JP4271013B2

JP4271013B2 - カメラ

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Publication number: JP4271013B2
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Inventors: 修野中
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Priority date: 2003-11-17
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Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-11-17
Also published as: JP2005151233A

Description

本発明は、撮像素子に付着するゴミ等の影響を除去して撮影を行うことが可能なカメラに関する。

レンズ交換式デジタルカメラの場合、レンズ交換時にカメラ本体内にゴミやホコリ等が侵入し、それが撮像素子の表面に付着することがある。この状態で撮影を行うと、取得した画像にゴミ等が写り込んでしまい、撮影後の画像が非常に見苦しいものとなる。そこで、特許文献１等においては、撮像素子の前側に保護ガラスを設け、これを圧電素子で振動させることで、保護ガラスの表面に付着したゴミ等を払い落とす技術が提案されている。
特開２００２−２０４３７９号公報

ところで、保護ガラスの振動でも払い落とすことのできないゴミが撮像素子に付着した場合、ユーザ又は修理店等は、クリーニング用の綿棒等を用いて撮像素子に付着したゴミを取り除く作業を行うことがある。このような状態で不用意に上述の振動動作が起こってしまうと、クリーニング用の綿棒等に保護ガラスが衝突して、保護ガラスが破損してしまうおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、クリーニング中に発生する事故を未然に防止することが可能なカメラを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のカメラは、交換可能な撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子と、上記撮影レンズと上記撮像素子との間に設けられた保護ガラスと、上記保護ガラスを振動させて上記保護ガラス上の塵埃を払い落とす振動部と、上記保護ガラスの手動クリーニングがなされていることを上記撮像素子における被写体像の変化から検出する検出部と、上記保護ガラスの手動クリーニング処理の際に、上記振動部を動作禁止状態にするように制御する制御部とを具備する。

このような第１〜第３の態様のカメラによれば、撮像素子にゴミ等が付着することなく、またクリーニング中にも事故が発生せずに、より美しい画像の写真撮影を行うことができる。

本発明によれば、クリーニング中に発生する事故を未然に防止することが可能なカメラを提供することができる。

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の実施形態］
第１の実施形態に係るカメラの内部構成を図１のブロック図で示す。即ち、この図１のカメラはレンズ交換式の一眼レフレクスカメラを想定して図示したものである。つまり、このカメラは、カメラ本体１０と、このカメラ本体１０に対して着脱自在に構成された交換式の撮影レンズ部２０とから構成されている。

撮影レンズ部２０内には、被写体１００の像をカメラ本体１０側に入射させるための撮影レンズ２１、この撮影レンズ２１のピント位置を制御するレンズ制御アクチュエータ２２、撮影レンズ２１のピント位置やズーム位置を検出するエンコーダ２３、撮影レンズ２１を介して入射する光の量を調節する絞り２４、絞り２４を駆動制御する絞り制御アクチュエータ２５、及びレンズ制御アクチュエータ２２や絞り制御アクチュエータ２５等の制御を行うレンズ内マイクロコンピュータ（レンズ内ＣＰＵ）２６が内蔵されている。これらは、従来周知のものを用いればよい。

また、カメラ本体１０の中には、撮影レンズ２１を介して入射した被写体１００の像を、スクリーン３４、ペンタプリズム３５、及び接眼レンズ３６で構成された光学ファインダに導くためのメインミラー３３が設けられている。即ち、メインミラー３３で反射された被写体１００の像は、図２（ａ）のようにしてスクリーン３４に投影される。ユーザ１１０は、このスクリーン３４に投影された像を、ペンタプリズム３５と接眼レンズ３６とを介して観察することができる。

更に、メインミラー３３は、ミラー制御アクチュエータ３９により図２（ｂ）のように撮影光路上から退避することが可能なように構成されている。また、フォーカルプレーンシャッタ（以下、シャッタと称する）３７も撮影光路上から進退可能に構成されている。即ち、シャッタ３７は、メインミラー３３の退避動作に伴って、図２（ｂ）のように、撮像素子２の遮光位置から退避する。このシャッタ３７の駆動は、シャッタ制御アクチュエータ３８によって行われる。

また、撮像素子２の前側には、振動部としての圧電アクチュエータ３２によって振動する保護ガラス３１が設けられている。即ち、保護ガラス３１を圧電アクチュエータ３２によって振動させることで、保護ガラス３１に付着したゴミやホコリを払い落とすようにしている。

ＣＣＤ等で構成される撮像素子２では、被写体１００の像が光電変換により電気信号に変換される。撮像素子２から出力された電気信号（像信号）は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部３によってデジタル信号に変換される。その後、デジタル画像処理部４において、Ａ／Ｄ変換部３から出力されたデジタル信号に対して、ホワイトバランスをはじめとする色の調整やガンマ変換、シャープネス処理等の画像処理が行われて画像データが生成される。更に、この画像データは、デジタル画像処理部４において画像圧縮され記録部５に記録される。

また、デジタル画像処理部４において生成された画像データは、表示制御部６を介してＬＣＤなどの表示手段であるモニタ部７に表示させることも可能である。

これらの一連の撮影シーケンスや上記した各アクチュエータ制御は、カメラ本体１０内の制御部であるマイクロコンピュータ（ボディ内ＣＰＵ）１によってなされる。また、圧電アクチュエータ３２や、光源４０を駆動するための発光制御部４１等も、ボディ内ＣＰＵ１によって制御される。即ち、ボディ内ＣＰＵ１は、撮影者が操作するレリーズスイッチ（ＳＷ）１ａや、撮影レンズ部２０をカメラ本体１０から取り外すためのレンズ交換ＳＷ１ｂ、カメラのモードを動画モード等に切り換えるための選択ＳＷ１ｃ等の状態に従って、予めプログラムされたソフトウェアに基づいた所定のシーケンスの制御を行う。

ここで、撮影シーケンス時には、レンズ内ＣＰＵ２６とボディ内ＣＰＵ１とで通信が行われる。即ち、ボディ内ＣＰＵ１からの指示に従ってレンズ内ＣＰＵ２６は、絞り制御やレンズ制御を行う。また、ボディ内ＣＰＵ１は、レンズ内ＣＰＵ２６から通信された情報に従って、絞り値を決定したりピント位置を制御したりする。

ここで、図１のようなレンズ交換式のカメラでは、レンズ交換時にカメラ内部に空気中のゴミやホコリ等が侵入しやすく、一眼レフレクス形式のカメラにおいては、このような問題が既にユーザの間で話題となっている。このため、撮影前の撮像素子面のクリーニングは重要であり、プロのカメラマン等は充分な時間をかけてこのクリーニング作業を行っている。

このクリーニング作業を怠ると、撮像素子面にゴミ等が付着し、その結果、図３のように、画面１０１内にゴミ１０２が写り込み、被写体１００の美しい画像を損ねてしまうことになる。

そこで、第１の実施形態では、図２（ｃ）のように撮影レンズ２１をカメラ本体から取り外した時には、撮像素子２の前面をシャッタ３７で覆うことによってゴミ等の付着を防止している。また、一眼レフレクス形式のカメラの場合には、上記したようにメインミラー３３によって光路を制御している。そこで、第１の実施形態では、レンズ交換時に、図２（ｃ）のように、メインミラー３３を撮像素子２の前の位置に移動させることによって撮像素子２へのゴミ等の付着を防ぐようにする。

また、第１の実施形態では、撮像素子２にゴミ等が付着しているか否かをユーザ１１０が確認できるようになっている。この場合には、図２（ｄ）のように、光源４０を発光させ、この光をメインミラー３３の裏面で反射させる。これにより、撮像素子２にモニタ用の光を照射する。そして、モニタ部７に表示された画像によってユーザ１１０は、撮像素子２にゴミ等が付着しているかどうかを確認できる。

このような工夫によって、ゴミ等の付着を防ぎ、なおかつ、撮影に先立って撮像素子２にゴミ等が付着していないことを確認可能なレンズ交換式のカメラを提供することができる。

ここで、カメラが下向きになっている時には、撮影レンズ２１が外れている時でも、空気中のゴミ等がカメラ本体内に入りにくいと考えられる。そこで、第１の実施形態では、カメラ本体１０内にカメラの姿勢を検出するための姿勢検出部４２を設けておき、図４のように、レンズが外され、カメラが下向きの時には、保護ガラス３１を振動させて、ゴミ等をカメラ本体１０の外部に落とすようにしている。なお、姿勢検出部４２としては、重力により移動する球体の位置によって姿勢を検出する手法や、水銀スイッチを用いる手法などが知られている。

また、第１の実施形態では、ユーザ１１０がクリーニングＳＷ１ｄを操作した時にも、保護ガラス３１の振動制御が行われる。これにより、ユーザ１１０が任意のタイミングで撮像素子２のクリーニングを行える。

ここで、撮像素子２は、図５（ａ）のように複数の画素２ａから構成されているが、近年のカメラでは、画素の数が５００万画素を超えるものもある。このため、１つ１つの画素のデータ読み出しに所定の時間がかかるとすると、１番始めにデータ読み出しした画素と、最後にデータ読み出しする画素との間にｔ_Ｅの時間差が生じてしまう。この時間差のため、図６（ａ）のように、光電変換結果の転送を行っていると、本来、ｅ_０であった電荷が、転送されている間の光入射によりｅ_１（ｅ_１＞ｅ_０）に変化してしまう。これを防止するために、シャッタ３７により、光電変換結果（電荷）読み出し時には撮像素子２に光が入射しないようにする。即ち、図６（ｂ）のように、シャッタ３７を用いて撮像素子２を遮光する。なお、撮像素子２の画素数が多くなる程、データ読み出し時の誤差（ｅ_１−ｅ_０）は大きくなる。逆に画素数が少ない場合は、ｔ_Ｅが短くなるので、データ読み出し時の誤差は小さく、無視することも可能である。

また、動画表示の際、ユーザ１１０の目に見た感覚で不自然がないように画素のデータ読み出しを行うことができるのであれば、シャッタ３７がなくとも画像を逐次取り込んで、その結果を表示することができる。そこで、図５（ｂ）のように、撮像素子２の全画素のうち、斜線部の画素２ｂのデータのみを読み出すようにしたり、図５（ｃ）のように、幾つかの画素の出力を合わせた画素２ｃを１画素として読み出すようにしたりしてもよい。これらの場合、分解能は多少粗くなるが自然な動画撮影を行うことが可能である。このように、デジタルカメラでも、分解能を粗くすれば動画撮影が可能である。

一方、静止画時は、シャッタ機構の有効利用によって、高分解能の撮影が可能である。即ち、静止画時では、通常時は図２（ａ）の状態であり、撮影時に図２（ｂ）の状態になる。そして、撮影終了後の画像読み出し時や記録時等では、図２（ａ）の状態に戻る。この時、モニタ部７を使用することができない。一方、動画時は、図２（ｂ）の状態とし、ペンタプリズム３５等の光学ファインダは使わず、電子的な表示が行われるモニタ部７を見ながら撮影することになる。ここで、第１の実施形態では、レンズ交換が行われた場合には、動画時であっても図２（ｃ）のようにシャッタ３７を閉じて、撮像素子２を保護するようにしている。このとき、上述のように、ゴミ等が侵入していないことが、図２（ｄ）で説明したような光源４０の制御及びシャッタ３７の制御によって、モニタ部７上で確認できる。ユーザ１１０は、レンズ交換後にゴミが付着していないことを確認してから撮影を行うことができるので、安心して撮影を行うことができる。

図７及び図８に第１の実施形態に係るカメラのメイン制御のフローチャートを示す。これはカメラのボディ内ＣＰＵ１によって制御されるものである。

まず、ボディ内ＣＰＵ１は、当該カメラの撮影モードが動画モードであるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定は、ユーザ１１０によって操作される選択ＳＷ１ｃの設定に従って行われる。動画モードである場合には、メインミラー３３やシャッタ３７を撮影光路上から退避させるために、ボディ内ＣＰＵ１は、メインミラーをアップし（ステップＳ２）、シャッタ３７を開いて（ステップＳ３）、図２（ｂ）のような状態にする。この後、ボディ内ＣＰＵ１は、撮像素子２に入射する像のコントラストに従ってレンズを動かし、コントラストのピークでピント合わせする、所謂コントラストＡＦを行う（ステップＳ４）。これにより、ピントの合った画像が得られる。次に、露出制御を行う（ステップＳ５）。これは、撮像素子２に入射する光の量を調整するべく絞り２４を制御したり、撮像素子２の読み出しタイミング等を制御することにより行う。

この後、ボディ内ＣＰＵ１は、レリーズＳＷ１ａの状態により撮影開始操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ６）。撮影開始操作がなされたと判定した場合に、ステップＳ６からステップ７に分岐して、記録部５への画像データの記録を開始させる（ステップＳ７）。ボディ内ＣＰＵ１は、ユーザ１１０から撮影終了操作がなされたか否かを判定し（ステップＳ８）、撮影終了操作がなされるまで、ステップＳ７の画像記録を継続させる。一方、撮影終了操作がなされたと判定した場合には記録部５への記録を終了させる（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１に戻る。

ここで、動画モード時では、データ読み出し時間の関係により、撮像素子２の全画素を利用しない。

また、ステップＳ１の判定において、動画モード以外であると判定した場合に、ボディ内ＣＰＵ１は、撮影開始操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。撮影開始操作がなされたと判定した場合には、ステップＳ１０からステップＳ１１に分岐して、ボディ内ＣＰＵ１は静止画撮影を行う。このために、まずボディ内ＣＰＵ１は、撮影レンズ２１のピント合わせを行う（ステップＳ１１）。ここで、ステップＳ１１のピント合わせは、所謂ＴＴＬ位相差方式のＡＦによって行うことを前提としている。なお、ＴＴＬ位相差方式のＡＦは周知の技術であるので、図１にはその装置構成を図示せず、またその説明も省略する。ピント合わせの後、ボディ内ＣＰＵ１は、メインミラー３３をアップする（ステップＳ１２）。その後、所定の露出時間だけシャッタ３７を開く（ステップＳ１３）。そして、メインミラー３３をダウンする（ステップＳ１４）。即ち、ステップＳ１３のフォーカルプレーンシャッタ３７の開閉時間によって、露出制御を行う。これによって、全画素が等しいタイミングで露出量制御されるので、高画質の撮影が可能である。この後、撮像素子２からデータを読み出して画像処理を行い（ステップＳ１５）。処理した画像データを記録部５に記録させる（ステップＳ１６）。その後、ボディ内ＣＰＵ１は、撮影結果をすぐにモニタ部７に表示させる（ステップＳ１７）。

このように静止画も動画も最適な方法で撮影可能なカメラであっても、レンズ交換時には、ゴミやホコリ等がカメラ本体１０内部に侵入することがある。これらが撮像素子２に付着してしまうと、きれいな満足のいく写真撮影ができなくなる。そこで第１の実施形態では、レンズ交換時のホコリ対策をステップＳ１８以下の処理で行っている。

即ち、ボディ内ＣＰＵ１は、レンズ交換操作が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。これは、ユーザ１１０がレンズ固定用のロックピンに連動するスイッチ（レンズ交換ＳＷ１ｂ）を操作したか否かによって判定する。レンズ交換操作が開始されたと判定した場合には、ステップＳ１８からステップＳ１９に分岐する。そして、ボディ内ＣＰＵ１は、カメラが図４のように下向きであるか否か、又はカメラモードがクリーニングモードであるか否かを判定する（ステップＳ１９）。即ち、カメラが下向きの場合にはゴミやホコリが入りにくいので、ステップＳ１９からステップＳ２０に分岐する。そして、ボディ内ＣＰＵ１は、メインミラー３３をアップし、更にシャッタ３７を開いた後（ステップＳ２０）、撮像素子２の前方に配置された保護ガラス３１を圧電アクチュエータ３２によって振動させて（ステップＳ２１）、ホコリをとばすようにする。これは、レンズ交換が終了（この判定はボディ内ＣＰＵ１とレンズ内ＣＰＵ２６との通信状態により判定可能である）するまで断続的に行えばよい。

その後、ボディ内ＣＰＵ１は、カメラが下向きであるか、又はカメラモードがクリーニングモードであるか否かを再び判定する（ステップＳ２２）。この判定の結果、カメラが下向きであると判定した場合に、ボディ内ＣＰＵ１は、レンズ交換操作が終了したか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の判定において、レンズ交換操作が終了した場合には、ステップＳ２７に移行する。

また、ステップＳ１９又はステップＳ２２の判定において、カメラが下向きでなく、クリーニングモードでもないと判定した場合に、ボディ内ＣＰＵ１は、メインミラー３３をダウンし（ステップＳ２４）、更にシャッタ３７を閉じる（ステップＳ２５）。そして、レンズ交換操作が終了したか否かを判定し（ステップＳ２６）、レンズ交換操作が終了するまで待機する。

レンズ交換操作が終了した後は、念のため、再度保護ガラス３１を振動させて（ステップＳ２７）、撮像素子２の前の保護ガラス３１に付着したホコリ等を払い落とすようにする。ここで、ステップＳ１９からＳ２４に分岐してステップＳ２７の動作が行われた場合には、シャッタ３７が閉じている。このときシャッタ３７と保護ガラス３１の間の隙間の下部や周辺に粘着テープ等を設けておき、払い落としたホコリ等を、粘着テープに付着させるようにしてもよい。このような構造をとるようにすれば、払い落としたホコリ等が撮影に影響することがない。

以後の制御は、ホコリ対策の結果をユーザ１１０が確認するためのものである。即ち、ユーザ１１０は、ホコリ等が写り込むか否かをモニタ部７上で確認できる。ここで、図２（ｄ）で示した例では、光源４０を設けて、撮像素子２に基準光を入射させたが、図８では、動画モードと同様の、ミラーアップ（ステップＳ２８）及びシャッタ開（ステップＳ２９）の制御を行い、モニタ部７上でユーザ１１０が撮像結果を確認できる。

しかし、例えば５００万画素の１つ１つの画素をチェックする事は大変であるし、動画用の撮像では分解能が不足する。そこで、ここでは撮像動作を繰り返して像信号を検出し（ステップＳ３０）、均一の像信号が取得されているか否かを判定する（ステップＳ３１）。この判定において、均一の像信号が取得されていると判定した場合に、ボディ内ＣＰＵ１は、絞り２４を絞り込むように指示した後（ステップＳ３２）、ステップＳ１１からステップＳ１６で説明した静止画モードで撮影を行い（ステップＳ３３）、この結果をモニタ部７上に表示させる（ステップＳ３４）。即ち、このホコリ等の確認画像の表示においては、ホコリがよく見えるようにユーザは、モニタ部７の画面の明るさが均一になるようにする。また、確認画像の表示の際には、絞り２４の絞り込みも行われ、よりホコリが見えやすい状態になる。例えば、ユーザ１１０が、レンズ交換後に、カメラを空の方に向けることで撮像素子２が均一に照明される。

静止画モードによる表示の結果は、動画モードと違って、間引きなどの処理が行われていないので、正しいホコリのモニタを行うことができる。ここで、モニタ部７上に表示された画像を適宜拡大してチェックすることができるようにしてもよい。

一方、ステップＳ３１の判定において、撮像素子２で取得される像信号が均一でないと判定した場合に、ボディ内ＣＰＵ１は、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３５）。この判定において所定時間が経過したと判定した場合も電力消費を抑えるために、ステップＳ３２に移行して静止画モードの撮影を行い、得られた結果をモニタ部７上に表示させる。ステップＳ３５の判定において所定時間が経過していない場合には、ステップＳ３０に戻る。

また、ステップＳ２３の判定において、レンズ交換操作が終了していない場合に、ボディ内ＣＰＵ１は、現在手動クリーニングが行われているか否かを判定する（ステップＳ３６）。この判定手法については、後で詳述する。このステップＳ３６の判定において、手動クリーニングが行われていないと判定した場合には、ステップＳ３７に分岐し、保護ガラス３１の振動を禁止する（ステップＳ３７）。

また、手動クリーニング中は、ミラーアップやシャッター開の状態を維持するためのエネルギーが必要なので、ボディ内ＣＰＵ１は、バッテリーチェックを行ってバッテリ容量が充分であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。この判定において、バッテリ容量が充分でないと判定した場合には、警告を行う（ステップＳ３９）。このような制御により、手動クリーニング中に、突然シャッタが閉じてしまうような事故を防止する。

また、ステップＳ３６の判定において、手動クリーニングを行わない場合には、保護ガラス３１の振動を開始させて（ステップＳ４０）、ステップＳ２２に戻る。また、ステップＳ３８の判定において、バッテリ容量が充分である場合にもステップＳ２２に戻る。

このように、手動クリーニングを行う際には、保護ガラス３１の振動が禁止されるので、振動中の保護ガラス３１に綿棒などが接触してしまうような事故を防ぐ事が可能である。

なお、レンズ交換後のホコリ等の確認をボディ内ＣＰＵ１に行わせるようにしても良い。図９は、このような確認用の静止画撮影の制御手順について示したフローチャートである。これは、図８のステップＳ３２以後の制御である。即ち、ボディ内ＣＰＵ１は、図８で説明したのと同様に絞り２４を絞りこんで（ステップＳ４１）、静止画撮影を行った後（ステップＳ４２）、画像内の微小粒状部（即ちゴミやホコリの画像）を検出する（ステップＳ４３）。この検出は、パターン判定等の技術を用いて行うことができる。また、次のようにしても検出できる。

図１０（ａ）は、横軸に画素、縦軸に明るさを示した像信号のグラフである。このような明るさが均一になっている信号の中で一部のみ暗くなっている部分が微小粒状部であるので、この位置を検出すればよい。即ち、ゴミやホコリ等は、図１１のように所定画素のみを隠す形で付着するので、得られる像信号は、図１０（ｂ）に示すような一般の被写体の像信号とは明らかに異なり、図１０（ａ）のように全体的に均一な像信号の中に、一部だけ暗くなる部分が現れる信号となる。

このようにして、微小粒状部を検出した後、ボディ内ＣＰＵ１は、検出した微小粒状部を拡大表示する（ステップＳ４４）。

このようにしてゴミやホコリ等のパターンを検出して、その部分を拡大表示するようにすれば、ユーザ１１０が画像を時間をかけて見わたさなくても、撮像素子２にホコリ等が付着しているか否かををすぐに判断することができる。なお、ゴミやホコリ等のパターンが検出できなかった時には、その旨をモニタ部７に表示させるようにしてもよい。

このような手法によれば、撮像面上のホコリ等の付着のありなしを迅速に判定可能である。ホコリ等が付着していると判定され、ホコリ等の画像が拡大表示された時には、撮影レンズを外し、カメラを下向けにした状態で、クリーニングモードに設定して、保護ガラス３１の振動により、ホコリ等を払い落とすようにすればよい。

しかし、時として、粘着質のホコリ等がカメラ内に舞い込むこともある。このような場合、単に保護ガラス３１の振動ではホコリ等を払い落とせない事がある。そこで、ユーザ１１０は、図１２のように、撮影レンズ２１を取り外す。そして、カメラをクリーニングモードにしてメインミラー３３を退避させ、更にシャッタ３７を開放状態にして、図１３のようにカメラ本体１０内をクリーニングする。この時、綿棒１２０等を利用したり、ピンセットに紙を巻きつけて、保護ガラス３１上を拭き取ることになる。しかし、この状態で図１６（ａ）のように、圧電アクチュエータ３２が作動してしまうと、矢印で示した方向に保護ガラス３１が振動してしまう。この場合、ホコリ１３０を払い落とす効果はあっても、綿棒１２０の押圧により、振動している保護ガラス３１を符号３１ａに示すように破壊してしまう可能性がある。従って、図１３のように手動クリーニングを行っている際には、保護ガラス３１の振動を停止させる事が好ましい。

したがって、ここでは、図１４（ａ）や図１４（ｂ）に示すように、撮像素子２の出力を利用して手動クリーニングが行われているか否かを判定する。即ち、撮像素子２に入射する像１５０ａの形が変化するか否かにより、ユーザ１１０が綿棒１２０等をカメラ本体１０内に入れているか否かを判定する。ここで、図１４（ａ）は綿棒１２０がカメラ本体内部に入っていない状態の像の状態を示し、図１４（ｂ）は綿棒１２０がカメラ本体内部に入って来た時の像の状態を示す。

このような判定を行うための構成として、図１２に示すように、カメラ本体１０内部に照明部４０ａを設けておく。この照明部４０ａは、図１５（ａ）に示すように保護ガラス面に補助光を照射できるように配置しておく。ここで、照明部４０ａには、図２（ｄ）で説明したホコリ発見用の光源４０を利用してもよいし、別のものを利用してもよい。

このような構成において照明部４０ａからの光が妨げられた時に、綿棒１２０などの異物が侵入したか否かの判定を行う。このとき、撮像素子２に入射する光は、図１５（ｂ）に示すように綿棒１２０などで妨げられる。その結果、図１４（ａ）で示す像１５０ａが図１４（ｂ）に示すような分布がない像１５０ｂに変化するのでカメラ本体内部に異物が侵入していることを判定できる。このときに、保護ガラス３１の振動を停止させるようにすればよい。

このような手動クリーニング判定は、図１７に示すようなフローチャートに従って行われる。即ち、ボディ内ＣＰＵ１は、現在の判定が１回目のものであるか否かを判定する（ステップＳ５１）。この判定において、１回目の判定である場合には、照明部４０ａから補助光を照射し（ステップＳ５２）、その時に撮像素子２で取得された撮像信号をＩ_１とする（ステップＳ５３）。この後、所定時間待機した後（ステップＳ５４）、再度補助光を照射して（ステップＳ５５）、そのときに撮像素子で取得された撮像信号をＩ_２とする（ステップＳ５６）。

次に、ボディ内ＣＰＵ１は、撮像信号Ｉ_１と撮像信号Ｉ_２との間に変化があるか否かを判定し（ステップＳ５７）、変化がある場合にはステップＳ５７をステップＳ５８に分岐して、綿棒などの異物が侵入している、即ち手動クリーニング中であると判定して（ステップＳ５８）、図８に戻って保護ガラス３１の振動を禁止する。一方、ステップＳ５７の判定において、Ｉ_１とＩ_２との間に変化がない場合には、ステップＳ５７をステップＳ５９に分岐して手動クリーニング中でないと判定して（ステップＳ５９）、図８に戻る。そして、圧電アクチュエータ３２によって保護ガラス３１が振動するので、ホコリ１３０等がカメラ外に払い落とされる。

また、この手動クリーニング判定は、図８で繰り返し行われるので、１回めの判定においては、基準像として撮像信号Ｉ_１を取り込む必要があるが、２回め以降の判定においては最後にとりこんだ撮像信号Ｉ_２をＩ_１として（ステップＳ６０）利用すればよい。これにより、２回目以後の手動クリーニング判定ではステップＳ５１の判定をステップＳ５４に分岐するので、２回目以後は撮像信号Ｉ_１を取り込む必要がない。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、圧電アクチュエータの振動によるホコリ落としと綿棒等による拭き取り式のホコリ除去とを併用しながら、カメラ内部の薄い保護ガラスを傷める事なく長く利用できる信頼性の高い高画質のカメラを提供する事が可能である。

即ち、カメラ内部のクリーニングには、単に保護ガラス３１を振動させることによってホコリ等を払い落とす場合とユーザが保護ガラス面を何かで拭き取るような方法でホコリ等を拭い取るような場合とがあるが、第１の実施形態では、これら何れの手法を用いても保護ガラスを破壊することがなく、ユーザはより美しい撮像面での撮影を安全に行うことが可能である。

ここで、第１の実施形態では、撮像素子の出力を利用して、綿棒等の異物がカメラ内部に侵入したか否かを判定したが、図１８のように、専用のセンサ４０ｃを設けておき、照明部４０ｂからの光が綿棒１２０等によって遮断されるか否かをセンサ４０ｃで検出することにより、異物の侵入を判定するようにしてもよい。この場合には、センサ４０ｃを配置するためのスペースが必要となるが、撮像素子の出力を利用するよりも消費エネルギーを低減させることが可能である。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上記した第１の実施形態では、手動クリーニングの例を示したが、第２の実施形態は、専用のクリーナをカメラに取り付けてクリーニングする例への応用である。

図１９に、クリーナ２００がカメラ本体１０に取り付けられた状態の図を示す。クリーナ２００内には、クリーナ内部のクリーナＣＰＵ２０１や照明２０４や、その他各駆動部等に電力を供給するための電源２０２が設けられている。この電源２０２からの電力を受けて、カメラ内のＣＰＵ１とクリーナＣＰＵ２０１との通信が開始されて、クリーニング動作が開始される。

このときの制御を図２０のフローチャートに示す。このフローチャートは、２つのＣＰＵが随時通信してお互いに情報をやりとりし、それぞれのタイミングで適当なＣＰＵが、各ステップの制御を実行する。まず、カメラのボディ内ＣＰＵ１は、クリーナ２００が取り付けられたか否かを判定する（ステップＳ６１）。クリーナ２００が取り付けられていない場合には、図７のステップＳ１に移行する。

一方、クリーナ２００が取り付けられていると判定した場合に、ボディ内ＣＰＵ１は保護ガラス３１の振動を禁止する（ステップＳ６２）。その後、メインミラー３３をアップし（ステップＳ６３）、シャッタ３７を開状態にして（ステップＳ６４）、次に、クリーナＣＰＵ２０１に、以下の作動制御を行わせるための情報を通信する（ステップＳ６５）。

ここで、ボディ内ＣＰＵ１とクリーナＣＰＵ２０１との間の通信は、ステップＳ６１のクリーナ２００が取り付けられているか否かの判定や、後で説明するホコリ検出時にも行われるが、説明の単純化のために、ここで代表させて示している。

ステップＳ６５の通信によって、ミラーアップやシャッタ開動作が終了したことを表わす通信が行われると、それを受けてクリーナＣＰＵ２０１は、光源駆動部２０３を介してクリーナ内の照明２０４を駆動させて光照射を行う（ステップＳ６６）。この後、クリーナＣＰＵ２０１は、クリーナ内部の図示しない撮像素子によって撮像を行い（ステップＳ６７）、この結果に基づいてホコリ検出を行う（ステップＳ６８）。そして、クリーナＣＰＵ２０１は保護ガラス３１にホコリ等が付着しているか否かを判定する（ステップＳ６９）。

ステップＳ６９の判定においてホコリが付着している場合には、クリーナＣＰＵ２０１は、モータ駆動部２０５を介してリニアモータ２０６を駆動させる（ステップＳ７０）。このとき、クリーナ部２１１が、保護ガラス３１上を移動してクリーニングが行われる。次に、クリーナＣＰＵ２０１は、ファン駆動部２０８を介してファン２０７を回転させる（ステップＳ７１）。これにより、クリーニング動作によって払い落とされたホコリ等が、回転するファン２０７によって吸引用パイプ２１０から吸い出され、排気穴２０９から外部に排出される。

以後は、ステップＳ６９の判定において、保護ガラス３１にホコリ等が付着していないと判定されるまで、このような動作が繰り返される。ステップＳ６９の判定において、ホコリ等が付着していない場合には、ステップＳ６９をステップＳ７２に分岐して、クリーニングを終了する（ステップＳ７２）。ここで、クリーナ部２１１は伸縮自在な構成となっているが、ここでは、その伸縮機構について図示を省略している。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、専用のクリーナを利用しても適切なＣＰＵ通信によって、保護ガラスの振動を停止させるので、保護ガラスを傷つける事なく、撮像面のゴミ等の付着の問題を対策することができる。

以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

更に、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。カメラの種々の状態に対応したシャッタ及びメインミラーの制御について示した図である。撮像素子にゴミやホコリなどが付着した状態の撮影画像の例を示す図である。撮像素子の画素を示す図である。撮像素子のデータ読み出しについて説明するための図である。カメラが下を向いている場合について示す図である。本発明の第１の実施形態に係るカメラのメインの制御について示すフローチャートの前半部である。本発明の第１の実施形態に係るカメラのメインの制御について示すフローチャートの後半部である。確認用の静止画撮影の別の制御について示すフローチャートである。撮像素子で取得される像信号を示すグラフである。撮像素子上に付着するゴミやホコリ等を示す図である。手動クリーニングの判定を行うための構成について示した図である。ユーザによる手動クリーニングの例を示す図である。カメラ内に異物が侵入しているか否かによる像の変化について示す図である。カメラ内に異物が侵入しているか否かによる撮像素子への光入射の変化について示す図である。保護ガラスの事故について説明するための図である。手動クリーニング判定の制御について示すフローチャートである。手動クリーニング判定の別の例の構成について示した図である。本発明の第２の実施形態の構成について示した図である。本発明の第２の実施形態に係るカメラのメインの制御について示すフローチャートである。

符号の説明

１…ボディ内マイクロコンピュータ（ボディ内ＣＰＵ）、１ａ…レリーズスイッチ（ＳＷ）、１ｂ…レンズ交換ＳＷ、１ｃ…選択ＳＷ、１ｄ…クリーニングＳＷ、２…撮像素子、３…アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部、４…デジタル画像処理部、５…記録部、６…表示制御部、７…モニタ部、１０…カメラ本体、２０…撮影レンズ部、２１…撮影レンズ、２２…レンズ制御アクチュエータ、２３…エンコーダ、２４…絞り、２５…絞り制御アクチュエータ、２６…レンズ内マイクロコンピュータ（レンズ内ＣＰＵ）、３１…保護ガラス、３２…圧電アクチュエータ、３３…メインミラー、３４…スクリーン、３５…ペンタプリズム、３６…接眼レンズ、３７…フォーカルプレーンシャッタ（シャッタ）、３８…シャッタ制御アクチュエータ、３９…ミラー制御アクチュエータ、４０…光源、４１…発光制御部、４２…姿勢検出部、２００…クリーナ、２０１…クリーナＣＰＵ、２０２…電源、２０３…光源駆動部、２０４…照明、２０５…モータ駆動部、２０６…リニアモータ、２０７…ファン、２０８…ファン駆動部、２０９…排気穴、２１０…吸引用パイプ、２１１…クリーナ部

Claims

交換可能な撮影レンズを介して被写体像を撮像する撮像素子と、
上記撮影レンズと上記撮像素子との間に設けられた保護ガラスと、
上記保護ガラスを振動させて上記保護ガラス上の塵埃を払い落とす振動部と、
上記保護ガラスの手動クリーニングがなされていることを上記撮像素子における被写体像の変化から検出する検出部と、
上記保護ガラスの手動クリーニング処理の際に、上記振動部を動作禁止状態にするように制御する制御部と、
を具備することを特徴とするカメラ。
上記制御部は、上記撮影レンズが装着されたことを検知するまで、上記振動部の動作禁止状態を継続させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。