JP6458618B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、手振れ補正機構を備えたカメラなどの撮像装置に関し、特に、イメージセンサ（撮像素子）ユニットの受光面に付着した塵埃などの異物を除去するダスト除去処理に関する。

デジタルカメラなどでは、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを備えたイメージセンサユニットが設けられており、撮影レンズによって被写体像がイメージセンサの受光面に形成されると、画素信号がイメージセンサから読み出され、画像データが生成される。また、イメージセンサユニットには、光学ローパスフィルタ、あるいは赤外線カットフィルタなどの光学フィルタが被写体側に配置されている。

イメージセンサユニットの表面（例えば、カバーガラスあるいは光学フィルタの表面）では、塵埃などの異物が付着しやすい。付着した状態で撮影すると付着部分が黒い点となって撮影画像に写りこむ。この付着した異物を除去するため、ダスト除去機構がカメラに取り付けられている。例えば、撮像素子シフト型の手振れ補正機構を備えたデジタルカメラの場合、イメージセンサユニットを保持する可動体をカメラ起動時などに振動（移動）させて異物を除去する。あるいは、圧電素子による超音波振動によって光学フィルタを振動させ、異物を除去することも可能である。

ダスト除去処理は、通常、ユーザによるダスト除去のための操作が行われたとき、あるいはカメラ電源ＯＮ／ＯＦＦのときに実行される。また、前回ダスト除去処理を行ってから所定時間経過しているか否かをモニタリングし、所定時間経過したときにダスト除去処理を実行させることも可能である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２７４６６３号公報

定期的なダスト除去処理を行う場合、すなわち、ダスト除去処理の時間間隔が一定時間に定められている場合、ダスト除去処理が撮影中などに実行されてしまう可能性がある。ダスト除去処理を実行するタイミングで撮影動作が行われると、所望する画像が得られない。

したがって、定期的なダスト除去処理を行う場合、適切なタイミングでダスト除去処理を行うことが求められる。

本発明の撮像装置は、撮像素子ユニットの表面に付着する異物を除去する（取り除く）異物除去部と、定められた所定時間間隔に従って異物除去部を動作させる制御部とを備える。ここで、「撮像素子ユニットの表面」とは、イメージセンサの受光面あるいはそれを覆うカバーガラス、あるいは光学フィルタの表面等であり、イメージセンサユニットにおいて カメラ内部空間に露出しているセンサ部分の表面を表す。また、異物除去部は、付着した塵埃などの異物を振るい落とすことが可能であり、手振れ補正機構などのイメージセンサユニットを移動させる機構、圧電素子など光学系を振動させることが可能なアクチュエータなどによって構成可能である。

例えば、制御部は、ユーザなどによる入力操作に応じて、所定時間（実行時間間隔）を設定することが可能であり、起動時からの所定時間経過をモニタリングすることにより、所定時間経過したか否かを判断することができる。

本発明では、制御部が、所定時間経過時に異物除去処理を実行可能でない場合、その経過時を回避して異物除去部を動作させる。ここで、「異物除去処理を実行可能でない」とは、異物除去処理を実行すると、撮影など、その経過時点で行われているカメラの動作の目的に影響を与え、実行すべきでないことを示す。

例えば、制御部が、所定時間経過時に撮影中もしくは撮影動作実行可能な状況であるか否かを判断し、撮影中もしくは撮影動作実行可能な状況である場合、その経過時に異物除去部を動作させないようにすることができる。

一方、制御部は、所定時間経過時に再生モード設定状態、メニュー画面表示状態、および外部機器接続状態のいずれかの状態である場合、その経過時に異物除去部を動作させることが可能である。

所定時間経過時に実行できなかった場合、その時期の経過後に異物除去処理を実行する。例えば、制御部は、所定時間経過後に異物除去処理を実行できる状態になるまで待機し、実行可能な状態になった場合、異物除去部を動作させることが可能である。

一方、制御部が、インターバル撮影中に所定時間経過すると、異物除去処理期間内にインターバル撮影動作が実行されないと判断すれば、撮影期間中であっても異物除去部を動作させることが可能である。この場合、制御部が、撮像装置が固定されていることを検出すると、インターバル撮影中に異物除去部を動作させるのがよい。

本発明の他の態様におけるプログラムは、定められたダスト除去処理の実行時間間隔に従い、実行する時期に達したか否かを判断する手段と、ダスト除去処理を実行する時期に達した場合、イメージセンサユニットの表面に付着する異物を除去する異物除去部を動作させる制御手段として機能させるプログラムであって、実行する時期に異物除去処理を実行可能でない場合、その時期を回避して異物除去部を動作させるように、制御手段として機能させる。

このように本発明によれば、適切なタイミングで、定期的ダスト除去処理を実行することができる。

本実施形態であるデジタルカメラのブロック図である。 ダスト除去処理の設定画面を示した図である。 定期的ダスト除去処理のフローチャートである。

以下では、図面を参照して本実施形態について説明する。

図１は、本実施形態であるデジタルカメラのブロック図である。図２は、ダスト除去処理の設定画面を示した図である。

デジタルカメラ１０は、ここではミラーレスタイプのデジタルカメラで構成されており、システムコントロール回路２０は、モードダイヤル、レリーズボタン、十字ボタン、実行ボタン（いずれも図示せず）などに対する入力操作に応じて、撮影動作、画像記録処理、再生表示処理などカメラ全体の動作制御を行なう。カメラ動作制御に関するプログラムは、ＲＯＭ（図示せず）などのメモリに記憶されている。また、システムコントロール回路２０は、スイッチ１７からの信号によってカメラが三脚などに接続されていることを検出し、タイマー機能を備えている。

電源ＯＮ状態で撮影モードが設定されると、スルー画像が表示される。撮影光学系１３（図示しない絞りを含む）を通った被写体からの光はイメージセンサユニット１１に設けられたイメージセンサ１１Ｉの受光面に結像する。イメージセンサ１１Ｉは、ここではＣＭＯＳセンサによって構成される。また、イメージセンサ１１Ｉの受光面上、すなわち撮影光学系側にローパスフィルタなどの光学フィルタが光軸に沿って配置されている。

イメージセンサ１１Ｉでは、１フィールド／フレーム分の画素信号が所定時間間隔で読み出される。画像信号処理回路２２は、イメージセンサ１１Ｉから順次出力される１フィールド／フレーム分の画素信号に対してホワイトバランス調整、色変換処理などの画像信号処理などを施し、画像データを生成する。

ＬＣＤドライバ１５は、システムコントロール回路２０を介して送られてくる画像データに基づいてＬＣＤ駆動信号をＬＣＤ１６に出力する。これによって、リアルタイムの動画像であるスルー画像がＬＣＤ１６に表示される。

レリーズボタンが半押しされると、システムコントロール回路２０は、レリーズボタンスイッチ１８からの信号によって半押し操作を検出し、コントラスト方式によるＡＦ処理を実行する。ＡＦ駆動部３３は、焦点調整のため撮影光学系１３内のフォーカシングレンズを駆動する。また、画像信号処理回路２２において生成される画像データから被写体像の明るさが検出され、シャッタスピード、絞り値などの露出値が演算される。

レリーズボタンスイッチ１８によってレリーズボタンの全押しが検出されると、露出制御部３４は、演算された露出値に基づいて絞り、シャッタ３５等を駆動制御する。これによって、１フレーム分の画像信号がイメージセンサ１１Ｉから読み出される。画像信号処理回路２２は、読み出された１フレーム分の画素信号に基づいて静止画像データを生成する。

静止画像データは、Ｉ／Ｆ回路３１を介してカメラ１０に着脱自在なメモリ（メモリカードなど）３２に記録される。再生モードが設定されると、メモリカード３２に記憶された一連の記録画像のうち選択された画像のデータが読み出され、記録画像がＬＣＤ１６に再生表示される。

メニューボタン（図示せず）が操作されると、システムコントロール回路２０は、メニューボタンスイッチ１９からの信号を検出し、ＬＣＤドライバ１５を制御してＬＣＤ１６にメニュー画面を表示させる。ユーザは、メニュー画面を見ながら十字ボタン、実行ボタンなどを操作することにより、連続撮影、インターバル撮影、多重露出撮影など様々な露出を設定することが可能である。

カメラ本体内部には、手振れ補正機構１２が撮影光学系１３の後方に光軸に沿って配置されている。手振れ補正機構１２は、光軸垂直平面に沿った水平−垂直（Ｘ−Ｙ）方向に移動可能な矩形状移動ステージ５０と、移動ステージ５０に対向配置される矩形状固定ステージ６０とを備える。カメラ本体上部に設けられた手振れボタン（図示せず）が操作されると、手振れ補正処理が実行される。

イメージセンサユニット１１は、移動ステージ５０の中央部に取り付けられており、イメージセンサユニット１１の側面には、Ｘ、Ｙ方向に沿ってボイスコイル４３Ａ、４３Ｂがそれぞれ設置されている。固定ステージ６０は、光軸方向に沿って移動ステージ５０に近接した状態で対向配置されており、イメージセンサユニット１１の受光面領域に合わせて開口部が形成されている。

ボイスコイル４３Ａ、４３Ｂに駆動電流（駆動信号）が流れると、ボイスコイル４３Ａ、４３Ｂは電磁石として機能し、コイル近傍において磁界変化が生じる。固定ステージ６０に設けられた永久磁石４４Ａ、４４Ｂとボイスコイル４３Ａ、４３Ｂとの磁気相互作用により、移動ステージ５０がＸ−Ｙ方向に沿って移動する。

角速度検出回路４５は、カメラ１０の姿勢変動（ヨーイング、ピッチングなど）を検知するジャイロセンサによって構成される。システムコントロール回路２０は、検出された角速度信号に基づいて手振れ量（変位量）を演算する。システムコントロール回路２０は、ステージ駆動回路６５へ駆動信号を出力し、手振れによる像ブレを相殺するように移動ステージ５０を移動させる。

移動ステージ５０のイメージセンサユニット周囲には、ホール素子などの磁気センサ４２Ａ、４２ＢがＸ、Ｙ方向に沿って配置されている。移動ステージ５０が移動すると、磁気センサ４２Ａ、４２Ｂは、永久磁石４４Ａ、４４Ｂに対する相対的位置変化に応じて磁界変化を検知する。システムコントロール回路２０は、磁気変化に基づいて移動ステージ５０の移動量を検出する。

このように撮像素子シフト型の手振れ補正機構１２によって手振れ補正を行う一方、手振れ補正機構１２を利用して、イメージセンサユニット１１の表面（ここでは光学フィルタの表面）に付着した塵埃などを取り除くダスト除去処理を行うことが可能である。

図２に示すように、ダスト除去処理は、カメラ起動時、ユーザによる入力操作時、および／あるいは定期的に実行することが可能である。定期的にダスト除去処理を実行する場合、ユーザはダスト除去処理の実行時間間隔を設定する。

本実施形態では、定期的なダスト除去処理を行う場合、カメラの動作状況に応じてダスト除去処理を実行するか否かを判断し、状況によってはそのタイミングでダスト除去処理を実行せず、ダスト除去処理可能な状況になるまで待機する。以下、定期的ダスト除去処理について説明する。

図３は、定期的ダスト除去処理のフローチャートである。カメラの電源ＯＮと同時に処理が開始される。

ステップＳ１では、現在の時刻と、ユーザにより設定されたダスト処理の実行時間間隔に基づいて、ダスト除去処理(以下、ＤＲ処理ともいう)を実行する時刻が算出される。ステップＳ２では、現在の時刻が、算出されたＤＲ処理実行の時刻であるか、すなわち電源ＯＮの時から定められた所定時間経過したか否かが判断される。

ＤＲ処理実行の時刻になったと判断されると、ステップＳ３において、撮影中であるか否かが判断される。すなわち、撮影動作が実行されている状況であってシャッタ、絞り、イメージセンサユニット１１、手振れ補正機構１２などが駆動制御されているか否かが判断される。撮影中である場合、ステップＳ２に戻る。

一方、撮影中ではないと判断されると、ステップＳ４に移り、撮影待機中であるか否かが判断される。すなわち、レリーズボタンに対する操作に応じて撮影動作が実行可能（撮影画像を記録可能）な状況である、あるいは自動撮影モードにおける次の撮影動作を待機している状態であるか否かが判断される。例えば、撮影モードにおいてスルー画像を表示している状況、インターバル撮影を行っている状況、セルフタイマー機能によってカウントダウンされている状況などが挙げられる。

撮影待機中であると判断されると、ステップＳ５に移り、インターバル撮影中であるか否かが判断される。インターバル撮影中ではない場合、ステップＳ２に戻る。一方、インターバル撮影が行われていると判断されると、ステップＳ６に移る。

ステップＳ６では、カメラ１０が三脚などによって固定されているか否かが判断される。カメラ１０が固定されていない場合、ステップＳ２に戻る。一方、カメラ１０が固定されている場合、ステップＳ７へ移り、インターバル撮影中の状況でＤＲ処理が実行可能であるか否かが判断される。

具体的には、現在時刻からＤＲ処理を終了するまでの時間を加算した時刻Ｔａと、次のインターバル撮影時刻Ｔｂとを比較し、Ｔａ＜Ｔｂであれば撮影中であってもＤＲ処理を実行可能と判断し、ステップＳ７へ移行する。一方、Ｔａ＝ＴｂもしくはＴａ＞Ｔｂの場合、ＤＲ処理を実行できないと判断し、ステップＳ２へ戻る。

撮影中ではなく（Ｓ３）、撮影待機中でもない（Ｓ４）と判断されると、ステップＳ８においてＤＲ処理が実行される。例えば、再生モードが設定されている状況、メニュー画面が表示されてユーザの入力操作を待機している状況、メモリカード３２など外部機器がカメラ１０に接続されている状況の場合、ＤＲ処理が実行可能である。

ＤＲ処理では、イメージセンサユニット１１が所定方向に繰り返し高速で往復移動するように、手振れ補正機構１２が駆動制御される。ＤＲ処理が実行されると、ステップＳ９において次のＤＲ処理実行時刻に更新される。更新されると、ステップＳ２に戻る。

このように本実施形態によれば、手振れ補正機構１２によってイメージセンサユニット１１の表面に付着する塵埃を振るい落とすダスト除去処理を定期的に実行可能なデジタルカメラ１０において、定められた所定時間経過時に撮影中、もしくは撮影待機中の場合、その経過時にダスト除去処理を実行させず、ダスト処理実行可能な状態（再生モード状態など）になってからダスト除去処理を実行させる。

撮影中などにダスト除去処理が実行されるのを回避することにより、所望する画像を得ることができなくなる事態を防ぐことができる。また、実行可能な状態になるまで待機することにより、異物の付着を長期間放置するといった事態にならない。

一方、所定の時間間隔で撮影動作を行うインターバル撮影の場合、撮影期間中であっても、ダスト除去処理タイミングと撮影動作がバッティングしなければ、ダスト除去処理を実行する。これにより、時間間隔が非常に長い場合に塵埃等が表面に付着しても、撮影動作前に取り除くことができる。

このとき、デジタルカメラ１０の固定を確認してからダスト除去処理を実行する、すなわちユーザがデジタルカメラ１０を保持した状態では実行しないことにより、ユーザが予期しないデジタルカメラ１０の振動によって不快になることを防ぐことができる。

本実施形態では、手振れ補正機構１２によって塵埃を振るい落とす構成であるが、圧電素子などによって光学フィルタを振動させる構成など、その他の構成にすることも可能である。また、電源ＯＦＦ期間も含めた定期的ダスト除去処理の時間間隔を設定してもよい。所定時間経過時にダスト除去処理を実行しない場合、本実施形態のように実行可能な状態になるまで待機してもよく、あるいはダスト除去処理の時間間隔よりも短い時間を設定し、その時間に到達したらダスト除去処理を実行するようにしてもよい。

１０ デジタルカメラ
１１ イメージセンサユニット（撮像素子ユニット）
１２ 手振れ補正機構（異物除去部）
２０ システムコントロール回路（制御部）

Claims (9)

1. 撮像素子ユニットの表面に付着する異物を除去する異物除去部と、
   定められた所定時間間隔に従って前記異物除去部を動作させる制御部とを備え、
   前記制御部が、所定時間経過時に異物除去処理を実行可能でない場合、その経過時を回避して前記異物除去部を動作させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御部が、所定時間経過時に撮影中もしくは撮影動作実行可能な状況であるか否かを判断し、撮影中もしくは撮影動作実行可能な状況である場合、その経過時に前記異物除去部を動作させないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部が、インターバル撮影中に所定時間経過すると、異物除去処理期間内にインターバル撮影動作が実行されないと判断すれば、前記異物除去部を動作させることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の撮像装置。
4. 前記制御部が、前記撮像装置が固定されていることを検出すると、インターバル撮影中に前記異物除去部を動作させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記制御部が、所定時間経過時に再生モード設定状態、メニュー画面表示状態、および外部機器接続状態のいずれかの状態である場合、その経過時に前記異物除去部を動作させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記制御部が、所定時間経過後に異物除去処理を実行できる状態になるまで、前記異物除去部の動作を実行待機させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 前記制御部が、入力操作に応じて所定時間を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記制御部が、起動時からの所定時間経過をモニタリングすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 撮像装置を、
   定められたダスト除去処理の実行時間間隔に従い、ダスト除去処理を実行する時期に達したか否かを判断する手段と、
   ダスト除去処理を実行する時期に達した場合、イメージセンサユニットの表面に付着する異物を除去する異物除去部を動作させる制御手段として機能させるプログラムであって、
   実行する時期に異物除去処理を実行可能でない場合、その時期を回避して前記異物除去部を動作させるように、前記制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。