JP3849636B2

JP3849636B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP3849636B2
Application number: JP2002335062A
Authority: JP
Inventors: 英樹武輪; 稔人木戸
Original assignee: コニカミノルタフォトイメージング株式会社
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP2004172835A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラなどの撮像装置においては、撮像素子表面などに存在する異物（ゴミなど）が画像に写り込んでしまうという問題がある。特に、レンズ交換式のデジタルカメラにおいては、レンズの着脱等に伴い、ゴミなどの異物が撮像装置の内部に侵入し易いため、上記のような事態が発生しやすい。このようなゴミは、画像を劣化させてしまうため、除去することが好ましい。
【０００３】
このような異物除去技術としては、たとえば特許文献１が存在する。この特許文献１では、ＣＣＤ撮像素子に対する照明部材（バックライト）がカメラの内部に設けられており、照明部材による光照射を伴って撮像された画像に基づいて異物の位置が検出される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３１２３１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、高コスト部材である照明部材を異物の検出のためにわざわざ設ける必要があるため、コストアップにつながるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、撮像素子表面などに存在する異物（ゴミ等）をより簡易に検出することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、撮像装置であって、撮影光学系からの被写体像を光電変換を用いて撮像する撮像素子と、前記撮像素子による撮像動作を制御する制御手段であって、拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を前記撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求める制御手段と、前記異物の検出結果を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、前記撮像素子における前記異物の位置を、前記撮像装置の本体のレンズ装着部側に設けられた開口部から前記撮像素子を見るときと同じ状態で表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、撮像装置であって、撮影光学系からの被写体像を光電変換を用いて撮像する撮像素子と、前記撮像素子による撮像動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を前記撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求め、前記撮影光学系は、前記撮像装置の本体に設けられたレンズ装着部に対して着脱自在な撮影レンズを有しており、前記制御手段は、通常撮影モードと異物検出モードとを含む複数のモードの中からその動作モードを選択的に変更することができ、前記通常撮影モードにおいては、前記撮影レンズが前記レンズ装着部に装着されていないと判定されるときには、操作者からの撮影開始指示が入力されても画像の撮影動作を行わず、前記異物検出モードにおいては、前記撮影レンズが前記レンズ装着部に装着されていないと判定されるときであっても、操作者からの撮影開始指示に応答して画像の撮影動作を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、撮像装置であって、撮影光学系からの被写体像を光電変換を用いて撮像する撮像素子と、前記撮像素子による撮像動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を前記撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求めるとともに、前記撮像素子への入射光路に前記拡散板が配置された状態において、前記撮像素子への入射光量が所定の範囲内の値ではなく適切な光量でないと判定される場合には、その判定結果を出力することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
＜Ａ．構成＞
図１〜図３は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１（撮像装置）の外観の概略構成を示す図である。図１はデジタルカメラ１の平面図、図２は図１のII−II位置から見た断面図、図３はデジタルカメラ１の背面図に相当する。
【００１４】
これらの図に示すように、デジタルカメラ１は、略直方体状をしているカメラ本体部２と、カメラ本体部２に着脱可能に装着される撮影レンズ３（撮影光学系）とを備えている。図１に示すように、デジタルカメラ１は撮影画像を記録するメモリカード８が着脱可能に収納されるようになっている。また、デジタルカメラ１は、４本の単三形乾電池Ｅ１〜Ｅ４を直列接続する電源電池Ｅを駆動源としている。
【００１５】
図２に示すように、ズームレンズである撮影レンズ３はレンズ群３０を備えている。ここでは、撮影レンズ３として２群ズームレンズを示しており、レンズ群３０は、大きく２つのレンズ群３００，３０１に分類される。なお、図２および図３においては、図示の都合上、レンズ群３００，３０１をそれぞれ一枚のレンズとして示している。ただし、実際には各レンズ群３００，３０１は、一枚のレンズに限定されず、複数枚のレンズの集合体として構成されていても良い。
【００１６】
一方、カメラ本体部２の内部には、レンズ群３００を駆動するためのモータＭ１、およびレンズ群３０１を駆動するモータＭ２とが設けられている。これらのモータＭ１，Ｍ２の駆動により、レンズ群３００，３０１を互いに独立して光軸方向に移動することによって、撮影レンズ３のズーム倍率の変更を行うことが可能である。また、これらのモータＭ１，Ｍ２を用いて、レンズ群３００，３０１を駆動することによって、撮影レンズ３の合焦状態を変更すること、すなわち、フォーカス動作を行うことが可能である。
【００１７】
また、撮影レンズ３のレンズ群３０の後方位置の適所にカラー撮像素子３０３が設けられている。カラー撮像素子３０３は、ＣＣＤからなるエリアセンサの各画素の表面に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた単板式カラーエリアセンサで構成される。このカラー撮像素子（以下、単に「ＣＣＤ」とも称する）３０３は、例えば、水平方向２５６０画素、縦方向１９２９０画素の約５００万画素を有している。
【００１８】
カメラ本体部２の前面には、図１のようにグリップ部Ｇが設けられ、カメラ本体部２の上端点の適所にポップアップ形式の内蔵フラッシュ５が設けられている。また、図３の如く、カメラ本体部２の上面にはシャッタボタン９が設けられている。このシャッタボタン９については、フォーカス調整用などのトリガーとして用いる半押し状態（以下、状態Ｓ１とも称する）と、記録用撮影のトリガーとして用いる全押し状態（以下、状態Ｓ２とも称する）とを検出し、判別する機能を有している。
【００１９】
一方、カメラ本体部２の背面には、電子ビューファインダ（以下、「ＥＶＦ」）２０と液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」）１０とが設けられている。なお、光学ファインダーとは異なり、撮影待機状態においてＣＣＤ３０３からの画像信号のライブビュー表示を行うＥＶＦ２０とＬＣＤ１０とがファインダーとしての機能を担っている。
【００２０】
また、ＬＣＤ１０は記録モードにおいて撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード８に記録された撮影画像を再生表示することなどが可能である。
【００２１】
カメラ本体部２の背面左方には、電源スイッチ１４が設けられている。電源スイッチ１４はスライドスイッチからなり、接点を上側の「ＯＦＦ」位置に設定すると電源がオフになり、接点を下側の「ＯＮ」位置に設定すると電源がオンになるとともに動作モードが記録モードに設定される。
【００２２】
カメラ本体部２の背面右方には、４連スイッチ１５が設けられている。４連スイッチ１５は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向のボタンＳＵ、ＳＤ、ＳＬ、ＳＲを押下することによって各種操作を行うことが可能となっている。例えば、ＬＣＤ１０に表示されるメニュー画面で選択された項目を変更したり、インデックス画面で選択された再生対象のコマを変更するためのスイッチとして機能する。また、記録モードにおいて左右方向のボタンＳＬ，ＳＲは、ズーム倍率を変更するためのスイッチとして機能する。具体的には、モータＭ１，Ｍ２の駆動により２つのレンズ群３００，３０１の相対的な位置関係が変更されることによって、ズーム倍率が変更される。より詳細には、右方向スイッチＳＲを押下するとワイド側に連続的に移動し、左方向スイッチＳＬを押下するとテレ側に連続的に移動する。
【００２３】
また、４連スイッチ１５の下方には、取消スイッチ３３、実行スイッチ３２、メニュー表示スイッチ３４及びモード切替スイッチ３１等のスイッチ群１６が設けられている。取消スイッチ３３は、メニュー画面で選択された内容を取り消すためのスイッチである。実行スイッチ３２は、メニュー画面で選択された内容を確定するまたは実行するためのスイッチである。メニュー表示スイッチ３４は、ＬＣＤ１０にメニュー画面を表示させたり、メニュー画面の内容を切り換えたりするためのスイッチである。モード切替スイッチ３１は、デジタルカメラ１における動作モードの切り替えスイッチである。
【００２４】
このデジタルカメラ１は、「記録モード」と「再生モード」と「異物検出モード」とを有している。「記録モード」は、通常の写真撮影の機能を果たすモードであり、撮影モード（ないし通常撮影モード）とも称するモードである。「再生モード」は、記録画像をＬＣＤ１０に再生するモードである。「異物検出モード」は、ＣＣＤ３０３の表面等に存在する異物を検出するモードである。この異物検出モードでは、検出された異物の存在位置がＬＣＤ１０に表示される。起動時には、自動的に記録モードが選択されているが、モード切替スイッチ３１を押下する毎にモードを循環的に切り替えることができる。
【００２５】
次に、デジタルカメラ１の内部構成について説明する。図４は、デジタルカメラ１の構成を示す機能ブロック図である。
【００２６】
撮影レンズ３は、レンズ群３００，３０１とともに、内部に透過光量を調節するための絞り３０２を備えている。なお、図４においては、図示の都合上、絞り３０２がレンズ群３０１の後側に配置されるように示しているが、絞り３０２の配置はこのようなものに限定されない。たとえば、絞り３０２は、レンズ群３０１（ないし３００）の内部に設けられていても良く、または、両レンズ群３００，３０１の間に設けられていてもよい。
【００２７】
ＣＣＤ３０３（撮像素子）は、撮影レンズ３を通して入射された被写体からの光を所定の露光時間だけ受光して画像信号に光電変換して取り込む。ＣＣＤ３０３は、光電変換後の画像信号を信号処理部１２０に出力する。このようにして、撮影レンズ３からの被写体像が画像として取得される。
【００２８】
信号処理部１２０は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号に所定のアナログ信号処理及びデジタル信号処理を行うものである。画像信号の信号処理は画像データを構成する各画素の受光信号毎に行われる。信号処理部１２０は、アナログ信号処理回路１２１、Ａ／Ｄ変換回路１２２、画像処理回路１２４、及び画像メモリ１２６を備えている。
【００２９】
アナログ信号処理回路１２１はアナログ信号処理を行うものであり、主にＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路及びＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路からなり、ＣＣＤ３０３から出力される画素信号のサンプリングノイズの低減と信号レベルの調整を行う。ＡＧＣ回路におけるゲインコントロールには、絞り３０２の絞り値とＣＣＤ３０３の露光時間とで適正露出が得られなかった場合の撮影画像のレベル不足を補償する場合も含まれる。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換回路１２２はアナログ信号処理回路１２１から出力されるアナログ信号である画素信号（画像信号）をデジタル信号である画素データ（画像データ）に変換するものである。Ａ／Ｄ変換回路１２２は各画素で受光された画素信号を、例えば、１０ビットのデジタル信号に変換し、０〜１０２３の階調値を有する画素データとする。変換後の画素データ（画像データ）は、画像メモリ１２６に一旦格納される。
【００３１】
画像処理回路１２４は、Ａ／Ｄ変換後のデジタルデータとしての画素データに対して、各種の画像処理を施す。具体的には、画像処理回路１２４は、黒レベル補正回路、ＷＢ（ホワイトバランス）回路、カラーバランス評価回路、画素補間回路、色補正回路、γ補正回路、色分解回路、空間フィルタ、解像度変換回路、圧縮伸長処理回路等を有している。このうち、黒レベル補正回路は、Ａ／Ｄ変換後の画像データの黒レベルを補正する回路である。また、ＷＢ回路は撮影画像のホワイトバランスを調整するものである。ＷＢ回路は、カラーバランス評価回路による撮像画像のカラーバランスに関する評価結果等を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換する。画素補間回路は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の色フィルタが分散配置されたベイヤー配列を有するＣＣＤ３０３において、各画素位置における３つの色成分Ｒ，Ｇ，Ｂのうち実際には存在しない２つの色成分を補間により求める回路であり、色補正回路は、フィルタの分光感度特性を補正する回路である。γ補正回路は画素データのγ特性を補正する回路であり、予め設定されたγ補正用テーブル等を用いて各画素データのレベルを補正する。色分解回路は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号を（Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂ）信号に変換する回路である。空間フィルタはローパスフィルタおよびハイパスフィルタ等を用いてエッジ強調などの各種のフィルタ処理を行う回路である。解像度変換回路は所望の解像度に変換する回路であり、圧縮伸長処理回路はＪＰＥＧ等の所定形式のデータへの圧縮処理、およびその逆の伸長処理を行う回路である。
【００３２】
画像メモリ１２６は画像データを一時保持するメモリである。画像メモリ１２６は２フレーム分以上の画像データを格納し得る記憶容量を有しており、たとえば、２フレーム分、詳細には５００万画素×２＝１０００万画素分の画像データを格納する記憶容量を有している。また、画像処理回路１２４における各処理は、画像メモリ１２６に格納された画像データに対して施される。
【００３３】
発光制御部１０２は、全体制御部１５０から入力される発光制御信号に基づいてフラッシュ（照明光源）５の発光を制御する。発光制御信号には発光準備の指示、発光タイミング及び発光量等が含まれる。
【００３４】
レンズ制御部１３０は撮影レンズ３内のレンズ群３００，３０１および絞り３０２の各部材の駆動を制御するものである。レンズ制御部１３０は、絞り３０２の絞り値を制御する絞り制御回路１３１と、モータＭ１，Ｍ２を駆動することによりズームの変倍率を変更する（言い換えれば画角を変更する）ズーム制御回路１３２と、モータＭ１，Ｍ２を駆動することによりフォーカス制御を行うフォーカス制御回路１３３とを備えている。
【００３５】
絞り制御回路１３１は全体制御部１５０から入力される絞り値に基づいて絞り３０２を駆動し、その開口量を当該絞り値に設定する。フォーカス制御回路１３３は全体制御部１５０から入力されるＡＦ制御信号に基づいてモータＭ１，Ｍ２の駆動量を制御し、レンズ群３００，３０１を焦点位置に設定する。ズーム制御回路１３２は、４連スイッチ１５による入力等に応じて全体制御部１５０から入力されるズーム制御信号に基づいて、モータＭ１，Ｍ２を駆動してレンズ群３００，３０１を移動させる。これによって、ズームの状態が、ワイド側あるいはテレ側へと移動する。
【００３６】
表示部１４０は、ＬＣＤ１０及びＥＶＦ２０への表示を行うものである。表示部１４０には、ＬＣＤ１０、ＥＶＦ２０とともに、ＬＣＤ１０に再生表示されるの画像データのバッファメモリとなるＬＣＤＶＲＡＭ１４１及びＥＶＦ２０に再生表示される画像データのバッファメモリとなるＥＶＦＶＲＡＭ１４２を備えている。
【００３７】
撮影待機状態においては、ＣＣＤ３０３により１／３０（秒）毎に撮影された画像（ライブビュー用画像）の各画素データが、信号処理部１２０による所定の信号処理を施された後、画像メモリ１２６に一時記憶される。そして、全体制御部１５０によって読み出され、データサイズが調整された後にＬＣＤＶＲＡＭ１４１及びＥＶＦＶＲＡＭ１４２に転送され、ＬＣＤ１０及びＥＶＦ２０にライブビュー表示として表示される。これによりユーザは、被写体像を視認することができる。また、本撮影直後には、ＬＣＤ１０に本撮影による画像（アフタービュー画像）が一定期間表示される。さらに、再生モードにおいては、メモリカード８から読み出された画像が全体制御部１５０によって所定の信号処理が施された後に、ＬＣＤＶＲＡＭ１４１に転送され、ＬＣＤ１０に再生表示されることとなる。
【００３８】
操作部１０１は、上述したカメラ本体部２に設けられた撮影や再生に関する操作部材の操作情報を全体制御部に入力するものである。操作部１０１から入力される操作情報にはシャッタボタン９、電源スイッチ１４、４連スイッチ１５及びスイッチ群１６等の各操作部材の操作情報が含まれる。
【００３９】
全体制御部１５０は、マイクロコンピュータからなり、撮影機能及び再生機能を集中制御するものである。全体制御部１５０にはカードインターフェース１０３を介してメモリカード８が接続されている。また、通信用インターフェース１０５を介してパーソナルコンピュータＰＣが外部接続されるようになっている。
【００４０】
全体制御部１５０は、撮影機能及び再生機能における数々の具体的な処理を行うための処理プログラムや上述したデジタルカメラ１の各部材の駆動を制御するための制御プログラムが記憶されたＲＯＭ１５１と、処理プログラム及び制御プログラムに従って数々の演算作業を行うための作業領域となるＲＡＭ１５２とを備えている。なお、記録媒体であるメモリカード８に記録されているプログラムデータをカードインターフェース１０３を介して読み出し、ＲＯＭ１５１に格納することができるようになっている。従って、これらの処理プログラム及び制御プログラムは、メモリカード８からデジタルカメラ１中にインストールされることが可能である。なお、処理プログラム及び制御プログラムは、通信用インターフェース１０５を介してパーソナルコンピュータＰＣからインストールされるようになっていてもよい。
【００４１】
全体制御部１５０は、ＣＣＤ３０３の表面などにおける異物の検出動作を制御する異物検出部１５３を有している。なお、この異物検出部１５３は、上記の処理プログラム等がマイクロコンピュータ等を用いて実行されることによって、機能的に実現される機能部である。
【００４２】
＜Ｂ．動作＞
この実施形態においては、拡散板を装着した状態で異物検出用の１枚の画像を取得し、その画像における低輝度部を異物領域（異物の存在位置に対応する領域）として検出する場合について説明する。
【００４３】
図５は、この実施形態に係るデジタルカメラ１の動作（より詳細には、異物検出モードにおける動作）を示すフローチャートである。この図５を参照しながら、「異物検出モード」における動作について説明する。デジタルカメラ１の全体制御部１５０は、モード切替スイッチ３１を用いた操作者による操作指令に応じて、通常撮影モードと異物検出モードとを含む複数のモードの中からその動作モードを選択的に変更することができる。なお、ここでは、所定の操作によって、デジタルカメラ１の動作モードが既に異物検出モードに設定されているものとする。
【００４４】
まず、ステップＳＰ１において、全体制御部１５０は、撮影レンズ３がレンズマウントＭＴ（レンズ装着部とも称する、図８などを参照）に装着されているか否か（言い換えれば、撮影レンズ３がデジタルカメラ１の本体部２に装着されているか否か）を判定する。
【００４５】
撮影レンズ３が装着されていないと判定される場合には、「レンズ無し」という情報が所定の記憶部（ＲＡＭ１５２など）に記憶され（ステップＳＰ２）、ステップＳＰ４に進む。
【００４６】
一方、撮影レンズ３が装着されていると判定される場合には、「レンズ有り」という情報が所定の記憶部（ＲＡＭ１５２など）に記憶され（ステップＳＰ３）、ステップＳＰ４に進む。
【００４７】
ステップＳＰ４においては、拡散板の装着を促す旨の表示がＬＣＤ１０に出力される。具体的には、全体制御部１５０がＬＣＤＶＲＡＭ１４１に対して所定の画像信号を出力することによって、図６に示すような画面がＬＣＤ１０に表示される。図６においては、「拡散板を装着して下さい」との文字が記述された画面が示されている。
【００４８】
操作者は、このような表示に応じて、拡散板４（４Ａ）をデジタルカメラ１に対して装着する。具体的には、撮影レンズ３が取り外されてレンズマウントＭＴに装着されていない場合には、図７に示すように、操作者は、（撮影レンズ３の代わりに）拡散板４をレンズマウントＭＴに直接的に装着する。また、撮影レンズ３がレンズマウントＭＴに装着されている場合には、図８に示すように、操作者は拡散板４を撮影レンズ３の先端部に装着する。
【００４９】
図９および図１０は、それぞれ、拡散板４（４Ａ）の正面図および側面図を示す図である。図９および図１０に示すように、拡散板４は、拡散機能を有するフレネルレンズなどで構成される中央の透光部４ａと、その周囲の円環状の枠部４ｂと、レンズマウントＭＴへの取付部４ｃと、撮影レンズ３への取付部４ｄとを有している。
【００５０】
取付部４ｃは、円形薄板状の透光部４ａの一方の面の周辺部において設けられている。この取付部４ｃは、透光部４ａを介する光のＣＣＤ３０３への入射を妨げないように、透光部４ａを取り囲む円環状（中空状）の部材として設けられている。この円環状部材の外周面には雄ねじが設けられており、この雄ねじが、レンズマウントＭＴの内周面に設けられた雌ねじに対して螺合することによって、拡散板４がデジタルカメラ１本体のレンズマウントＭＴに対して固定される（図７参照）。
【００５１】
また、取付部４ｄは、透光部４ａの他方の面の上下端部において一対のツマミ部として設けられている。撮影レンズ３への装着時には、このツマミ部の弾性力で撮影レンズ３を挟み込むことによって、拡散板４が撮影レンズ３に対して固定される（図８参照）。
【００５２】
なお、図６においては装着要求のみが表示されているが、これに限定されず、撮影レンズ３の装着状態に応じて、拡散板４の装着位置をも明示して指示するようにしてもよい。具体的には、撮影レンズ３がレンズマウントＭＴに装着されていない場合には、「拡散板をレンズマウントに装着して下さい」と表示し、撮影レンズ３がレンズマウントＭＴに装着されている場合には、「拡散板をレンズの先端部に装着して下さい」と表示するようにしてもよい。操作者は、より的確な指示に従うことによって、より確実に拡散板４を装着することができる。
【００５３】
その後、拡散板４の装着が完了すると、操作者は、所定の操作によって装着完了の旨をデジタルカメラ１に対して入力する。たとえば、図６が表示された状態で、実行ボタン３２を押下すればよい。
【００５４】
次に、全体制御部１５０は明るさを検知し（ステップＳＰ５）、撮影環境が適度な明るさであるか否かを判定する（ステップＳＰ６）。
【００５５】
たとえば、この明るさはプレビュー画像（ライブビュー用画像）に基づく被写体の輝度値ＢＶとして検出される。そして、この輝度値ＢＶが所定の範囲内の場合、すなわち、上側の所定の閾値ＵＬよりも小さく下側の所定の閾値ＬＬよりも大きい場合には適切な明るさであると判定される。この場合には、次のステップＳＰ８に進む。
【００５６】
一方、この輝度値ＢＶが所定の範囲外の場合には、不適切な明るさであると判定される。具体的には、輝度値ＢＶが閾値ＬＬよりも小さいときには暗すぎると判定され、輝度値ＢＶが閾値ＵＬよりも大きい場合には明るすぎると判定される。そして、ステップＳＰ７に進み、明るさに関する警告表示を行う。明るさが不適切な場合には、後述のステップＳＰ８での撮影パラメータの調整によっても、適切な異物検出用画像を撮影することが困難になるためである。
【００５７】
具体的には、輝度値ＢＶが閾値ＬＬよりも小さいときには、図１１のような画面がＬＣＤ１０に表示される。すなわち、全体制御部１５０は、この被写体の輝度が暗すぎると判定し、操作者にもっと明るい被写体を撮影するように要求するための表示を行う。全体的に暗すぎる場合には、後述するような低輝度部による異物検出が困難になるためである。
【００５８】
逆に、輝度値ＢＶが閾値ＵＬよりも大きいときには、図１２のような画面がＬＣＤ１０に表示される。すなわち、全体制御部１５０は、この被写体の輝度が明るすぎると判定し、操作者にもっと暗い被写体を撮影するように要求するための表示を行う。明るすぎる場合にも、異物周辺からの回折光の影響によって異物の存在位置でも十分に低輝度な領域にならないなどの悪影響が生じるおそれがあるためである。
【００５９】
このように、全体制御部１５０は、拡散板４が装着されている状態でのＣＣＤ３０３への入射光量が適切か否か（所定の範囲内か否か）についての判定を行い、その判定結果を出力する。この出力に応じて、操作者は、撮影対象の被写体を変更することなどによって、ＣＣＤ３０３への入射光量を適切な範囲内のものとすることができる。たとえば、図１１のような画面が表示されたときには、より明るい場所に移動したり、あるいは、照明を点灯することなどによって、より明るい被写体を撮影すればよい。
【００６０】
そして、撮影対象の被写体を変更することなどによって、明るさが適度であると判定されるようになると、図１１、図１２などの警告表示をＬＣＤ１０から消去し、ステップＳＰ８に進む。
【００６１】
ステップＳＰ８においては、撮影条件を制御する。通常の撮影モードにおける露出制御を行うようにしてもよいが、ここでは異物検出モード特有の露出制御を行うものとする。具体的には、次のステップＳＰ９での撮像時の露出値が記録画像用の適正値よりも大きな状態となるように、撮影条件を変更する。露出値を適正値よりも大きな値とし全体的にさらに明るい画像とすることによって、異物領域としての低輝度領域を検出しやすくすることが可能になるからである。
【００６２】
具体的には、記録画像用の適切な露出値を値ＥＶ１とすると、その適切な露出値ＥＶ１よりも大きな露出値ＥＶ２となるような撮影パラメータを設定する。この値ＥＶ２としては、適切な値ＥＶ１に対してＡＰＥＸ値でたとえば＋１ないし＋２程度の値を採用することができる。
【００６３】
詳細には、撮影レンズ３が装着されているときには、撮影レンズ３の絞り値を変更して露出値が露出オーバー気味の値ＥＶ２となるようにする。なお、絞り値以外のパラメータ（具体的には、シャッタスピード、ＩＳＯ感度など）を変更して露出値が値ＥＶ２となるようにしてもよい。
【００６４】
一方、撮影レンズ３が装着されていないときには、絞り値以外の撮影パラメータ（具体的には、シャッタスピード、ＩＳＯ感度など）のみを変更することによって、露出値が値ＥＶ２となるようにする。これにより、撮影レンズ３が装着されていないために絞り値を変更できない場合であっても、露出値を変更することが可能である。
【００６５】
このように、その露出値を記録画像用の適正値ＥＶ１よりも大きな状態（すなわち露出オーバーの状態）で異物検出用の撮影画像を撮像して取得することによれば、後述するような低輝度部に基づく異物検出の検出精度を向上させることができる。
【００６６】
そして、決定された撮影パラメータで拡散板４を透過した被写体像が、操作者のシャッタボタン９の全押し状態Ｓ２までの押下に応じて撮像され（ステップＳＰ９）、その撮影画像に基づいて異物の検出動作が行われる（ステップＳＰ１０）。
【００６７】
図１３は、ステップＳＰ９における撮影画像の一例を示す図である。図１３に示すように、異物検出用の撮影画像Ｐ１は、全体的にぼんやりと明るい画像として取得される。適度な明るさの被写体像が拡散板４を介してＣＣＤ３０３に入射すると、拡散板４による光の拡散（散乱）により、被写体像の鮮明さが失われるからである。ただし、ＣＣＤ３０３の表面に異物が存在する領域においては、被写体からの光が遮蔽されてしまうため、対応する画素への入射光量は小さくなり（あるいはゼロになり）、低輝度部となる。
【００６８】
このため、撮影画像Ｐ１は、比較的高輝度の領域ＢＲと比較的低輝度の領域Ｄとを有することになる。
【００６９】
したがって、異物検出部１５３は、ステップＳＰ９での撮影画像Ｐ１内における低輝度部（低輝度領域）Ｄを異物領域とみなし、異物の位置を検出する。
【００７０】
ステップＳＰ１１では、検出された異物の位置をＬＣＤ１０に表示する。ここでは、ステップＳＰ９で取得された撮影画像Ｐ１に対して所定の画像処理を施して、異物の位置を示すものとする。なお、表示画像は、撮影画像に限定されない。たとえば、被写体に関する画像から異物領域のみを抽出した画像と所定色（たとえば青色一色）の背景画像とを合成した画像を表示するようにしても良い。
【００７１】
図１４〜図１８は、異物検出時の表示状態について説明する図である。なお、これらの図においては、説明の便宜上、各表示部等において鮮明な画像が表示されているが、実際には拡散板４の拡散機能によってぼけた画像が表示されることになる。
【００７２】
まず図１４は、被写体と撮影レンズとＣＣＤとの位置関係を示す概念図であり、主要被写体ＭＢ（ここでは人物）からの光が撮影レンズ３を透過してＣＣＤ３０３に結像する様子を示している。図８では、上下左右が反転した状態で被写体ＭＢからの光がＣＣＤ３０３に結像する場合が示されている。なお、通常撮影モードでは、ＣＣＤ３０３に結像した画像は、１８０度回転した状態で記録用画像として記録される。
【００７３】
また、図１５は、ステップＳＰ１１におけるデジタルカメラ１のＬＣＤ１０およびＥＶＦ２０での表示状態を示す図である。また、図１６はＥＶＦ２０での表示状態を拡大して示す図であり、図１７はＬＣＤ１０での表示状態を拡大して示す図である。図１５〜図１７に示すように、ＥＶＦ２０では通常撮影時における撮影画像に相当する画像Ｖ０が表示されており、ＬＣＤ１０では画素検出モード特有の画像Ｖ１が表示されている。ＬＣＤ１０に表示された画像Ｖ１（図１７）は、図１６の画像Ｖ０を１８０度回転させた上で、さらに左右を反転させた画像に相当する。あるいは、画像Ｖ１は、図１６の画像Ｖ０の上下のみを反転させた画像であるとも表現できる。ＬＣＤ１０に表示された画像は、次述するように、画面内における異物の検出位置が、清掃作業者からみたＣＣＤ３０３内における異物の実際の存在位置と同様に配置されるような画像である。
【００７４】
さらに、図１８は、撮影レンズ３を取り外した状態のデジタルカメラ１を、図２の矢印ＡＲ１の向きの視線で正面から見た図であり、ＣＣＤ３０３清掃時の清掃作業者（操作者）の視点からみたＣＣＤ３０３付近の様子を示している。
【００７５】
撮影レンズ３は、デジタルカメラ１の本体に設けられたレンズマウントＭＴ（レンズ装着部）に対して着脱自在である。清掃時には、操作者は、撮影レンズ３をレンズマウントＭＴから取り外して、図２の矢印ＡＲ１の向きの視線でデジタルカメラ１の内部を見ながら（すなわち図１８のような場景を見ながら）、清掃することになる。言い換えれば、操作者は、カメラ本体部２のレンズマウントＭＴ側から（より詳細には、レンズマウントＭＴ側に設けられた開口部から）カメラ本体部２の内部奥側に設けられたＣＣＤ３０３を見ることになる。ここでは、図１２において、異物（ゴミ）がＣＣＤ３０３の右下に付着している場合が示されている。
【００７６】
このような清掃時において、ＥＶＦ２０に表示されているような画像（図１６）のみが表示されている場合には、異物の位置を直感的に把握することが困難である。図１６においては、異物が右上に表示されており、ＣＣＤ３０３内における実際の存在位置（右下）とは異なっているからである。
【００７７】
これに対して、ＬＣＤ１０に表示された画像においては、その画面内における異物の検出位置（異物領域）が、清掃作業者からみたＣＣＤ３０３内における異物の実際の存在位置（異物存在位置）と同じ状態で表示されている。より詳細には、異物領域の画像中央からの変位方向と異物存在位置のＣＣＤ３０３中央からの変位方向とが同一である（ここでは、両変位方向がともに右下向きである）。
【００７８】
この場合、ＬＣＤ１０において、異物が画面内において右下に表示されているので、操作者は、ＬＣＤ１０に表示された画像（図１７）を見れば、異物の位置がＣＣＤ３０３の右下であることを理解できる。このように、ＣＣＤ３０３上における異物の位置が清掃作業者の視点（図１８に示すような視点）に合わせて表示されるので、清掃作業者は直感的に異物の位置を把握することができる。したがって、清掃時における利便性が高い。
【００７９】
以上のように、この実施形態においては、撮影レンズ３またはデジタルカメラ本体のレンズマウントＭＴに拡散板４を装着した状態で、その拡散板４を透過してきた被写体像の撮影画像をＣＣＤ３０３を用いて取得し、その撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいてＣＣＤ３０３の表面における異物の位置を求めることができる。上述の従来技術のように別途の照明装置を設ける必要がないので、簡易な構成で異物を検出することができる。
【００８０】
ところで、異物検出モードでの動作時においては、撮影レンズ３がレンズマウントＭＴに装着されていないと判定されるときであっても、シャッタボタン９が全押し状態Ｓ２にまで押下されること（言い換えれば、操作者からの撮影開始指示）に応答して、異物検出用の画像の撮影動作が行われる（ステップＳＰ９）。すなわち、画像の撮影動作は許可される。
【００８１】
これに対して、このデジタルカメラ１の通常撮影モードでの動作時においては、撮影レンズ３がレンズマウントＭＴに装着されていないと判定されるときには、シャッタボタン９が全押し状態Ｓ２にまで押下されても（言い換えれば、操作者からの撮影開始指示が入力されても）、画像の撮影動作が行われない。すなわち、画像の撮影動作が禁止される。撮影レンズ３が非装着の状態のままでの撮影動作が続行されることを防止するためである。
【００８２】
したがって、通常撮影モードにおいては、撮影レンズがレンズマウントＭＴ（レンズ装着部）に装着されていないときには、撮影動作を禁止して画像の撮影動作を行わないことで誤動作を防止するとともに、異物検出モードにおいては、撮影レンズがレンズマウントＭＴに装着されていないと判定されるときであっても撮影開始指示に応答して画像の撮影動作を行うことで、異物の検出動作が可能になる。
【００８３】
＜Ｃ．変形例など＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００８４】
たとえば、上記実施形態においては、ステップＳＰ９において、各種の撮影パラメータを変更して画像を撮影する場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、このような撮影パラメータの変更動作に加えて（あるいは当該変更動作に代えて）、露光後の画像処理におけるパラメータを変更するようにしてもよい。具体的には、ガンマ補正処理（γ補正処理）における制御パラメータを変更するようにしてもよい。
【００８５】
図１９は、γ補正処理における補正曲線を示す図である。より詳細には、図１９に示すような補正曲線Ｌ２を用いてγ補正を施すようにしてもよい。この補正曲線Ｌ２は、通常撮影モード選択時のγ補正処理の補正曲線Ｌ１と比較して、所定値ＶＴ以上の出力値に変換される入力値の最小値ＭＮが、より低輝度側の値になっている（ＭＮ２＜ＭＮ１）。端的に言えば、低輝度域において、補正曲線Ｌ２は補正曲線Ｌ１よりもその傾きが大きくなっている。あるいは、補正曲線Ｌ２は、低輝度域での入力に対する出力の比が補正曲線Ｌ１よりも大きくなるような補正曲線となっているとも表現できる。
【００８６】
このような補正曲線Ｌ２を異物検出モード選択時のγ補正処理に用いれば、入力での低輝度域における相違がより大きな相違として出力されるので、低輝度領域の抽出がより容易になる。
【００８７】
さらに、上記実施形態においては、図７および図８に示すように、拡散板の装着時における向きを変えて、１つの拡散板４ＡをレンズマウントＭＴおよび撮影レンズ３のいずれかに対して選択的に装着する場合（１つの拡散板４Ａを兼用する場合）を例示したが、これに限定されない。たとえば、レンズマウント装着専用の拡散板と撮影レンズ装着専用の拡散板とを別個に設け、装着対象に応じて使い分けるようにしてもよい。より詳細には、レンズマウント装着専用の拡散板は、取付部４ｄを有することなく取付部４ｃおよび拡散板本体（透光部４ａ）を有するものなどであれば良く、また、撮影レンズ装着専用の拡散板は、取付部４ｃを有することなく取付部４ｄおよび拡散板本体（透光部４ａ）を有するものなどであれば良い。
【００８８】
また、上記実施形態においては、操作者の手動操作によって、拡散板がデジタルカメラに対して装着される場合を例示したが、これに限定されない。たとえば、拡散板の撮像装置に対する装着状態と非装着状態とを自動的に切り換えるようにしてもよい。言い換えれば、被写体像のＣＣＤ３０３への入射光路に拡散板が配置された状態と拡散板が配置されていない状態とを自動的に切り換えるようにしてもよい。
【００８９】
図２０は、そのような変形例に係るデジタルカメラの側面図である。具体的には、この図２０の側面図に示すように、所定の駆動機構（モータ等）６によって軸ＡＸ周りに回転駆動可能な拡散板４Ｂを、変形例に係るデジタルカメラの本体部２の内部空間に設けるようにすればよい。拡散板４Ｂの駆動機構としては、たとえば、一眼レフカメラのミラーを駆動する跳ね上げ機構を利用するようにしてもよい。
【００９０】
この拡散板４Ｂは、全体制御部１５０からの駆動指令に基づいて駆動され、図２０の実線で示す位置ＰＳ１と図２０の破線で示す位置ＰＳ２とのいずれかの位置に選択的に配置される。より具体的には、通常撮影モードにおいては、拡散板４Ｂは位置ＰＳ２に配置されており、異物検出モードに切り換えられると、駆動機構６によって拡散板４Ｂは位置ＰＳ１に移動される。この位置ＰＳ１では被写体像がこの拡散板４Ｂ（拡散部材）を通過してＣＣＤ３０３に入射することになる。また、通常撮影モードに再び変更されるときには、拡散板４Ｂは再び位置ＰＳ２に戻される。位置ＰＳ２は、通常撮影モードにおける撮影動作に悪影響を及ぼさないようにするための待避位置である。
【００９１】
このような機構を用いれば、被写体像のＣＣＤ３０３への入射光路に、拡散板を自動的に配置することができるので、操作者による拡散板の装着の手間を省くことができる。したがって、操作性が向上する。
【００９２】
なお、ここでは、回転移動によって拡散板の配置を変更する場合を例示しているが、これに限定されず、平行移動によって拡散板の配置を変更するようにしてもよい。
【００９３】
さらに、上記実施形態においては、表示出力により各種の状態を報知していたが、これに限定されず、音声出力等により各種の状態を報知するようにしてもよい。たとえば、図６、図１１、図１２などの報知内容を、それぞれ、音声出力によって操作者に報知することが可能である。この場合には、デジタルカメラ１にスピーカなどの音声出力手段を設けておき、その音声出力手段を用いて音声出力を行えばよい。
【００９４】
また、上記実施形態においては、図７あるいは図８のようにしてＣＣＤ３０３の表面の異物を検出する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、図７のように拡散板４をレンズマウントＭＴに装着して異物の検出を行ってＣＣＤ３０３表面の異物を除去した後、さらに図８のように拡散板４を撮影レンズ３の先端部に装着して異物の検出を行うようにしてもよい。この場合、ＣＣＤ３０３における異物があらかじめ除去されていれば、撮影レンズ３における異物の存在を検出することが可能になる。
【００９９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし請求項３の発明によれば、拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求めることができる。したがって、上述の従来技術のように別途の照明装置を設ける必要がないので、非常に簡易な構成で異物を検出することができる。
【０１００】
特に、請求項１に記載の発明によれば、撮像素子における異物の位置が、本体のレンズ装着部側に設けられた開口部から撮像素子を見るときと同じ状態で表示されるので、異物の位置を直感的に把握できる。
【０１０１】
また、請求項２に記載の発明によれば、通常撮影モードにおいては、撮影レンズがレンズ装着部に装着されていないときには画像の撮影動作を行わないことで誤動作を防止するとともに、異物検出モードにおいては、撮影レンズがレンズ装着部に装着されていないと判定されるときであっても撮影開始指示に応答して画像の撮影動作を行うことで、異物の検出動作が可能になる。
【０１０３】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、判定結果の出力に応じて、撮像素子への入射光量が適切となるように撮影対象の被写体を変更することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの平面図である。
【図２】図１のII−II位置から見た断面図である。
【図３】デジタルカメラの背面図である。
【図４】デジタルカメラの構成を示す機能ブロック図である。
【図５】異物検出モードにおけるデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。
【図６】拡散板の装着を要求する表示画面を示す図である。
【図７】拡散板の装着例を示す図である。
【図８】拡散板の他の装着例を示す図である。
【図９】拡散板の正面図を示す図である。
【図１０】拡散板の側面図を示す図である。
【図１１】被写体の変更を要求する表示画面を示す図である。
【図１２】被写体の変更を要求する別の表示画面を示す図である。
【図１３】異物検出用の撮影画像を示す図である。
【図１４】被写体とレンズとＣＣＤとの位置関係を示す概念図である。
【図１５】デジタルカメラのＬＣＤおよびＥＶＦでの表示状態を示す図である。
【図１６】ＥＶＦでの表示状態を拡大して示す図である。
【図１７】ＬＣＤでの表示状態を拡大して示す図である。
【図１８】ＣＣＤ付近の様子を清掃作業者の視点で示す図である。
【図１９】ガンマ補正処理における補正曲線を示す図である。
【図２０】変形例に係るデジタルカメラの側面図である。
【符号の説明】
１デジタルカメラ
２カメラ本体部
３撮影レンズ
４，４Ａ，４Ｂ拡散板
４ａ透光部
４ｂ枠部
４ｃ，４ｄ取付部
１０ＬＣＤ
２０ＥＶＦ
３０３ＣＣＤ
Ｄ異物領域
ＭＴレンズマウント

Claims

撮像装置であって、
撮影光学系からの被写体像を光電変換を用いて撮像する撮像素子と、
前記撮像素子による撮像動作を制御する制御手段であって、拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を前記撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求める制御手段と、
前記異物の検出結果を表示する表示手段と、
を備え、
前記表示手段は、前記撮像素子における前記異物の位置を、前記撮像装置の本体のレンズ装着部側に設けられた開口部から前記撮像素子を見るときと同じ状態で表示することを特徴とする撮像装置。
撮像装置であって、
撮影光学系からの被写体像を光電変換を用いて撮像する撮像素子と、
前記撮像素子による撮像動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を前記撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求め、
前記撮影光学系は、前記撮像装置の本体に設けられたレンズ装着部に対して着脱自在な撮影レンズを有しており、
前記制御手段は、
通常撮影モードと異物検出モードとを含む複数のモードの中からその動作モードを選択的に変更することができ、
前記通常撮影モードにおいては、前記撮影レンズが前記レンズ装着部に装着されていないと判定されるときには、操作者からの撮影開始指示が入力されても画像の撮影動作を行わず、
前記異物検出モードにおいては、前記撮影レンズが前記レンズ装着部に装着されていないと判定されるときであっても、操作者からの撮影開始指示に応答して画像の撮影動作を行うことを特徴とする撮像装置。
撮像装置であって、
撮影光学系からの被写体像を光電変換を用いて撮像する撮像素子と、
前記撮像素子による撮像動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
拡散板を透過してきた被写体像の撮影画像を前記撮像素子を用いて取得し、当該撮影画像における低輝度領域を異物領域として検出し、当該異物領域に基づいて異物の位置を求めるとともに、
前記撮像素子への入射光路に前記拡散板が配置された状態において、前記撮像素子への入射光量が所定の範囲内の値ではなく適切な光量でないと判定される場合には、その判定結果を出力することを特徴とする撮像装置。