モードや、振動の強さ、振動継続時間など）を決定する。

演算回路１０１は、振動条件を決定すると、決定した振動条件に従って振動板２６１，２６２を加振するように振動板制御装置１５１を制御する。その結果、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａが振動して付着異物が払い落とされる。演算回路１０１は、振動板２６１，２６２の加振を終了すると、付着異物除去モードを解除して撮影待機状態となるようにデジタルスチルカメラＣＡの各部を制御する。これにより、デジタルスチルカメラＣＡは撮影待機状態となる。

−−−フローチャート−−−
図９は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの付着異物を除去するための上述した処理を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。不図示の電源スイッチがオンされて、デジタルスチルカメラＣＡの電源が投入された後、不図示の各操作ボタンが操作されることで付着異物除去モードに設定されると、この処理を行うプログラムが起動されて、演算回路１０１で実行される。

ステップＳ３１において、直近の撮像によって得られた被写体像の画像を表示装置７ａに表示させるように各部を制御してステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３において、除去すべき付着異物の位置を特定するようにユーザに促す表示７１、および、付着異物の位置を特定するためのカーソル７２を表示装置７ａに表示させるように各部を制御してステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５において、ユーザによって異物の位置が特定されるまで（たとえば不図示のＯＫボタンが押圧されるまで）待機する。

ステップＳ３５が肯定判断されるとステップＳ３７へ進み、ステップＳ３５で特定された異物の位置に基づいて、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着位置を上述したように算出して、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３以降の動作については、第１の実施の形態における図７のステップＳ１３以降と同じであるので説明を省略する。

第２の実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、第１の実施の形態の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１）ユーザが異物の付着位置を特定できるように構成したので、ユーザが気になる異物の映り込みを効果的に解消できる。

−−−第３の実施の形態−−−
図１０を参照して、本発明によるデジタルカメラの第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１および第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１および第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、デジタルカメラのユーザの操作によって付着異物を検出するための撮像を行い、その後、付着異物の検出と付着異物の除去を開始する点で、第１および第２の実施の形態と異なる。

第３の実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、異物検出光源１５２が設けられていない。ユーザにより不図示の各操作ボタンが操作されることで付着異物除去モードに設定されると、演算回路１０１は、付着異物を検出するための画像（異物検出用画像）を得るための待機状態に移行するよう各部を制御する。具体的には、演算回路１０１は、撮影レンズＬの制御絞り値を最大絞り値に設定するとともに、撮影レンズＬのフォーカスを無限遠に設定し、レリーズスイッチ１４１から全押し操作信号が入力されるまで待機する。

ユーザによって、デジタルスチルカメラＣＡの交換レンズＬＢがたとえばライトボックスのように一様に明るい無地の被写体に向けられて、不図示のレリーズボタンが全押し操作されると、演算回路１０１は、被写体像の明るさに応じたシャッタ速度で被写体像を撮像するように各部を制御する。これにより、異物検出用画像が得られる。その後、演算回路１０１は、動作させたフォーカルプレーンシャッタ１００をチャージするように各部を制御するとともに、先ほどの撮像によって得られた異物検出用画像について、第１の実施の形態と同様に異物の付着状態を検出するための画像処理を行う。なお、以降の演算回路１０１の制御内容は、第１の実施の形態における制御内容と同じである。

すなわち、演算回路１０１は、異物検出用画像の撮像データに基づいて、付着異物有無判断を行い、異物の付着位置を、撮像素子２５０を構成する各画素のアドレス（位置）として記憶する。その後、演算回路１０１は、上述したように記憶した各画素のアドレスから、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの異物の付着状況を算出する。そして、演算回路１０１は、算出した異物の付着状況に応じて、振動板２６１，２６２の振動条件を決定する。

なお、上述した付着異物有無判断において否定判断された場合には、演算回路１０１は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物が付着していないものと判定して、付着異物除去モードを解除して撮影待機状態となるようにデジタルスチルカメラＣＡの各部を制御する。

−−−フローチャート−−−
図１０は、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへの付着異物を除去するための上述した処理を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。不図示の電源スイッチがオンされて、デジタルスチルカメラＣＡの電源が投入された後、不図示の各操作ボタンが操作されることで付着異物除去モードに設定されると、この処理を行うプログラムが起動されて、演算回路１０１で実行される。

ステップＳ４１において、撮影レンズＬの制御絞り値を最大絞り値に設定するとともに、撮影レンズＬのフォーカスを無限遠に設定してステップＳ４３へ進む。ステップＳ４３において、レリーズスイッチ１４１から全押し操作信号が入力されるまで待機する。ステップＳ４３が肯定判断されるとステップＳ４５へ進み、被写体像の明るさに応じたシャッタ速度で被写体像を撮像するように各部を制御する。これにより、異物検出用画像が得られる。ステップＳ４５が実行されるとステップＳ４７へ進み、動作させたフォーカルプレーンシャッタ１００をチャージするように各部を制御してステップＳ７へ進む。ステップＳ７以降の動作については、第１の実施の形態における図７のステップＳ７以降と同じであるので説明を省略する。

第３の実施の形態のデジタルスチルカメラＣＡでは、第１および第２の実施の形態の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１）ユーザの操作によって付着異物除去モードに設定されて、レリーズボタンが全押し操作されると、撮像により異物検出用画像を得た後、付着異物の検出を行って、付着異物の付着状態に応じた除去動作を行うように構成した。これにより、ユーザの都合に合わせて、必要に応じて付着異物の除去動作を行うようにできるので、利便性が高い。すなわち、たとえば、交換レンズＬＢの交換を伴わずにデジタルスチルカメラＣＡを起動するときには、付着異物の除去動作を行わせないようにすることで、デジタルスチルカメラＣＡの起動レスポンスを向上できる。また、たとえば、交換レンズＬＢの交換後にデジタルスチルカメラＣＡを起動するときには、ユーザの操作によって付着異物の除去動作を行わせるようにすることで、交換レンズＬＢの交換時に外部から侵入する異物の付着による画質劣化を予防できる。

−−−変形例−−−
（１）上述した第１の実施の形態や第３の実施の形態では、付着異物の検出のために、被写体像の画像の記録のための撮像（通常の撮影）とは別に、異物検出用画像を撮像しているが、本発明は、これに限定されない。たとえば、記録のためにすでに撮像して得られた複数の画像に基づいて、異なる複数の画像で同じ位置に同じような像が映り込んでいるか否かを判断することで、付着異物の検出を行うようにしてもよい。そして、付着異物が検出されると、たとえば、次回のデジタルスチルカメラＣＡを起動する際に、上述したように付着異物の除去を開始するようにしてもよい。また、付着異物が検出された旨をユーザに報知して、手動による付着異物の除去の開始操作を行うようにユーザに促すようにしてもよい。このようにして、付着異物を除去する際には、演算回路１０１は、付着異物の検出結果に基づいて、振動板２６１，２６２の振動条件を決定すればよい。

（２）上述した第１の実施の形態では、付着異物有無判断において否定判断された場合には、演算回路１０１が付着異物除去モードを解除して撮影待機状態となるようにデジタルスチルカメラＣＡの各部を制御するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、付着異物有無判断において否定判断された場合には、演算回路１０１がＡモード〜Ｃモードで順次振動板２６１，２６２を加振するように構成してもよい。

（３）上述した第１の実施の形態では、付着異物有無判断において、周囲の画素の受光量と比べて受光量の減少度合いが所定割合ａ_ｓ以上である画素が連続して所定数ｎ_ｓ以上存在しているか否かを判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、周囲の画素の受光量と比べた受光量の減少度合いではなく、受光量のしきい値を超えるか否かによって判断するようにしてもよい。すなわち、たとえば、受光量が所定量ｂ_ｓ以下である画素がたとえば連続して所定数ｎ_ｓ以上存在しているか否かを判断することによって、当該画素に対応する第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａへ異物３０１が付着しているものと判定するように構成してもよい。

（４）上述の説明では、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の波形が定常波となるように、振動板２６１，２６２が加振されるように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の波形が進行波となるように、振動板２６１，２６２が加振されるように構成してもよい。

（５）上述の説明では、振動板２６１，２６２の加振中に、付着異物を除去している旨の報知を特に行ってはいないが、本発明はこれに限定されない。たとえば、振動板２６１，２６２の加振中には、付着異物の除去動作中である旨のメッセージを表示装置７ａに表示するようにしてもよく、音声案内を行うようにしてもよい。また、振動板２６１，２６２の加振中にレリーズボタンが押圧操作された場合に、付着異物の除去動作中である旨のメッセージを表示装置７ａに表示するようにしてもよく、音声案内を行う（または撮影不可である旨を報知する警報音を発する）ようにしてもよい。

（６）上述した第２の実施の形態では、不図示の操作ボタンを操作することで、表示装置７ａに表示された付着異物像７３にカーソル７２を合わせるように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、表示装置７ａにタッチパネルスイッチを設け、ユーザがタッチペンなどで付着異物像７３の表示部分を直接押圧することで、付着異物の位置を特定するようにしてもよい。

（７）上述した第２の実施の形態では、ユーザの操作によってカーソル７２で特定された画像上の位置から異物の付着位置のみを算出するように構成しているが本発明はこれに限定されない。たとえば、画素のアドレス（位置）として異物の付着位置を記憶した後、当該異物の付着位置近傍の画素で捉えられた画像を適宜画像処理することで付着異物の大きさを算出し、第１の実施の形態と同様に振動板２６１，２６２の振動条件を決定するようにしてもよい。

（８）上述の説明では、デジタルスチルカメラＣＡはレンズ交換式の一眼レフタイプのカメラであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、一眼レフタイプのカメラに限らず、いわゆるコンパクトタイプのカメラであってもよい。また、ビデオカメラであってもよく、撮像素子を使って被写体像の撮像を行う機器であって、当該撮像素子の被写体側に光学部材が配設され、この光学部材を振動させることで光学部材に付着した異物を除去するものであれば、機器の種類や、振動を与えるための方式・構造・構成、振動源の配置、振動源の種類などは特に問わない。

（９）上述の説明では、振動板２６１，２６２は２つ設けられているが、振動板の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、２つで１対となる振動板を２対以上配設してもよい。なお、振動板が１つの場合には、１つの振動板で発生させた振動の反射波を利用することで、第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａで発生する振動の波形が定常波となるようにしてもよい。
（１０）上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子の被写体側の前面に配設された光学部材と、光学部材を振動させる振動部材と、光学部材への異物の付着状態を検出する異物付着状態検出手段と、異物付着状態検出手段で検出した異物の付着状態に応じた振動を光学部材に与えるように振動部材を制御する振動部材制御手段とを備えることを特徴とする各種構造のデジタルカメラを含むものである。

デジタルスチルカメラＣＡを側面から見た断面図である。デジタルスチルカメラＣＡの構成を説明するブロック図である。光学フィルタ２００を示す図である。光学フィルタ２００と撮像素子２５０を示す図である。第１複屈折板２０１の前側表面２０１ａにおける振動を模式的に示す図である。付着異物の付着位置と、画素の受光量との関係を示す図である。付着異物を除去するための処理を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。第２の実施の形態における、表示装置７ａの表示画面の一例を示す図である。第２の実施の形態における、付着異物を除去するための処理を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。第３の実施の形態における、付着異物を除去するための処理を行うプログラムの処理内容を示すフローチャートである。

符号の説明

７ａ表示装置１０１演算回路
１５１振動板制御装置１６１表示制御部
２００光学フィルタ２０１第１複屈折板
２５０撮像素子２６１，２６２振動板
ＣＡデジタルスチルカメラＣＢカメラ本体

Claims

被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子の被写体側の前面に配設された光学部材と、
前記光学部材を振動させる振動部材と、
前記光学部材への異物の付着状態を検出する異物付着状態検出手段と、
前記異物付着状態検出手段で検出した前記異物の付着状態に応じた振動を前記光学部材に与えるように前記振動部材を制御する振動部材制御手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材制御手段は、前記振動部材の振動周波数を変更することで、前記異物付着状態検出手段で検出した前記異物の付着状態に応じた振動を前記光学部材に与えることを特徴とするデジタルカメラ。
請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
前記異物付着状態検出手段は、少なくとも、前記光学部材へ付着する異物の付着位置を検出し、
前記振動部材制御手段は、前記振動部材の振動周波数を変更することで、前記異物付着状態検出手段で検出した前記異物の付着位置近傍の前記光学部材の振幅が大きくなるように、前記振動部材を制御することを特徴とするデジタルカメラ。
請求項２または請求項３に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材は、圧電効果を利用して前記光学部材を振動させる部材であり、
前記振動部材制御手段は、前記振動部材に印加する交流電圧の周波数を変更することで、前記振動部材の振動周波数を変更することを特徴とするデジタルカメラ。
請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材は、前記光学部材を振動させるように複数配設されており、
前記振動部材制御手段は、複数の前記振動部材の振動の位相が同相となるように前記振動部材を制御することを特徴とするデジタルカメラ。
請求項４に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材は、前記光学部材を振動させるように少なくとも１対配設されており、
前記振動部材制御手段は、対となる前記振動部材のうちの一方の振動部材の振動の位相と他方の振動部材の振動の位相とが逆相となるように前記振動部材を制御することを特徴とするデジタルカメラ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材制御手段は、前記異物付着状態検出手段で検出した前記異物の付着状態に応じて前記光学部材の振動の振幅を変更するように前記振動部材を制御することを特徴とするデジタルカメラ。
請求項４〜６のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材制御手段は、前記振動部材に印加する交流電圧の電圧を変更することで前記光学部材の振動の振幅を変更するように、前記振動部材を制御することを特徴とするデジタルカメラ。
請求項１〜８のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記振動部材制御手段は、前記光学部材で発生する振動の波形が定常波となるように前記振動部材を制御することを特徴とするデジタルカメラ。