JP2010226395A - Imaging apparatus, control method thereof, and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove a foreign substance in a short period of time with reduced power consumption, the foreign substance affecting focusing using the outputs of focus-detecting pixels of an imaging element. <P>SOLUTION: An imaging apparatus includes an optical member which transmits light from an imaging optical system to the imaging plane of an imaging element and covers the imaging plane to prevent a foreign substance from being adhered to the imaging plane. When removing the foreign substance adhered to the optical member, the foreign substance affecting a focus-detecting pixel couple, the imaging apparatus controls the vibration of the optical member so that the node position of a standing wave of the optical member generated by vibrating the optical member and the position of the optical member transmitting light to the focus-detecting pixel couple do not overlap each other. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置、その制御方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, a control method thereof, and a program.

被写体像を電気信号に変換して撮像するデジタルスチルカメラ等の撮像装置では、撮像光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録している。撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等が用いられる。   In an imaging apparatus such as a digital still camera that captures an object image by converting it into an electrical signal, the imaging light beam is received by the imaging device, and a photoelectric conversion signal output from the imaging device is converted into image data, and a memory card or the like. Is recorded on the recording medium. As the image sensor, a charge coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor, or the like is used.

このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタ等の光学部材が配置される。これら光学部材の表面に塵埃等の異物(以後、塵埃とする)が付着すると、レンズを通った撮影光束がその塵埃に遮られてしまい、撮像素子上に影ができる。その結果、画像の見栄えが低下してしまう。   In such an imaging apparatus, an optical member such as an optical low-pass filter or an infrared absorption filter is disposed on the subject side of the imaging element. When foreign matter such as dust (hereinafter referred to as dust) adheres to the surface of these optical members, the photographing light flux that has passed through the lens is blocked by the dust, and a shadow is formed on the image sensor. As a result, the appearance of the image is degraded.

特にレンズ交換可能な一眼レフのデジタルスチルカメラでは、シャッタやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃が光学部材の表面に付着することがある。また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口から塵埃が本体内に入り込み、これが付着することもある。   Particularly in a single-lens reflex digital still camera with interchangeable lenses, mechanical operating parts such as shutters and quick return mirrors are arranged near the image sensor, and dust generated from these operating parts adheres to the surface of the optical member. There are things to do. In addition, when the lens is exchanged, dust may enter the main body from the opening of the lens mount and adhere to it.

このような塵埃の付着を回避するために、特許文献1には、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵フィルタを設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵フィルタの表面に付着した塵埃を除去する技術が提案されている。具体的には、円形の防塵フィルタ(防塵専用光学部材)の周縁部に振動を与えるための圧電素子を配置している。そして、光学部材を点対称な節を有する1次の振動モードと2次の振動モードを切替えて防塵フィルタを共振振動させることにより、光学部材の表面に付着した塵埃を除去するようにしている。   In order to avoid such adhesion of dust, Patent Document 1 is provided with a dustproof filter that transmits a photographic light beam on the subject side of the image sensor, and is vibrated by a piezoelectric element to adhere to the surface of the dustproof filter. A technique for removing the dust that has been removed has been proposed. Specifically, a piezoelectric element for applying vibration to a peripheral portion of a circular dustproof filter (a dustproof optical member) is disposed. Then, the dust attached to the surface of the optical member is removed by switching the primary vibration mode and the secondary vibration mode having point-symmetric nodes on the optical member to resonate the dustproof filter.

また、デジタルスチルカメラの自動焦点検出(AF)方式として、位相差検出方式(ずれ方式と呼ばれる)が一般的に採用されている。位相差検出方式では、撮像光学系の射出瞳を通過した光束を2分割し、2分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光する。そして、その受光量に応じて出力される信号のずれ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで撮像光学系のピント方向のずれ量を直接求めるものである。従って、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行えばピントずれの量と方向が得られ、高速な焦点調節動作が可能となっている。   Further, as an automatic focus detection (AF) method for a digital still camera, a phase difference detection method (referred to as a shift method) is generally employed. In the phase difference detection method, the light beam that has passed through the exit pupil of the imaging optical system is divided into two, and the two divided light beams are received by a set of focus detection sensors. Then, the amount of shift in the focus direction of the imaging optical system is directly obtained by detecting the amount of shift in the signal output according to the amount of received light, that is, the amount of relative positional shift in the beam splitting direction. Therefore, once the accumulation operation is performed by the focus detection sensor, the amount and direction of the focus shift can be obtained, and a high-speed focus adjustment operation is possible.

近年では、上述した位相差検出方式の機能を有する撮像素子が開発されている(特許文献2)。特許文献2の撮像素子では、一部の画素の受光部を左右方向又は上下方向に2分割することで瞳分割機能を付与している。そして、これらの画素を焦点検出用画素(AFセンサ)とし、撮像用画素群の間に所定の間隔で配置することで、位相差式焦点検出を行っている。   In recent years, an image sensor having a function of the above-described phase difference detection method has been developed (Patent Document 2). In the imaging device of Patent Document 2, a pupil division function is provided by dividing a light receiving portion of some pixels into two in the left-right direction or the up-down direction. These pixels are used as focus detection pixels (AF sensors), and phase difference type focus detection is performed by arranging the pixels at a predetermined interval between the imaging pixel groups.

特開2003−338961号公報JP 2003-338916 A 特開2000−292686号公報JP 2000-292686 A

特許文献2に記載された撮像素子では、光学ローパスフィルタや赤外吸収フィルタなどの光学部材の表面に付着した塵埃の影が焦点検出用画素に重なった場合、焦点検出精度(デフォーカス検出精度)が低下するという問題がある。   In the imaging device described in Patent Document 2, when a shadow of dust adhering to the surface of an optical member such as an optical low-pass filter or an infrared absorption filter overlaps a focus detection pixel, focus detection accuracy (defocus detection accuracy) There is a problem that decreases.

この状態を図18(a)、図18(b)を参照して説明する。通常、焦点検出用画素は一列複数個を組み合わせ、ラインセンサとして用いる。そして、2分割された撮像光学系の射出瞳からの光束を一組のラインセンサによりそれぞれ受光して得られた像をA像、B像とする。図18(a)は、A像を得るラインセンサに塵埃の影響がない場合において、焦点検出のためのA像、B像の相関演算を説明する図である。   This state will be described with reference to FIGS. 18 (a) and 18 (b). Normally, a plurality of focus detection pixels are used in combination as a line sensor. Images obtained by receiving the light beams from the exit pupil of the imaging optical system divided into two by a pair of line sensors are referred to as an A image and a B image, respectively. FIG. 18A is a diagram for explaining the correlation calculation between the A image and the B image for focus detection when the line sensor for obtaining the A image is not affected by dust.

図18(a)に示すように、一組のラインセンサによるA像、B像をプロットし、波形を整形した後、相関演算によりプレディクション値を算出し、その結果を基にデフォーカス量D1が得られる。この相関演算において、A像を得るラインセンサに塵埃の影響がないため、A像、B像の形状は略一致しており、焦点検出精度は高くなる。   As shown in FIG. 18A, after plotting the A and B images by a set of line sensors and shaping the waveform, the prediction value is calculated by correlation calculation, and the defocus amount D1 is based on the result. Is obtained. In this correlation calculation, the line sensor that obtains the A image is not affected by dust, so the shapes of the A and B images are substantially the same, and the focus detection accuracy is high.

一方、図18(b)は、A像を得るラインセンサのN番目の画素に塵埃の影響が生じている場合において、焦点検出のためのA像、B像の相関演算を説明する図である。図18(b)に示すように、一組のラインセンサによるA像、B像をプロットし相関演算によりデフォーカス量D2が得られる。しかしながら、A像におけるN番目の画素の出力が塵埃により低下しているため、デフォーカス量D2は、塵埃の影響がない場合のデフォーカス量D1とは異なる。具体的にはD2−D1分のずれが生じている。したがって、焦点検出はD2−D1分の誤差が生じ、焦点検出精度が低下することとなる。   On the other hand, FIG. 18B is a diagram for explaining the correlation calculation of the A image and the B image for focus detection when the influence of dust is generated on the Nth pixel of the line sensor that obtains the A image. . As shown in FIG. 18B, a defocus amount D2 is obtained by plotting the A and B images by a pair of line sensors and performing correlation calculation. However, since the output of the Nth pixel in the A image is reduced by dust, the defocus amount D2 is different from the defocus amount D1 when there is no influence of dust. Specifically, a deviation of D2-D1 occurs. Accordingly, the focus detection causes an error of D2-D1 and the focus detection accuracy is lowered.

ここで、特許文献1に記載された塵埃除去方法を用いて光学部材上の塵埃を除去した場合、光学部材全体の塵埃をくまなく除去しようとするため、除去に要する時間がかかってしまう。仮にAF処理を行う度に光学部材全体の塵埃を除去していた場合は、AF処理に時間がかかってしまい、ユーザにとって使い勝手の悪いものとなる。また、焦点検出用画素に重なった塵埃のみを除去すればよいところ、光学部材全体の塵埃をくまなく除去しようとするため、消費電力量もそれだけ大きくなる。   Here, when the dust on the optical member is removed using the dust removing method described in Patent Document 1, it takes time to remove the dust because it tries to remove all the dust on the entire optical member. If dust is removed from the entire optical member every time AF processing is performed, the AF processing takes time, which is inconvenient for the user. Further, only dust that has overlapped with the focus detection pixels needs to be removed. However, since the entire optical member is intended to be completely removed, power consumption is increased accordingly.

本発明は、このような従来技術の課題を少なくとも1つ解決することを目的としてなされたものである。本発明の目的は、撮像素子の焦点検出用画素の出力を用いた焦点調整に影響する塵埃を、少ない消費電力で短時間に除去することを可能とする撮像装置、その制御方法及びプログラムの提供を目的とする。   The present invention has been made for the purpose of solving at least one of the problems of the prior art. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of removing dust that affects focus adjustment using the output of the focus detection pixel of the imaging element in a short time with low power consumption, a control method thereof, and a program With the goal.

上記目的は、被写体像を光電変換する複数の画素が撮像面に配置され、当該複数の画素の一部が焦点検出用画素対を構成する撮像素子を有し、前記焦点検出用画素の出力に基づいて焦点検出を行う撮像装置であって、前記撮像素子の前方に配置され、前記撮像面に至る光を透過させる光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記振動手段による前記光学部材の振動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行う際、前記光学部材が振動して生じる当該光学部材の定常波の節位置と、前記焦点検出用画素への前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする本発明による撮像装置によって達成される。   The object is to have a plurality of pixels for photoelectric conversion of a subject image arranged on an imaging surface, and a part of the plurality of pixels includes an imaging element that forms a focus detection pixel pair, and outputs the focus detection pixels. An imaging device that performs focus detection based on the optical member, disposed in front of the imaging device, transmits light reaching the imaging surface, vibration means that vibrates the optical member, and the optical by the vibration means Control means for controlling the vibration of the member, and when the control means removes the foreign matter adhering to the optical member affecting the focus detection pixels, the optical member is generated by the vibration of the optical member. The vibration of the optical member is controlled so as not to overlap the node position of the standing wave and the position of the optical member that transmits the light to the focus detection pixels. It is.

また、上記目的は、被写体像を光電変換する複数の画素が撮像面に配置され、当該複数の画素の一部が焦点検出用画素を構成する撮像素子と、前記撮像素子の前方に配置され、前記撮像面に至る光を透過させる光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段とを有し、前記焦点検出用画素対の出力に基づいて焦点検出を行う撮像装置の制御方法であって、前記振動手段による前記光学部材の振動を制御する制御工程を含み、前記制御工程が、前記焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行う際、前記光学部材が振動して生じる当該光学部材の定常波の節位置と、前記焦点検出用画素への前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする本発明による撮像装置の制御方法によっても達成される。   In addition, the object is that a plurality of pixels that photoelectrically convert a subject image are arranged on the imaging surface, a part of the plurality of pixels is arranged in front of the imaging element, an imaging element that constitutes a focus detection pixel, An imaging apparatus control method comprising: an optical member that transmits light reaching the imaging surface; and a vibration unit that vibrates the optical member, and performs focus detection based on an output of the focus detection pixel pair, A control step of controlling the vibration of the optical member by the vibration means, and when the control step removes foreign matter attached to the optical member affecting the focus detection pixels, the optical member vibrates. According to the present invention, the vibration of the optical member is controlled so that the node position of the generated standing wave of the optical member does not overlap the position of the optical member that transmits the light to the focus detection pixels. Imaging Also achieved by a control method of the location.

本発明によれば、撮像素子の焦点検出用画素の出力を用いた焦点調整に影響する異物を、少ない消費電力で短時間に除去することができる。   According to the present invention, it is possible to remove foreign matter that affects the focus adjustment using the output of the focus detection pixel of the image sensor in a short time with less power consumption.

本実施形態に係る撮像装置本体の正面側斜視図である。It is a front side perspective view of the image pick-up device main part concerning this embodiment. 本実施形態に係る撮像装置本体の背面側斜視図である。It is a back side perspective view of the image pick-up device main part concerning this embodiment. 本実施形態に係る撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the imaging device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る撮像ユニットまわりの保持構造を示すための撮像装置本体内部の概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure inside the imaging device main body for showing the holding structure around the imaging unit concerning this embodiment. 本実施形態に係る撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the imaging unit which concerns on this embodiment. (a)は、本実施形態に係る圧電素子の表面(F面)、裏面(B面)、側面を示す図であり、(b)は、圧電素子をF面側から見た場合の斜視図である。電極の配置を説明するための図である。(A) is a figure which shows the surface (F surface), back surface (B surface), and side surface of the piezoelectric element which concerns on this embodiment, (b) is a perspective view at the time of seeing a piezoelectric element from the F surface side. It is. It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of an electrode. 本実施形態に係る圧電素子による光学ローパスフィルタの振動形状を正面と側面で示し、縦方向に振動の波面が発生した様子を表す図である。It is a figure showing signs that the vibration shape of the optical low pass filter by the piezoelectric element concerning this embodiment is shown in the front and the side, and the wave front of vibration occurred in the lengthwise direction. (a)は、本実施形態に係る撮像素子の撮像用画素の平面図であり、(b)は、本実施形態に係る撮像素子の撮像用画素の断面図である。(A) is a top view of the imaging pixel of the imaging device which concerns on this embodiment, (b) is sectional drawing of the imaging pixel of the imaging device which concerns on this embodiment. (a)は、本実施形態に係る撮像素子の焦点検出用画素の平面図であり、(b)は、本実施形態に係る撮像素子の焦点検出用画素の断面図である。(A) is a top view of the focus detection pixel of the image sensor according to the present embodiment, and (b) is a cross-sectional view of the focus detection pixel of the image sensor according to the present embodiment. 本実施形態に係る撮像素子の焦点検出用画素の平面図であり、(b)は、本実施形態に係る撮像素子の焦点検出用画素の断面図である。It is a top view of the pixel for focus detection of the image sensor concerning this embodiment, and (b) is a sectional view of the pixel for focus detection of the image sensor concerning this embodiment. 本実施形態に係る撮像素子の最小単位の配置規則を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | positioning rule of the minimum unit of the image pick-up element which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る撮像素子の全領域におけるクラスタの配置規則を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | positioning rule of the cluster in the whole area | region of the image pick-up element based on this embodiment. (a)は、本実施形態に係る横ずれの焦点検出を行う際の画素グループを説明する図であり、(b)は、本実施形態に係る縦ずれの焦点検出を行う際の画素グループを説明する図である。(A) is a figure explaining the pixel group at the time of performing the focus detection of the lateral shift according to the present embodiment, and (b) illustrates the pixel group at the time of performing the focus detection of the vertical shift according to the present embodiment. It is a figure to do. 本実施形態に係る焦点検出用画素に塵埃の影が映りこむ様子を例示する図である。It is a figure which illustrates a mode that the shadow of dust is reflected in the pixel for focus detection which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る撮像領域における撮像用画素、焦点検出用画素及び光学ローパスフィルタ上に付着した塵埃の位置を表す図であり、(a)は、塵埃を除去する前の状態を表す図、(b)は、塵埃を除去した後の状態を表す図、(c)は、塵埃を除去した後の状態を表す図、(d)は、塵埃を除去した後の状態を表す図である。It is a figure showing the position of the dust adhering on the pixel for imaging in the imaging region which concerns on this embodiment, the pixel for focus detection, and an optical low-pass filter, (a) is a figure showing the state before removing dust. (b) is a figure showing the state after removing dust, (c) is a figure showing the state after removing dust, and (d) is a figure showing the state after removing dust. 本実施形態に係るAFクリーニングモードのフローチャートである。6 is a flowchart of an AF cleaning mode according to the present embodiment. 本実施形態に係るAFクリーニングモードのフローチャートの変形例である。It is a modification of the flowchart of AF cleaning mode which concerns on this embodiment. (a)は、焦点検出のための相関演算を説明するための概略図であり、(b)は、焦点検出のための相関演算を説明するための概略図である。(A) is the schematic for demonstrating the correlation calculation for focus detection, (b) is the schematic for demonstrating the correlation calculation for focus detection.

以下、この発明の実施の形態について図を参照して説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, the embodiment of the present invention shows the most preferable mode of the invention, and does not limit the scope of the invention.

<撮像装置の構成>
先ず、図1〜図3を参照して、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図1及び図2は、本実施形態に係る撮像装置の外観図である。図1は、撮像装置本体1を正面側(被写体側)から見た斜視図であって、撮像レンズユニット(詳細は後述する)をはずした状態を示す。
<Configuration of imaging device>
First, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are external views of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the imaging apparatus main body 1 viewed from the front side (subject side), and shows a state where an imaging lens unit (details will be described later) is removed.

図2は、撮像装置本体1を背面側(ユーザ側)から見た斜視図である。図1、図2に示すように、本実施形態に係る撮像装置は、撮像装置本体1に撮像レンズユニットを装着して使用する一眼レフのデジタルスチルカメラである。   FIG. 2 is a perspective view of the imaging apparatus main body 1 viewed from the back side (user side). As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging apparatus according to the present embodiment is a single-lens reflex digital still camera that is used by mounting an imaging lens unit on the imaging apparatus body 1.

図1に示すように、撮像装置本体1には、撮像時にユーザが安定して握り易いように被写体側に突出したグリップ部1aが設けられている。撮像装置本体1のマウント部2には、撮像レンズユニットが着脱可能に固定される。マウント接点21は、撮像装置本体1と撮像レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号等の通信を可能とすると共に、撮像レンズユニット側に撮像装置本体1から電力を供給する。   As shown in FIG. 1, the imaging apparatus main body 1 is provided with a grip portion 1 a that protrudes toward the subject side so that the user can easily grip it stably during imaging. An imaging lens unit is detachably fixed to the mount portion 2 of the imaging apparatus body 1. The mount contact 21 enables control signals, status signals, data signals, and the like to be communicated between the imaging apparatus body 1 and the imaging lens unit, and supplies power from the imaging apparatus body 1 to the imaging lens unit side.

なお、マウント接点21は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等が可能なように構成してもよい。撮像装置本体1のマウント部2の隣には、撮像レンズユニットを撮像装置本体1から取り外す際に押し込むことで、撮像レンズユニットを撮像装置本体1に固定するためのロックを解除するレンズロック解除ボタン4が配置されている。   The mount contact 21 may be configured not only to perform electrical communication but also to optical communication, voice communication, and the like. Next to the mount portion 2 of the imaging apparatus main body 1, a lens lock release button for releasing the lock for fixing the imaging lens unit to the imaging apparatus main body 1 by pushing in when removing the imaging lens unit from the imaging apparatus main body 1. 4 is arranged.

撮像装置本体1内には、撮像レンズを通過した撮像光束が導かれるミラーボックス5が設けられており、ミラーボックス5内にメインミラー6(クイックリターンミラー)が配設されている。メインミラー6は、撮像光束をペンタダハミラーの方向へ導くために撮像光軸に対して45°の角度に保持される状態と、撮像素子の方向へ導くために撮像光束から退避した位置に保持される状態とを取り得る。なお、ペンタダハミラー、撮像素子の詳細については後述する。   A mirror box 5 that guides an imaging light beam that has passed through the imaging lens is provided in the imaging apparatus body 1, and a main mirror 6 (quick return mirror) is provided in the mirror box 5. The main mirror 6 is held at a 45 ° angle with respect to the imaging optical axis to guide the imaging light beam in the direction of the penta roof mirror, and held at a position retracted from the imaging light beam to guide it in the direction of the imaging element. The state to be taken can be taken. Details of the penta roof mirror and the image sensor will be described later.

撮像装置本体上部のグリップ部1a側には、レリーズボタン7、メイン操作ダイヤル8、動作モード設定ボタン10が配置されている。レリーズボタン7は、撮像開始の起動スイッチである。メイン操作ダイヤル8は、撮像時の動作モードに応じてユーザがシャッタースピードやレンズ絞り値を設定するためのダイアルである。動作モード設定ボタン10は、ユーザが撮像系の動作モードを設定するためのボタンである。これら操作部材の操作結果の一部は、LCD表示パネル9に表示される。   A release button 7, a main operation dial 8, and an operation mode setting button 10 are arranged on the grip unit 1 a side of the upper part of the imaging apparatus main body. The release button 7 is an activation switch for starting imaging. The main operation dial 8 is a dial for the user to set the shutter speed and the lens aperture value according to the operation mode at the time of imaging. The operation mode setting button 10 is a button for the user to set the operation mode of the imaging system. Some of the operation results of these operation members are displayed on the LCD display panel 9.

レリーズボタン7は、第1ストローク(半押し状態)で第1スイッチ7aがONし、第2ストローク(全押し状態)で第2スイッチ7bがONする構成となっている(第1スイッチ7a、第2スイッチ7bは図3を参照)。また、動作モード設定ボタン10は、レリーズボタン7の1回の押し込み状態が続いた時に連写になるか1コマのみの撮像となるかの動作モード設定や、セルフ撮像モードの設定等を行うためのボタンである。この動作モード設定ボタン10の設定状況はLCD表示パネル9に表示される。   The release button 7 is configured such that the first switch 7a is turned on in the first stroke (half-pressed state) and the second switch 7b is turned on in the second stroke (full-pressed state) (first switch 7a, first switch). (See FIG. 3 for the 2 switch 7b). In addition, the operation mode setting button 10 is used for setting an operation mode, such as whether continuous shooting or only one frame is captured when the release button 7 is pressed once, setting a self-imaging mode, and the like. It is a button. The setting status of the operation mode setting button 10 is displayed on the LCD display panel 9.

撮像装置本体上部の中央には、撮像装置本体1に対してホップアップするストロボユニット11と、外部フラッシュを取り付けるためのシュー溝12及びフラッシュ接点13とが設けられている。撮像装置本体上部の右寄りには、ユーザが撮像モードを設定するための撮像モード設定ダイヤル14が配置されている。   A strobe unit 11 that hops up with respect to the imaging apparatus main body 1, a shoe groove 12 for attaching an external flash, and a flash contact 13 are provided at the center of the upper part of the imaging apparatus main body. An imaging mode setting dial 14 for a user to set an imaging mode is arranged on the right side of the upper part of the imaging apparatus main body.

撮像装置本体1のグリップ部1aに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋15が設けられている。外部端子蓋15を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック16及びUSB出力用コネクタ17が納められている。   An external terminal lid 15 that can be opened and closed is provided on the side surface opposite to the grip portion 1 a of the imaging apparatus main body 1. Inside the external terminal lid 15, a video signal output jack 16 and a USB output connector 17 are housed as external interfaces.

図2に示すように、撮像装置本体1の背面の上方には、ファインダ接眼窓18が設けられている。また、撮像装置本体1の背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ19が設けられている。   As shown in FIG. 2, a finder eyepiece window 18 is provided above the back surface of the imaging apparatus main body 1. Further, a color liquid crystal monitor 19 capable of displaying an image is provided near the center of the back surface of the imaging apparatus main body 1.

カラー液晶モニタ19の隣にはサブ操作ダイヤル20が配置されている。サブ操作ダイヤル20は、メイン操作ダイヤル8の機能の補助的役割を担うものであり、ユーザがその補助的役割に関する設定を行うためのダイアルである。例えば、サブ操作ダイヤル20は、撮像装置のAEモードでは、自動露出により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。   A sub operation dial 20 is arranged next to the color liquid crystal monitor 19. The sub operation dial 20 plays an auxiliary role of the function of the main operation dial 8 and is a dial for the user to make settings related to the auxiliary role. For example, the sub operation dial 20 is used in the AE mode of the imaging apparatus to set an exposure correction amount with respect to an appropriate exposure value calculated by automatic exposure.

また、シャッタスピード及びレンズ絞り値の各々をユーザが設定するマニュアルモードでは、メイン操作ダイヤル8でシャッタスピードを設定し、サブ操作ダイヤル20でレンズ絞り値を設定するように使用される。また、サブ操作ダイヤル20は、カラー液晶モニタ19に表示する撮像済み画像を選択する際にも使用される。   In the manual mode in which the user sets the shutter speed and the lens aperture value, the shutter speed is set with the main operation dial 8 and the lens aperture value is set with the sub operation dial 20. The sub operation dial 20 is also used when selecting a captured image to be displayed on the color liquid crystal monitor 19.

さらに、撮像装置本体1の背面には、撮像装置の動作を起動若しくは停止させるためのメインスイッチ43と、クリーニングモードを動作させるためのクリーニング指示操作部材44とが配置されている。クリーニング指示操作部材44は、光学ローパスフィルタ410(詳細は後述する)の表面に付着した塵埃などの異物をふるい落として除去するクリーニングモードを動作させる指示をユーザが行うためのものである。   Further, a main switch 43 for starting or stopping the operation of the image pickup apparatus and a cleaning instruction operation member 44 for operating the cleaning mode are disposed on the back surface of the image pickup apparatus main body 1. The cleaning instruction operation member 44 is for a user to give an instruction to operate a cleaning mode in which foreign matters such as dust adhered to the surface of the optical low-pass filter 410 (details will be described later) are removed.

なお、クリーニングモードは、クリーニング指示操作部材44を用いて任意に動作させてもよいし、メインスイッチ43をONした際、OFFした際、或いはその両方のタイミングで自動で動作させてもよい。   The cleaning mode may be arbitrarily operated using the cleaning instruction operation member 44, or may be automatically operated when the main switch 43 is turned on, when it is turned off, or at both timings.

図3は、本実施形態に係る撮像装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図1、図2と共通する部分には同一の符号を付す。図3に示すように、撮像装置本体1はマイクロコンピュータからなる中央処理装置(以下、「MPU」と称する)MPU100を内蔵する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a main electrical configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in FIG. 1, FIG. As shown in FIG. 3, the imaging apparatus main body 1 includes a central processing unit (hereinafter referred to as “MPU”) MPU 100 including a microcomputer.

MPU100は、撮像装置の動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。MPU100は、EEPROM100a(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)を内蔵している。EEPROM100aは、時刻計測回路109の計時情報やその他の情報を記憶する。   The MPU 100 controls operation of the imaging apparatus, and executes various processes and instructions for each element. The MPU 100 incorporates an EEPROM 100a (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory). The EEPROM 100a stores time information of the time measuring circuit 109 and other information.

MPU100には、ミラー駆動回路101、焦点検出回路102、シャッタ駆動回路103、映像信号処理回路104、スイッチセンス回路105、測光回路106が接続されている。また、MPU100には、LCD駆動回路107、バッテリチェック回路108、時刻計測回路109、電力供給回路110、圧電素子駆動回路111が接続されている。これらの回路は、MPU100の制御により動作するものである。   Connected to the MPU 100 are a mirror drive circuit 101, a focus detection circuit 102, a shutter drive circuit 103, a video signal processing circuit 104, a switch sense circuit 105, and a photometric circuit 106. The MPU 100 is connected to an LCD drive circuit 107, a battery check circuit 108, a time measurement circuit 109, a power supply circuit 110, and a piezoelectric element drive circuit 111. These circuits operate under the control of the MPU 100.

MPU100は、撮像レンズユニット200a内のレンズ制御回路201とマウント接点21を介して通信する。レンズ制御回路201は、撮像レンズユニット200aが接続されるとマウント接点21を介してMPU100へ信号を送信する機能を有する。これにより、レンズ制御回路201は、MPU100との間で通信を行い、AF駆動回路202及び絞り駆動回路203を介して撮像レンズユニット200a内の撮像レンズ200及び絞り204の駆動を行う。なお、便宜上、図3では1枚の撮像レンズ200のみを例示しているが、実際は多数のレンズ群によって撮像レンズユニット200aは構成される。   The MPU 100 communicates with the lens control circuit 201 in the imaging lens unit 200 a via the mount contact 21. The lens control circuit 201 has a function of transmitting a signal to the MPU 100 via the mount contact 21 when the imaging lens unit 200a is connected. Thereby, the lens control circuit 201 communicates with the MPU 100 and drives the imaging lens 200 and the diaphragm 204 in the imaging lens unit 200a via the AF driving circuit 202 and the diaphragm driving circuit 203. For convenience, FIG. 3 illustrates only one imaging lens 200, but the imaging lens unit 200a is actually composed of a large number of lens groups.

AF駆動回路202は、例えばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路201の制御により撮像レンズ200内のフォーカスレンズの位置を変化させ、撮像素子33に撮像光束の焦点を合わせるように調整する。絞り駆動回路203は、例えばオートアイリス等によって構成され、レンズ制御回路201の制御により絞り204を変化させ、光学的な絞り値を得る。   The AF drive circuit 202 is configured by, for example, a stepping motor, and changes the position of the focus lens in the imaging lens 200 under the control of the lens control circuit 201 so as to adjust the imaging light beam to focus on the imaging element 33. The aperture driving circuit 203 is configured by, for example, an auto iris or the like, and changes the aperture 204 under the control of the lens control circuit 201 to obtain an optical aperture value.

メインミラー6は、図3に示す撮像光軸に対して45°の角度に保持された状態で、撮像レンズ200を通過する撮像光束をペンタダハミラー22へ導くと共に、その一部を透過させてサブミラー30へ導く。サブミラー30は、メインミラー6を透過した撮像光束を焦点検出センサーユニット31へ導く。   The main mirror 6 guides the imaging light beam passing through the imaging lens 200 to the penta roof mirror 22 and transmits a part thereof while being held at an angle of 45 ° with respect to the imaging optical axis shown in FIG. Guide to submirror 30. The sub mirror 30 guides the imaging light beam transmitted through the main mirror 6 to the focus detection sensor unit 31.

ミラー駆動回路101は、例えばDCモータとギヤトレイン等によって構成され、メインミラー6を、ファインダにより被写体像を観測可能とする位置と、撮像光束から退避する位置とのいずれかへ移動させる。メインミラー6が移動すると、同時にサブミラー30も、焦点検出センサーユニット31へ撮像光束を導く位置と、撮像光束から退避する位置とのいずれかに移動する。具体的には、ミラー駆動回路101は、撮像素子33での撮像を行う時にはメインミラー6とサブミラー30とを退避させ、撮像レンズユニット200aからの撮像光束が撮像素子33に届くようにする。   The mirror drive circuit 101 is composed of, for example, a DC motor and a gear train, and moves the main mirror 6 to either a position where the subject image can be observed by the finder or a position where the subject image is retracted from the imaging light beam. When the main mirror 6 moves, the sub mirror 30 simultaneously moves to either the position for guiding the imaging light beam to the focus detection sensor unit 31 or the position for retracting from the imaging light beam. Specifically, the mirror drive circuit 101 retracts the main mirror 6 and the sub mirror 30 when performing imaging with the imaging device 33 so that the imaging light flux from the imaging lens unit 200 a reaches the imaging device 33.

焦点検出センサーユニット31は、結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、2次結像レンズ、絞り、複数のCCDからなるラインセンサー等によって構成され(いずれも図示しない)、位相差方式の焦点検出を行う。焦点検出センサーユニット31から出力される信号は、焦点検出回路102へ供給され、被写体像信号に換算された後、MPU100へ送信される。   The focus detection sensor unit 31 includes a field lens, a reflection mirror, a secondary imaging lens, a diaphragm, a line sensor composed of a plurality of CCDs (all not shown) arranged near the imaging surface, and a phase difference method. Focus detection is performed. A signal output from the focus detection sensor unit 31 is supplied to the focus detection circuit 102, converted into a subject image signal, and then transmitted to the MPU 100.

MPU100は、被写体像信号に基づいて位相差検出法による焦点検出演算を行う。この焦点検出演算により、MPU100は、デフォーカス量及びデフォーカス方向を求め、レンズ制御回路201及びAF駆動回路202を介して撮像レンズ200内のフォーカスレンズを合焦位置まで移動させる。   The MPU 100 performs focus detection calculation by the phase difference detection method based on the subject image signal. By this focus detection calculation, the MPU 100 obtains the defocus amount and the defocus direction, and moves the focus lens in the imaging lens 200 to the in-focus position via the lens control circuit 201 and the AF drive circuit 202.

ペンタダハミラー22は、メインミラー6により反射された撮像光束を反射により正立正像に変換する。ユーザは、撮像レンズ200、メインミラー6、ペンタダハミラー22によるファインダ光学系を介してファインダ接眼窓18から被写体像を観測することができる。   The penta roof mirror 22 converts the imaging light beam reflected by the main mirror 6 into an erect image by reflection. The user can observe the subject image from the viewfinder eyepiece window 18 via the viewfinder optical system including the imaging lens 200, the main mirror 6, and the penta roof mirror 22.

ペンタダハミラー22は、撮像光束の一部を光電変換素子等の測光センサ23へも導く。測光回路106は、測光センサ23の出力を得て、観測面上の各エリアの輝度信号に変換し、MPU100に出力する。MPU100は、輝度信号に基づいて露出値を算出する。   The penta roof mirror 22 also guides part of the imaging light flux to a photometric sensor 23 such as a photoelectric conversion element. The photometric circuit 106 obtains the output of the photometric sensor 23, converts it into a luminance signal for each area on the observation surface, and outputs it to the MPU 100. The MPU 100 calculates an exposure value based on the luminance signal.

シャッタユニット32(機械フォーカルプレーンシャッタ)は、ユーザがファインダにより被写体像を観測している時にはシャッタ先幕(図示しない)が遮光位置にあると共に、シャッタ後幕(図示しない)が露光位置にある。次いで、撮像時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行を行って被写体からの光を通過させ、撮像素子33を露光させる。   The shutter unit 32 (mechanical focal plane shutter) has a shutter front curtain (not shown) in the light shielding position and a shutter rear curtain (not shown) in the exposure position when the user observes the subject image with the viewfinder. Next, at the time of image capturing, the shutter front curtain performs an exposure run in which the shutter curtain moves from the light shielding position to the exposure position, and allows light from the subject to pass through, thereby exposing the image sensor 33.

所望のシャッタ秒時の経過後、シャッタ後幕が露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行って撮像を完了する。シャッタユニット32は、MPU100の指令を受けたシャッタ駆動回路103により、上述したシャッタ先幕、シャッタ後幕の走行が制御される。   After the elapse of a desired shutter speed, the shutter rear curtain moves from the exposure position to the light shielding position to perform light shielding travel, thereby completing the imaging. In the shutter unit 32, the travel of the shutter front curtain and the shutter rear curtain described above is controlled by the shutter drive circuit 103 that has received an instruction from the MPU 100.

撮像ユニット400は、光学ローパスフィルタ410、圧電部材である圧電素子430、撮像素子33が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。撮像素子33は、被写体像を光電変換するものであり、本実施形態ではCMOSイメージセンサが用いられる。   The imaging unit 400 is a unit in which an optical low-pass filter 410, a piezoelectric element 430 that is a piezoelectric member, and an imaging element 33 are combined with other components described later. The image sensor 33 photoelectrically converts a subject image, and a CMOS image sensor is used in this embodiment.

詳細は後述するが、撮像素子33には撮像機能以外に位相差検出機能が付与されている。この撮像素子上の位相差検出機能は、ライブビュー撮像モード時において主に使用するため、通常撮像モード時において主として使用する焦点検出センサーユニット31とは使用条件が異なる。なお、撮像素子33は、本実施形態でのCMOSイメージセンサ以外にも、CCD型、CMOS型及びCID型等の様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用してもよい。   Although details will be described later, the imaging element 33 is provided with a phase difference detection function in addition to the imaging function. Since the phase difference detection function on the image sensor is mainly used in the live view imaging mode, the use condition is different from that of the focus detection sensor unit 31 mainly used in the normal imaging mode. In addition to the CMOS image sensor in the present embodiment, the image pickup element 33 has various forms such as a CCD type, a CMOS type, and a CID type, and any form of image pickup device may be adopted.

撮像素子33の前方に配置された光学ローパスフィルタ410は、水晶からなる1枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。光学ローパスフィルタ410は、撮像光学系から撮像素子33の撮像面に至る光を透過するとともに、撮像素子33の撮像面を覆うことでその撮像面への塵埃の付着を防止する光学部材である。圧電素子430は、単板の圧電素子(ピエゾ素子)であり、MPU100の指示を受けた圧電素子駆動回路111による駆動電圧に応じて振動し、その振動を光学ローパスフィルタ410に伝えるように構成されている。   The optical low-pass filter 410 disposed in front of the image sensor 33 is a single birefringent plate made of quartz and has a rectangular shape. The optical low-pass filter 410 is an optical member that transmits light from the imaging optical system to the imaging surface of the imaging device 33 and covers the imaging surface of the imaging device 33 to prevent dust from adhering to the imaging surface. The piezoelectric element 430 is a single-plate piezoelectric element (piezo element), and is configured to vibrate according to the drive voltage by the piezoelectric element drive circuit 111 that receives an instruction from the MPU 100 and to transmit the vibration to the optical low-pass filter 410. ing.

クランプ/CDS回路34は、A/D変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、CDS(相関二重サンプリング)やクランプレベルを変更することも可能である。AGC35(自動利得調整)は、A/D変換する前の基本的なアナログ処理を行うものであり、AGC基本レベルを変更することも可能である。A/D変換器36は、撮像素子33のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。   The clamp / CDS circuit 34 performs basic analog processing before A / D conversion, and can also change CDS (correlated double sampling) and the clamp level. The AGC 35 (automatic gain adjustment) performs basic analog processing before A / D conversion, and can change the AGC basic level. The A / D converter 36 converts the analog output signal of the image sensor 33 into a digital signal.

映像信号処理回路104は、デジタル化された画像データに対してガンマ/ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理等、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。この映像信号処理回路104からのモニタ表示用の画像データは、測距回路112を介してカラー液晶モニタ19に表示される。   The video signal processing circuit 104 performs overall image processing by hardware such as gamma / knee processing, filter processing, and information composition processing for monitor display on the digitized image data. The monitor display image data from the video signal processing circuit 104 is displayed on the color liquid crystal monitor 19 via the distance measuring circuit 112.

また、映像信号処理回路104は、MPU100の指示に従って、メモリコントローラ38を通じてバッファメモリ37に画像データを保存することもできる。さらに、映像信号処理回路104は、JPEG(Joint Photographic Experts Group)等の画像データ圧縮処理を行うこともできる。連写撮像等、連続して撮像が行われた場合は、一旦バッファメモリ37に画像データを格納し、メモリコントローラ38を通して未処理の画像データを順次読み出すこともできる。これにより、映像信号処理回路104は、A/D変換器36から入力されてくる画像データの転送速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことができる。   The video signal processing circuit 104 can also store image data in the buffer memory 37 through the memory controller 38 in accordance with an instruction from the MPU 100. Furthermore, the video signal processing circuit 104 can also perform image data compression processing such as JPEG (Joint Photographic Experts Group). When continuous imaging is performed, such as continuous shooting, image data can be temporarily stored in the buffer memory 37 and unprocessed image data can be sequentially read out through the memory controller 38. As a result, the video signal processing circuit 104 can sequentially perform image processing and compression processing regardless of the transfer speed of the image data input from the A / D converter 36.

メモリコントローラ38は、外部インタフェース40から入力される画像データをメモリ39に記憶し、メモリ39に記憶されている画像データを外部インタフェース40から出力する機能を有する。また、メモリコントローラ38は、映像信号処理回路104による画像処理後の画像データをメモリ39に記憶し、メモリ39に記憶されている画像データをカラー液晶モニタ19に表示するために映像信号処理回路104へ出力する機能を有してもよい。なお、外部インタフェース40は、図1におけるビデオ信号出力用ジャック16及びUSB出力用コネクタ17が相当する。メモリ39としては、撮像装置本体1に着脱可能なフラッシュメモリ等が用いられる。   The memory controller 38 has a function of storing the image data input from the external interface 40 in the memory 39 and outputting the image data stored in the memory 39 from the external interface 40. The memory controller 38 stores the image data after the image processing by the video signal processing circuit 104 in the memory 39, and displays the image data stored in the memory 39 on the color liquid crystal monitor 19. It may have a function to output to. The external interface 40 corresponds to the video signal output jack 16 and the USB output connector 17 in FIG. As the memory 39, a flash memory that can be attached to and detached from the imaging apparatus main body 1 is used.

スイッチセンス回路105は、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をMPU100に送信する。第1スイッチ7aは、レリーズボタン7の第1ストローク(半押し)によりONする。第2スイッチ7bは、レリーズボタン7の第2ストローク(全押し)によりONする。第2スイッチ7bがONされると、撮像開始の指示がMPU100に送信される。   The switch sense circuit 105 transmits an input signal to the MPU 100 according to the operation state of each switch. The first switch 7a is turned on by the first stroke (half press) of the release button 7. The second switch 7b is turned on by the second stroke (full press) of the release button 7. When the second switch 7b is turned on, an instruction to start imaging is transmitted to the MPU 100.

また、スイッチセンス回路105は、メイン操作ダイヤル8、サブ操作ダイヤル20、撮像モード設定ダイヤル14、メインスイッチ43、クリーニング指示操作部材44が接続されており、各々の入力信号をMPU100に送信する。例えば、MPU100は、ユーザが撮像モード設定ダイヤル14等で所定の操作を行ってライブビュー撮像モードを選択した際に次のとおりに動作する。MPU100は、シャッタ先幕および後幕ともに露光位置にあるバルブ状態において、撮像素子33から逐次得られた画像データをカラー液晶モニタ19にリアルタイムに表示させる。   The switch sense circuit 105 is connected to the main operation dial 8, the sub operation dial 20, the imaging mode setting dial 14, the main switch 43, and the cleaning instruction operation member 44, and transmits each input signal to the MPU 100. For example, the MPU 100 operates as follows when the user performs a predetermined operation with the imaging mode setting dial 14 or the like and selects the live view imaging mode. The MPU 100 displays the image data sequentially obtained from the image sensor 33 on the color liquid crystal monitor 19 in real time in the valve state where both the shutter front curtain and the rear curtain are in the exposure position.

LCD駆動回路107は、MPU100の指示に従って、LCD表示パネル9やファインダ内液晶表示装置41を駆動する。バッテリチェック回路108は、MPU100の指示に従って、電源42のバッテリチェックを行い、その結果をMPU100に送信する。電力供給回路110は、MPU100の指示に従って、電源42が各要素に供給する電力量を調整する。電源42は、商用電源、一次電池又は二次電池などであり、撮像装置の各要素に対して電源を供給する。   The LCD drive circuit 107 drives the LCD display panel 9 and the in-finder liquid crystal display device 41 in accordance with instructions from the MPU 100. The battery check circuit 108 performs a battery check of the power source 42 in accordance with an instruction from the MPU 100 and transmits the result to the MPU 100. The power supply circuit 110 adjusts the amount of power that the power supply 42 supplies to each element in accordance with an instruction from the MPU 100. The power source 42 is a commercial power source, a primary battery, a secondary battery, or the like, and supplies power to each element of the imaging device.

時刻計測回路109は、RTC(Real Time Clock)機能を実現する回路である。時刻計測回路109は、メインスイッチ43がOFFされて次にONされるまでの時間や時刻を計時し、MPU100からの指示に従って計測結果をMPU100に送信する。なお、時刻計測回路109は、電源42とは別に内部電源を保持し、電源42から通電がない状態であっても計時可能であってよい。   The time measuring circuit 109 is a circuit that realizes an RTC (Real Time Clock) function. The time measuring circuit 109 measures the time and time from when the main switch 43 is turned off to when it is turned on, and transmits the measurement result to the MPU 100 in accordance with an instruction from the MPU 100. Note that the time measuring circuit 109 may hold an internal power supply separately from the power supply 42 and be able to measure time even when the power supply 42 is not energized.

測距回路112は、ライブビュー撮像モード時において主として使用する、撮像素子33上に配置した位相差方式による焦点検出センサである(詳細は後述する)。MPU100は、測距回路112を駆動するとともに、測距回路112の被写体像信号から被写体のデフォーカスを演算する。MPU100は、この演算結果に基づいて、レンズ制御回路201及びAF駆動回路202を介して撮像レンズ200内のフォーカスレンズを合焦位置まで移動させる。   The distance measuring circuit 112 is a phase difference type focus detection sensor disposed on the image sensor 33, which is mainly used in the live view imaging mode (details will be described later). The MPU 100 drives the distance measuring circuit 112 and calculates the defocus of the subject from the subject image signal of the distance measuring circuit 112. Based on this calculation result, the MPU 100 moves the focus lens in the imaging lens 200 to the in-focus position via the lens control circuit 201 and the AF drive circuit 202.

<塵埃除去構造>
次に、図4、図5を参照して、光学ローパスフィルタ410を加振する塵埃除去構造について説明する。図4は、撮像ユニット400まわりの保持構造を示すための撮像装置本体1内部の概略構成を示す分解斜視図である。図5は、撮像ユニット400の構成を示す分解斜視図である。
<Dust removal structure>
Next, a dust removal structure that vibrates the optical low-pass filter 410 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a schematic configuration inside the imaging apparatus main body 1 for showing a holding structure around the imaging unit 400. FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the imaging unit 400.

図4に示すように、撮像装置本体1の骨格となる本体シャーシ300の被写体側には、被写体側から順に、ミラーボックス5、シャッタユニット32が配設される。また、本体シャーシ300の被写体側とは逆のユーザ側には撮像ユニット400が配設される。撮像ユニット400は、撮像レンズユニット200aが取り付けられる基準となるマウント部2の取付面に撮像素子33の撮像面が所定の距離を空けて且つ並行になるように調整されて固定される。   As shown in FIG. 4, the mirror box 5 and the shutter unit 32 are arranged in this order from the subject side on the subject side of the main body chassis 300 that is a skeleton of the imaging device main body 1. An imaging unit 400 is disposed on the user side of the main body chassis 300 opposite to the subject side. The image pickup unit 400 is adjusted and fixed so that the image pickup surface of the image pickup element 33 is parallel to the attachment surface of the mount portion 2 which is a reference to which the image pickup lens unit 200a is attached with a predetermined distance.

図5に示すように、光学ローパスフィルタ410は、水晶からなる1枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。この光学ローパスフィルタ410が被振動部材であり、撮像素子33の前方に配設された光学部材に相当する。光学ローパスフィルタ410は、撮影有効領域410aの一測方に圧電素子430を配置する周縁部410bを有しており、撮像光軸中心に対して直交する方向(カメラ左右方向)に非対称である。   As shown in FIG. 5, the optical low-pass filter 410 is a single birefringent plate made of quartz, and its shape is rectangular. The optical low-pass filter 410 is a vibrating member and corresponds to an optical member disposed in front of the image sensor 33. The optical low-pass filter 410 has a peripheral portion 410b in which the piezoelectric element 430 is disposed in one way of the effective photographing area 410a, and is asymmetric in a direction orthogonal to the imaging optical axis center (camera left-right direction).

このように、撮影有効領域410aと周縁部410bとが重ならないように設定することで、被写体像の有効光束に圧電素子430が進入しないように担保されている。また、光学ローパスフィルタ410の表面には、導電性を持たせるための導電コーティングと、反射防止膜などの光学的なコーティングが施されている。   In this way, by setting so that the effective imaging area 410a and the peripheral edge 410b do not overlap, it is ensured that the piezoelectric element 430 does not enter the effective luminous flux of the subject image. Further, the surface of the optical low-pass filter 410 is provided with a conductive coating for providing conductivity and an optical coating such as an antireflection film.

圧電素子430は、複数の電極が一体的に形成されており、短冊状の外形を有する。この圧電素子430は、光学ローパスフィルタ410の周縁部410bにおいて、圧電素子430の長辺が光学ローパスフィルタ410の短辺(測辺)に並行となるように接着される。すなわち、圧電素子430は、光学ローパスフィルタ410の四辺のうちの一辺近傍において、その辺に対して平行に接着される。   The piezoelectric element 430 is integrally formed with a plurality of electrodes and has a strip-shaped outer shape. The piezoelectric element 430 is bonded at the peripheral portion 410 b of the optical low-pass filter 410 so that the long side of the piezoelectric element 430 is parallel to the short side (side measurement) of the optical low-pass filter 410. That is, the piezoelectric element 430 is bonded in parallel to the side in the vicinity of one side of the four sides of the optical low-pass filter 410.

このように圧電素子430と光学ローパスフィルタ410とが接着されることで、圧電素子駆動回路111による駆動電圧に応じた振動モードでの圧電素子430の振動が光学ローパスフィルタ410に伝えられる。この圧電素子430から伝えられた振動により、光学ローパスフィルタ410では定常波振動が発生する。なお、光学ローパスフィルタ410の定常波振動の詳細については後述する。   By bonding the piezoelectric element 430 and the optical low-pass filter 410 in this way, the vibration of the piezoelectric element 430 in the vibration mode corresponding to the driving voltage by the piezoelectric element driving circuit 111 is transmitted to the optical low-pass filter 410. Due to the vibration transmitted from the piezoelectric element 430, a standing wave vibration is generated in the optical low-pass filter 410. Details of the standing wave vibration of the optical low-pass filter 410 will be described later.

光学ローパスフィルタ保持部材420は、光学ローパスフィルタ410を保持する樹脂製又は金属製の部材であり、保持部材510にビス固定される。フレキシブルプリント基板470は、圧電素子430の各電極に接続され、圧電素子430に電圧を印加させる。付勢部材440は、光学ローパスフィルタ410の撮影有効領域410a外の4箇所において当接して光学ローパスフィルタ410を撮像素子33方向に付勢し、光学ローパスフィルタ保持部材420に係止される。   The optical low-pass filter holding member 420 is a resin or metal member that holds the optical low-pass filter 410 and is screw-fixed to the holding member 510. The flexible printed circuit board 470 is connected to each electrode of the piezoelectric element 430 and applies a voltage to the piezoelectric element 430. The urging member 440 abuts at four locations outside the imaging effective area 410 a of the optical low-pass filter 410 to urge the optical low-pass filter 410 toward the image sensor 33 and is locked to the optical low-pass filter holding member 420.

付勢部材440は、接地(0[V])されており、付勢部材440と接する光学ローパスフィルタ410の表面(導電コーティングおよび光学的なコーティングが施された面)を接地(0[V])させる。したがって、光学ローパスフィルタ410の表面への塵埃の静電気的な付着を抑制することができる。   The urging member 440 is grounded (0 [V]), and the surface of the optical low-pass filter 410 (surface on which the conductive coating and the optical coating are applied) in contact with the urging member 440 is grounded (0 [V]). ) Therefore, electrostatic adhesion of dust to the surface of the optical low-pass filter 410 can be suppressed.

弾性部材450は、断面が略円形の枠状であり、光学ローパスフィルタ410と光学ローパスフィルタ保持部材420とで挟まれて密着保持される。この密着力は、付勢部材440の撮像素子33方向への付勢力によって決定される。なお、弾性部材450は、ゴムでもよいし、弾性体であればポロンやプラスチック等の高分子重合体を用いてもよい。   The elastic member 450 has a frame shape with a substantially circular cross section, and is tightly held between the optical low-pass filter 410 and the optical low-pass filter holding member 420. This adhesion force is determined by the urging force of the urging member 440 in the direction of the image sensor 33. The elastic member 450 may be rubber, or a polymer such as poron or plastic may be used as long as it is an elastic body.

光学部材460は、水晶から成る位相板(偏光解消板)と、赤外線カットフィルタと、光学ローパスフィルタ410に対して複屈折方向が90°異なる複屈折板とを貼り合わせたものであり、光学ローパスフィルタ保持部材420に接着固定される。   The optical member 460 is obtained by bonding a phase plate (depolarization plate) made of quartz, an infrared cut filter, and a birefringent plate having a birefringence direction different from that of the optical lowpass filter 410 by 90 °. The filter holding member 420 is adhesively fixed.

保持部材510は、撮像素子33を保持するための板状の部材で矩形の開口部を有し、その開口部には撮像素子33を露出させるように撮像素子33が固着する。保持部材510の周囲には、ミラーボックス5に例えば3箇所でビス固定するための固定部が設けられている。   The holding member 510 is a plate-like member for holding the image sensor 33 and has a rectangular opening. The image sensor 33 is fixed to the opening so as to expose the image sensor 33. Around the holding member 510, fixing portions for fixing screws to the mirror box 5 at, for example, three positions are provided.

マスク520は、光学ローパスフィルタ保持部材420と撮像素子33とで挟まれて密着保持され、撮像素子33に撮像光路外からの余分な光が入射することを防止する。付勢部材530は、左右一対の板バネ状の部材であり、保持部材510にビス固定され、撮像素子33を保持部材510に押しつける。   The mask 520 is sandwiched and held between the optical low-pass filter holding member 420 and the image sensor 33, and prevents extra light from outside the imaging optical path from entering the image sensor 33. The biasing member 530 is a pair of left and right leaf springs, is screw-fixed to the holding member 510, and presses the image sensor 33 against the holding member 510.

上述した構成により、光学ローパスフィルタ410は、付勢部材440と弾性部材450とに挟まれて振動自在に支持される。   With the above-described configuration, the optical low-pass filter 410 is sandwiched between the biasing member 440 and the elastic member 450 and is supported so as to freely vibrate.

<圧電素子の電極配置>
図6(a)、図6(b)は、圧電素子430の詳細を説明するための図である。図6(a)は、圧電素子430の表面(第一面側、ここではF面とする)と、裏面(第二面側、ここではB面とする)と、側面を示す図である。図6(b)は、圧電素子430をF面側から見た場合の斜視図である。
<Electrode arrangement of piezoelectric element>
FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams for explaining the details of the piezoelectric element 430. FIG. 6A is a view showing the front surface (first surface side, here F surface), the back surface (second surface side, here B surface), and the side surface of the piezoelectric element 430. FIG. 6B is a perspective view when the piezoelectric element 430 is viewed from the F-plane side.

図6(a)、図6(b)に示すように、圧電素子430は、1枚のピエゾ素子である圧電部材430aと、この上に設けられた2つの電極である電極AF、電極ABから構成される。電極AFと電極ABは、圧電部材430aを挟んで対向して配置された、光学ローパスフィルタ410に定常波振動を励起させるための駆動電極(第1駆動電極、第2駆動電極)である。各電極は独立してフレキシブルプリント基板470に接続される。そして、フレキシブルプリント基板470の配線を介して、電極AFと電極ABとは圧電素子駆動回路111に接続される。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the piezoelectric element 430 includes a piezoelectric member 430a that is a single piezoelectric element, and two electrodes AF and AB that are provided on the piezoelectric member 430a. Composed. The electrode AF and the electrode AB are drive electrodes (first drive electrode and second drive electrode) that are disposed to face each other with the piezoelectric member 430a interposed therebetween and that excite the standing wave vibration in the optical low-pass filter 410. Each electrode is independently connected to the flexible printed circuit board 470. Then, the electrode AF and the electrode AB are connected to the piezoelectric element driving circuit 111 through the wiring of the flexible printed circuit board 470.

このように構成された圧電素子430は、前述した光学ローパスフィルタ410の周縁部410bにおいて、B面若しくはF面が接着されて固定される。圧電素子430が光学ローパスフィルタ410に接着される領域、つまり光学ローパスフィルタ410の周縁部410bの中の接着に用いる領域においては、光学ローパスフィルタ410と圧電素子430とが直接接着されることが望ましい。つまり、周縁部410bの中の接着に用いる領域では、導電コーティングや光学的なコーティングを施さないことが望ましい。これは、圧電素子430の駆動力をロスしないようにするためである。   The piezoelectric element 430 configured as described above is fixed by bonding the B surface or the F surface at the peripheral portion 410b of the optical low-pass filter 410 described above. In the region where the piezoelectric element 430 is bonded to the optical low-pass filter 410, that is, the region used for bonding in the peripheral portion 410b of the optical low-pass filter 410, the optical low-pass filter 410 and the piezoelectric element 430 are preferably bonded directly. . That is, it is desirable not to apply conductive coating or optical coating in the region used for adhesion in the peripheral portion 410b. This is to prevent the driving force of the piezoelectric element 430 from being lost.

制御手段である圧電素子駆動回路111が、これらの電極に交互に電圧を印加して所定の振動数の振動モードで圧電部材430aを振動させることで、矢印Y方向と平行な節と腹とを複数有する定常波振動を光学ローパスフィルタ410に発生させる。同様に、制御手段である圧電素子駆動回路111が、所定の振動数の振動モードで圧電部材430aを振動させることで、矢印X方向と平行な節と腹を複数有する定在波振動を光学ローパスフィルタ410に発生させる。   The piezoelectric element drive circuit 111 serving as a control means alternately applies voltages to these electrodes to vibrate the piezoelectric member 430a in a vibration mode of a predetermined frequency, thereby causing a plurality of nodes and antinodes parallel to the arrow Y direction to be generated. The standing low-frequency vibration is generated in the optical low-pass filter 410. Similarly, the piezoelectric element driving circuit 111 serving as a control unit vibrates the piezoelectric member 430a in a vibration mode having a predetermined frequency, so that standing wave vibration having a plurality of nodes and antinodes parallel to the arrow X direction is optically low-pass filtered. 410.

<振動の説明>
次に、図7を参照して、光学ローパスフィルタ410の塵埃を除去する動作としての振動の様子について説明する。図7は、撮像ユニット400のうち光学ローパスフィルタ410及びこれに接着されて一体的に設けられた圧電素子430のみを取り出して示した正面及び側面を示す図である。図7では、圧電素子430に駆動電圧を印加した際の光学ローパスフィルタ410及び圧電素子430の振動形状を表している。
<Description of vibration>
Next, with reference to FIG. 7, a state of vibration as an operation of removing dust of the optical low-pass filter 410 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating the front and side surfaces of the imaging unit 400, in which only the optical low-pass filter 410 and the piezoelectric element 430 that is integrally bonded to the optical low-pass filter 410 are taken out. FIG. 7 shows the vibration shapes of the optical low-pass filter 410 and the piezoelectric element 430 when a drive voltage is applied to the piezoelectric element 430.

図7は、垂直方向(光学ローパスフィルタ410の長辺方向に直交する縦方向)に振動の波面が発生した様子を表す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a wavefront of vibration is generated in the vertical direction (vertical direction orthogonal to the long side direction of the optical low-pass filter 410).

圧電素子430は、フレキシブルプリント基板470を通じて電極AFに正の電圧を印加し、電極ABをグランド(0[V])とする状態と、電極ABに正の電圧を印加し電極AFをグランド(0[V])とする状態とが交互に周期的に切り替えられる。この切り替えにより、圧電素子430は、周期的な収縮運動を行う。この周期を光学ローパスフィルタ410の固有モードの共振周波数と一致させることで、光学ローパスフィルタ410を定常波振動で共振させることができる。   The piezoelectric element 430 applies a positive voltage to the electrode AF through the flexible printed circuit board 470 and sets the electrode AB to the ground (0 [V]), and applies a positive voltage to the electrode AB to connect the electrode AF to the ground (0 [V]) is periodically and alternately switched. By this switching, the piezoelectric element 430 performs a periodic contraction motion. By making this period coincide with the resonance frequency of the natural mode of the optical low-pass filter 410, the optical low-pass filter 410 can be resonated by standing wave vibration.

上述した振動は、図7の側面に示すように、実線の状態と破線の状態を交互に繰り返す振動である。共振させるメリットは、小さな印加電圧でも大きな振幅を得られ効率が良い点である。   The vibration mentioned above is a vibration which repeats the state of a continuous line and the state of a broken line alternately, as shown on the side surface of FIG. The merit of resonance is that a large amplitude can be obtained even with a small applied voltage, and the efficiency is good.

また、光学ローパスフィルタ410の共振周波数は複数存在し、各々の共振周波数で周期的に圧電素子430に電圧を印加すると各々異なる次数の振動モードで定常波振動させることができる。図7では、縦方向に腹が8つ生じる8次振動モードを示している。光学ローパスフィルタ410では、圧電素子430を振動させる共振周波数を切り替えることで、図7に示すような定常波振動、が生じる。   In addition, there are a plurality of resonance frequencies of the optical low-pass filter 410. When a voltage is periodically applied to the piezoelectric element 430 at each resonance frequency, it is possible to oscillate standing waves in vibration modes of different orders. FIG. 7 shows an eighth vibration mode in which eight antinodes occur in the vertical direction. In the optical low-pass filter 410, by switching the resonance frequency for vibrating the piezoelectric element 430, standing wave vibration as shown in FIG. 7 occurs.

図7に示すように、定常波振動では、振動の節位置(d1、d2、…、)と腹位置とが交互に生じる。振動の節位置とは振幅がほぼ零となる位置であり、振動の腹位置とは隣り合う節位置間において振幅が最大となる位置である。なお、図7の正面に記載の点線は、振動の節位置を表している。   As shown in FIG. 7, in standing wave vibration, vibration node positions (d1, d2,...) And antinode positions are alternately generated. The vibration node position is a position where the amplitude is substantially zero, and the vibration antinode position is a position where the amplitude is maximum between adjacent node positions. Note that the dotted line on the front of FIG. 7 represents the vibration node position.

光学ローパスフィルタ410の表面に付着した塵埃などの異物を、圧電素子430の振動によりふるい落とすに際し、以下の2つの場合が挙げられる。先ず、1つは、塵埃を撮影有効領域410aにおいて除去する場合である。これを以後、「通常クリーニングモード」と定義する。   There are the following two cases when foreign matter such as dust attached to the surface of the optical low-pass filter 410 is screened out by vibration of the piezoelectric element 430. First, one is a case where dust is removed in the imaging effective area 410a. This is hereinafter defined as “normal cleaning mode”.

光学ローパスフィルタ410の表面に付着した塵埃を除去するには、塵埃の付着力以上の力が発生するような加速度を塵埃に加えなければならない。ところが、振動の節位置では振幅がほぼ零であることから発生する加速度もほぼ零であり、付着力に抗して塵埃をふるい落とすことができない。そのため、1つの振動モードだけで光学ローパスフィルタ410を振動させると、振動の節位置上に塵埃が残ってしまう。したがって、通常クリーニングモードでは、所定の振動モードで光学ローパスフィルタ410を振動させた後、それとは別の振動モードで光学ローパスフィルタ410を振動させるように圧電素子430を制御する。   In order to remove dust adhering to the surface of the optical low-pass filter 410, acceleration that generates a force greater than the adhesion force of dust must be applied to the dust. However, since the amplitude is almost zero at the vibration node position, the acceleration generated is almost zero, and the dust cannot be removed against the adhesion force. Therefore, when the optical low-pass filter 410 is vibrated only in one vibration mode, dust remains on the vibration node position. Therefore, in the normal cleaning mode, after the optical low-pass filter 410 is vibrated in a predetermined vibration mode, the piezoelectric element 430 is controlled to vibrate the optical low-pass filter 410 in a vibration mode different from that.

このように圧電素子430を制御することで、最初の振動モードで節位置上に残った塵埃を、その後の別の振動モードで除去することができる。この場合に、所定の振動モードでの節位置と、それとは別の振動モードでの節位置とが重なってしまうと、その重なった節位置の塵埃が除去できない。したがって、2つの振動モードについては、互いの節位置が重ならないような組み合わせの振動モードを選択する必要がある。一般的には、偶数次と奇数次の振動モードを組み合わせる。なお、振動モードの組み合わせは2つ以上であればいくつ組み合わせてもよい。   By controlling the piezoelectric element 430 in this way, dust remaining on the node position in the first vibration mode can be removed in another vibration mode thereafter. In this case, if a node position in a predetermined vibration mode and a node position in another vibration mode overlap, dust at the overlapped node position cannot be removed. Therefore, for the two vibration modes, it is necessary to select a combination of vibration modes so that the node positions do not overlap each other. In general, even-order and odd-order vibration modes are combined. Note that any combination of vibration modes may be used as long as there are two or more.

もう1つは、詳しくは後述するが、撮像素子33上の焦点検出用画素に影響を及ぼす塵埃を主として除去する場合である。これを以後、「AFクリーニングモード」と定義する。このAFクリーニングモードでは、使用する振動モードは特定の1つのみでよい。したがって、AFクリーニングモードでは、複数の振動モードを使用し塵埃を除去する通常クリーニングモードと比較し、除去しなければならない特定の塵埃を、短時間で且つ消費電力を抑えながら除去することができる。   The other is a case where dust that affects the focus detection pixels on the image sensor 33 is mainly removed, as will be described in detail later. This is hereinafter defined as “AF cleaning mode”. In this AF cleaning mode, only one specific vibration mode is required. Therefore, in the AF cleaning mode, specific dust that needs to be removed can be removed in a short time while suppressing power consumption, compared to the normal cleaning mode in which dust is removed using a plurality of vibration modes.

なお、AFクリーニングモードには、横方向に並ぶ焦点検出用画素に影響する塵埃を除去する横目に関するクリーニングモードと、縦方向に並ぶ焦点検出用画素に影響する塵埃を除去する縦目に関するクリーニングモードがある。横目に関するクリーニングモードでは、水平方向の焦点検出用画素に対応した光学ローパスフィルタ410の位置で定常波の節位置とならないように、図7に示すような定常波振動を光学ローパスフィルタ410に生じさせて塵埃を除去する。同様に、縦目に関するクリーニングモードでは、垂直方向の焦点検出用画素に対応した光学ローパスフィルタ410の位置で定常波の節位置とならないように、図7に示すような定常波振動を光学ローパスフィルタ410に生じさせて塵埃を除去する。   The AF cleaning mode includes a cleaning mode related to the horizontal eye that removes dust affecting the focus detection pixels arranged in the horizontal direction, and a cleaning mode related to the vertical eye that removes dust affecting the focus detection pixels arranged in the vertical direction. is there. In the cleaning mode for the horizontal eye, a standing wave vibration as shown in FIG. 7 is generated in the optical low-pass filter 410 so that the position of the optical low-pass filter 410 corresponding to the horizontal focus detection pixel does not become a node position of the standing wave. Remove. Similarly, in the cleaning mode for vertical eyes, standing wave vibration as shown in FIG. 7 is applied to the optical low-pass filter 410 so that the position of the optical low-pass filter 410 corresponding to the vertical focus detection pixel does not become a node position of the standing wave. Create and remove dust.

なお、光学ローパスフィルタ410の共振周波数については、光学ローパスフィルタ410の形状、板厚、材質等により異なるが、不快な音の発生を抑えるべく、可聴領域外となるような共振周波数を選択することが好ましい。   The resonance frequency of the optical low-pass filter 410 varies depending on the shape, plate thickness, material, etc. of the optical low-pass filter 410, but a resonance frequency that is outside the audible range is selected in order to suppress the generation of unpleasant sound. Is preferred.

また、本実施形態において、撮像素子33の撮像面を塵埃から保護するための光学部材は、光学ローパスフィルタ410に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、水晶複屈折板に定常波振動を励起する構成としたが、複屈折板の材質は、水晶ではなくニオブ酸リチウム等の他の材質を用いてもよい。また、複屈折板と位相板と赤外吸収フィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや、赤外吸収フィルタ単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。また、複屈折板の前に配置したガラス板単体に定在波振動を励起する構成にしても良い。   In the present embodiment, the optical member for protecting the imaging surface of the imaging device 33 from dust is not limited to the optical low-pass filter 410. For example, in the present embodiment, the quartz birefringent plate is configured to excite standing wave vibration. However, the birefringent plate may be made of another material such as lithium niobate instead of quartz. Further, an optical low-pass filter configured by bonding a birefringent plate, a phase plate, and an infrared absorption filter, or a configuration in which standing wave vibration is excited in a single infrared absorption filter may be used. Further, a configuration in which standing wave vibration is excited in a single glass plate arranged in front of the birefringent plate may be employed.

<焦点検出用画素の構成>
図8〜図10は、撮像素子33における撮像用画素と焦点検出用画素の構造を説明する図である。本実施形態では、2行×2列の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置したベイヤー配列が採用されている。このベイヤー配列の間に、後述する構成の複数対の焦点検出用画素が、所定の規則にて分散して配置される。
<Configuration of focus detection pixel>
8 to 10 are diagrams for explaining the structure of the imaging pixels and the focus detection pixels in the imaging device 33. FIG. In this embodiment, out of 4 pixels of 2 rows × 2 columns, pixels having a spectral sensitivity of G (green) are arranged in 2 diagonal pixels, and R (red) and B (blue) are arranged in the other 2 pixels. A Bayer arrangement in which one pixel each having spectral sensitivity is arranged is employed. Between the Bayer array, a plurality of pairs of focus detection pixels having a configuration described later are arranged in a distributed manner according to a predetermined rule.

図8(a)、(b)では、撮像用画素の配置と構成を表している。図8(a)は、2行×2列の撮像用画素の平面図である。図8(a)に示すように、ベイヤー配列では対角方向にG画素が、他の2画素にRとBの画素が配置される。そして、撮像素子33上では、上述した2行×2列の構造が繰り返し配置される。   8A and 8B show the arrangement and configuration of the imaging pixels. FIG. 8A is a plan view of 2 × 2 imaging pixels. As shown in FIG. 8A, in the Bayer array, G pixels are arranged diagonally, and R and B pixels are arranged in the other two pixels. On the image sensor 33, the above-described 2 rows × 2 columns structure is repeatedly arranged.

図8(a)におけるA−A断面図を図8(b)に示す。図8(b)に示すように、オンチップマイクロレンズMLは、各画素の最前面に配置される。カラーフィルタCFRはR(赤)色のフィルタであり、カラーフィルタCFGはG(緑)色のフィルタである。光電変換素子PDは、撮像素子33におけるフォトダイオードを模式的に示したものである。配線層CLは、CMOSイメージセンサである撮像素子33内の各種信号を伝達する信号線を形成するためのCL(Contact Layer)である。撮像光学系TLは、撮像レンズユニット200aのTL(Taking Lens)を模式的に示したものである。   FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 8B, the on-chip microlens ML is disposed on the forefront of each pixel. The color filter CFR is an R (red) color filter, and the color filter CFG is a G (green) color filter. The photoelectric conversion element PD schematically shows a photodiode in the imaging element 33. The wiring layer CL is a CL (Contact Layer) for forming signal lines for transmitting various signals in the image sensor 33 that is a CMOS image sensor. The imaging optical system TL schematically shows a TL (Taking Lens) of the imaging lens unit 200a.

ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズMLと光電変換素子PDは、撮像光学系TLを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮像光学系TLの射出瞳EP(Exit Pupil)と光電変換素子PDはオンチップマイクロレンズMLにより共役関係にあり、且つ光電変換素子PDの有効面積は大面積に設計される。   Here, the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion element PD of the imaging pixel are configured to capture the light beam that has passed through the imaging optical system TL as effectively as possible. In other words, the exit pupil EP (Exit Pupil) of the imaging optical system TL and the photoelectric conversion element PD are conjugated with each other by the on-chip microlens ML, and the effective area of the photoelectric conversion element PD is designed to be large.

なお、図8(b)ではR画素の入射光束を例示しているが、G画素及びB(青)色の画素も同一の構成となっている。したがって、撮像用のRGB各画素に対応した射出瞳EPは大径となり、被写体からの光束を効率よく取り込んで画像信号のS/Nを向上させている。   8B illustrates the incident light beam of the R pixel, the G pixel and the B (blue) color pixel have the same configuration. Therefore, the exit pupil EP corresponding to each RGB pixel for imaging has a large diameter, and the S / N of the image signal is improved by efficiently capturing the light flux from the subject.

図9(a)、図9(b)は、撮像光学系の水平方向(横方向)に瞳分割を行う焦点検出用画素の配置と構成を表している。ここで、水平方向(横方向)とは、撮像光学系の光軸と撮像画面の長辺とが地面に平行となるように撮像装置を構えたとき、この光軸に直交し、且つ水平方向に伸びる直線に沿った方向をいう。   FIGS. 9A and 9B show the arrangement and configuration of focus detection pixels that perform pupil division in the horizontal direction (lateral direction) of the imaging optical system. Here, the horizontal direction (lateral direction) is orthogonal to the optical axis when the imaging apparatus is held so that the optical axis of the imaging optical system and the long side of the imaging screen are parallel to the ground, and the horizontal direction. The direction along the straight line extending to

図9(a)は、焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面図である。記録又は鑑賞のための画像信号を撮像素子33から得る場合は、G画素で輝度情報の主成分を取得する。人間の画像認識特性は輝度情報に敏感である。したがって、G画素が欠損すると画質劣化が認知され易くなる。   FIG. 9A is a plan view of pixels of 2 rows × 2 columns including focus detection pixels. When an image signal for recording or viewing is obtained from the image sensor 33, the main component of luminance information is acquired by G pixels. Human image recognition characteristics are sensitive to luminance information. Therefore, when the G pixel is lost, image quality deterioration is easily recognized.

一方、R画素又はB画素は、色情報(色差情報)を取得する画素である。人間の視覚特性は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素に多少の欠損が生じても画質劣化は認識され難い。   On the other hand, the R pixel or the B pixel is a pixel for obtaining color information (color difference information). Since human visual characteristics are insensitive to color information, it is difficult to perceive image quality degradation even if some pixels are missing from the color information acquisition pixel.

そこで、本実施形態では、2行×2列の画素の一部において、図9(a)に示すように、G画素を撮像用画素として残し、R画素とB画素を焦点検出用画素SHA、SHBに置き換える。   Therefore, in the present embodiment, in a part of the pixels of 2 rows × 2 columns, as shown in FIG. 9A, the G pixel is left as the imaging pixel, and the R pixel and the B pixel are the focus detection pixels SHA, Replace with SHB.

図9(a)におけるA−A断面図を図9(b)に示す。図9(b)に示すように、焦点検出用画素におけるオンチップマイクロレンズMLと、光電変換素子PDは、図8(b)に例示した撮像用画素と同一構造である。本実施形態において、焦点検出用画素の信号は画像生成には用いない。したがって、焦点検出用画素では、色分離用カラーフィルタの代わりに、透明膜CFW(白色)が配置される。   FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As illustrated in FIG. 9B, the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion element PD in the focus detection pixel have the same structure as the imaging pixel illustrated in FIG. 8B. In the present embodiment, focus detection pixel signals are not used for image generation. Accordingly, in the focus detection pixel, the transparent film CFW (white) is disposed instead of the color separation color filter.

また、焦点検出用画素では、撮像素子33で瞳分割を行うため、配線層CLの開口部がオンチップマイクロレンズMLの中心線に対して一の方向(図9(a)、図9(b)に示す焦点検出用画素では水平方向)に偏倚している。   Further, in the focus detection pixel, since the pupil division is performed by the image sensor 33, the opening of the wiring layer CL is in one direction with respect to the center line of the on-chip microlens ML (FIGS. 9A and 9B). ) In the horizontal direction in the focus detection pixels shown in FIG.

具体的には、焦点検出用画素SHAは、開口部OPHAが水平方向の右側に偏倚しているため、撮像光学系TLの左側の射出瞳EPHAを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素SHBは、開口部OPHBが水平方向に左側に偏倚しているため、撮像光学系TLの右側の射出瞳EPHBを通過した光束を受光する。   Specifically, the focus detection pixel SHA receives the light beam that has passed through the left exit pupil EPHA of the imaging optical system TL because the opening OPHA is biased to the right in the horizontal direction. Similarly, the focus detection pixel SHB receives the light beam that has passed through the right exit pupil EPHB of the imaging optical system TL because the opening OPHB is biased to the left in the horizontal direction.

撮像素子33では、焦点検出用画素SHAを水平方向に規則的に複数配置し、この焦点検出用画素SHAと対となる焦点検出用画素SHBも水平方向に規則的に複数配置する。すなわち、水平方向の焦点ずれを検出するための焦点検出用画素対(第1の焦点検出用画素対)が撮像面に複数配置されている。   In the image sensor 33, a plurality of focus detection pixels SHA are regularly arranged in the horizontal direction, and a plurality of focus detection pixels SHB paired with the focus detection pixels SHA are also regularly arranged in the horizontal direction. That is, a plurality of focus detection pixel pairs (first focus detection pixel pairs) for detecting defocus in the horizontal direction are arranged on the imaging surface.

撮像装置は、撮像素子33の焦点検出用画素SHAの画素群で取得した被写体像をA像、焦点検出用画素SHBの画素群で取得した被写体像をB像とし、A像とB像との相対位置(位相差)を検出する。この位相差検出により、撮像装置では、撮像素子33における被写体像の焦点ずれ量(デフォーカス量)が検出できる。   The imaging device uses the subject image acquired by the pixel group of the focus detection pixel SHA of the image sensor 33 as the A image, the subject image acquired by the pixel group of the focus detection pixel SHB as the B image, and the A image and the B image. The relative position (phase difference) is detected. By this phase difference detection, the imaging apparatus can detect the defocus amount (defocus amount) of the subject image in the image sensor 33.

なお、上述した焦点検出用画素SHA、SHBでは、撮像画面の横方向に輝度分布を有した被写体、例えば縦線に対しては焦点検出が可能であるが、縦方向に輝度分布を有する横線等は焦点検出が不可能である。そこで、本実施形態では、後者についても焦点検出が可能となるように、水平方向とは異なる縦方向(撮像光学系の垂直方向)にも瞳分割を行う焦点検出用画素対(第2の焦点検出用画素対)を備える構成であってよい。   In the above-described focus detection pixels SHA and SHB, focus detection is possible for an object having a luminance distribution in the horizontal direction of the imaging screen, for example, a vertical line, but a horizontal line having a luminance distribution in the vertical direction, etc. Cannot detect the focus. Therefore, in the present embodiment, a focus detection pixel pair (second focus) that performs pupil division also in the vertical direction (vertical direction of the imaging optical system) different from the horizontal direction so that focus detection is possible for the latter. It may be configured to include a detection pixel pair).

図10(a)、図10(b)は、撮像光学系の垂直方向(上下方向又は縦方向)に瞳分割を行う焦点検出用画素の配置と構成を表している。ここで、垂直方向(上下方向又は縦方向)とは、撮像光学系の光軸と撮像画面の長辺とが地面に平行となるように撮像装置を構えたとき、この光軸に直交し、且つ鉛直方向に伸びる直線に沿った方向をいう。   FIGS. 10A and 10B show the arrangement and configuration of focus detection pixels that perform pupil division in the vertical direction (vertical direction or vertical direction) of the imaging optical system. Here, the vertical direction (vertical direction or vertical direction) is orthogonal to the optical axis when the imaging apparatus is held so that the optical axis of the imaging optical system and the long side of the imaging screen are parallel to the ground, The direction along a straight line extending in the vertical direction.

図10(a)は、焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面図である。図9(a)と同様、2行×2列の画素の一部では、図10(a)に示すように、G画素を撮像用画素として残し、R画素とB画素を焦点検出用画素SVC、SVDに置き換えている。   FIG. 10A is a plan view of pixels of 2 rows × 2 columns including focus detection pixels. As in FIG. 9A, in some of the pixels of 2 rows × 2 columns, as shown in FIG. 10A, the G pixel is left as an imaging pixel, and the R pixel and the B pixel are focus detection pixels SVC. , SVD.

図10(a)におけるA−A断面図を図10(b)に示す。図9(b)に示す焦点検出用画素が横方向に瞳分割する構造であるのに対して、図10(b)に示す焦点検出用画素は、瞳分割方向が縦方向になっているが、その他の構造は横方向の場合と同様である。   FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The focus detection pixel shown in FIG. 9B has a structure in which the pupil is divided in the horizontal direction, whereas the focus detection pixel shown in FIG. 10B has a vertical direction in the pupil division direction. Other structures are the same as those in the horizontal direction.

図10(b)に示すように、焦点検出用画素SVCは、開口部OPVCが下側に偏倚しているため、撮像光学系TLの上側の射出瞳EPVCを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素SVDは、開口部OPVDが上側に偏倚しているため、撮像光学系TLの下側の射出瞳EPVDを通過した光束を受光する。   As shown in FIG. 10B, the focus detection pixel SVC receives the light beam that has passed through the upper exit pupil EPVC of the imaging optical system TL because the opening OPVC is biased downward. Similarly, the focus detection pixel SVD receives the light beam that has passed through the lower exit pupil EPVD of the imaging optical system TL because the opening OPVD is biased upward.

撮像素子33では、焦点検出用画素SVCを垂直方向に規則的に複数配置し、この焦点検出用画素SVCと対となる焦点検出用画素SHBも垂直方向に規則的に複数配置する。撮像装置は、撮像素子33の焦点検出用画素SVCの画素群で取得した被写体像をC像、焦点検出用画素SVDの画素群で取得した被写体像をD像とし、C像とD像との相対位置(位相差)を検出する。この位相差検出により、撮像装置では、撮像素子33における被写体像のピントずれ量(デフォーカス量)が検出できる。   In the image sensor 33, a plurality of focus detection pixels SVC are regularly arranged in the vertical direction, and a plurality of focus detection pixels SHB paired with the focus detection pixels SVC are also regularly arranged in the vertical direction. The imaging device uses a subject image acquired by the pixel group of the focus detection pixels SVC of the image sensor 33 as a C image, a subject image acquired by the pixel group of the focus detection pixel SVD as a D image, and the C image and the D image. The relative position (phase difference) is detected. By this phase difference detection, the imaging apparatus can detect the amount of defocus (defocus amount) of the subject image in the imaging device 33.

<焦点検出用画素の配置>
図11、図12は、図8〜図10に示した撮像用画素及び焦点検出用画素の配置を説明する図である。図11は、撮像用画素の間に焦点検出用画素を分散して配置する際の、最小単位の配置規則を説明するための図である。
<Arrangement of focus detection pixels>
11 and 12 are diagrams illustrating the arrangement of the imaging pixels and focus detection pixels illustrated in FIGS. 8 to 10. FIG. 11 is a diagram for explaining a minimum unit arrangement rule when the focus detection pixels are distributed and arranged between the imaging pixels.

図11に示すように、撮像素子では、撮像用画素の間に焦点検出用画素を離散的に分散して配置する。図11において、10行×10列=100画素の正方形領域を1つのブロックと定義する。   As shown in FIG. 11, in the image sensor, focus detection pixels are discretely distributed between the image pickup pixels. In FIG. 11, a square area of 10 rows × 10 columns = 100 pixels is defined as one block.

左上のブロックBLKh(1,1)では、一番左下のR画素とB画素を水平方向(第1の方向)に瞳分割を行う1組の焦点検出用画素(第1の焦点検出部)SHA、SHBで置き換える。その右隣りのブロックBLKv(1,2)では、同じく一番左下のR画素とB画素を、垂直方向(第2の方向)に瞳分割を行う1組の焦点検出用画素(第2の焦点検出部)SVC、SVDで置き換える。   In the upper left block BLKh (1, 1), a set of focus detection pixels (first focus detection unit) SHA that divides the lower left R pixel and B pixel in the horizontal direction (first direction). Replace with SHB. In the block BLKv (1, 2) on the right side, a pair of focus detection pixels (second focus) that similarly perform pupil division in the vertical direction (second direction) on the lower left R pixel and B pixel. Detection unit) Replace with SVC or SVD.

また、最初のブロックBLKh(1,1)の下に隣接したブロックBLKv(2,1)の画素配列は、ブロックBLKv(1,2)と同一とする。また、ブロックBLKv(2,1)の右隣りのブロックBLKh(2,2)の画素配列は、先頭のブロックBLKh(1,1)と同一とする。   The pixel arrangement of the block BLKv (2, 1) adjacent below the first block BLKh (1, 1) is the same as that of the block BLKv (1, 2). The pixel arrangement of the block BLKh (2, 2) on the right side of the block BLKv (2, 1) is the same as that of the leading block BLKh (1, 1).

この配置規則を一般化すると、ブロックBLK(i,j)は、i+jが偶数であれば水平方向に瞳分割する焦点検出用画素を配置するブロックBLKh(i,j)ということになる。同様に、ブロックBLK(i,j)は、i+jが奇数であれば垂直瞳分割用の焦点検出画素を配置するブロックBLKv(i,j)ということになる。   When this arrangement rule is generalized, the block BLK (i, j) is a block BLKh (i, j) in which focus detection pixels for pupil division in the horizontal direction are arranged if i + j is an even number. Similarly, the block BLK (i, j) is a block BLKv (i, j) in which focus detection pixels for vertical pupil division are arranged if i + j is an odd number.

すなわち、図11の2×2=4ブロックが上述した配置規則の最小単位である。以下では、この4ブロック(20行×20列=400画素)の領域を、ブロックの上位の配列単位としてクラスタと定義する。   That is, 2 × 2 = 4 blocks in FIG. 11 is the minimum unit of the arrangement rule described above. In the following, the area of the four blocks (20 rows × 20 columns = 400 pixels) is defined as a cluster as an upper array unit of the block.

図12は、上記のクラスタを単位とした配置規則を説明するための図である。図12において、20行×20列=400画素で構成された一番左上のクラスタをCST(u,w)=CST(1,1)とする。本実施形態では、全てのクラスタCST(u,w)は、先頭のクラスタCST(1,1)と同様の配列となっている。   FIG. 12 is a diagram for explaining an arrangement rule with the above cluster as a unit. In FIG. 12, the upper left cluster composed of 20 rows × 20 columns = 400 pixels is assumed to be CST (u, w) = CST (1,1). In the present embodiment, all the clusters CST (u, w) have the same arrangement as the top cluster CST (1, 1).

そこで、撮像素子では、水平方向にCST(1,1)、CST(1,2)…、垂直方向にCST(1,1)、CST(2,1)…と、撮像領域の全面に亘ってクラスタを配列する。このようにクラスタを配列することで、撮像領域全面に亘り焦点検出用画素を均一に分布させることができる。   Therefore, in the imaging device, CST (1, 1), CST (1, 2)... In the horizontal direction, CST (1, 1), CST (2, 1). Arrange the clusters. By arranging clusters in this way, focus detection pixels can be uniformly distributed over the entire imaging region.

次に、図13(a)、図13(b)を参照して、焦点検出の際の画素グループについて説明する。撮像光学系によって形成された被写体像の横ずれ方向(水平方向)の焦点検出を行う際には、図13(a)に示すように、本実施形態では、縦方向に1ブロック、横方向に30ブロックで1つの焦点検出領域(ラインセンサ)を構成する。   Next, a pixel group at the time of focus detection will be described with reference to FIGS. 13 (a) and 13 (b). When performing focus detection in the lateral shift direction (horizontal direction) of the subject image formed by the imaging optical system, as shown in FIG. 13A, in the present embodiment, one block in the vertical direction and 30 in the horizontal direction. One focus detection area (line sensor) is configured by the block.

この1つの焦点検出領域内には、横方向における一方の瞳分割を行う焦点検出用画素SHAが15個、他方の瞳分割を行う焦点検出用画素SHBが15個含まれている。それら焦点検出用画素SHAの画素群による画像信号を連結してできた位相差検出用のA像信号と、焦点検出用画素SHBの画素群による画像信号を連結してできた位相差検出用のB像信号との相対的な横ずれ量を公知の相関演算により演算する。この相関演算により、被写体の焦点ずれ量(デフォーカス量)を求めることができる。   This one focus detection region includes 15 focus detection pixels SHA that perform one pupil division in the horizontal direction and 15 focus detection pixels SHB that perform the other pupil division. A phase difference detection A image signal formed by connecting the image signals from the focus detection pixel SHA pixel group and a phase difference detection image formed by connecting the image signal from the focus detection pixel SHB pixel group. A lateral shift amount relative to the B image signal is calculated by a known correlation calculation. By this correlation calculation, the defocus amount (defocus amount) of the subject can be obtained.

一方、撮像光学系によって形成された被写体像の縦ずれ方向(垂直方向)の焦点検出を行う際には、図13(b)に示すように、本実施形態では横方向に1ブロック、縦方向に30ブロックで1つの焦点検出領域(ラインセンサー)を構成する。   On the other hand, when performing focus detection in the vertical deviation direction (vertical direction) of the subject image formed by the imaging optical system, as shown in FIG. One focus detection area (line sensor) is composed of 30 blocks.

この1つの焦点検出領域内には、縦方向における一方の瞳分割を行う焦点検出用画素SVCが15個、他方の瞳分割を行う焦点検出用画素SVDが15個含まれている。それら焦点検出用画素SVCの画素群による画像信号を連結してできた位相差検出用のC像信号と、焦点検出用画素SVDの画素群による画像信号を連結してできた位相差検出用のD像信号との相対的な縦ずれ量を公知の相関演算により演算する。この相関演算により、被写体の焦点ずれ量(デフォーカス量)を求めることができる。   This one focus detection region includes 15 focus detection pixels SVC that perform one pupil division in the vertical direction and 15 focus detection pixels SVD that perform the other pupil division. A phase difference detection C image signal formed by connecting image signals from the focus detection pixel SVC pixel group and a phase difference detection image formed by connecting the focus detection pixel SVD image signal. The amount of vertical deviation relative to the D image signal is calculated by a known correlation calculation. By this correlation calculation, the defocus amount (defocus amount) of the subject can be obtained.

そして、横ずれ及び縦ずれの焦点検出領域により検出した2つの焦点ずれ量を比較し、信頼性の高い値を採用すればよい。また、焦点検出領域を画面の任意位置に設定可能なので、撮像領域全域での焦点検出も可能である。   Then, two defocus amounts detected by the lateral shift and vertical shift focus detection areas are compared, and a highly reliable value may be adopted. In addition, since the focus detection area can be set at an arbitrary position on the screen, focus detection can be performed in the entire imaging area.

<AFクリーニングモードの説明>
図14は、焦点検出用画素に塵埃の影が映り込む様子を例示する図である。具体的には、図14は、図9(b)に例示した構成において、塵埃であるdustが付着した光学ローパスフィルタ410を追記した図である。
<Description of AF cleaning mode>
FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which a shadow of dust is reflected on the focus detection pixels. Specifically, FIG. 14 is a diagram in which an optical low-pass filter 410 to which dust, dust, has adhered is added to the configuration illustrated in FIG. 9B.

図14に示すように、光学ローパスフィルタ410上に塵埃が付着した際、その影が焦点検出用画素と重なることがある。言い換えると、一方の分割瞳からの光束を遮ってしまい、焦点検出用画素の受光量が本来得られるべき受光量と比較して小さくなることがある。このような場合、位相差検出用のA像信号とB像信号とにより導出されたデフォーカス量が塵埃がない場合の理想のデフォーカス量と異なってしまう(図18(b)参照)。   As shown in FIG. 14, when dust adheres to the optical low-pass filter 410, the shadow may overlap the focus detection pixels. In other words, the light beam from one of the divided pupils is blocked, and the light reception amount of the focus detection pixel may be smaller than the light reception amount that should be originally obtained. In such a case, the defocus amount derived from the A image signal and the B image signal for phase difference detection is different from the ideal defocus amount when there is no dust (see FIG. 18B).

図15(a)〜図15(d)は、光学ローパスフィルタ410側から撮像素子33を見た図である。図15(a)〜図15(d)では、ある撮像領域の撮像用画素、焦点検出用画素及び光学ローパスフィルタ410上に付着した塵埃(図中の黒丸)の位置を模式的に表している。また、図15(a)は、塵埃を除去する前の状態を表しており、図15(b)〜図15(d)は、塵埃を除去した後の状態を表している。   FIGS. 15A to 15D are views of the image sensor 33 viewed from the optical low-pass filter 410 side. FIGS. 15A to 15D schematically illustrate the positions of the imaging pixels, the focus detection pixels, and the dust (black circles in the drawing) attached to the optical low-pass filter 410 in a certain imaging region. . FIG. 15A shows a state before dust is removed, and FIGS. 15B to 15D show states after dust is removed.

図15(a)に示すように、塵埃を除去する前の状態では塵埃と焦点検出用画素とが重なっている部分も存在する。そこで、光学ローパスフィルタ410に定常波振動を発生させて焦点検出用画素と重なる塵埃を主として除去する。   As shown in FIG. 15A, there is a portion where the dust and the focus detection pixel overlap before the dust is removed. Therefore, standing wave vibration is generated in the optical low-pass filter 410 to mainly remove dust that overlaps the focus detection pixels.

図15(b)は、焦点検出用画素と重なる塵埃を除去した一例である。図中の点線は、光学ローパスフィルタの縦方向に振動の波面が発生する振動モードにおける定常波振動の節位置を表している。図15(b)に示すように、縦方向に振動の波面が発生する振動モードで光学ローパスフィルタを振動させた場合、塵埃は振動により生じる定常波の節位置にしか残らず、節位置以外の塵埃は除去される。   FIG. 15B is an example in which dust that overlaps with the focus detection pixels is removed. A dotted line in the figure represents a node position of standing wave vibration in a vibration mode in which a wavefront of vibration is generated in the vertical direction of the optical low-pass filter. As shown in FIG. 15B, when the optical low-pass filter is vibrated in a vibration mode in which a wavefront of vibration is generated in the vertical direction, dust remains only at the node position of the stationary wave generated by vibration, and dust other than the node position Is removed.

前述したように、定常波振動は、振動の節位置(振幅がほぼ零)と腹位置(振幅が最大)とがある。この定常波振動により、腹位置及びその直近に付着した塵埃は光学ローパスフィルタ上から除去され、腹位置近傍に付着した塵埃は節位置まで移動させられる。結果として、定常波振動の節位置にのみ塵埃が残ることとなる。   As described above, standing wave vibration has a vibration node position (amplitude is substantially zero) and an antinode position (amplitude is maximum). Due to this standing wave vibration, the dust adhering to the antinode position and its immediate vicinity is removed from the optical low-pass filter, and the dust adhering to the vicinity of the antinode position is moved to the node position. As a result, dust remains only at the node position of the standing wave vibration.

また、光学ローパスフィルタに発生する定常波は節位置と腹位置の発生位置がはっきり決まっており、圧電素子に入力する共振周波数を所定の値にすることで、任意の波長の振動を光学ローパスフィルタに発生させることができる。なお、隣り合う節と節(又は隣り合う腹と腹)との距離(以後、節ピッチと定義する)は半波長(λ/2)に相当する。   In addition, the standing wave generated in the optical low-pass filter has a well-defined node position and anti-node position, and the vibration frequency of any wavelength is generated in the optical low-pass filter by setting the resonance frequency input to the piezoelectric element to a predetermined value. Can be made. The distance between adjacent nodes (or adjacent antinodes) (hereinafter defined as the node pitch) corresponds to a half wavelength (λ / 2).

よって、節ピッチと、分散して複数配置された焦点検出用画素間のピッチ(ここでは、1ブロック=10画素に相当)とが同じで、且つ水平方向に隣接しない2つの焦点検出用画素間に節が発生する振動モードで光学ローパスフィルタを振動させる。少なくとも、焦点検出用画素上に節が発生しない振動モードで定常波振動を発生させ、焦点検出用画素の位置と定常波における節位置とが重複しなければ、焦点検出用画素と重なる塵埃を除去できる。   Therefore, the node pitch is the same as the pitch between the focus detection pixels arranged in a dispersed manner (here, one block = 10 pixels), and between two focus detection pixels that are not adjacent in the horizontal direction. The optical low-pass filter is vibrated in a vibration mode in which nodes are generated. At least, if standing wave vibration is generated in a vibration mode in which no node is generated on the focus detection pixel and the position of the focus detection pixel and the node position in the standing wave do not overlap, dust overlapping with the focus detection pixel can be removed.

このように光学ローパスフィルタを振動させることで、焦点検出用画素と重なる塵埃を主として除去することができる。言い換えると、腹ピッチ(節ピッチに相当)と焦点検出用画素間のピッチが同じであり、且つ焦点検出用画素上に腹が発生する振動モードで定常波振動を発生させることで、焦点検出用画素と重なる塵埃を主として除去することができる。振幅が最大となる定常波の腹位置が焦点検出用画素と重なる場合は、より効率的に塵埃を除去できる。   By vibrating the optical low-pass filter in this way, dust that overlaps the focus detection pixels can be mainly removed. In other words, the focus detection pixel is generated by generating standing wave vibration in a vibration mode in which the antinode pitch (corresponding to the node pitch) and the pitch between the focus detection pixels are the same and the antinode is generated on the focus detection pixels. It is possible to mainly remove dust that overlaps. When the antinode position of the standing wave having the maximum amplitude overlaps with the focus detection pixel, dust can be more efficiently removed.

なお、AFクリーニングモード時に使用する振動モードは特定の1つの振動モードだけでよい。すなわち、前述した通常クリーニングモードのように、複数の振動モードを使用して撮影有効領域410aにおいて塵埃を除去する場合とは異なる。これは、AFクリーニングモードは、焦点検出用画素と重なる塵埃を集中的に除去することが目的だからである。さらに、光学ローパスフィルタを振動させる時間は可能な限り短くすることが好ましく、また、振動させるために圧電素子430へ入力する電圧は可能な限り小さくすることが好ましい。   Note that the vibration mode used in the AF cleaning mode is only one specific vibration mode. That is, unlike the above-described normal cleaning mode, this is different from the case where dust is removed in the imaging effective area 410a using a plurality of vibration modes. This is because the purpose of the AF cleaning mode is to intensively remove dust that overlaps the focus detection pixels. Furthermore, it is preferable to make the time for vibrating the optical low-pass filter as short as possible, and it is preferable to make the voltage inputted to the piezoelectric element 430 as small as possible for vibrating.

以上のように、通常クリーニングモードとAFクリーニングモードとを比較すると、AFクリーニングモードは、振動時間が1/2以下と短くなり、且つ消費電力も1/2以下に抑えながら焦点検出用画素と重なる塵埃を除去することができる。   As described above, when the normal cleaning mode and the AF cleaning mode are compared, the AF cleaning mode overlaps with the focus detection pixel while reducing the vibration time to ½ or less and suppressing the power consumption to ½ or less. Dust can be removed.

なお、図15(b)を参照して説明した例では、全ての焦点検出用画素と重なる塵埃を除去する構成を例示したが、横方向の焦点ずれを検出するための焦点検出用画素と重なる塵埃のみを除去する振動モードであってもよい。具体的には、横方向の焦点ずれを検出するための焦点検出用画素上に節が発生しない振動モードで定常波振動を発生させればよく、その焦点検出用画素の位置と定常波における節位置とが重複しなければよい。   In the example described with reference to FIG. 15B, the configuration for removing dust that overlaps all the focus detection pixels is illustrated, but it overlaps with the focus detection pixels for detecting the lateral defocus. It may be a vibration mode that removes only dust. Specifically, the standing wave vibration may be generated in a vibration mode in which no node is generated on the focus detection pixel for detecting the defocus in the horizontal direction, and the position of the focus detection pixel and the node position in the standing wave It is good if there is no overlap.

同様に、縦方向の焦点ずれを検出するための焦点検出用画素と重なる塵埃のみを除去する振動モードであってもよい。具体的には、縦方向の焦点ずれを検出するための焦点検出用画素上に節が発生しない振動モードで定常波振動を発生させればよく、その焦点検出用画素の位置と定常波における節位置とが重複しなければよい。   Similarly, a vibration mode may be used in which only dust that overlaps with focus detection pixels for detecting vertical defocus is removed. Specifically, it is only necessary to generate standing wave vibration in a vibration mode in which no node is generated on the focus detection pixel for detecting the defocus in the vertical direction, and the position of the focus detection pixel and the node position in the standing wave It is good if there is no overlap.

図15(c)、図15(d)を参照して、焦点検出用画素と重なる塵埃を除去する他の例を紹介する。図中の点線は、光学ローパスフィルタの縦方向に振動の波面が発生する振動モードにおける定常波振動の節位置を表している。   With reference to FIGS. 15C and 15D, another example of removing dust that overlaps the focus detection pixels will be introduced. A dotted line in the figure represents a node position of standing wave vibration in a vibration mode in which a wavefront of vibration is generated in the vertical direction of the optical low-pass filter.

図15(c)に示すように、縦方向に振動の波面が発生する振動モードで光学ローパスフィルタを振動させた場合、塵埃は節位置上にしか残らず、節位置以外は除去される。なお、図15(b)と異なる点は節ピッチを変えたことである。   As shown in FIG. 15 (c), when the optical low-pass filter is vibrated in a vibration mode in which a vibration wavefront is generated in the vertical direction, dust remains only on the node position, and dust other than the node position is removed. The difference from FIG. 15B is that the node pitch is changed.

すなわち、図15(c)に示す例では、節ピッチは焦点検出用画素間のピッチ(ここでは、1ブロック=10画素に相当)の2倍で、且つ水平方向に隣接しない2つの焦点検出用画素間に節が発生する振動モードで光学ローパスフィルタを振動させる。   That is, in the example shown in FIG. 15C, the node pitch is twice the pitch between focus detection pixels (here, one block = 10 pixels), and two focus detections that are not adjacent in the horizontal direction. The optical low-pass filter is vibrated in a vibration mode in which a node is generated between pixels.

このように光学ローパスフィルタを振動させることで、焦点検出用画素と重なる塵埃を主として除去することができる。なお、図15(c)に示す例では、節ピッチは焦点検出用画素間のピッチの2倍であるが、3倍でもそれ以上でも構わない。つまり、共振周波数は、節ピッチが焦点検出用画素間のピッチの自然数倍(自然数n=1、2、3…)になるように決定すればよい。   By vibrating the optical low-pass filter in this way, dust that overlaps the focus detection pixels can be mainly removed. In the example shown in FIG. 15C, the node pitch is twice the pitch between focus detection pixels, but it may be three times or more. That is, the resonance frequency may be determined so that the node pitch is a natural number multiple of the pitch between the focus detection pixels (natural number n = 1, 2, 3,...).

図15(d)は、焦点検出領域RAより大きな幅(水平方向距離)の節ピッチで、且つ焦点検出領域RAの水平方向における外側に節が発生する振動モードで光学ローパスフィルタを振動させて塵埃を除去した後の状態を表す図である。焦点検出領域RAは、設定手段としてのMPU100の制御の下、複数ある測距エリア(多点AF)の中から自動選択、若しくは操作部(図示しない)を介したユーザによる任意選択で設定された領域である。焦点検出領域RAは、MPU100の制御の下で撮像レンズ200の焦点調整を行う際に、撮像素子33の撮像面において焦点検出が行われる領域である。すなわち、MPU100は、焦点検出領域RAに含まれる焦点検出用画素の出力に基づいて撮像レンズ200の焦点調整を行う。   FIG. 15D shows dust generated by vibrating the optical low-pass filter in a vibration mode in which a node is generated at a node pitch having a width (horizontal distance) larger than that of the focus detection region RA and outside the focus detection region RA in the horizontal direction. It is a figure showing the state after removing. The focus detection area RA is set by automatic selection from a plurality of ranging areas (multi-point AF) or by arbitrary selection by a user via an operation unit (not shown) under the control of the MPU 100 as setting means. It is an area. The focus detection area RA is an area in which focus detection is performed on the imaging surface of the imaging element 33 when the focus of the imaging lens 200 is adjusted under the control of the MPU 100. That is, the MPU 100 adjusts the focus of the imaging lens 200 based on the output of the focus detection pixels included in the focus detection area RA.

この振動モードでの光学ローパスフィルタを振動させるには、選択された測距エリアに対応した焦点検出領域RAの幅(水平方向距離)や位置に合わせて、適切な共振周波数を決定すればよい。上述したように、設定された焦点検出領域RAに応じた振動モードで光学ローパスフィルタを振動させることで、焦点検出領域RAと重なる塵埃を主として除去することができる。   In order to vibrate the optical low-pass filter in this vibration mode, an appropriate resonance frequency may be determined in accordance with the width (horizontal distance) and position of the focus detection area RA corresponding to the selected distance measurement area. As described above, it is possible to mainly remove dust that overlaps the focus detection area RA by vibrating the optical low-pass filter in the vibration mode corresponding to the set focus detection area RA.

<AFクリーニングモードのフローチャート>
図16は、本実施形態に係る撮像装置で実行されるAFクリーニングモードのフローチャートである。なお、このAFクリーニングモードは、撮像素子33から逐次得られた画像データをカラー液晶モニタ19にリアルタイムに表示させるライブビュー撮像モードなどで実行される。
<Flow chart of AF cleaning mode>
FIG. 16 is a flowchart of an AF cleaning mode executed by the imaging apparatus according to the present embodiment. The AF cleaning mode is executed in a live view imaging mode in which image data sequentially obtained from the image sensor 33 is displayed on the color liquid crystal monitor 19 in real time.

図16に示すように、S101において、MPU100は、ユーザが撮像モード設定ダイヤル14の操作を行うことにより、ライブビュー撮像モードを開始する。このライブビュー撮像モードが開始されることにより、撮像素子33から逐次得られた画像データがカラー液晶モニタ19にリアルタイムに表示される。   As shown in FIG. 16, in S101, the MPU 100 starts the live view imaging mode when the user operates the imaging mode setting dial 14. By starting the live view imaging mode, image data sequentially obtained from the imaging device 33 is displayed on the color liquid crystal monitor 19 in real time.

次いで、S102において、MPU100は、レリーズボタン7の第1スイッチ7aがONか否かを判定する。MPU100は、第1スイッチ7aがONの場合にS103へ処理を進める。   Next, in S102, the MPU 100 determines whether or not the first switch 7a of the release button 7 is ON. The MPU 100 advances the process to S103 when the first switch 7a is ON.

S103において、MPU100は、AFクリーニングモードを実行する。具体的には、MPU100は以下の処理を制御する。   In S103, the MPU 100 executes the AF cleaning mode. Specifically, the MPU 100 controls the following processing.

AFクリーニングモードが実行されると、電力供給回路110がAFクリーニングモードに必要な電力を撮像装置本体1の各部へ供給する。また、これに平行して電源42の電池残量を検出して、その結果をMPU100へ送信する。MPU100は、電力供給回路110で検出された電池残量の結果を受け取ると、その電池残量がAFクリーニングモードの動作に十分である場合に、圧電素子駆動回路111に駆動信号を送る。   When the AF cleaning mode is executed, the power supply circuit 110 supplies power necessary for the AF cleaning mode to each part of the imaging apparatus main body 1. In parallel with this, the remaining battery level of the power source 42 is detected, and the result is transmitted to the MPU 100. When the MPU 100 receives the result of the remaining battery level detected by the power supply circuit 110, the MPU 100 sends a drive signal to the piezoelectric element drive circuit 111 when the remaining battery level is sufficient for the operation in the AF cleaning mode.

圧電素子駆動回路111は、MPU100より駆動信号を受け取ると、光学ローパスフィルタ410の定常波振動を励起する周期電圧を生成し、生成された周期電圧を圧電素子430に印加する。圧電素子430は、印加される周期電圧に応じて伸縮し、光学ローパスフィルタ410に定常波振動を発生させる。発生された定常波振動は、予め焦点検出用画素間のピッチや焦点検出領域大きさを考慮し、ある1つの振動モードに決定されている。このAFクリーニングモードが終了すると、MPU100は、処理をS104に進める。   When the piezoelectric element driving circuit 111 receives the driving signal from the MPU 100, the piezoelectric element driving circuit 111 generates a periodic voltage that excites the standing wave vibration of the optical low-pass filter 410, and applies the generated periodic voltage to the piezoelectric element 430. The piezoelectric element 430 expands and contracts according to the applied periodic voltage, and causes the optical low-pass filter 410 to generate standing wave vibration. The generated standing wave vibration is determined in advance as one vibration mode in consideration of the pitch between the focus detection pixels and the size of the focus detection area. When this AF cleaning mode ends, the MPU 100 advances the process to S104.

なお、焦点検出用画素間のピッチや焦点検出領域大きさを考慮した振動モードの決定は、MPU100がEEPROM100aに予め記憶された撮像素子33に関する設定情報に基づいて行う。EEPROM100aには、撮像素子33の設計段階でのシミュレーション結果や、撮像素子33を撮像装置に組み合わせて試験を行った際の試験結果に基づいた振動モードに関する設定情報が予め記憶されている。この設定情報は、図15(b)、図15(c)などに例示した振動モードで光学ローパスフィルタ410を振動させるために圧電素子430に印加する周期電圧や、その周期電圧による振動モードでの波長、定常波の節位置などの情報である。MPU100は、この設定情報を参照して圧電素子駆動回路111を制御することで、図15(b)、図15(c)などに例示したとおりに光学ローパスフィルタ410を振動させることができる。   The determination of the vibration mode in consideration of the pitch between focus detection pixels and the size of the focus detection area is performed by the MPU 100 based on setting information regarding the image sensor 33 stored in advance in the EEPROM 100a. The EEPROM 100a stores in advance setting information related to a vibration mode based on a simulation result at the design stage of the image sensor 33 and a test result obtained when the image sensor 33 is combined with an image pickup apparatus. This setting information includes the periodic voltage applied to the piezoelectric element 430 to vibrate the optical low-pass filter 410 in the vibration mode exemplified in FIGS. 15B and 15C, and the vibration mode based on the periodic voltage. It is information such as wavelength and node position of standing wave. The MPU 100 can vibrate the optical low-pass filter 410 as illustrated in FIGS. 15B and 15C by controlling the piezoelectric element driving circuit 111 with reference to the setting information.

なお、図15(d)に例示した焦点検出領域RAが設定された場合は、EEPROM100aに記憶された設定情報を元にMPU100が演算して振動モードが決定されることとなる。具体的には、設定情報に含まれる波長及び定常波の節位置の情報を元に焦点検出領域RAに節位置が存在しない振動モードが演算される。   When the focus detection area RA illustrated in FIG. 15D is set, the MPU 100 calculates based on the setting information stored in the EEPROM 100a to determine the vibration mode. Specifically, a vibration mode in which no node position exists in the focus detection area RA is calculated based on the information on the wavelength and standing wave node position included in the setting information.

S104において、MPU100は、撮像素子33の焦点検出領域に含まれる焦点検出用画素の読み出しを行う。次いで、MPU100は、S105において、焦点検出領域に割り当てた複数のブロックに亘って、第1の焦点検出用画素からの出力信号を連結して第1の連結信号を得る。同様に、MPU100は、第2の焦点検出用画素からの出力信号を連結して第2の連結信号を得る。これら第1、第2の連結信号は、相関演算用の2像の信号(A像信号とB像信号、あるいはC像信号とD像信号)に対応する。   In S <b> 104, the MPU 100 reads out the focus detection pixels included in the focus detection area of the image sensor 33. Next, in S105, the MPU 100 obtains a first concatenated signal by concatenating the output signals from the first focus detection pixels over a plurality of blocks assigned to the focus detection area. Similarly, the MPU 100 concatenates output signals from the second focus detection pixels to obtain a second concatenated signal. These first and second connection signals correspond to two image signals (A image signal and B image signal, or C image signal and D image signal) for correlation calculation.

次いで、MPU100は、S106において、得られた2像の信号の相関演算を行い、2像の信号の相対的な位置ずれ量を演算する。次いで、MPU100は、S107において、S106の相関演算結果の信頼性を判定する。   Next, in S106, the MPU 100 performs correlation calculation of the obtained two image signals, and calculates a relative positional deviation amount of the two image signals. Next, in S107, the MPU 100 determines the reliability of the correlation calculation result in S106.

ここで、信頼性とは、2像の信号の一致度(相関度合い)を指し、2像の信号の一致度が良い場合には、一般的に焦点検出結果の信頼性が高い。そこで、複数の焦点検出領域が選択されている場合は、信頼性の高い情報を焦点ずれ量の演算に優先的に使用するものとする。   Here, the reliability refers to the degree of coincidence (correlation degree) of the signals of the two images. When the degree of coincidence of the signals of the two images is good, the reliability of the focus detection result is generally high. Therefore, when a plurality of focus detection areas are selected, highly reliable information is preferentially used for the calculation of the defocus amount.

次いで、MPU100は、S108において、上記の信頼性の高い相関演算結果から焦点ずれ量(デフォーカス量)を演算する。次いで、MPU100は、S109において、S108で演算した焦点ずれ量が許容値未満か否かを判定し、合焦状態であるか否かを判定する。   Next, in S108, the MPU 100 calculates a defocus amount (defocus amount) from the highly reliable correlation calculation result. Next, in S109, the MPU 100 determines whether or not the defocus amount calculated in S108 is less than an allowable value, and determines whether or not it is in a focused state.

焦点ずれ量が許容値以上である場合は非合焦状態であると判定し、MPU100は、S110においてフォーカスレンズを駆動させ、その後S104へ処理を戻す。したがって、非合焦状態である場合はS104〜S109の処理が繰り返し実行されることとなる。   If the defocus amount is greater than or equal to the allowable value, it is determined that the in-focus state is present, and the MPU 100 drives the focus lens in S110, and then returns to S104. Therefore, when it is in the out-of-focus state, the processes of S104 to S109 are repeatedly executed.

焦点ずれ量が許容値未満である場合は合焦状態であると判定し、MPU100は、S111に処理を進め、AF処理を終了してライブビュー撮像モードのメイン処理へ戻る。   If the defocus amount is less than the allowable value, it is determined that the in-focus state is reached, and the MPU 100 advances the process to S111, ends the AF process, and returns to the main process in the live view imaging mode.

以上のように、本実施形態では、通常の撮像有効領域上の塵埃除去(通常クリーニングモード)に比べて、短時間かつ消費電力を抑えながら、焦点検出用画素と重なる塵埃を集中的に除去すること(AFクリーニングモード)ができる。よって、ライブビュー撮像モード中に塵埃除去を行いつつAFを行っても短時間ですみ、かつ撮影枚数等に悪影響を及ぼさずに、塵埃の影による焦点検出精度低下を防ぐことができる。また、AFクリーニングモードを、焦点調整に関する焦点検出用画素の読み出しに先立って行うことで、焦点調整の精度を高めることができる。   As described above, in the present embodiment, dust overlapping with the focus detection pixels is intensively removed while reducing power consumption in a short time compared to dust removal (normal cleaning mode) on a normal imaging effective area. (AF cleaning mode). Therefore, even if AF is performed while removing dust during the live view imaging mode, only a short time is required, and a decrease in focus detection accuracy due to dust shadows can be prevented without adversely affecting the number of shots. Further, by performing the AF cleaning mode prior to reading out the focus detection pixels related to the focus adjustment, it is possible to improve the accuracy of the focus adjustment.

<AFクリーニングモードのフローチャートの変形例>
図17は、本実施形態に係る撮像装置で実行されるAFクリーニングモードのフローチャートの変形例である。なお、以下の説明では、図16と同一の処理を行うステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。
<Modification of Flowchart in AF Cleaning Mode>
FIG. 17 is a modification of the flowchart of the AF cleaning mode executed by the imaging apparatus according to the present embodiment. In the following description, steps that perform the same processing as in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図17に示すように、S102に次いで、MPU100は、S103aにおいて、横目に関するAFクリーニングモードを実行する。具体的には、MPU100は、前述したS103と略同様の処理を行って、図7(a)に例示したような定常波振動を光学ローパスフィルタ410に生じさせる。このS103aにおける定常波振動により、横方向に並ぶ焦点検出用画素に影響する塵埃が除去されることとなる。   As shown in FIG. 17, following S102, the MPU 100 executes the AF cleaning mode for the horizontal eye in S103a. Specifically, the MPU 100 performs substantially the same processing as S103 described above, and causes the optical low-pass filter 410 to generate standing wave vibration as illustrated in FIG. The standing wave vibration in S103a removes dust that affects the focus detection pixels arranged in the horizontal direction.

次いで、MPU100は、S104aにおいて、撮像素子33の焦点検出領域に含まれる横目に関する焦点検出用画素の読み出しを行う。この横目に関する焦点検出用画素の読み出しは、予めメモリに記憶されている焦点検出用画素の画素位置(アドレス)に基づいて行われる。   Next, in S104a, the MPU 100 reads out the focus detection pixels related to the horizontal eye included in the focus detection area of the image sensor 33. Reading of the focus detection pixels regarding the horizontal eye is performed based on the pixel positions (addresses) of the focus detection pixels stored in the memory in advance.

S107に次いで、MPU100は、S107aにおいて、相関演算結果における2像信号の一致度合い(相関度合い)が予め設定された閾値以上であり、信頼性が十分に高いか否かを判定する。S103aで横方向に並ぶ焦点検出用画素に影響する塵埃を除去したにも関わらず、S107aの判定結果が信頼性が十分高くない場合は、縦目に関する焦点検出用画素に塵埃の影響が生じているものとする。したがって、後述する縦目に関するAFクリーニングモード実行後は、S107aの処理が行われることなくS108へ進むものとする。   Subsequent to S107, the MPU 100 determines in S107a whether the degree of coincidence (correlation degree) of the two image signals in the correlation calculation result is equal to or higher than a preset threshold and whether the reliability is sufficiently high. If dust that affects the focus detection pixels arranged in the horizontal direction in S103a is removed, but the determination result in S107a is not sufficiently reliable, the focus detection pixels related to the vertical eye are affected by dust. It shall be. Accordingly, after execution of the AF cleaning mode for the vertical eye, which will be described later, the process proceeds to S108 without performing the process of S107a.

S107aの判定結果が信頼性が十分高くない場合、MPU100は、S103bにおいて、縦目に関するAFクリーニングモードを実行する。具体的には、MPU100は、前述したS103と略同様の処理を行って、図7に例示したような定常波振動を光学ローパスフィルタ410に生じさせる。このS103bにおける定常波振動により、縦方向に並ぶ焦点検出用画素に影響する塵埃が除去されることとなる。次いで、MPU100は、S104bにおいて、撮像素子33の焦点検出領域に含まれる縦目に関する焦点検出用画素の読み出しを横目の場合と同様にして行う。   If the determination result in S107a is not sufficiently reliable, the MPU 100 executes the AF cleaning mode for the vertical eye in S103b. Specifically, the MPU 100 performs substantially the same processing as S103 described above, and causes the optical low-pass filter 410 to generate a standing wave vibration as illustrated in FIG. Due to the standing wave vibration in S103b, dust affecting the focus detection pixels arranged in the vertical direction is removed. Next, in S104b, the MPU 100 reads focus detection pixels regarding the vertical eye included in the focus detection area of the image sensor 33 in the same manner as in the case of the horizontal eye.

以上のように、変形例では、横目の焦点検出用画素に影響する塵埃除去を行い、相関演算結果の信頼性が高い場合はそのまま合焦動作が行われることとなり、より短時間かつ消費電力を抑えながらAFに関する塵埃を除去することができる。また、横目の焦点検出用画素に影響する塵埃除去が行われた場合であっても、相関演算結果の信頼性が低い場合には、縦目の焦点検出用画素に影響する塵埃除去が行われるため、精度の高い焦点調整を実現できる。なお、この場合においても、横目及び縦目の焦点検出用画素に影響する塵埃除去を行うのみであり、通常の撮像有効領域上の塵埃除去に比べて短時間かつ消費電力を抑えることができる。   As described above, in the modified example, dust that affects the focus detection pixels of the horizontal eye is removed, and when the correlation calculation result is highly reliable, the focusing operation is performed as it is, and the power consumption is reduced in a shorter time. The dust related to AF can be removed while suppressing. Further, even when dust removal affecting the horizontal focus detection pixels is performed, if the reliability of the correlation calculation result is low, dust removal affecting the vertical focus detection pixels is performed. Therefore, highly accurate focus adjustment can be realized. In this case as well, only dust removal that affects the focus detection pixels for the horizontal and vertical eyes is performed, and power consumption can be reduced in a shorter time compared to dust removal on a normal imaging effective area.

なお、上述した実施の形態における記述は、一例を示すものであり、これに限定するものではない。上述した実施の形態における構成及び動作に関しては、適宜変更が可能である。   Note that the description in the above-described embodiment shows an example, and the present invention is not limited to this. The configuration and operation in the embodiment described above can be changed as appropriate.

(他の実施形態)
上述の実施形態は、システム或は装置のコンピュータ(或いはCPU、MPU等)によりソフトウェア的に実現することも可能である。従って、上述の実施形態をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給されるコンピュータプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、上述の実施形態の機能を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明の一つである。
(Other embodiments)
The above-described embodiment can also be realized in software by a computer of a system or apparatus (or CPU, MPU, etc.). Therefore, the computer program itself supplied to the computer in order to implement the above-described embodiment by the computer also realizes the present invention. That is, the computer program itself for realizing the functions of the above-described embodiments is also one aspect of the present invention.

なお、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能であれば、どのような形態であってもよい。例えば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等で構成することができるが、これらに限るものではない。上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、記憶媒体又は有線/無線通信によりコンピュータに供給される。プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記憶媒体、MO、CD、DVD等の光/光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリなどがある。   The computer program for realizing the above-described embodiment may be in any form as long as it can be read by a computer. For example, it can be composed of object code, a program executed by an interpreter, script data supplied to the OS, but is not limited thereto. A computer program for realizing the above-described embodiment is supplied to a computer via a storage medium or wired / wireless communication. Examples of the storage medium for supplying the program include a magnetic storage medium such as a flexible disk, a hard disk, and a magnetic tape, an optical / magneto-optical storage medium such as an MO, CD, and DVD, and a nonvolatile semiconductor memory.

有線/無線通信を用いたコンピュータプログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバを利用する方法がある。この場合、本発明を形成するコンピュータプログラムとなりうるデータファイル(プログラムファイル)をサーバに記憶しておく。プログラムファイルとしては、実行形式のものであっても、ソースコードであっても良い。そして、このサーバにアクセスしたクライアントコンピュータに、プログラムファイルをダウンロードすることによって供給する。この場合、プログラムファイルを複数のセグメントファイルに分割し、セグメントファイルを異なるサーバに分散して配置することも可能である。つまり、上述の実施形態を実現するためのプログラムファイルをクライアントコンピュータに提供するサーバ装置も本発明の一つである。   As a computer program supply method using wired / wireless communication, there is a method of using a server on a computer network. In this case, a data file (program file) that can be a computer program forming the present invention is stored in the server. The program file may be an executable format or a source code. The program file is supplied by downloading to a client computer that has accessed the server. In this case, the program file can be divided into a plurality of segment files, and the segment files can be distributed and arranged on different servers. That is, a server apparatus that provides a client computer with a program file for realizing the above-described embodiment is also one aspect of the present invention.

また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを暗号化して格納した記憶媒体を配布し、所定の条件を満たしたユーザに、暗号化を解く鍵情報を供給し、ユーザの有するコンピュータへのインストールを許可してもよい。鍵情報は、例えばインターネットを介してホームページからダウンロードさせることによって供給することができる。また、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、すでにコンピュータ上で稼働するOSの機能を利用するものであってもよい。さらに、上述の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムは、その一部をコンピュータに装着される拡張ボード等のファームウェアで構成してもよいし、拡張ボード等が備えるCPUで実行するようにしてもよい。   In addition, a storage medium in which the computer program for realizing the above-described embodiment is encrypted and distributed is distributed, and key information for decrypting is supplied to a user who satisfies a predetermined condition, and the user's computer Installation may be allowed. The key information can be supplied by being downloaded from a homepage via the Internet, for example. Further, the computer program for realizing the above-described embodiment may use an OS function already running on the computer. Further, a part of the computer program for realizing the above-described embodiment may be configured by firmware such as an expansion board attached to the computer, or may be executed by a CPU provided in the expansion board. Good.

Claims (8)

複数の画素が撮像面に配置され、当該複数の画素の一部が焦点検出用画素を構成する撮像素子を有し、前記焦点検出用画素の出力に基づいて焦点検出を行う撮像装置であって、
前記撮像素子の前方に配置され、前記撮像面に至る光を透過させる光学部材と、
前記光学部材を振動させる振動手段と、
前記振動手段による前記光学部材の振動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行う際、前記光学部材が振動して生じる当該光学部材の定常波の節位置と、前記焦点検出用画素への前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする撮像装置。
An imaging apparatus in which a plurality of pixels are arranged on an imaging surface, a part of the plurality of pixels includes an imaging element that forms a focus detection pixel, and performs focus detection based on an output of the focus detection pixel. ,
An optical member that is disposed in front of the imaging element and transmits light reaching the imaging surface;
Vibration means for vibrating the optical member;
Control means for controlling the vibration of the optical member by the vibration means;
With
When the control means removes foreign matter adhering to the optical member that affects the focus detection pixel, the node position of the standing wave of the optical member generated by the vibration of the optical member, and the focus detection pixel The vibration of the optical member is controlled so that the position of the optical member that transmits the light does not overlap.
前記制御手段が、前記光学部材が振動して生じる当該光学部材の定常波の腹位置と、前記焦点検出用画素へ前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複するように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The control means vibrates the optical member such that the antinode position of the standing wave of the optical member generated by the vibration of the optical member overlaps the position of the optical member that transmits the light to the focus detection pixels. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is controlled. 複数の前記焦点検出用画素が所定のピッチで前記撮像面に分散して配置され、
前記制御手段が、前記定常波において隣り合う腹又は節のピッチが前記所定のピッチの自然数倍となるように前記光学部材の振動を制御して異物の除去を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
A plurality of the focus detection pixels are distributed and arranged on the imaging surface at a predetermined pitch,
The said control means controls the vibration of the said optical member, and removes a foreign material so that the pitch of the adjacent antinode or node in the said standing wave may become the natural number multiple of the said predetermined pitch. Or the imaging device of 2.
前記撮像素子が、前記撮像面における水平方向の焦点ずれを検出するための第1の焦点検出用画素と、前記撮像面における垂直方向の焦点ずれを検出するための第2の焦点検出用画素とを有し、
前記制御手段が、前記第1の焦点検出用画素又は前記第2の焦点検出用画素のいずれか一方に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行う際、前記定常波の節位置と、前記いずれか一方の焦点検出用画素への前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の撮像装置。
A first focus detection pixel for detecting a horizontal defocus in the imaging plane; a second focus detection pixel for detecting a vertical defocus in the imaging plane; Have
When the controller removes the foreign matter attached to the optical member that affects either the first focus detection pixel or the second focus detection pixel, the node position of the standing wave, and 4. The vibration of the optical member is controlled so as not to overlap with a position of the optical member that transmits the light to any one of the focus detection pixels. 5. The imaging device described.
前記いずれか一方の焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行った後に、前記第1の焦点検出用画素対及び前記第2の焦点検出用画素の各々の出力の相関度合いに基づいて、前記他方の焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行うか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記制御手段が、前記判定手段の判定結果に応じて、前記定常波の節位置と、前記他方の焦点検出用画素への前記光を透過する前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
Correlation between outputs of the first focus detection pixel pair and the second focus detection pixel after the removal of the foreign matter attached to the optical member affecting one of the focus detection pixels is performed. A determination means for determining whether or not to remove the foreign matter adhering to the optical member affecting the other focus detection pixel based on the degree;
In accordance with the determination result of the determination unit, the optical member prevents the node position of the standing wave from overlapping the position of the optical member that transmits the light to the other focus detection pixel. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the vibration of the imaging apparatus is controlled.
前記撮像面における焦点検出領域を設定する設定手段を更に備え、
前記制御手段が、前記設定された焦点検出領域に含まれる前記焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行う際、前記定常波の節位置と、前記焦点検出領域へ前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Further comprising setting means for setting a focus detection area on the imaging surface;
When the control means removes foreign matter adhering to the optical member affecting the focus detection pixels included in the set focus detection area, the light is applied to the node position of the standing wave and the focus detection area. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the vibration of the optical member is controlled so that the position of the optical member that transmits light does not overlap.
複数の画素が撮像面に配置され、当該複数の画素の一部が焦点検出用画素を構成する撮像素子と、前記撮像素子の前方に配置され、前記撮像面に至る光を透過させる光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段とを有し、前記焦点検出用画素の出力に基づいて焦点検出を行う撮像装置の制御方法であって、
前記振動手段による前記光学部材の振動を制御する制御工程を含み、
前記制御工程が、前記焦点検出用画素に影響する前記光学部材に付着した異物の除去を行う際、前記光学部材が振動して生じる当該光学部材の定常波の節位置と、前記焦点検出用画素への前記光を透過させる前記光学部材の位置とが重複しないように前記光学部材の振動を制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
An imaging element in which a plurality of pixels are arranged on an imaging surface, and a part of the plurality of pixels constitutes a focus detection pixel; an optical member that is arranged in front of the imaging element and transmits light that reaches the imaging surface; And a control method of an imaging apparatus that has a vibration means for vibrating the optical member, and performs focus detection based on an output of the focus detection pixel,
A control step of controlling the vibration of the optical member by the vibration means;
When the control step removes the foreign matter attached to the optical member that affects the focus detection pixel, the node position of the standing wave of the optical member generated by the vibration of the optical member and the focus detection pixel A method of controlling an imaging apparatus, comprising: controlling vibration of the optical member so that the position of the optical member that transmits the light does not overlap.
請求項7に記載の撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform each process of the control method of the imaging device of Claim 7.
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