JP7395319B2 - Cleaning equipment and cleaning method - Google Patents
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Description
本発明は、清掃装置および清掃方法に関する。 The present invention relates to a cleaning device and a cleaning method.
光、電磁波などを検出する検出素子の検出面はゴミが付着することで誤検出を起こすことがある。例えば、受光素子である光電変換器が並んだ撮像素子を有するデジタルカメラでは、撮像素子の撮像面を定期的に清掃することで画像の画質の低下を防いでいる。しかし、ユーザーが自ら撮像面を清掃すると誤って傷つけてしまう可能性があるため、メーカー等が運営するサービス店に持ち込んで専用の作業者に依頼するのが一般的である。しかし、専用の作業者でも熟練度の差などにより、清掃の作業精度にバラツキがある。そこで、撮像装置の撮像面を清掃する装置が提案されている。特許文献1は、撮像装置に接続して撮像面に清掃部材を押し付け、自動でふき取り作業を行う光学部品清掃具を開示している。
Dust may adhere to the detection surface of a detection element that detects light, electromagnetic waves, etc., causing false detection. For example, in a digital camera having an image sensor in which photoelectric converters, which are light receiving elements, are lined up, deterioration in image quality of images is prevented by periodically cleaning the imaging surface of the image sensor. However, if the user cleans the imaging surface by themselves, there is a risk of accidentally damaging it, so it is common for the user to take it to a service shop operated by the manufacturer or the like and ask a specialized worker to do it. However, even among dedicated workers, there are variations in the accuracy of cleaning work due to differences in skill level. Therefore, an apparatus for cleaning the imaging surface of an imaging device has been proposed.
しかしながら、特許文献1の自動清掃装置では、清掃部材をカメラ内部に侵入させて清掃を行う際に、清掃部材がカメラ内部を破壊ないし汚損しないよう措置を取らなければならない。そこで従来は、清掃部材による破損等を防止するために、清掃部材がカメラ内部の構造物から十分な間隔を空けて清掃動作が行えるよう、清掃部材の移動パスや清掃部材の侵入が可能な領域を予め指定する措置が取られていた。
However, in the automatic cleaning device disclosed in
しかしながら、近年、撮像面が光軸に対し法線方向側に上下左右に移動し振動を補正する、いわゆるセンサシフト式の手ブレ補正機能を有しているカメラが発売されている。このセンサシフト式の手ブレ補正機能を有したカメラの清掃を行う際に、撮像面が駆動可能なために清掃される撮像面位置にバラつきが生じることがある。センサシフト式の手ブレ補正機能を有したカメラの清掃を行う際に、従来のように予め清掃部材の移動パスを定めておくと、撮像面位置が清掃部材に対して一意に定まらず、特に撮像面の画面端近傍の領域を清掃できず、拭き残しが発生する恐れがある。 However, in recent years, cameras have been released that have a so-called sensor shift type camera shake correction function in which the imaging surface moves vertically and horizontally in the normal direction to the optical axis to correct vibrations. When cleaning a camera having this sensor shift type image stabilization function, the position of the imaging surface to be cleaned may vary because the imaging surface is movable. When cleaning a camera with a sensor shift type image stabilization function, if the movement path of the cleaning member is determined in advance as in the past, the position of the imaging surface will not be uniquely determined with respect to the cleaning member. The area near the edge of the image pickup surface cannot be cleaned, and there is a risk that some residue may be left unwiped.
また、手ブレ補正機能を用いて撮像面位置を一定位置に保持した場合でも、撮像面の保持力が清掃部材の摺動力に負けて撮像面の位置ずれが生じてしまい、拭き残しが発生する恐れがある。さらに、カメラの種類によって撮像面領域の大きさや位置が異なるため、それぞれのカメラに対してすべて清掃部材の移動パスや清掃部材の侵入が可能な領域を予め指定しておくことは非常に煩雑で手間も多い。 Furthermore, even if the camera shake correction function is used to maintain the imaging surface at a constant position, the holding force of the imaging surface is overcome by the sliding force of the cleaning member, causing the imaging surface to shift, resulting in unwiped residue. There is a fear. Furthermore, since the size and position of the imaging surface area differ depending on the type of camera, it is extremely troublesome to specify in advance the movement path of the cleaning member and the area into which the cleaning member can enter for each camera. It takes a lot of effort.
本発明は、清掃対象である検出面の位置の変化や大きさの違いに対して対応可能な清掃装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cleaning device that can cope with changes in the position and size of a detection surface to be cleaned.
上記課題を解決するために、本発明の清掃装置は、検出面を備える検出素子を清掃する清掃部と、前記清掃部を制御する制御部と、を備える。前記清掃部は、先端部に光を照射する発光部を備え、前記発光部は複数の光源を有し、前記制御部は、測定した前記清掃部の第1の位置情報と、前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像した撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置を制御し、前記撮像画像において前記複数の光源からの光を識別可能である。 In order to solve the above problems, a cleaning device of the present invention includes a cleaning section that cleans a detection element having a detection surface, and a control section that controls the cleaning section. The cleaning section includes a light emitting section that irradiates the tip with light, the light emitting section has a plurality of light sources, and the control section uses the measured first position information of the cleaning section and the detection surface. controlling the position of the cleaning unit based on second position information of the cleaning unit based on a captured image of the light emitted from the light emitting unit , and identifying light from the plurality of light sources in the captured image; It is possible .
本発明によれば、清掃対象である検出面の位置の変化や大きさの違いに対して対応可能な清掃装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cleaning device that can respond to changes in the position and size of the detection surface to be cleaned.
図1および図2は、本実施形態に係る清掃装置100の一例を示す図である。清掃装置100は、光、電磁波などを検出する検出素子の検出面を自動で清掃する装置である。本実施形態では、清掃装置100として、デジタルカメラ等の撮像装置に備えられたCMOSセンサ等で構成された撮像素子の撮像面を清掃する清掃装置の例を説明する。また、清掃する対象として撮像装置であるカメラ200の撮像素子22を例に説明する。
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing an example of a
図1は、清掃装置100の外観を示す図である。清掃装置100は、本体1、清掃対象である装置を固定する固定部2、種々の情報を表示する表示部7を備える。本体1は、例えば金属シャーシで構成される。なお、表示部7は、清掃装置100と通信可能な別体として構成されていても構わない。
FIG. 1 is a diagram showing the appearance of the
図2(A)および図2(B)は、清掃装置100の内部の構成を示す図である。清掃装置100は本体1の内部に、可動台座6、制御部10、エアーフィルタ11、吸入口12、圧力計13、電源14を備える。また、可動台座6は、確認部3、第1の清掃部4、第2の清掃部5を備える。可動台座6が三次元方向に並進および回転を行って各部の位置を自在に変更可能としている。
2(A) and FIG. 2(B) are diagrams showing the internal configuration of the
固定部2は、本体1の外装面に配置され、清掃対象である装置を固定する。固定部2は、例えば、リング状の金属部材で構成される。本実施形態では、固定部2には、清掃対象となるカメラ200の交換レンズを着脱するカメラマウントが装着・固定可能な構造になっている。なお、カメラ200の詳細は後述する。固定部2はさらに、電気接続端子を備え、装着されるカメラ200との通信も可能である。本実施形態では、装着対象であるカメラ200のいわゆるカメラマウントにおける接続端子を利用してカメラの装着を検知する。すなわち、固定部2の接続端子がカメラマウントの接続端子と電気的に接続したことに応じて、清掃装置100にカメラ200が装着されたことを検知する。
The
また、固定部2は、清掃装置100による清掃の様子をモニタリングする際の光量の確保のための照明を備えている。照明は、例えばリング状の照明である。固定部2の照明は、第1の清掃部4および第2の清掃部5による撮像素子22の清掃時には、清掃対象である撮像素子22に光を照射する。また、固定部2は、装着される清掃対象の機器の種類に応じて適切な形状が異なるため、本体1に対して着脱可能に構成されて接続が想定される機器に合わせて交換されてもよいし、接続が想定される機器の種類の分だけ設けられてもよい。
Furthermore, the
確認部3は、照明を備え、制御部10の指示に従って清掃対象の全面に照明光を照射する。本実施形態では、確認部3の先端にLEDが搭載されており、固定部2に固定されたカメラ200の撮像素子22の表面汚れ状態を確認する画像を取得する際に照射される。なお、本実施形態では撮像素子22の撮像機能を利用してセンサ面の画像を取得するが、これに限られるものではなく、確認部3が撮像素子などのセンサを有して清掃対象である撮像素子22の表面の状態を確認できる情報を取得してもよい。
The
第1の清掃部4は、撮像素子22の表面に対して非接触式の清掃を行う清掃機具である。本実施形態においては筒状の部材の先端(噴射口)からエアーを噴射することで、近接した撮像素子22の表面についたゴミを風圧により吹き飛ばす。なお、第1の清掃部4は、非接触式の清掃機具であれば、その具体的な構成は特に限定されない。第2の清掃部5は、撮像素子22の表面に対して接触式の清掃を行う清掃機具である。第2の清掃部5の詳細については、図9を用いて後述する。
The
第2の清掃部5は、固定部2の方向に向けられている。可動台座6が上下に可動することで、第2の清掃部5は固定部2のリング中央を通り、固定部2に接続されたカメラ200の開口状態にある撮像素子22に近接することができる。同じく、確認部3および第1の清掃部4についても、可動台座6が回転可動であることにより、各部の正面を固定部2の方向に向けることができる。さらに、可動台座6が上下に可動であることにより、確認部3および第1の清掃部4は、固定部2に接続されたカメラ200の開口状態にある撮像素子22に近接することができる。
The
制御部10は、CPU(Central Processing Unit)を含むコンピュータにより構成される。制御部10は、清掃装置100全体を制御し、各部からの情報の処理や各部に対する指示を行う。エアーフィルタ11は、第1の清掃部4に供給されるエアーに含まれるゴミや油分等を低減するフィルターである。吸入口12は、第1の清掃部4が用いるエアーの吸入口である。第1の清掃部4に用いるエアーは、吸入口12を介して外部のポンプ等から清掃装置100に注入され、エアーフィルタ11を通すことでエアーに存在するゴミや油分を低減して、第1の清掃部4に供給される。
The
圧力計13は、注入されるエアーの圧力を計測、表示する。使用者は、圧力計13の示す圧力を見て随時適切な圧力に調整できる。なお、制御部10が圧力計13の計測結果に基づいて随時エアーの圧力を調整するようにしてもよい。電源14は、清掃装置100全体に電源を供給している。また、電源14は、インターフェース(本実施形態においては、例えば、固定部2の電気接続端子など)を介して外部機器に給電を行う機能を備えていてもよい。
The
次に、図3を用いて第2の清掃部5の詳細について説明する。図3は、第2の清掃部5について説明する図である。図3(A)は、図2(A)に示される第2の清掃部5の先端部分の拡大図である。第2の清掃部5は、撮像素子22の表面に対して接触式の清掃を行う清掃機具である。第2の清掃部5の先端には、芯材61が取り付けられており、芯材61の先端部には、撮像素子22の表面に付着したゴミ等を接触して除去する除去部材である拭き具62が装着されている。また、芯材61の左右には、光を照射する発光部として光源である光ファイバー66が取り付けられ、拭き具62の裏面から撮像素子22の表面に光を照射する。
Next, details of the
拭き具62には、例えば、超極細繊維の布、ペーパー、テープなどが用いられる。清掃時には、拭き具62が撮像素子22に接触し、表面を直接なぞることでゴミをからめとる。拭き具62は巻き取り式であり、第2の清掃部5が接触、移動し拭き清掃を行うと共に、新しい拭き具が清掃面に接触するように構成されている。さらに、拭き具62は、必要に応じて油汚れを落とすための溶剤を拭き具に浸けて清掃を行うことも出来る構成になっている。
As the
芯材61の左右には、光ファイバー66が取り付けられている。図3(A)においては、拭き具62の先端向かって左側に光ファイバー66aと光ファイバー66bが、右側には光ファイバー66cと光ファイバー66dが取り付けられている。光ファイバー66の根元には不図示の照明光照射部、具体的にはLEDからなるライトが接続されており、照明光照射部のLEDから導光された光は、光ファイバー66の先端部に到達し発光し、拭き具62を清掃面の裏側から照射する。なお、本実施形態では、発光部として光ファイバー66を使用しているが、他にも、例えば拭き具62に直接LEDや白熱電球を取り付けても良い。また、蓄光材料や自発光材料を塗布し発光させる形式でも構わず、発光部の方式は適切な方式を選択して良い。
拭き具62は、光ファイバー66からの照射光を少なくとも一部は透過する素材で構成される。そのため、カメラ制御部21および制御部10は、撮像素子22の検出した照射光の画像に基づいて、撮像素子22の撮像領域における拭き具62の位置を検出することができる。撮像素子22の画像から位置を検出すると、清掃装置100に装着されるカメラ200の種類や製造バラつきを考慮せずに直接拭き具62を知ることができる。さらに、撮像素子22の画像から位置を検出すると、カメラ200と清掃装置100の間で撮像素子22の位置や領域の情報を共有せずとも清掃することが可能となる。
The
図3(B)は、第2の清掃部5により清掃されている撮像素子22が撮像した画像を示す図である。第2の清掃部5は、拭き具62を用いて撮像素子22を清掃し、このとき光ファイバー66から照射光が照射されている。撮像画像65は、第2の清掃部5により清掃され光ファイバー66から照射光63が照射されているとき撮像素子22が撮像した画像の一部である。撮像画像65には、拭き具62を透過した光ファイバー66の照射光63が映り込んでいる。なお、撮像画像65は、定期的に取得する画像でもよいし、ライブビューモードで取得した映像でもよい。
FIG. 3(B) is a diagram showing an image captured by the
照射光63aから照射光63dは、それぞれ光ファイバー66aから光ファイバー66dの光に対応している。制御部10は、撮像画像65中の照射光63の画像情報をもとに拭き具62と撮像素子22の表面との接触部64の位置を確認し、測定することが可能となる。図3(B)においては、拭き具62aが照射光63の画像情報に基づいて算出された拭き具62に対応している。
接触部64の位置の測定の方法の一例として、照射光63のそれぞれの発光部の重心位置を計算し、算出された重心位置を中心位置とする一定の領域を接触部64とみなす方法が挙げられる。
An example of a method for measuring the position of the
なお、この際、第2の清掃部5の各部材は位置や接触圧などを調整可能であることが望ましく、光ファイバー66の位置や、拭き具62と撮像素子22との接触圧、また照射光63の発光量や撮像画像65の露出が調整可能な部材であることが望ましい。また、照射光63が単色であれば、異なる光ファイバー66の照射光63a~63dが混色してしまい、重心位置や発光領域の算出方法が複雑になってしまう。そこで、照射光63a~63dの発光色をそれぞれ撮像画像で識別可能なように異なる色にするようにしてもよい。また、例えば照射光63aと照射光63bを異なる色に、照射光63bと照射光63dを異なる色に変更しても良い。一方で、撮像素子22が単色センサである場合や、照射光63を単色であっても接触部64が十分に測定および算出可能な場合、照射光63を同一の発光色とすることも当然可能である。
At this time, it is desirable that the position and contact pressure of each member of the
図3(C)は、照射光63を単色で構成した場合に、第2の清掃部5により清掃されている撮像素子22が撮像した画像を示す図である。照射光63を単色で構成した場合には、照射光63は、撮像画像65において光ファイバー66の灯数にかかわらず一体化したひとつの照射光63として認識される。単色の場合でも、照射光63を撮像した撮像画像65に基づいて接触部64が算出される。図3(C)においては、拭き具62bが照射光63の画像情報に基づいて算出された拭き具62に対応している。
FIG. 3C is a diagram showing an image captured by the
撮像素子22が撮影した撮像画像65では、照射光63を確認することにより接触部64の位置が測定される。そのため、撮像素子22を清掃している際の第2の清掃部5周辺は、少なくとも照射光63が照射されていない箇所よりも明るい画像として確認できる程度には遮光された状態でなければならない。遮光された状態にするために、具体的には、例えば本体1の外周を壁で囲い、簡易的な暗室状態にすることが挙げられる。他にも、照射光63の光量を、清掃時の外光状況よりも十分強くする方法も挙げられる。
In the captured
次に、図4を用いて、本実施形態にかかる清掃装置100およびカメラ200の主要な電気的構成について説明する。図4は、清掃装置100およびカメラ200の構成を説明する図である。清掃装置100は、固定部2、確認部3、第1の清掃部4、第2の清掃部5、可動台座6、表示部7、入力部8、測定部9、制御部10、電源14、電源SW15、メモリ16、通信部17を備える。
Next, the main electrical configurations of the
清掃装置100は、電源14から供給される電力で動作し、電源SW15で清掃装置100のオンオフを切替える。表示部7は、清掃装置100およびカメラ200の各種情報、動作の状態、ユーザー操作による設定、ユーザー操作の誘導など、制御部10からの指示に応じて各種の情報を表示する。入力部8には、装着されるカメラ200に応じて適切な動作を行うために、メモリ16に記憶されたあるいは通信部17や他の通信経路を介して取得した、カメラ200の情報が入力される。また、ユーザー操作による各種の指示情報も入力部8に入力される。
The
測定部9は、接続されているカメラ200の撮像素子22の位置(座標、撮像素子22までの距離など)やサイズ、清掃中の第1の清掃部4および第2の清掃部5の位置を測定する。測定部9は、例えば、撮像素子とレンズを備えたカメラまたはレーザ距離計により構成される。また、測定部9は、第1の清掃部4および第2の清掃部5が清掃をする際にその進路を塞ぐ障害物がなく清掃対象まで接近可能か否かを判定する。例えば、本実施形態のように清掃対象がカメラ200の場合、測定部9は、後述するミラー25やシャッタユニット26等の遮光部材が光路上から退避して第1の清掃部4および第2の清掃部5が撮像素子22の近傍まで接近可能か否かを判定する。
The
制御部10は、清掃装置100の動作を制御し、各部からの情報の処理や各部に対する指示を行う。また、制御部10は、固定部2にカメラ200のカメラマウント23が装着され、固定部2に設けられた接続端子とカメラマウント23に設けられた接続端子が電気的に接続したことを検知することで、カメラ200の接続を検知する。メモリ16には、清掃装置100を制御する各種プログラムの他、清掃対象となるカメラ200等の機器の情報が記憶されている。
The
通信部17は、清掃対象のである撮像素子22を有するカメラ200との通信を行う。本実施形態では、固定部2に設けられた電気通信端子に通信部17も含まれているものとする。固定部2にカメラ200が接続されたときに、カメラマウント23内部に設けられたカメラ通信部24と通信部17が電気的に接続されることで、清掃装置100とカメラ200の通信を開始する。
The
なお、本実施形態では通信部17が固定部2に設けられた例を説明したがこれに限られるものではない。例えば、USBの規格に対応する接続端子として、接続ケーブルを介してカメラ200側のカメラ通信部24と電気的に接続される構成でもよい。この場合、清掃装置100とカメラ200が共に電源がONの状態で、接続ケーブルが通信部17およびカメラ通信部24の各端子に接続されると、通電し通信が確立される。また、清掃装置100とカメラ200の通信方法として、有線LAN、HDMI(登録商標)、無線LAN(Wi-Fi、Bluetooth(登録商標)、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy))など公知の通信方法も適用可能である。
In this embodiment, an example in which the
清掃装置100に着脱可能に接続されるカメラ200は、カメラ制御部21、カメラマウント23、カメラ通信部24、ミラー25、シャッタユニット26、撮像ユニット50を備える。また、撮像ユニット50は、撮像素子22を備える。カメラ制御部21は、CPUを含むコンピュータにより構成される。カメラ制御部21は、カメラ200全体を制御し、各部からの情報の処理や各部に対する指示を行う。
The
カメラマウント23は、カメラ200に着脱可能なレンズ装置を装着するマウントであり、清掃装置100の固定部2にも接続することにより固定することができる。カメラ通信部24は、清掃装置100の通信部17と通信可能に接続し、清掃装置100とカメラ200間の通信を行う。なお、カメラ通信部24は、カメラマウント23に設けられた電気通信端子に含まれていてもよい。
The
このとき、清掃装置100の制御部10は、通信部17とカメラ通信部24を介してカメラ制御部21と通信を行うことでカメラ200の制御を行うことができる。具体的には、清掃装置100の制御部10は、例えばカメラ機種判定やミラー25、シャッタユニット26を動かす撮像動作の制御、また撮像ユニット50による撮像素子22の位置調整動作を行うことができる。また、清掃装置100の清掃動作中を含めて、清掃装置100は通信部17を経由して、カメラ200の撮像素子22が撮像した静止画または動画を受信することや、いわゆるライブビュー画像を取得することも可能である。
At this time, the
ミラー25は、例えば一部が半透過性のハーフミラーで構成されるメインミラーである。ミラー25は、結像光学系からの光束をファインダー光学系の方向に導く第1の位置と、光束を撮像素子22の方向へ導くために光路上から退避した第2の位置とに移動が可能である。なお、カメラ200は、メインミラーの他に焦点検出や測光を行うための素子に光を導くサブミラーを備える構成であってもよい。
The
シャッタユニット26は、例えば、フォーカルプレーンシャッタである。撮影待機中には、シャッタ先幕が遮光位置に、シャッタ後幕が露光位置にある状態となる。撮影時には、シャッタ先幕が遮光位置から露光位置へ移動する露光走行によって撮像光束を通過し、撮像素子22は結像された被写体像を光電変換して撮像を行う。そして、設定された露光時間が経過した後、シャッタ後幕は露光位置から遮光位置へ移動する遮光走行を行い、1つの画像データにかかる撮像が完了する。
The
なお、本実施形態では、清掃対象であるであるカメラ200はミラー25を有するデジタル一眼レフカメラであるが、これに限られるものではない。例えば、光学ファインダーおよびミラー25を有しない、いわゆるミラーレス一眼カメラであっても本発明は適用できる。
Note that in this embodiment, the
ここで、図5を用いて、清掃対象となる検出素子である撮像素子22を有するカメラ200の詳細な説明を行う。図5は、カメラ200の構成を説明する図である。撮像素子22は、光を受光するフォトダイオード等の光電変換部を備えた検出面を有する。撮像素子22には、通常は不図示の撮影レンズが装着された状態で被写体からの光束が結像される。撮像素子22に受光された光束は電気信号に変換され、カメラ200は画像データを取得する。清掃時には、撮像素子22は、カメラマウント23に設けられた開口部から清掃装置100の第1の清掃部4および第2の清掃部5が接近可能な位置に配される。撮像素子22はフォトダイオードの上にカバーガラス、IRカットフィルター、LPF等を厚み方向に重ねた構造であり、清掃装置100はその最表面を清掃対象としている。
Here, with reference to FIG. 5, a detailed description will be given of the
なお、本実施形態では、撮像素子22としてCMOSセンサが用いられる例を説明するが、その他にもCCD型、CID型等様々な撮像素子に本発明は適用可能である。さらに、受光素子に限らず、X線などの電磁波を検出する検出素子など、素子表面で検出を行う機能を有する検出素子であれば、いずれの形態の検出素子も清掃装置100の清掃対象となりうる。
In this embodiment, an example in which a CMOS sensor is used as the
本実施形態では、カメラ200はレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラである。カメラ通信部24は、カメラマウント23に設けられ、外部機器と電気的に接続された状態で通信を行う。外部機器がレンズ装置である場合、カメラ制御部21によってレンズ制御を行うとともに、レンズおよびカメラ200の各種情報のやり取りを行う。本実施形態においては、カメラマウント23に清掃装置100の固定部2が接続される。
In this embodiment, the
ミラー25は、光軸上において撮像素子22よりも被写体側に位置する。ミラー25は、第1の位置(ミラーダウンの位置)にある場合には、撮像素子22への光を撮像素子22以外の不図示のセンサや光学式ビューファインダーなどに反射または分光する。ミラー25は、撮像素子22の清掃時には、第1の清掃部4および第2の清掃部5と接触しないよう、第1の清掃部4および第2の清掃部5の侵入経路となる撮像素子22の光軸上から退避させる必要がある。
The
本実施形態では、カメラ200が撮像素子22の露光時にミラー25を光軸から退避させる機構を利用して、清掃時においても清掃装置100からの部材が撮像素子22に近接できる程度に、ミラー25を光軸上から退避させておく。図5では、ミラー25が光軸から退避しており、撮像素子22が露光可能な状態、即ち第1の清掃部4および第2の清掃部5が撮像素子22に近接できる様子を示している。
In this embodiment, the
遮光部材であるシャッタユニット26は、撮像素子22よりも被写体側に位置している。そのため、清掃時には清掃装置100からの部材が撮像素子22に近接できるよう、露光時と同じく、シャッタユニット26に設けられた開口部261の遮蔽を、例えばシャッタ幕等の遮光部材を走行させることで解除する。即ち、清掃時には、ミラー25およびシャッタユニット26の状態を、撮像素子22の露光が可能な状態と同じ状態にする。なお、露光終了後にはシャッタ幕が開口部261を遮蔽し、撮像素子22への光を遮光する。
The
図6は、カメラ200内部に搭載されている撮像素子22を含む撮像ユニット50を説明する図である。図6(A)は、撮像素子22を保持する撮像ユニット50の構成を説明する図である。本実施形態における撮像ユニット50は、撮像素子22をカメラ200の内部で揺動させることで光学的に像ブレを補正可能な、いわゆるセンサ式像ブレ補正ユニットである。
FIG. 6 is a diagram illustrating the
撮像ユニット50は、撮像素子22の他、撮像素子ホルダ51、ホルダ保持枠52、磁石53、電磁石54、電磁石保持枠55を備える。ホルダ保持枠52には撮像素子22を搭載した撮像素子ホルダ51が固定されている。またホルダ保持枠52には、揺動に必要な磁石53が取り付けられている。電磁石保持枠55は、ホルダ保持枠52を前後から挟み込むように構成されている。また、電磁石保持枠55は、電磁石54を保持しており、電磁石54は磁石53に略対向する位置に取り付けられている。
In addition to the
撮像ユニット50は、カメラ200が撮影状態に入ると通電保持状態となり、電磁石54に通電を行う。このとき、ホルダ保持枠52は磁石53との磁力による反発もしくは誘引力によって浮遊状態になり、撮像素子22のうち、画像データを出力する画面領域である撮像領域221の中心が、撮影レンズの光軸に一致するよう作動する。カメラ200は、撮影者の手ブレやその他の要因による揺れが発生すると、電磁石54への通電を調節し、発生した揺れに基づく撮像画像の像ブレを抑制するようにホルダ保持枠52を揺動させる。
When the
図6(B)および図6(C)は、カメラ200の各状態における撮像ユニット50の位置を説明する図である。図6(B)および図6(C)は、撮像ユニット50を被写体側(清掃装置100側)から見た図である。図6(B)は、カメラ200が撮影状態にあるときの撮像ユニット50の状態を示した図である。カメラ200が撮影状態になると、撮像ユニット50が通電保持状態となり、撮像領域221の中心が光軸に一致するように動作する。このとき、撮像領域221の全域は、開口状態にあるシャッタユニット26の開口部261の内側にあり、撮影に必要な光束を受光できる状態にある。
FIGS. 6(B) and 6(C) are diagrams illustrating the position of the
一方、図6(C)は、通電保持状態が解除されているときの撮像ユニット50の状態を示した図である。通電保持状態が解除されているときは、ホルダ保持枠52およびホルダ保持枠52に保持された撮像素子22は重力の影響によって鉛直下側方向に落下した状態にある。そのため、撮像素子22上の撮像領域221の一部もしくは全部が、開口状態にあるシャッタユニット26の開口部261に遮られている状態になる。撮像領域221のどこが遮られているかはカメラの姿勢や状況、機種によって種々異なる。
On the other hand, FIG. 6C is a diagram showing the state of the
このため、第2の清掃部5のように接触式の清掃を行う際に撮像ユニット50の通電保持状態が解除されていると、清掃すべき撮像領域221の一部もしくは全部が開口部261に遮られているために、拭き具62が接触できず十分な清掃ができない。したがって、撮像領域221の、少なくとも第2の清掃部5によって清掃されている箇所は、開口部261の開口領域内部に位置するように制御される必要がある。開口部261の開口領域が撮像領域221よりも十分広く、撮像領域221を領域分割せずに一度で清掃できる場合においては、清掃しやすいように撮像領域221の中心と開口部261の開口中心を略一致させた状態で位置を保持することが望ましい。
Therefore, if the energization holding state of the
以下では、図7から図9を用いて、清掃装置100の各種動作シーケンスのうち第2の清掃部5の動作について説明する。図7は、第2の清掃部5を用いて検出素子の表面に対して接触式の清掃を行う、接触清掃処理を説明するフローチャートである。制御部10は清掃装置100が行う清掃シーケンス全体の中で、適宜本フローの動作あるいは動作の指示を各部に行う。また、接触清掃処理が始まる段階では、既にカメラ200がカメラマウント23および固定部2によって清掃装置100に固定され、カメラ通信部24と固定部2の通信部を介してカメラ200と通信が確立された状態となっている。
Below, the operation of the
まず、ステップS100において、制御部10は、第2の清掃部5の清掃に用いる部分(先端)をカメラ200内に挿入し、撮像素子22に近づける。具体的には、制御部10は、可動台座6を制御することで第2の清掃部5を固定部2の方向へ向け、固定部2およびカメラマウント23を通過するように移動させて、第2の清掃部5を撮像素子22に近づける。なお、拭き掃除の際に油汚れ等を取り除くための溶剤を用いる場合には、可動台座6を制御して他の回動位置に設けられた溶剤の入った容器に第2の清掃部5の先端を浸けてから、固定部2の方向へ向ける。
First, in step S<b>100 , the
ステップS101において、制御部10は、第2の清掃部5の先端を撮像素子22に接触させ、先端に取り付けられた拭き具62で撮像素子22の表面を拭取ることで撮像素子22の清掃を行う。第2の清掃部5による撮像素子22の清掃終了後、ステップS102において、制御部10は、撮像素子22の近傍から第2の清掃部5を退避させて、接触清掃処理を終了する。
In step S101, the
ここで図8および図9を用いて、第2の清掃部5による清掃の詳細を説明する。図8は、ステップS102における第2の清掃部5による撮像素子22の清掃を説明する図である。第2の清掃部5は、撮像領域221上で、順次、清掃方向44に走査することで、撮像素子22の表面の拭き取り清掃を行う。この際、第2の清掃部5は、拭き残しを防ぐために、第1の移動軌跡40および第2の移動軌跡41で示すように、1回の走査による清掃領域を一部重複させながら清掃方向44に走査して清掃する。
Here, the details of cleaning by the
また、清掃装置100が1回で清掃できるエリアが撮像領域221のすべてをカバーしきれない場合には、清掃装置100が1回で清掃できる清掃エリアを複数設定して清掃エリアごとに順次清掃を行う。この際、隣り合う清掃エリアは、拭き残しを防ぐためにその一部が重複するように設定する。例えば、図5に示すように、第1の清掃エリア42と第2の清掃エリア43を重複させることで拭き残しを防ぐ。このとき清掃装置100は、清掃対象となる清掃エリアを第1の清掃エリア42から第2の清掃エリア43に移動されることで、撮像領域221のすべてのエリアを清掃する。なお、拭き残しを防ぎかつゴミを撮像領域221の外に追い出すために、各清掃エリアでの清掃方向は同一方向であることが望ましい。
In addition, if the area that can be cleaned by the
図9(A)は、第2の清掃部5による撮像素子22の清掃を説明する図である。図9(A)は、第2の清掃部5が撮像素子22を清掃する様子を斜め前から示した図である。第2の清掃部5は、撮像素子22に接触しながら移動して清掃を行う。図9(A)において、第2の清掃部5は工具移動量67だけ移動している。清掃装置100の制御部10は、清掃中の第2の清掃部5がどこにあるかを示す工具上位置座標70を第1の位置情報として測定し、第1の位置情報に基づいて工具移動量67を算出する。制御部10は、第1の位置情報である工具上位置座標70を例えば測定部9を用いて測定する。
FIG. 9A is a diagram illustrating cleaning of the
図9(B)は、第2の清掃部5が撮像素子22を清掃する際に撮像素子22が取得した撮像画像65を示す図である。撮像画像65は、移動する第2の清掃部5の拭き具62を透過した照射光63の光を、撮像素子22で取得した画像である。図9(B)において、第2の清掃部5は拭き具62cの位置から拭き具62dの位置へ、移動量68だけ移動している。清掃装置100の制御部10は、撮像画像65を用いて画像上位置座標71を第2の位置情報として測定し、画像上位置座標71に基づいて画像上の移動量68を求める。また、第2の位置情報である画像上位置座標71は、画面上の拭き具62の位置や接触部64の位置を算出する基準となる。画像上位置座標71は、例えば、照射光63のそれぞれの発光部の重心位置である。
FIG. 9(B) is a diagram showing a captured
図9(B)における画像上位置座標71の移動は、図9(A)における工具上位置座標70の移動に対応している。すなわち、図9(B)における移動量68は、図9(A)における工具移動量67に対応している。撮像素子22が静止した状態であれば、画像上の移動量68を第2の清掃部5の工具上での移動量に換算すると、第2の清掃部5の工具移動量67と一致する。
The movement of the image position coordinates 71 in FIG. 9(B) corresponds to the movement of the tool position coordinates 70 in FIG. 9(A). That is, the amount of
しかし実際には、通電保持状態である撮像素子22は浮遊した状態にあるため、撮像素子22と拭き具62との接触による摩擦影響や姿勢保持機構の誤差によって撮像素子22の位置がずれる場合がある。撮像素子22の位置がずれると、画像上の移動量68を工具移動量に換算した値(工具移動換算値)と、工具移動量67が一致しないことがある。移動量68の工具移動換算値と工具移動量67が一致しない場合には、第2の清掃部5を第1の移動軌跡40と第2の移動軌跡41のように重複させて走査させていても、撮像素子22のずれによって拭き残しが発生する場合がある。
However, in reality, the
そこで、拭き残しが発生しないように、清掃装置100の制御部10は、工具移動量67と像上の移動量68のそれぞれの値を比較して、比較結果に応じて第2の清掃部5と撮像素子22の位置関係を制御する。例えば、画像上の移動量68による工具移動換算値と、工具移動量67の関係を常時監視しておき、関係性にずれが生じたときに、撮像素子22のずれを撮像ユニット50が修正可能な程度まで拭き具62の接触圧を弱める方法が挙げられる。また、画像上の移動量68による工具移動換算値と、工具移動量67の関係を常時監視しておき、関係性にずれが生じたときに、撮像ユニット50によって撮像素子22を駆動させて、ずれを補正するようにしてもよい。
Therefore, in order to prevent any residue from being wiped, the
また別の例として、生じたずれに応じて第2の清掃部5を駆動させて撮像素子22のずれを補正するようにしてもよい。具体的には、像上の移動量68による工具移動換算値と工具移動量67の関係から、第2の清掃部5の進行方向の法線成分のずれ量69aと進行方向のずれ量69bを検出し、それぞれに対して補正を行う。これは、第2の清掃部5と撮像素子22との接触圧を弱めたり接触を離したりしても容易に撮像素子22の位置を再調整できない場合に特に有効な方法である。
As another example, the
このとき、ずれ量69aのずれ方向によっては、第1の移動軌跡40と第2の移動軌跡41の位置が逆転し、いわゆる二度拭き状態になる場合もある。そのため、ずれ量69aについては、第1の移動軌跡40と第2の移動軌跡41の重複量がずれ量69aによる拭き残しをなくすように調整する。一方、ずれ量69bについては、像上の移動量68が工具移動量67よりも少なくなった場合には、第2の清掃部5を当初予定していた工具移動量67よりもずれ量69bだけ多く移動させる。
At this time, depending on the direction of the
また、第2の清掃部5の進行方向のずれ量であるずれ量69bについては、照射光63を利用した制御によって拭き残しを防ぐことができる。すなわち、照射光63を撮像した撮像画像65を用いて、撮像領域221の端まで清掃したと判定できる場合は、進行方向のずれ量69bによる拭き残しが生じていないと判定することができる。
Further, regarding the
図9(C)は、第2の清掃部5が撮像素子22を清掃する際に撮像素子22が取得した撮像画像65の一部を示す図である。図9(C)では、第2の清掃部5が撮像素子22の画面端65aの近傍に位置している。画面端65aは、第2の清掃部5の進行方向にある撮像領域221の端であり、撮像領域221の端と一致する。第2の清掃部5の拭き具62が撮像素子22の撮像領域221端に位置するとき、撮像画像65上では画面端65aに拭き具62の照射光63の一部が映り込んでいる。このとき、拭き具62の進行方向前方に位置した照射光63aおよび照射光63cは、撮像領域221外に位置するため撮像画像65に映らなくなり、撮像画像65には、照射光63bおよび照射光63dのみが映り込んでいる状態にある。
FIG. 9C is a diagram showing a part of the captured
すなわち、制御部10は、撮像画像65内にある照射光63の状態を監視しておくことで、撮像素子22のずれ有無にかかわらず、拭き具62の接触部64が確実に画面端65aまで清掃できたかを判定することができる。したがって、ずれ量69bの多寡によらず、第2の清掃部5が撮像領域221の端まで清掃したかを撮像画像65の情報から直接判断して清掃を行うことで、拭き残しを防止することができる。さらに、この方法であれば必ずしも撮像領域221の情報をあらかじめカメラ200と清掃装置100の間でやり取りする必要もなく、適切に清掃を行うことが可能となる。画面端65aすなわち撮像領域221の端まで清掃できたと判定した場合は、次の移動軌跡に移動して清掃のための走査を行う。
That is, by monitoring the state of the
以上の手順で行うことにより、清掃装置100は、第2の清掃部5が発する光を清掃中に撮像した撮像画像65に基づいて、第2の清掃部5と撮像素子22の位置関係を特定し該位置関係にずれが生じていた場合にはずれを補正することができる。そのため、清掃装置100は、撮像素子22の撮像領域サイズが不明であったり、撮像領域221の位置が不定であったり清掃時に移動してしまう場合であっても、撮像素子22の表面についたゴミや汚れを適切に除去することができる。
By performing the above procedure, the
以上のように、本実施形態によれば、接触式の清掃を行う場合に、清掃対象である撮像素子の大きさの違いや位置の変化に対して対応可能な清掃装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, when performing contact-type cleaning, it is possible to provide a cleaning device that can respond to differences in size and changes in position of the image sensor to be cleaned. .
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other examples)
The present invention provides a system or device with a program that implements one or more of the functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
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および変更が可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
5 第2の清掃部
10 制御部
22 撮像素子
50 撮像ユニット
62 拭き具
63 照射光
66 光ファイバー
100 清掃装置
200 カメラ
5
Claims (11)
前記清掃部を制御する制御部と、を備え、
前記清掃部は、先端部に光を照射する発光部を備え、
前記発光部は複数の光源を有し、
前記制御部は、測定した前記清掃部の第1の位置情報と、前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像した撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置を制御し、
前記撮像画像において前記複数の光源からの光を識別可能であることを特徴とする清掃装置。 a cleaning unit that cleans a detection element having a detection surface;
A control unit that controls the cleaning unit,
The cleaning section includes a light emitting section that irradiates the tip with light,
The light emitting section has a plurality of light sources,
The control unit is based on the measured first position information of the cleaning unit and second position information of the cleaning unit based on a captured image of light from the light emitting unit irradiating the detection surface. controlling the position of the cleaning unit;
A cleaning device characterized in that light from the plurality of light sources can be identified in the captured image .
前記清掃部を制御する制御部と、を備え、A control unit that controls the cleaning unit,
前記清掃部は、先端部に光を照射する発光部を備え、The cleaning section includes a light emitting section that irradiates the tip with light,
前記制御部は、測定した前記清掃部の第1の位置情報と、前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像した撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置を制御し、The control unit is based on the measured first position information of the cleaning unit and second position information of the cleaning unit based on a captured image of light from the light emitting unit irradiating the detection surface. controlling the position of the cleaning unit;
前記制御部は、前記第1の位置情報を画像上の位置情報に換算した値と前記第2の位置情報を比較して、比較結果に応じて前記清掃部の位置を制御することを特徴とする清掃装置。The control unit compares a value obtained by converting the first position information into position information on an image with the second position information, and controls the position of the cleaning unit according to the comparison result. cleaning equipment.
前記清掃部を制御する制御部と、を備え、A control unit that controls the cleaning unit,
前記清掃部は、先端部に光を照射する発光部を備え、The cleaning section includes a light emitting section that irradiates the tip with light,
前記制御部は、測定した前記清掃部の第1の位置情報と、前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像した撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置を制御し、The control unit is based on the measured first position information of the cleaning unit and second position information of the cleaning unit based on a captured image of light from the light emitting unit irradiating the detection surface. controlling the position of the cleaning unit;
前記制御部は、前記検出面において、前記清掃部を一定の方向へ、一度の走査で清掃する領域が重なるように繰り返し走査させることを特徴とする清掃装置。The cleaning device is characterized in that the control unit causes the cleaning unit to repeatedly scan in a certain direction on the detection surface so that areas to be cleaned in one scan overlap.
前記除去部材は、前記光の少なくとも一部を透過することを特徴とする請求項4に記載の清掃装置。 The light emitting unit irradiates light from the back side of the removal member,
The cleaning device according to claim 4 , wherein the removal member transmits at least a portion of the light.
前記撮像画像において前記複数の光源からの光を識別可能であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の清掃装置。 The light emitting section has a plurality of light sources,
The cleaning device according to any one of claims 2 to 5, wherein light from the plurality of light sources can be identified in the captured image.
前記撮像画像は、前記検出素子が撮像した画像であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の清掃装置。 The detection element is an imaging element,
The cleaning device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the captured image is an image captured by the detection element.
前記清掃部の先端部に備えられた発光部で前記検出面を照射する工程と、
前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像して撮像画像を取得する工程と、
測定した前記清掃部の第1の位置情報と前記撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置もしくは前記検出素子の位置を制御する工程と、
前記清掃部が備える除去部材を前記検出面に接触させて清掃する工程と、を有し、
前記発光部は複数の光源を有し、
前記撮像画像において前記複数の光源からの光を識別可能であることを特徴とする清掃方法。 A cleaning method in which a detection element having a detection surface is cleaned by a cleaning section included in a cleaning device, the method comprising:
irradiating the detection surface with a light emitting unit provided at the tip of the cleaning unit;
acquiring a captured image by capturing light from the light emitting unit that illuminates the detection surface;
controlling the position of the cleaning unit or the position of the detection element based on the measured first position information of the cleaning unit and second position information of the cleaning unit based on the captured image;
a step of cleaning the detection surface by bringing a removal member included in the cleaning unit into contact with the detection surface ;
The light emitting section has a plurality of light sources,
A cleaning method characterized in that light from the plurality of light sources can be identified in the captured image .
前記清掃部の先端部に備えられた発光部で前記検出面を照射する工程と、irradiating the detection surface with a light emitting unit provided at the tip of the cleaning unit;
前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像して撮像画像を取得する工程と、acquiring a captured image by capturing light from the light emitting unit that illuminates the detection surface;
測定した前記清掃部の第1の位置情報と前記撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置もしくは前記検出素子の位置を制御する工程と、controlling the position of the cleaning unit or the position of the detection element based on the measured first position information of the cleaning unit and second position information of the cleaning unit based on the captured image;
前記清掃部が備える除去部材を前記検出面に接触させて清掃する工程と、を有し、a step of cleaning the detection surface by bringing a removal member included in the cleaning unit into contact with the detection surface;
前記清掃部の位置もしくは前記検出素子の位置を制御する工程では、前記第1の位置情報を画像上の位置情報に換算した値と前記第2の位置情報を比較して、比較結果に応じて前記清掃部の位置もしくは前記検出素子の位置を制御することを特徴とする清掃方法。 In the step of controlling the position of the cleaning unit or the position of the detection element, a value obtained by converting the first position information into position information on the image is compared with the second position information, and depending on the comparison result, A cleaning method comprising controlling the position of the cleaning section or the position of the detection element.
前記清掃部の先端部に備えられた発光部で前記検出面を照射する工程と、irradiating the detection surface with a light emitting unit provided at the tip of the cleaning unit;
前記検出面を照射する前記発光部の光を撮像して撮像画像を取得する工程と、acquiring a captured image by capturing light from the light emitting unit that illuminates the detection surface;
測定した前記清掃部の第1の位置情報と前記撮像画像に基づく前記清掃部の第2の位置情報とに基づいて、前記清掃部の位置もしくは前記検出素子の位置を制御する工程と、controlling the position of the cleaning unit or the position of the detection element based on the measured first position information of the cleaning unit and second position information of the cleaning unit based on the captured image;
前記清掃部が備える除去部材を前記検出面に接触させて清掃する工程と、を有し、cleaning the detection surface by bringing a removal member included in the cleaning unit into contact with the detection surface;
前記清掃する工程では、前記検出面において、前記清掃部を一定の方向へ、一度の走査で清掃する領域が重なるように繰り返し走査させるすることを特徴とする清掃方法。The cleaning method is characterized in that, in the cleaning step, the cleaning section is repeatedly scanned in a fixed direction on the detection surface so that areas to be cleaned in one scan overlap.
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