JP2017147477A - カメラのゴミ除去機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ正確に撮像素子上の異物を検知することができる光学機器を提供する。【解決手段】被写体観察位置とレンズ２からの被写体像を撮像素子１７に受光させる撮像位置の間で往復回動運動するメインミラー１０４で、撮像位置に退避した時にメインミラー１０４の裏面側の開口部を塞ぐ為の遮光板１０９を有する。遮光板１０９のメインミラー１０４側の面に撮像素子１７の撮影画像等を表示するＥＶＦ表示部１０６を設け、レンズ２からの被写体像をメインミラー１０４でファインダに導いて被写体を観察するＯＶＦモードと、メインミラー１０４のアップ状態で遮光板１０９に設けたＥＶＦ表示部１０６に被写体のライブビュー画像を表示してファインダで観察するＥＶＦモードと、撮像素子１７とＥＶＦ表示部１０６が対向する位置で、ＥＶＦ表示部１０６を光源として異物検出機能を実行する、異物検出モードを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、カメラのゴミ除去機構に関し、特に撮像素子上の異物を検知する機能を持った一眼レフカメラに関する。

ＣＭＯＳセンサのような撮像素子と光学レンズを組み合わせ、画像を保存する撮像装置が広く利用されている。こうした撮像装置において、異物が撮像素子に付くことが以前より問題視されている。異物が付着したまま撮影を行うと、付着した異物が撮影画像に写りこんでしまうことがあり、特にレンズ交換式の撮像装置では保存される画像の品質が低下してしまう可能性があった。

そのための対策として、白壁や面光源といった、画面全体が一様光となるような被写体を撮影し、異物が付着した位置を特定する技術が一般に使用されている。また、特許文献１には、撮像装置内部に設けられた照明光源を配置し、その光源を利用して異物位置を特定する技術が開示されている。

特開２０００−３１２３１４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、異物検知用の光源光軸が通常撮影時の光軸と平行にならないため、検知した異物位置と、通常撮影時に映りこんでしまう異物位置とが異なる可能性がある。

そこで、本発明の目的は、適切な異物位置を検知可能な光学機器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る光学機器は、
レンズ（２）からの被写体像をファインダに導く、被写体観察位置とレンズ（２）からの被写体像を撮像素子（１７）に受光させる撮像位置の間で往復回動運動するメインミラー（１０４）で、
撮像位置に退避した時に該メインミラー（１０４）の裏面側の開口部を塞ぐ為の遮光板（１０９）を有し、
該遮光板（１０９）のメインミラー（４）側の面に撮像素子（１７）の撮影画像等を表示する表示部（１０６）を設け、
レンズ（２）からの被写体像をメインミラー（１０４）でファインダに導いて被写体を観察するＯＶＦモードと、
メインミラー（１０４）のアップ状態で前記遮光板（１０９）に設けた表示部（１０６）に被写体のライブビュー画像を表示してファインダで観察するＥＶＦモードを有し、さらに異物検出機能（Ｓ４０５）を具備し、前記撮像素子（１７）と前記表示部（１０６）が対向する位置で前記表示部（１０６）を光源として前記異物検出機能（Ｓ４０５）を実行する、異物検出モードを有することを特徴とする。

本発明によれば利用者が撮像素子に付着した異物位置を簡易かつ正確に検知することができる光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係るカメラの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る電気ブロック図である。 本発明の実施形態に係る動作の説明図である。 本発明の実施形態に係る動作の説明図である。 本発明の実施形態に係る動作の説明図である。 本発明の実施形態に係る作動の説明フローチャートである。 本発明の異物検知処理を行う画像説明図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかわるカメラの概略構成図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１〜図３を参照して、本発明の実施例による、カメラのファインダについて説明する。

図１において、カメラ本体１にはレンズマウント３を介して撮影光学系を有する撮影レンズユニット２が着脱可能に装着されている。前記撮影レンズユニット２は交換可能ではなく、カメラ本体１に一体的に固定されていてもよい。

カメラ本体１には、メインミラー１０４が被写体像をファインダに導く位置と、撮影を行うための被写体像を撮像素子１７へ導く位置の間で、回動可能にヒンジ軸１０７ａで軸支されている。

撮影を行うための被写体像を撮像素子１７へ導く位置では、メインミラー１０４の先端がミラーストッパー１４に当接して停止する。

メインミラー１０４は、通常ハーフミラーになっていて、反射した光束はファインダへと導かれ、透過した光束は、撮像素子１７へと導かれる。

カメラ本体１には、撮像素子１７への光量を制御するシャッタ装置１６、焦点板１１、ペンタプリズム１２、接眼レンズユニット１３、等が配置されている。そして、焦点板１１、ペンタプリズム１２、接眼レンズユニット１３によって光学ファインダ（ＯＶＦ）が構成されている。

撮像素子１７には、撮影光学系を通過した被写体像（光学像）が結像し、撮像素子１７は、光電変換によって光学像に応じた電気信号（アナログ信号又は画像信号）を出力する。撮像素子１７として、例えば、ＣＭＯＳセンサが用いられる。なお、ＣＭＯＳセンサの代わりにＣＣＤセンサなどの他の撮像デバイスを用いるようにしてもよい。

メインミラー１０４は光軸１９に対して４５度傾けて配置され、撮影レンズユニット２から入射した光はメインミラー１０４によって分光（分岐）される。

メインミラー１０４を透過した光は、シャッタ１６を通過して撮像素子１７に入る。

シャッタ１６は、撮影前では、先羽根が走行してアパチャの開口部を開放した状態になっていて、撮像素子１７の焦点検出機能で、レンズ２の合焦動作が可能になっている。

一方、メインミラー１０４で反射した光は、光軸１９に対して９０度の角度で上方に向かい、焦点板１１およびペンタプリズム１２を介して接眼レンズユニット１３に導かれる。メインミラー１０４は、不図示の保持枠とハーフミラーからなる。

遮光板１０９は、メインミラー１０４の先端側に回転中心１０９ａが設けられていて、メインミラー１０４に対して遮光板１０９が開く方向に遮光板バネ１１０で付勢されている。

遮光板１０９のメインミラー１０４側の面にはＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス）等から成るＥＶＦ表示部１０６が配置されている。

ストッパー１１５はストッパー１１５ａを制御し遮光板１０９の一部に当接することで遮光板１０９の開き角変化させるものであり、ストッパー１１５内にある電磁石を電気制御することによって、ストッパー１１５ａが上下２つの位置に駆動可能になっている。

以上が本発明実施例のカメラの概略構成の説明である。

図２は本実施例における、電気ブロック図で、１７は被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子である。

撮像素子１７には、焦点検出機能を持つものもあり、画素部の中に位相差オートフォーカスをするための焦点情報信号の検出用画素を配置した撮像素子も開示されている（特開２００８−２６３３５２号公報）。

３１は、前置処理回路であり、撮像素子１７の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を備えている。

３２はアナログ出力をデジタル信号化するＡ／Ｄ変換器である。

３３はバッファメモリ、３４はメモリの読み書き動作や、リフレッシュ動作等を制御するためのメモリコントローラ、３９は撮影シーケンスなどシステムを制御するためのマイクロコントローラである。

４７は、撮影補助の為のファインダ内表示４５や、撮影した画像データの表示や、ライブビュー状態での被写体像を表示するための外部表示４６や、ＥＶＦモード時にライブビュー画像を表示する図１記載のＥＶＦ表示部１０６等の表示切換えや制御を行う表示制御部である。

４２は、カメラを外部から操作するための操作部材制御部で撮影モードの切換え等を行う。

４３は、ファインダの切換を行うためのスイッチで、光学ファインダ（ＯＶＦ）と電子ビューファインダ（ＥＶＦ）の切換を行うファインダ切換えＳＷである。

４４は、メインミラー１０４内のハーフミラー反射率を制御するための調光ミラー制御部である。

３５は、拡張ユニット３６とのインターフェースである。

３６は、着脱自在な拡張ユニットであり、カメラ本体に接続して各種処理や操作を行うためのものである。

３７は、後述するメモリカード３８との接続のためのインターフェース、３８はカメラからのデータを記録する記録媒体で、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性固体メモリ素子等を有する着脱可能なメモリカードである。

４８は、カメラの制御を行うための電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。

４０は、システムに電源を投入するためのカメラのメインスイッチである。

４１は、レリーズスイッチ（不図示）で、押圧することで自動焦点機能や自動露出機能等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチと撮影スタンバイスイッチＯＮ後にレリーズボタンが更に押圧されることによって撮影を行う撮影スイッチの機能を持つ。

また、撮像素子１７には、パルス発生回路４９から走査クロックや所定の制御パルスが供給される。

パルス発生回路４９で発生した走査クロックのうち垂直走査用のクロックは、垂直駆動変調回路５０によって、クロック周波数が所定の周波数に変調されて、撮像素子１７に入力される。この垂直駆動変調回路５０によって電子先幕のリセット走査の走査パターンが決定される。

５１は、レンズ２の駆動、ミラーを駆動するためのミラー駆動モータ５２、接眼レンズユニット１３内のレンズを駆動する視度調整モータ６０、ストッパー１１５を駆動するための電磁ストッパー６０、などを制御するメカ系駆動回路である。

５３は、シャッタ１６の制御を行うためのシャッタ制御回路で、撮像素子１７への露光時間の制御を行う。

５４は、メインミラー１０４の駆動やチャージ等を行うミラーチャージモータ５２の制御に使われる位相信号である。

５５は、被写体測光のための測光装置、５６は、電子ブザーであり、各種の警告や作動状態を音に変換するものである。

５８は、電池等カメラの電源５７の電圧を一定の出力電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータであり、システム制御用ＣＰＵ３９をはじめとする各回路に電源を供給する。

以上が本発明の実施形態にかかわる電機ブロック図の説明である。

次に図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施例のＯＶＦモードとＥＶＦモード、および異物検知モードにおけるミラー動作ついて説明する。

本実施例のカメラにおいて撮影者はＯＶＦモードとＥＶＦモード、のいずれかの撮影モードを用いて撮影を行うほか、異物検知モードを用いて撮像面上の異物検知を行うことできる。

図３（ａ）はＯＶＦモード時の側面図である。図３（ｂ）はＥＶＦモード時の側面図である。図３（ｃ）は異物検知モードの側面図である。

本実施例におけるカメラは通常、電源がＯＮされるとＯＶＦモードで起動する。ＯＶＦモードでは、メインミラー１０４は、図３（ａ）の状態になっていて、撮影レンズユニット２から入射した被写体光はメインミラー１０４によって分光（分岐）されて、メインミラー１０４を透過した光は、シャッタ１６を通過して撮像素子１７に入る。

シャッタ１６は、カメラのメインＳＷ４０がＯＮになると、先羽根が走行してアパチャから退避した状態になる。

一方、メインミラー１０４で反射した光は、光軸１９に対して９０度の角度で上方に向かい、焦点板１１およびペンタプリズム１２を介して接眼レンズユニット１３に導かれる。

メインミラー１０４は、不図示のハーフミラーが保持枠によって保持されている。撮影レンズユニット２から入射した被写体光はハーフミラーを通過し撮像素子１７に導かれ、撮像素子１７の焦点検出機能を使って、レンズ２の合焦動作が行われる。

遮光板１０９は、メインミラー１０４の先端に設けられた回転軸１０９ａによって回動可能に軸支されていて、遮光板バネ１１０によって付勢されており、メインミラー１０４と遮光板１０９は９０度角の開きで保持されている。遮光板１０９のメインミラー１０４側には、ＥＬ素子等からなるＥＶＦ表示部１０６が配置されている。焦点板１１に投影された被写体像を、撮影者は接眼レンズユニット１３内のレンズを駆動調節して、撮影者の視度に合わせて鮮明な被写体像を確認することができる。

また、メインミラー１０４は、ヒンジ軸１０７ａによって回転可能に軸支されていて、被写体像をファインダに導く位置と撮影を行うための被写体像を撮像素子１７へ導く位置の間で、不図示のミラー駆動機構で作動可能になっている。これにより撮影者はファインダで被写体像を確認しながら撮影を行うことができるようになる。

以上がＯＶＦモードでの動作説明になる。

次にＥＶＦモードの動作説明をする。ＥＶＦモードは撮影者がファインダ切換えＳＷ４３を操作することで移行する。（撮影者によりＥＶＦモードへの移行が指示されることで移行する）まずミラー駆動モータ５２が作動して、不図示のミラー駆動機構によりメインミラー１０４が跳ね上がる。

このとき遮光板１０９は、回転保持部１０９ｃがストッパー１１５ａに当り遮光板バネ１１０の付勢力に抗してメインミラー１０４の開口部（不図示）を塞ぎ、図３（ｂ）に示す状態となり、カメラはＥＶＦモードで動作するようになる。これにより撮影者は、ＥＶＦ表示部６に表示されるライブビュー画像をファインダで確認しながら撮影を行う事ができるようになる。

また撮影者の指示により、ＯＶＦモードへ移行する場合は、ミラー駆動モータ５２が作動して、不図示のミラー駆動機構によりメインミラー１０４が下がり、図３（ａ）に示す位置まで動く。このとき遮光板１０９は遮光板バネ１１０の付勢力によって自動的に開き、メインミラー１０９と遮光板１０９は９０度角の開きで保持され、ＯＶＦモードへの移行が完了する。以上がＥＶＦモードでのミラー動作説明になる。

次に異物検知モードの動作をする。異物検知モードは図３（ｃ）の状態である。このモードは後述の異物検出処理を行うためのモードであり、異物検出処理終了後には前述の２つの撮影モードのいずれかに移行する。それぞれ動作が異なるのでそれぞれについて述べる。

ＥＶＦモードから異物検知モードへの移行を説明する。

まずストッパー１１５が動作し、不図示のストッパー駆動機構により、ストッパー１１５ａが上に動き、図３（ｃ）に示す位置になる。そしてミラー駆動モータ５２が作動して、不図示のミラー駆動機構によりメインミラー１０４が跳ね上がり図３（ｃ）に示す位置となり異物検知モードへの移行動作は完了する。

一方、ＯＶＦモードから異物検知モードへ移行する場合は、まずストッパー１１５が動作し、不図示のストッパー駆動機構により、ストッパー１１５ａが上に動く。このとき遮光板バネ１１０の付勢力が開放され、遮光板１０９は図３（ｃ）に示す位置となり、異物検知モードへの移行動作は完了する。

この状態で異物検知処理が行われるが、ＥＶＦ表示部１０６と撮像素子１７は対向する位置関係にあり、その光軸（不図示）は光軸１９と並行となるため、撮影に影響する異物位置を正しく検知することができる。異物検知処理終了後はＯＶＦモードかＥＶＦモードへ移行する、動作をそれぞれ述べる。

異物検知モードからＥＶＦモードへの移行は、まずミラー駆動モータ５２が作動して、不図示のミラー駆動機構によりメインミラー１０４が下がり図３（ａ）に示す位置となる。次にストッパー１１５が動作し、不図示のストッパー駆動機構により、ストッパー１１５ａが下に駆動し、図３（ａ）に示す位置になる。この状態はＥＶＦモードと同一の状態となり、次に前述のＯＶＦモードからＥＶＦモードへの移行動作と同一動作が行われ、ＥＶＦモードへの移行動作は完了する。

一方、異物検知モードからＯＶＦモードへの移行は、まずミラー駆動モータ５２が作動して、不図示のミラー駆動機構によりメインミラー１０４が下がり図３（ａ）に示す位置となる。そしてストッパー１１５が動作し、不図示のストッパー駆動機構により、ストッパー１１５ａが下に駆動し、図３（ａ）に示す位置になり、ＥＶＦモードへの移行動作は完了する。

なお、遮光板１０９の駆動については本実施例の形態によらず、アクチュエーターを活用してもよいし、別途機械的なスイッチを用意し、それを用いてもよい。

以上が異物検知モードのミラー動作説明になる。

次に異物検知処理の詳細を図４に示すフローチャートを用いて説明する。

異物検知モードはメニュースイッチ（不図示）を操作して実行する。また異物検知モード実行スイッチなどの物理的スイッチを用意してもよいし、電源ＯＮ時などに自動で実行されるようにしてもよい。

まず現在の撮影モードがＥＶＦモードであるか、ＯＶＦモードであるか、システム制御用ＣＰＵ３９がファインダ切り替えＳＷ４３の状態を取得し、判定を行う（ステップＳ４０１）。

前述のように異物検知モードへの移行は撮影モードによってミラー動作が変化するため、判定結果によってそれぞれに対応した移行動作を行う（ステップＳ４０２〜Ｓ４０３）。それぞれの移行動作は前述の通りである。

これらの動作により撮像素子１７にはＥＶＦ表示部１０６を光源とする光軸が、撮影光軸と平行となるかたちで入る、位置関係となる。

次にＥＶＦ表示部１０６が動作し発光する（ステップＳ４０４）。このときＥＶＦ表示部１０６の発光輝度は表示部全体で均一になるよう制御することが望ましい。

次に異物位置を検出する動作を行う（ステップＳ４０５）。具体的にはシステム制御用ＣＰＵ３９が撮影処理を行い、撮影画像をバッファメモリ３３に一時的に保存する。

ここで、この一時保存された撮影画像を図５に示した図を用いて説明する。

画像５０１は画像領域の全体を表す。画像領域５０１内には白色領域５０２と、白色領域５０２とは色の異なる、異色領域５０３ａ〜５０３ｃがある。異色領域５０３ａ〜５０３ｃは撮像素子１７に入ったＥＶＦ表示部１０６による光が、何らかの異物によって遮られたため白色領域５０２とは色が異なっており、通常は黒色である。つまり異色領域５０３ａ〜５０３ｃは、撮像素子１７上に存在する異物の位置を表していることになる。かつ撮影に影響する異物位置と同一となる。

図４のステップＳ４０５の詳細説明に戻る。

システム制御用ＣＰＵ３は異色領域５０３ａ〜５０３ｃに対応する、撮像素子１７の素子位置を演算して判断し、結果を異物位置データとしてＥＥＰＲＯＭ４８に記録する。

これまでのステップＳ４０１〜Ｓ４０５によって、適切な異物位置を検出できたことになる。なお本実施例で示した画像５０１を活用した、異物位置判断の演算はどのような方法を用いても良い。

次にＥＶＦ表示部１０６の発光を停止する（ステップＳ４０６）。

次に撮影モードへ移行するため、ステップＳ４０１と同じ撮影モードの判定を行う（ステップＳ４０７）。

判定結果によってそれぞれに対応したモード移行処理を行う（ステップＳ４０８〜Ｓ４０９）。撮影モードへの移行処理は前述の通りである。

そしてカメラは通常撮影状態へと戻り異物検知処理が完了する（ステップＳ４１０）。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ カメラ本体、２ 撮影レンズユニット、４ メインミラー、６ ＥＶＦ表示部、
１１ 焦点板、１２ ペンタプリズム、１３ 接眼レンズユニット、１６ シャッタ、
１７ 撮像素子、３９ マイクロコントローラ、４４ 調光ミラー制御部、
４７ 表示制御部、５２ ミラー駆動モータ、６０ 視度調整モータ、
１０４ メインミラー、１０６ ＥＶＦ表示部、１０９ 遮光板、１１５ ストッパー

Claims (2)

1. レンズ（２）からの被写体像をファインダに導く、被写体観察位置とレンズ（２）からの被写体像を撮像素子（１７）に受光させる撮像位置の間で往復回動運動するメインミラー（１０４）で、
   撮像位置に退避した時に該メインミラー（１０４）の裏面側の開口部を塞ぐ為の遮光板（１０９）を有し、
   該遮光板（１０９）のメインミラー（４）側の面に撮像素子（１７）の撮影画像を表示する表示部（１０６）を設け、
   レンズ（２）からの被写体像をメインミラー（１０４）でファインダに導いて被写体を観察するＯＶＦモードと、
   メインミラー（１０４）のアップ状態で前記遮光板（１０９）に設けた表示部（１０６）に被写体のライブビュー画像を表示してファインダで観察するＥＶＦモードを有し、さらに異物検出機能（Ｓ４０５）を具備し、前記撮像素子（１７）と前記表示部（１０６）が対向する位置で前記表示部（１０６）を光源として前記異物検出機能（Ｓ４０５）を実行する、異物検出モードを有することを特徴とする光学機器。
2. 前記メインミラー（１０４）と前記遮光版（１０９）の駆動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記ＥＶＦモードと前記ＯＶＦモードと前記異物検出モードを自動で制御することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。