JP4179079B2 - 電子カメラ及びその制御プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子カメラ、及びその制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子カメラで取得した画像には、点状の陰が写り込んでしまうことがある。その原因は、光学素子の表面の微細な欠損や、光学素子の内部に生起した「泡」、「ブツ」などと呼ばれる気泡などの異物にある。
しかも、この異物の発生箇所が、撮像素子の撮像面上に配置される光学フィルタなど、撮像素子に近い箇所であるほど、画像への影響が顕著となる。
【０００３】
この異物は、主に光学素子の製造時に発生したものであり、かつその発生後は経時に依らず移動しない種類の異物（以下、「固定異物」という。）である。このような固定異物は、電子カメラの性能を低下させる要因の１つとなっている。このため、電子カメラには、十分に高い製造技術を適用することで、固定異物の発生が十分な程度にまで抑えられた光学素子を使用するのが一般的である。
【０００４】
但し、固定異物の発生している光学素子が仮に使用されたとしても、電子カメラの出荷前に検査をしてその発生箇所を発見することができる。
よって、固定異物の影響を受けた信号が自動補正されるべく、製造者が電子カメラを予めプログラミングしておけば、画像への影響は抑えられる。
因みに、このようなプログラミングは、撮像素子に欠陥画素がある場合に一般的に行われている（特許文献１など）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−６８２０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像に影響を与える異物には、以上説明した固定異物とは異なる種類のものが存在する。それは、電子カメラの出荷後に新たに発生する可能性があり、かつ経時に伴い移動するような異物（以下、「浮動異物」という。）である。
【０００７】
浮動異物は、主に、電子カメラ内の何れかの箇所から浸入した塵や汚れが移動して光学素子の表面に付着したり、撮像光路内に浮遊したりして発生する。
浮動異物は、特に、レンズ交換式の電子カメラのレンズ交換の際に、発生する可能性が高い。
しかしながら、このような浮動異物の発生箇所は、電子カメラの出荷前に予測することができないので、上述した予めのプログラミングは不可能である。よって、ユーザが電子カメラで実際に画像を取得した後、その画像をモニタなどに表示した際に、浮動異物は初めて発見される。
【０００８】
このため、画像への影響を抑えるための補正は、ユーザ自身によって行われる必要がある。
すなわち、ユーザは、モニタなどで画像を目視し、浮動異物の発生箇所を確認して、コンピュータの画像用ソフトウエアなどを使用してその画像から確認された浮動異物を１つ１つ指定しなければならない。
【０００９】
因みに、この浮動異物は、固定異物とは異なり、その発生を防止することも困難である。
すなわち、ユーザは、電子カメラの取り扱いに十分注意した上で、電子カメラの内部を頻繁に清掃してその原因となり得る塵や汚れを除去する。しかし、注意しても何らかの塵は入り込む。また、電子カメラの内部には、光学素子の配置の都合上、清掃不可能な箇所が存在する。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、異物の自己検出機能を有した電子カメラ、及びその制御プログラムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子カメラは、光学系の像面に撮像面を配した撮像素子と、前記撮影光学系に含まれる手ブレ補正用レンズを該撮影光学系の光軸に垂直な方向に駆動することによって、その結像位置を前記撮像面上で移動させる変化させる像変化手段と、前記撮像素子及び前記像変化手段を駆動制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記像変化手段を駆動して、結像位置の互いに異なる複数の状態を設定すると共に、それら各状態にて前記撮像素子を駆動して複数の画像を取得し、前記複数の画像を比較し、それら画像間で前記結像位置の変化に伴う変化がみられなかった絵柄を異物の像として検出することを特徴とする。
【００１２】
なお、前記複数の画像の数は、２であってもよい。
また、前記複数の画像の数は、３以上であってもよい。
【００１３】
また、前記複数の画像には、少なくとも、前記比較の基準となる画像と、その画像に対し前記結像位置が互いに同方向にずれた２つの画像とが含まれてもよい。
また、前記複数の画像には、少なくとも、前記比較の基準となる画像と、その画像に対し前記結像位置が互いに逆方向にずれた２つの画像とが含まれてもよい。
【００１４】
また、前記撮影光学系の開口絞りの径は、拡縮可能であり、前記制御手段は、前記複数の画像の取得時には、前記開口絞りの径を最小に設定してもよい。
また、前記制御手段は、外部からの指示に応じて前記撮像素子を駆動する通常撮影の直後に、前記像変化手段の駆動及び前記撮像素子の駆動からなる一連の動作を行い、前記通常撮影により取得された画像と前記一連の動作により取得された画像とを比較して前記検出を行ってもよい。
【００１５】
また、前記制御手段は、振動に応じて前記手ブレ補正用レンズを駆動する手ブレ補正モードと、前記検出を行う異物検出モードとに、外部からの指示に応じて設定可能であり、かつ、前記手ブレ補正モードと前記異物検出モードとの双方に設定されている期間には、前記手ブレ補正用レンズによる手ブレ補正動作時における前記結像位置の移動範囲を、前記手ブレ補正モードのみが設定されている期間における前記結像位置の移動範囲よりも小さく制限してもよい。
【００１７】
また、本発明の電子カメラの制御プログラムは、光学系の像面に撮像面を配した撮像素子と、前記撮像面に対する前記光学系の結像位置を変化させる像変化手段と、を備えた電子カメラの制御プログラムであって、前記像変化部により、前記撮影光学系に含まれる手ブレ補正用レンズを該撮影光学系の光軸に垂直な方向に駆動せしめて、前記撮像面上の結像位置が互いに異なる複数の状態を設定すると共に、それら各状態にて前記撮像素子を駆動して複数の画像を取得する手順と、前記複数の画像を比較し、それら画像間で前記結像位置の変化に伴う変化がみられなかった絵柄を異物の像として検出する手順とを有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
先ず、図１、図２、図３、図４を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態（及び後述する第２実施形態）の電子カメラの構成図である。なお、ここでは、レンズ交換式の電子カメラについて説明する。
電子カメラは、交換レンズユニット２０と電子カメラ本体１０とからなる。
交換レンズユニット２０内には、レンズ２０ａ、２０ｂ、手ブレ補正用レンズ２１、開口絞り２２、位置センサ２４、光学系駆動機構２５、絞り駆動機構２６、振動センサ２８、光学系制御部２７などが備えられる。
【００２０】
レンズ２０ａ、２０ｂ、及び手ブレ補正用レンズ２１は、被写体から射出した光束を、電子カメラ本体１０内の撮像素子１１の撮像面上に結像する。
光学系駆動機構２５は、ギヤ機構やモータなどからなり、その結像位置が撮像素子１１の撮像面上で移動するよう手ブレ補正用レンズ２１を（例えば図中矢印で示す方向に）移動させる。
【００２１】
位置センサ２４は、手ブレ補正用レンズ２１の位置を検出する。
絞り駆動機構２６は、ギヤ機構やモータなどからなり、開口絞り２２の径を拡縮する。
振動センサ２８は、加速度センサなどからなり、交換レンズユニット２０の振動を検出する。
【００２２】
光学系制御部２７は、マイクロプロセッサなどからなり、交換レンズユニット２０内の各部を、電子カメラ本体１０内のメイン制御部１２の指示下で駆動制御し、手ブレ補正などを行う。
手ブレ補正は、次のようにして実現する。
すなわち、メイン制御部１２から手ブレ補正の開始の指示があると、光学系制御部２７は、振動センサ２８の出力が示す振れのベクトル（方向と量）を打ち消すために必要な手ブレ補正用レンズ２１の移動量を算出する。そして、その移動量だけ手ブレ補正用レンズ２１を移動させるよう位置センサ２４の出力を参照しつつ光学系駆動機構２５に対し指示を与える。これによって、手ブレ補正が実現し、撮像素子１１の撮像面には、一定の撮像範囲がブレ無く映し出される。
【００２３】
一方、電子カメラ本体１０内には、撮像素子１１、ＡＤ変換部１４、信号処理部１５、バッファメモリ１６、表示部（ＬＣＤなど）１３、レリーズ釦１８ａ、操作釦１８ｂ、外部記憶部（可搬型メモリとその読取装置など）１９、メイン制御部１２などが備えられる。
【００２４】
撮像素子１１は、その撮像面上に形成される被写体の像を撮像する。
この撮像素子１１の前面には、撮像素子１１に近い位置から順に、カバーガラス１１ａ、光学フィルタ１１ｂなどが配置される。
これらカバーガラス１１ａ、光学フィルタ１１ｂなどの近傍に入り込んだ塵などが浮動異物の主な原因であり、カバーガラス１１ａ、光学フィルタ１１ｂの製造時に発生した泡などが固定異物の主な原因である。
【００２５】
ＡＤ変換部１４及び信号処理部１５は、撮像素子１１から出力される信号を処理する。その信号は、バッファメモリ１６に格納され、必要に応じて外部記憶部１９に記録される。
表示部１３は、撮像素子１１から出力された画像データに基づく画像や、電子カメラのユーザがレリーズ釦１８ａや操作釦１８ｂを操作する際に必要な情報などを表示する。
【００２６】
メイン制御部１２は、マイクロプロセッサなどからなり、ユーザによるレリーズ釦１８ａや操作ボタン１８ｂの操作に応じて、電子カメラ本体１０内の各部を駆動制御して撮像を行ったり、交換レンズ２０内の光学系制御部２７を制御して上述した手ブレ補正を開始／終了したりする。
撮像は、次のようにして実現する。
【００２７】
すなわち、ユーザから撮像の指示があると（レリーズ釦１８ａが全押し操作されると）、メイン制御部１２は、撮像素子１１を駆動する。メイン制御部１２は、このときに撮像素子１１から出力される信号を、ＡＤ変換部１４、及び信号処理部１５を介してバッファメモリ１６に格納する。
次に、本実施形態の電子カメラの特徴的な動作を詳細に説明する。
【００２８】
表示部１３は、レリーズ釦１８ａや操作釦１８ｂの操作に応じて、図２（ａ）（ｂ）に示すような設定画面を表示する。
図２（ａ）に示す設定画面が表示されているとき、ユーザは、「異物検出モード」及び「手ブレ補正モード」とを、それぞれ電子カメラ本体１０に対し設定／解除することができる。このユーザによる設定／解除は、レリーズ釦１８ａや操作釦１８ｂを介して行われる。
【００２９】
メイン制御部１２は、レリーズ釦１８ａや操作釦１８ｂの操作量に基づいてユーザの設定した内容を認識すると、その内容をメイン制御部１２内のメモリの所定領域などに格納し、記憶する。
また、ユーザが「異物検出モード」を設定すると、図２（ｂ）に示す設定画面が表示部１３に対し表示される。
【００３０】
図２（ｂ）に示す設定画面が表示されているとき、ユーザは、画像の保存方法を、「補正前の画像を記録する」と「補正後の画像を記録する」の何れか一方に設定することができる。このユーザによる設定は、レリーズ釦１８ａや操作釦１８ｂを介して行われる。
メイン制御部１２は、レリーズ釦１８ａや操作釦１８ｂの操作量に基づいてユーザの設定した内容を認識すると、その内容をメイン制御部１２内のメモリの所定領域などに格納し、記憶する。
【００３１】
図３は、本実施形態のメイン制御部１２の動作フローチャートである。
なお、この動作フローチャートは、レリーズ釦１８ａが半押しされる毎に開始される。
この動作フローチャートが開始されると、メイン制御部１２は、メモリを参照して手ブレ補正モードが設定されているか否かを判別する（ステップＳ１）。
【００３２】
手ブレ補正モードが設定されているのであれば、手ブレ補正を開始するよう光学系制御部２７に対し指示を出す（ステップＳ２）。
また、メイン制御部１２は、メモリを参照して異物検出モードが設定されているか否かを判別し（ステップＳ３）、設定されていれば（ステップＳ３YES）ステップＳ４に進み通常の撮像と共に異物検出を行い、設定されていなければ（ステップＳ３NO）、ステップＳ１２に進み通常の撮像のみを行う。
【００３３】
ステップＳ４では、レリーズ釦１８ａが全押しされたか否かが判別され、全押しされた時点（ステップＳ４YES）で撮像が行われる（ステップＳ５）。なお、手ブレ補正中であった場合には、この撮像が完了した時点で、メイン制御部１２は光学系制御部２７に対し、手ブレ補正を終了するよう指示を出す。
以下、このように、レリーズ釦１８ａが全押しされた時点で取得される画像を、「保存用画像」と称す（図４（ａ１）参照）。
【００３４】
保存用画像が取得されると、メイン制御部１２は、即座に光学系制御部２７に対し手ブレ補正用レンズ２１を移動させるよう指示を与える（ステップＳ６）。光学系制御部２７は、位置センサ２４の出力を参照しつつ、手ブレ補正用レンズ２１を移動させるよう光学系駆動機構２５に対し指示を与える。
このとき、図４（ａ２）に示すように、撮像素子１１の撮像面上の結像位置（撮像面に形成される被写体の像４ａの位置）は、所定量だけ移動する。以下、この結像位置の移動量を、「Δ」とおく（なお、図４では横方向の所定量となっているが、結像位置の移動方向は縦方向であってもよい）。
【００３５】
なお、結像位置を所定量だけ移動させるために必要な手ブレ補正用レンズ２１の移動量については、メイン制御部１２が、開口絞り２２の絞り値、交換レンズユニット２０の焦点距離、撮影距離などからなる基準撮影情報に基づいて算出する。
このようにして結像位置がΔだけ移動した状態が確保されると、メイン制御部１２は、即座に画像の撮像を行う（ステップＳ７）。
【００３６】
以下、保存用画像に続けて自動的に取得されたこの画像を、「比較用画像」と称す（図４（ａ２）参照）。
なお、異物検出モードが設定されている期間（ステップＳ３YES側）にこれらの保存用画像及び比較用画像を取得する際（ステップＳ５、Ｓ７）には、メイン制御部１２は、開口絞り２２の径を最小とするよう光学系制御部２７対し指示を与えてもよい。光学系制御部２７は、このような径の設定を、絞り駆動機構２６を介して行う。
【００３７】
なお、開口絞りの径を最小とするのは、電子カメラの被写界深度を高くすることで異物を鮮明に写り込ませ、それによって異物の検出精度を上げるためである。
次に、メイン制御部１２は、保存用画像のデータと比較用画像のデータとを比較して、異物の検出及びその異物に応じた補正データの算出を行う（ステップＳ８）。
【００３８】
図４（ａ１），（ａ２）に示すように、保存用画像と比較用画像とにおいて、被写体の像４ａは、Δだけずれている。一方、保存用画像と比較用画像とにおいて、異物の像４ｂは、何らずれが生じていない。
ステップＳ８におけるメイン制御部１２は、これら保存用画像と比較用画像とを比較し易くするために、何れか一方の画像（以下、比較用画像とする。）に対し変換を施す（図４（ｂ１），（ｂ２））。
【００３９】
この変換は、比較用画像の全体を、その被写体の像４ａの位置が保存用画像内における被写体の像４ａの位置と同じになるように変換するものである。
但し、保存用画像と比較用画像との間では、被写体の像４ａは、互いにΔだけシフトしている（ずれている）だけでなく多少ゆがんでいる。このため、上記した変換には、ゆがみを補正する演算も含まれる。
【００４０】
この変換のための演算内容は、ステップＳ６における手ブレ補正用レンズ２１の移動パターンに応じて決定されてもよいが、次のようにして保存用画像と比較用画像とに基づいて決定されてもよい。
すなわち、保存用画像と比較用画像とに基づき画像認識の処理を施してそれぞれの画像における共通絵柄（＝被写体の像）４ａを認識し、それぞれの共通絵柄（＝被写体の像）４ａの間でのシフト量およびゆがみ量に基づいて前記演算内容を決定する。
【００４１】
そして、この変換後の比較用画像のデータと、保存用画像のデータとの差分をとると、図４（ｃ）に示すように、共通絵柄（＝被写体の像）４ａを示す部分は０となり、異物の像４ｂを示す部分は０とならず、その異物の像４ｂの濃度に応じた値となる。
そこで、メイン制御部１２は、変換後の比較用画像のデータと、保存用画像のデータとの差分をとり、０となった領域には異物の像は存在せず、０以外の値となった領域に異物の像が存在すると判断する。
【００４２】
そして、メイン制御部１２は、保存用画像のデータのうち、異物の像４ｂに対応する画素アドレス（異物の像の大きさ及び位置）と、その異物の像４ｂに対応する画素値（異物の像の濃度）とを認識する。
さらに、認識した画素アドレスと画素値とに基づいて、メイン制御部１２は、異物の影響を抑えるために保存用画像のデータに対し施すべき補正内容（以下、「補正データ」という。）を決定する。
【００４３】
ここで、この補正は、異物の像４ｂの周辺の画素値を参照した補間演算により行われるべきである。
したがって、補正データは、この補間演算の内容を決定するようなパラメータとされる。
例えば、補正データは、異物の像４ｂの中心に対応する画素アドレスと、参照すべき周辺画素の画素アドレスと、参照した周辺画素の画素値に乗算すべき各係数との３つのパラメータとされる。
【００４４】
このように補正データが決定すると、メイン制御部１２は、メモリを参照し、画像の保存方法として、「補正後の画像を記録する」と「補正前の画像を記録する」とのどちらが設定されているのかを判別する（ステップＳ９）。
【００４５】
前者であれば（ステップＳ９YES）、メイン制御部１２は、ステップＳ１０に進み、保存用画像のデータに対して前記補正データに応じた補正（補間演算）を施し、補正後のデータを、外部記憶部１９などに書き込む。
後者であれば（ステップＳ９NO）、メイン制御部１２は、ステップＳ１１に進み、その補正は施さずに、保存用画像のデータと前記補正データとを互いに対応づけて外部記憶部１９などに書き込む。
【００４６】
なお、異物検出モードが設定されていないとき（ステップＳ３NO側）には、レリーズ釦１８ａの全押しの操作に応じて（ステップＳ１２YES）保存用画像が取得される（ステップＳ１３）のみであり、上記したステップＳ６〜Ｓ１１（異物の検出）は、何ら実行されない。
以上、本実施形態の電子カメラでは、撮像面上の結像位置を変化させつつ得られた２つの画像（保存用画像及び比較用画像）が比較され、それらの画像間で変位のみられなかった絵柄が異物とみなされる。したがって、移動する可能性の無い固定異物と、経時と共に移動する可能性のある浮動異物との双方が、確実に検出される。
【００４７】
しかも、本実施形態の電子カメラでは、ステップＳ５における撮像の後に自動的に比較用画像が取得されるので、ユーザは、異物の発生を危惧することなく、撮像に集中できる。
しかも、本実施形態の電子カメラでは、手ブレ補正のために搭載された機構（位置センサ２４、光学系駆動機構２５、光学系制御部２７、振動センサ２８）が、異物の検出に有効利用されている。
【００４８】
また、ユーザは、電子カメラに対して異物検出モードを設定／解除できると共に、電子カメラに対して、画像の保存方法を、「補正前の画像を記録する」と「補正後の画像を記録する」の何れか一方に設定することができる。
「補正前の画像を記録する」が設定されていれば、異物の種類（異物の像の大きさ、位置、及び濃度）に応じた補正データが、保存用画像のデータと共に取得される。つまり、ユーザは、異物の影響が抑えられた画像を得るために必要な情報を得ることができる。
【００４９】
一方、「補正後の画像を記録する」が設定されていれば、異物の種類（異物の像の大きさ、位置、及び濃度）に応じた適正な補正が、保存用画像のデータに自動的に施される。つまり、ユーザは、異物の影響が抑えられた画像の情報を得ることができる。
すなわち、本実施形態の電子カメラは、ユーザの各種の要求に柔軟に対応できる。
【００５０】
なお、本実施形態と請求項との対応関係を示すと、撮像素子１１が撮像素子に対応し、光学系駆動機構２５、位置センサ２４、及び光学系制御部２７が像変化手段に対応し、メイン制御部１２及び光学系制御部２７が制御手段に対応する。また、本実施形態では、比較用画像と保存用画像との内容（被写体の像４ａ）に着目した方法、すなわち、比較用画像と保存用画像との一方を被写体の像４ａの位置が他方と同じになるよう変換してから両者のデータの差分をとる方法が採用されたが、次のような方法も採用可能である。
【００５１】
この方法は、比較用画像と保存用画像の内容（被写体の像４ａなど）には着目せずに、保存用画像と比較用画像とをそのままの状態（撮像素子１１から出力されるデータの状態）で重ね合わせて、両者のデータの差分をとる方法である。
この方法では、その差分が「０」以外の値となった領域には異物の像が存在せず、「０」となった領域に異物の像が存在すると判断すればよい。
【００５２】
要するに、比較用画像と保存用画像との間で変化した部分と変化しなかった部分とを峻別できるのであれば、如何なる方法が採用されてもよい。
［第２実施形態］
次に、図１、図５、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
【００５３】
以下では、第１実施形態との相違についてのみ説明する。
本実施形態の電子カメラは、第１実施形態の電子カメラにおいて、メイン制御部１２に代えてメイン制御部４２を備えたものに等しい。
図５は、本実施形態のメイン制御部４２の動作フローチャートである。
なお、図５に示すステップのうち、図３に示すステップと同じものについては同一の符号を付して示し、その説明を省略する。
【００５４】
また、図５に示す動作フローチャートは、図３に示す動作フローチャートと同様に、レリーズ釦１８ａが半押しされる毎に開始される。
先ず、図５ステップＳ７、Ｓ２２に示すように、本実施形態では、比較用画像の取得数が２枚以上となっている。このように取得数を増やすのは、異物検出の精度を高めるためである。
【００５５】
すなわち、メイン制御部４２は、異物検出モードが設定されているとき（ステップＳ３YES）にレリーズ釦１８ａが全押しされると（ステップＳ４YES）、手ブレ補正用レンズ２１の移動（ステップＳ６’）及び比較用画像の取得（ステップＳ７）を、複数回行う。
複数回行われるステップＳ６’における手ブレ補正用レンズ２１の移動量（すなわち結像位置の移動量）は、各回で異なる。
【００５６】
例えば、比較用画像の取得が２回行われる場合、１回目のステップＳ６’における結像位置の移動量が＋Δであるときには、２回目のステップＳ６’における結像位置の移動量はその反対の−Δとされることが好ましい（ここで、結像位置の移動量は、保存用画像の取得時（ステップＳ５）における結像位置を基準として表す。）。
【００５７】
以下、比較用画像の取得数が２（すなわち保存用画像を含めると画像の取得数が３）である場合について説明する。なお、この場合、最も簡単にして確実な異物検出が可能となる。
【００５８】
ここで、図６（ａ１）に示したのが保存用画像であり、図６（ａ２）に示したのが結像位置の移動量が＋Δであるときに取得された比較用画像（以下、「第１の比較用画像」という。）であり、図６（ａ３）に示したのが結像位置の移動量が−Δであるときに取得された比較用画像（以下、「第２の比較用画像」という。）である。
【００５９】
図６（ａ１），（ａ２）に示すように、保存用画像と第１の比較用画像とでは、被写体の像４ａは、＋Δだけずれている。しかし、異物の像４ｂ，４ｂ’は、手ブレ補正用レンズ２１の移動により動くことがないので、保存用画像と第１の比較用画像とにおいて、同じ位置に存在する。
ここで、保存用画像の中心近傍に位置していた異物の像４ｂは、第１の比較用画像上において被写体の像４ａの存在するエリア内に位置しているが、保存用画像の周辺部に位置していた異物の像４ｂ’は、第１の比較用画像上において被写体の像４ａの存在するエリアから外れた領域４ｃに位置している（このため、保存用画像と第１の比較用画像とを比較するだけでは、異物４ｂ’を検出することはできない。）。
【００６０】
また、図６（ａ１），（ａ３）に示すように、保存用画像と第２の比較用画像とでは、共通絵柄４ａは、−Δだけずれている。しかし、異物の像４ｂ，４ｂ’は、手ブレ補正用レンズ２１の移動により動くことがないので、保存用画像と第２の比較用画像とにおいて、同じ位置に存在する。
ここで、異物の像４ｂ，４ｂ’は何れも、第２の比較用画像上において被写体の像４ａの存在するエリア内に位置している。
【００６１】
ステップＳ８’におけるメイン制御部４２は、第１の比較用画像と第２の比較用画像とを合成する（図６（ｂ２））。
合成後の比較用画像（図６（ｂ２））上では、保存用画像の中心付近に位置していた異物の像４ｂは、その位置から＋Δ、−Δだけずれた位置にそれぞれ現れる。一方、保存用画像の周辺部に位置していた異物の像４ｂ’は、その位置から＋Δだけずれた位置には現れず、−Δだけずれた位置にのみ現れる。
【００６２】
そして、メイン制御部４２は、保存用画像（図６（ｂ１））のデータと、合成後の比較用画像（図６（ｂ２））のデータとの差分をとる（図６（ｃ））。
このとき、保存用画像上の異物の像４ｂの位置を基準とした位置「０」の領域の差分、位置「＋Δ」の領域の差分、位置「−Δ」の領域の差分は、それぞれ０以外の値となる。また、保存用画像上の異物の像４ｂ’の位置を基準とした位置「０」の領域の差分、位置「−Δ」の領域の差分は、それぞれ０以外の値となる（図６（ｃ）参照）。
【００６３】
メイン制御部４２は、このように差分が０となった領域には異物の像は存在せず、０以外の値となった領域に異物の像が存在すると判断する。
その後、補正データの決定の処理、及び画像の保存の処理が第１実施形態における各処理（図３ステップＳ８〜Ｓ１１参照）と同様に行われる。
ところで、前記した第１実施形態における異物の有無の判断は、保存用画像と比較用画像とにおいて両者に共通する絵柄の存在するエリアについてしかできなかった。すなわち、第１実施形態における評価対象エリア５ａは、図４（ｂ１），（ｂ２）に斜線で示すように、保存用画像の一部であった。
【００６４】
このため、第１実施形態（前述）では、比較用画像の取得数が少ない分、短時間で異物を検出できるものの、仮に、異物の像が撮像範囲の隅の方に写り込んでいる場合には、それを検出できない可能性もあった。
しかし、本実施形態では、互いに反対方向に像がずれた２つの比較用画像を合成することで、保存用画像と比較用画像とにおいて両者に共通する絵柄を大きくしている（図６（ｂ１），（ｂ２）参照）。すなわち、本実施形態における評価対象エリア５ａは、図６（ｂ１），（ｂ２）に斜線で示すように、保存用画像の全体となる。
【００６５】
したがって、本実施形態によれば、仮に、異物の像が撮像範囲の隅の方に写り込んでいたとしても、確実にそれを検出することができる。すなわち、本実施形態によると、異物の検出確度が高まる。
なお、本実施形態の電子カメラには、手ブレ補正機能が付加されているので、手ブレ補正モードが設定されていた場合には、上述した保存用画像の取得時（ステップＳ５）にも、手ブレ補正機能が働く。
【００６６】
このため、手ブレ補正用レンズ２１の位置は、保存用画像の取得時（ステップＳ５）に、基準位置にあるとは限らない（基準位置：手ブレ補正用レンズ２１の光軸が他のレンズ２０ａ、２０ｂの光軸と一致する位置）。
また、言うまでもないが、手ブレ補正用レンズ２１の移動可能範囲は、交換レンズユニット２０の筐体のサイズなどにより予め決まっている。
【００６７】
仮に、保存用画像の取得時（ステップＳ５）における手ブレ量が極端に大きくなった場合には、手ブレ補正用レンズ２１の位置が前記移動可能範囲の上限となり、ステップＳ６における結像位置の移動が不可能となり得る。
このような事態を回避するために、本実施形態の電子カメラは次のように構成されていることが望ましい。
【００６８】
すなわち、手ブレ補正モードと異物検出モードとの双方が電子カメラに設定されている場合（ステップＳ１のYES側、かつステップＳ３のYES側）には、手ブレ補正中の手ブレ補正用レンズ２１の移動範囲を、移動可能範囲よりも小さい所定範囲内に制限するよう、メイン制御部４２が光学系制御部２７に指示する（ステップＳ２１）。この指示を受けた光学系制御部２７は、手ブレ補正を行うために算出した手ブレ補正用レンズ２１の移動量がたとえ大きくとも、その移動量が前記移動範囲を超える場合には、算出したその移動量に関わらずその移動範囲内でしか手ブレ補正用レンズ２１を移動させない。
【００６９】
これにより、手ブレ量が極端に大きい場合には手ブレ補正の効果は小さくなるものの、異物検出の確度は高く保たれる。
［第１実施形態又は第２実施形態への補足］
従来、電子カメラの固定異物については、電子カメラ内の各光学素子の製造精度を高めることでその発生を防止していた。
【００７０】
しかし、上記各実施形態の電子カメラは、異物を自己検出することができるので、仮に製造精度を高めなかったとしても、良好な画像（又は良好な画像を得るための情報）を得ることができる。
また、従来、電子カメラにおいて発生した固定異物については、電子カメラの出荷前の検査により検出していた。
【００７１】
しかし、上記各実施形態の電子カメラは、異物を自己検出することができるので、仮にその検査の工程を省略したとしても、良好な画像（又は良好な画像を得るための情報）を得ることができる。
したがって、上記各実施形態によると、電子カメラの性能を確保しつつその製造コストを抑えることが可能となる。
【００７２】
なお、上記各実施形態では、ステップＳ６，Ｓ６’における結像位置の移動量が所定値に設定されているが、手ブレ補正用レンズ２１の移動量を所定値に設定していてもよい。
この場合には、このステップＳ６、Ｓ６’において結像位置の移動量から手ブレ補正用レンズ２１の移動量が求められる代わりに、ステップＳ８、Ｓ８’において手ブレ補正用レンズ２１の移動量から結像位置の移動量が求められる。
【００７３】
また、上記各実施形態のステップＳ８、Ｓ８’における処理に公知の画像認識方法を適用し、異物の検出精度を確実に高めてもよい。
因みに、公知の画像認識方法には、例えば、画像の周期性の有無により絵柄を認識するものがある。これは、周期性や再現性のないランダム現象を解析する際に一般に用いられる、所謂「自己相関関数を用いた手法」などである。
【００７４】
また、上記各実施形態では、手ブレ補正機能を有した電子カメラを説明したが、手ブレ補正機能を有していなくとも結像位置を移動させる手段さえ設けられていれば、上記した異物検出を行うことは可能である。
なお、像を移動させる手段としては、上記各実施形態のように手ブレ補正用レンズ２１を移動させる機構以外にも、撮像素子１１に入射する光束の光軸をずらす機構や、撮像素子１１を移動させる機構などを適用してもよい。但し、後者の場合に検出可能な異物は、撮像素子１１に付着した異物のみとなる。
【００７５】
［第３実施形態］
次に、図７、図８を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
ここでは、第１実施形態との相違についてのみ説明する。
図７は、本実施形態の電子カメラの構成図である。図７において、図１に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。
【００７６】
本実施形態の電子カメラの交換レンズユニット３０内には、レンズ３０ａ、３０ｂ、焦点調節用レンズ３１、開口絞り２２、位置センサ３４、光学系駆動機構３５、絞り駆動機構２６、光学系制御部６７などが備えられる。
焦点調節用レンズ３１が光軸方向（図中矢印で示す方向）に移動すると、交換レンズユニット３０による被写体の結像位置が光軸方向に移動する。
【００７７】
位置センサ３４は、焦点調節用レンズ３１の位置を検出し、光学系駆動機構３５は、焦点調節用レンズ３１を光軸方向（図中矢印で示す方向）に移動させ、光学系制御部６７は、交換レンズユニット３０内の各部を駆動制御する。
このような交換レンズユニット３０を装着した本実施形態の電子カメラは、第１実施形態の電子カメラと同様、ユーザによって、「異物検出モード」に設定、及び解除可能である（図２参照）。
【００７８】
異物検出モードに設定された本実施形態の電子カメラは、次のとおり動作する。
レリーズ釦１８ａが半押しされると、メイン制御部６２は、合焦状態（結像位置が撮像素子１１の撮像面上にある状態）が達成される位置（合焦位置）にまで焦点調節用レンズ３１を移動させるよう光学系制御部６７に対し指示を与える。なお、合焦状態を達成するために必要な焦点調節用レンズ３１の移動量については、電子カメラ本体１０内の付図示の焦点検出装置が測定したデフォーカス量に基づいてメイン制御部６２及び／又は光学系制御部６７が算出する。
【００７９】
光学系制御部６７は、位置センサ３４の出力を参照しつつ、焦点調節用レンズ３１をその移動量だけ移動させるよう光学系駆動機構３５に対し指示を与える。このようにして合焦状態が達成されると、図８（１）に示すように、撮像素子１１の撮像面に形成される被写体の像４ａは、ぼけることなく、コントラストの高い状態となる。
【００８０】
その後、レリーズ釦１８ａが全押しされた時点で撮像が行われ、保存用画像が取得される。
保存用画像が取得されると、メイン制御部６２は、即座に光学系制御部６７に対し焦点調節用レンズ３１を合焦位置から移動させるよう指示を与える。
光学系制御部６７は、位置センサ３４の出力を参照しつつ、焦点調節レンズ３１を移動させるよう光学系駆動機構３５に対し指示を与える。
【００８１】
このようにして焦点調節レンズ３１が合焦位置から移動すると、図８（２）に示すように、撮像素子１１の撮像面に形成される被写体の像４ａは、ぼける。つまり、被写体の像４ａのコントラストは、低下する。
被写体の像４ａのぼけた状態が確保されると、メイン制御部６２は、即座に撮像を行い、比較用画像を取得する。
【００８２】
なお、これらの保存用画像及び比較用画像を取得する際には、メイン制御部６２は、開口絞り２２の径を最小とするよう光学系制御部６７に対し指示を与えてもよい。
【００８３】
次に、メイン制御部６２は、保存用画像のデータと比較用画像のデータとを比較して、異物の検出及びその異物に応じた補正データの算出を行う。
図８（１），（２）に示すように、保存用画像における被写体の像４ａと、比較用画像における被写体の像４ａとの間では、後者の方がぼけており、コントラストが変化しているが、保存用画像における異物の像４ｂと、比較用画像における異物の像４ｂとの間では、ぼけの程度は等しく、コントラストも等しい。
【００８４】
そこで、メイン制御部６２は、これら保存用画像のコントラストと比較用画像のコントラストとを比較し、二つの画像の間でコントラストの変化していない領域を検出し、その領域に異物の像が存在すると判断する。
その後、補正データの決定の処理、及び画像の保存の処理が第１実施形態における各処理（図３ステップＳ８〜Ｓ１１参照）と同様に行われる。
【００８５】
以上、本実施形態では、結像状態の変化のさせ方が、第１実施形態におけるそれとは異なる（本実施形態では、光軸上の結像位置を変化させるのに対し、第１実施形態では、撮像面上の結像位置を変化させる。）が、固定異物と浮動異物との双方は第１実施形態と同様に確実に検出される。
［第４実施形態］
次に、図９、図１０を参照して本発明の第４実施形態について説明する。
【００８６】
ここでは、第１実施形態との相違についてのみ説明する。
図９は、本実施形態の電子カメラのレンズの構成図である。図９において、図１に示す要素と同じ要素には同一の符号を付した。
本実施形態の電子カメラの交換レンズユニット４０内には、レンズ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、開口絞り２２、位置センサ４４、光学系駆動機構４５、光学系制御部８７などが備えられる。
【００８７】
レンズ４０ａ、４０ｂ、４０ｃが光軸方向にそれぞれ移動すると、交換レンズユニット４０の結像倍率が変化する。
位置センサ４４は、レンズ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの各位置（ズーム位置）を検出し、光学系駆動機構４５は、レンズ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを光軸方向（図中矢印で示す方向）に移動させ、光学系制御部８７は、交換レンズユニット４０内の各部を駆動制御する。
【００８８】
このような交換レンズユニット４０を装着した本実施形態の電子カメラは、第１実施形態の電子カメラと同様、ユーザによって、「異物検出モード」に設定、及び解除可能である（図２参照）。
異物検出モードに設定された本実施形態の電子カメラは、次のとおり動作する。
レリーズ釦１８ａが全押しされた時点で撮像が行われ、保存用画像が取得される。
【００８９】
保存用画像が取得されると、メイン制御部８２は、即座に光学系制御部８７に対し交換レンズユニット４０のズーム位置を変化させるよう指示を与える。
光学系制御部８７は、位置センサ４４の出力を参照しつつ、レンズ４０ａ,４０ｂ,４０ｃを移動させるよう光学系駆動機構４５に対し指示を与える。
このようにしてズーム位置が変化すると、図１０（１），（２）に示すように、撮像素子１１の撮像面に形成される被写体の像４ａのサイズは変化し、被写体の像４ａの各位置の中心からの距離は、変化する。
【００９０】
被写体の像４ａのサイズの変化した状態が確保されると、メイン制御部８２は、即座に撮像を行い、比較用画像を取得する。
なお、これらの保存用画像及び比較用画像を取得する際には、メイン制御部８２は、開口絞り２２の径を最小とするよう光学系制御部８７に対し指示を与えてもよい。
【００９１】
次に、メイン制御部８２は、保存用画像のデータと比較用画像のデータとを比較して、異物の検出及びその異物に応じた補正データの算出を行う。
図１０（１），（２）に示すように、保存用画像における被写体の像４ａと、比較用画像における被写体の像４ａとの間では、サイズ（像４ａの各位置の中心からの距離）が異なっているが、保存用画像における異物の像４ｂと、比較用画像における異物の像４ｂとの間では、サイズ（像４ｂの各位置の中心からの距離）は等しい。
【００９２】
そこで、メイン制御部８２は、これら保存用画像と比較用画像とを比較し、二つの画像の間でサイズの変化していない領域（パターン）を検出し、その領域に異物の像が存在すると判断する。
その後、補正データの決定の処理、及び画像の保存の処理が第１実施形態における各処理（図３ステップＳ８〜Ｓ１１参照）と同様に行われる。
【００９３】
以上、本実施形態では、結像状態の変化のさせ方が、第１実施形態におけるそれとは異なる（本実施形態では、結像倍率を変化させるのに対し、第１実施形態では、撮像面上の結像位置を変化させる。）が、固定異物と浮動異物との双方は第１実施形態と同様に確実に検出される。
［第３実施形態又は第４実施形態への補足］
なお、以上説明した第３実施形態、第４実施形態の電子カメラは、第１実施形態の電子カメラと同様、比較用画像の取得数が１となっているが、第２実施形態の電子カメラのように、比較用画像の取得数を２以上に増加して異物検出の精度を高めてもよい。
【００９４】
なお、保存用画像を基準とした２つの比較用画像の結像状態のずれの方向は、第２実施形態におけるそれと同様に「逆方向」であってもよいが、「同方向」であってもよい。
また、第３実施形態、第４実施形態の電子カメラについても、公知の画像認識方法を適用することによって異物の検出精度を確実に高めてもよい。
【００９５】
［その他］
なお、上記各実施形態の電子カメラは、異物の種類（異物の像の大きさ、位置、及び濃度）に応じて補正データを算出する構成となっているが、異物の有無だけを検出し、それをユーザに通知するような構成に代えてもよい。
また、上述した各実施形態では、電子カメラの各動作は、その電子カメラに予め備えられたメイン制御部１２、４２、６２、８２による処理によって実現しているが、このようなメイン制御部１２、４２、６２、８２による処理の一部又は全部に相当するプログラムが記録された記録媒体を用意し、必要に応じてその記録媒体を電子カメラへ搭載することとしてもよい。
【００９６】
また、電子カメラのユーザは、このようなプログラムを、コンピュータ及びインターネットを介して、所定のホームページからダウンロードしてもよい。
例えば、ダウンロードは、コンピュータから所定のホームページにアクセスした状態において、画面上に表示された製品の中から使用中の電子カメラを選択することなどにより実行される。
【００９７】
また、コンピュータとインターネットとの接続形態として、次のようなダイヤルアップ接続が適用できる。
すなわち、コンピュータは、モデムまたはターミナルアダプタを介して電話回線に接続され、インターネット接続サービス会社であるプロバイダのモデムまたはターミナルアダプタにこの電話回線を介し接続される。
【００９８】
プロバイダのモデムまたはターミナルアダプタは、サーバに接続され、サーバは、インターネットに中継経路を設定するためのルータを介して２４時間接続されている。
ユーザは、コンピュータから、必要なときに電話をかけて、プロバイダのサーバ経由でインターネット（ホームページ）に接続する。
【００９９】
なお、コンピュータとインターネットとの接続形態は、このようなダイヤルアップ接続に限定されず、プロバイダとの間を専用線を用いて常時接続する形態であってもよい。
なお、上記した各実施形態の何れかの電子カメラに公知の連写機能が付加されているときには、連写により取得された複数枚の画像のデータがメモリを占有する可能性があるので、メイン制御部１２、４２、６２、８２には、メモリの記憶領域に余裕があるときにしか異物検出モードを設定できないような制限が加えられるとよい。これにより、メモリが有効利用される。
【０１００】
なお、上記各実施形態の電子カメラは、ユーザが一度異物検出モードを設定すると、それを解除するまでの期間は、異物の検出が自動的に行われる構成となっている（図３、図５参照）が、ユーザが必要と判断したときにのみ異物検出が実行されるような構成にすることもできる。
例えば、レリーズ釦１８ａが全押しされると共に所定の操作釦が押下されていたときには異物の検出が自動的に行われ、レリーズ釦１８ａの全押しされると共に所定の操作釦が押下されていなかったときには、異物の検出が行われないような構成である。
【０１０１】
また、上記各実施形態の電子カメラを、浮動異物であった異物が固定化されたことを検知できるよう構成してもよい。
例えば、メイン制御部１２、４２、６２、８２は、異物検出の際に得られる補正データを蓄積し、同じ補正データが所定回以上連続して得られた場合に、異物が固定化されたと認識し、その旨をユーザに通知する。
【０１０２】
また、必要に応じて、メイン制御部１２、４２、６２、８２は、その連続して得られた補正データが示している異物の種類（異物の像の大きさ、位置、及び濃度）を、ユーザに通知してもよい。
また、上記各実施形態では、レンズ交換式の電子カメラを説明したが、本発明はレンズ一体式の電子カメラにも適用可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、異物の自己検出機能を有した電子カメラ、及びその制御プログラムが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態及び第２実施形態の電子カメラの構成図である。
【図２】設定画面の例を示す図である。
【図３】第１実施形態のメイン制御部１２の動作フローチャートである。
【図４】第１実施形態における異物の検出方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態のメイン制御部４２の動作フローチャートである。
【図６】第２実施形態における異物の検出方法を説明する図である。
【図７】第３実施形態の電子カメラの構成図である。
【図８】第３実施形態における異物の検出方法を説明する図である。
【図９】第４実施形態の電子カメラの構成図である。
【図１０】第４実施形態における異物の検出方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 電子カメラ本体
１１ 撮像素子
１１ａ カバーガラス
１１ｂ 光学フィルタ
１２，４２，６２，８２ メイン制御部
１３ 表示部
１４ ＡＤ変換部
１５ 信号処理部
１６ バッファメモリ
１８ａ レリーズ釦
１８ｂ 操作釦
２０，３０，４０ 交換レンズユニット
２０ａ、２０ｂ，３０ａ，３０ｂ，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ レンズ
２１ 手ブレ補正用レンズ
３１ 焦点調節用レンズ
２２ 開口絞り
２４，３４，４４ 位置センサ
２５，３５，４５ 光学系駆動機構
２６ 絞り駆動手段
２７，６７，８７ 光学系制御部
２８ 振動センサ
４ａ 共通絵柄（＝被写体の像）
４ｂ，４ｂ’ 異物の像
５ａ 評価対象エリア

Claims (9)

1. 撮影光学系の像面に撮像面を配した撮像素子と、
   前記撮影光学系に含まれる手ブレ補正用レンズを該撮影光学系の光軸に垂直な方向に駆動することによって、その結像位置を前記撮像面上で移動させる像変化手段と、
   前記撮像素子及び前記像変化手段を駆動制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記像変化手段を駆動して、結像位置の互いに異なる複数の状態を設定すると共に、それら各状態にて前記撮像素子を駆動して複数の画像を取得し、
   前記複数の画像を比較し、それら画像間で前記結像位置の変化に伴う変化がみられなかった絵柄を異物の像として検出する
   ことを特徴とする電子カメラ。
2. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記複数の画像の数は、２である
   ことを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記複数の画像の数は、３以上である
   ことを特徴とする電子カメラ。
4. 請求項３に記載の電子カメラにおいて、
   前記複数の画像には、少なくとも、前記比較の基準となる画像と、その画像に対し前記結像位置が互いに同方向にずれた２つの画像とが含まれる
   ことを特徴とする電子カメラ。
5. 請求項３に記載の電子カメラにおいて、
   前記複数の画像には、少なくとも、前記比較の基準となる画像と、その画像に対し前記結像位置が互いに逆方向にずれた２つの画像とが含まれる
   ことを特徴とする電子カメラ。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の電子カメラにおいて、
   前記撮影光学系の開口絞りの径は、拡縮可能であり、
   前記制御手段は、
   前記複数の画像の取得時には、前記開口絞りの径を最小に設定する
   ことを特徴とする電子カメラ。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の電子カメラにおいて、
   前記制御手段は、
   外部からの指示に応じて前記撮像素子を駆動する通常撮影の直後に、前記像変化手段の駆動及び前記撮像素子の駆動からなる一連の動作を行い、前記通常撮影により取得された画像と前記一連の動作により取得された画像とを比較して前記検出を行う
   ことを特徴とする電子カメラ。
8. 請求項７に記載の電子カメラにおいて、
   前記制御手段は、
   振動に応じて前記手ブレ補正用レンズを駆動する手ブレ補正モードと、前記検出を行う異物検出モードとに、外部からの指示に応じて設定可能であり、かつ、
   前記手ブレ補正モードと前記異物検出モードとの双方に設定されている期間には、前記手ブレ補正用レンズによる手ブレ補正動作時における前記結像位置の移動範囲を、前記手ブレ補正モードのみが設定されている期間における前記結像位置の移動範囲よりも小さく制限する
   ことを特徴とする電子カメラ。
9. 撮影光学系の像面に撮像面を配した撮像素子と、
   前記撮像面に対する前記撮影光学系の結像位置を変化させる像変化手段と、
   を備えた電子カメラの制御プログラムであって、
   前記像変化部により、前記撮影光学系に含まれる手ブレ補正用レンズを該撮影光学系の光軸に垂直な方向に駆動せしめて、前記撮像面上での結像位置が互いに異なる複数の状態を設定すると共に、それら各状態にて前記撮像素子を駆動して複数の画像を取得する手順と、
   前記複数の画像を比較し、それら画像間で前記結像位置の変化に伴う変化がみられなかった絵柄を異物の像として検出する手順と
   を有することを特徴とする電子カメラの制御プログラム。

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