(57)【要約】【課題】撮像素子の動作状態に関わらずブレ補正および画像取得を適切に継続しながら異物除去を実行する。【解決手段】撮像装置において、防振機構が、撮像素子を移動させてブレ補正を行う。圧電素子が、撮像素子の前方に配置されたフィルタを振動させる。カメラシステム制御部が、撮像素子の動作状態に応じて防振機構および圧電素子の少なくともいずれかを駆動して異物除去を実行する。【選択図】  図３
2020170087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子を移動させてブレ補正を行う移動部と、
前記撮像素子の前方に配置されたフィルタを振動させる振動部と、
前記撮像素子の動作状態に応じて前記移動部および前記振動部の少なくともいずれかを駆動して異物除去を実行する制御部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記撮像素子が露光中である場合には前記振動部を駆動して異物除去を実行する一方、前記撮像素子が信号読出し中である場合には前記移動部を駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記撮像素子が露光中である場合には第１周波数の電圧パルスによって前記振動部を駆動して異物除去を実行し、前記撮像素子が信号読出し中かつ前記移動部がブレ補正の準備期間中でない場合には前記移動部を駆動して異物除去を実行し、前記撮像素子が信号読出し中かつ前記移動部がブレ補正の準備期間中である場合には前記第１周波数より高い第２周波数の電圧パルスによって前記振動部を駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記撮像素子が露光中かつ信号読出し中である場合には、前記第２周波数の電圧パルスによって前記振動部を駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記準備期間は、ブレ補正を開始する開始位置まで前記移動部が前記撮像素子を移動させる期間である、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記撮像素子が駆動されていない場合には前記移動部と前記振動部との双方を駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記動作状態に加えて前記フィルタに付着した異物の量に応じて前記移動部および前記振動部の少なくともいずれかを駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記量が閾値を上回る場合、前記撮像素子の露光処理の開始タイミングを遅延させ、前記撮像素子が駆動されていない期間に異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記撮像素子が駆動されていない期間であって前記移動部がブレ補正の準備期間中でない期間において、前記移動部と前記振動部との双方を駆動して異物除去を実行する、請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像素子と、
前記撮像素子を移動させてブレ補正を行う移動部と、
前記撮像素子の前方に配置されたフィルタを振動させる振動部と、を備える撮像装置の異物除去方法であって、
前記撮像素子の動作状態に応じて前記移動部および前記振動部の少なくともいずれかを駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とする異物除去方法。
【請求項１１】
撮像素子と、
前記撮像素子を移動させてブレ補正を行う移動部と、
前記撮像素子の前方に配置されたフィルタを振動させる振動部と、を備える撮像装置の異物除去方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記異物除去方法は、
前記撮像素子の動作状態に応じて前記移動部および前記振動部の少なくともいずれかを駆動して異物除去を実行する、ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物を除去することが可能な撮像装置、異物除去方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いて被写体像を撮影する撮像装置が利用されている。撮像装置において、撮像素子の撮像面に塵埃等の異物が付着すると、その異物の影が撮像画像に写り込んで画質の劣化を招く。特に、レンズをカメラ本体と着脱可能なレンズ交換式の撮像装置においては、レンズを外した際に異物が本体内に入り易いので、上記した画質劣化の問題が特に顕著となる。
【０００３】
撮像装置内の異物を除去する種々の手法が提案されている。特許文献１および特許文献２には、撮像素子を光軸に直交する方向に移動させて像面ブレを抑制するシフト機構（いわゆる防振機構）と撮像素子の撮像面の前方に設けた防塵フィルタを振動させる圧電素子とを併用して異物除去を実行する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１では、シフト機構を移動範囲の端部に突き当てる直前に圧電素子で防塵フィルタを振動させる。塵のように微細な異物は圧電素子の振動によって除去され、埃のように軽くて大きい異物はシフト機構の突当てによって除去される。特許文献２では、光軸直交方向に対するシフト機構の往復運動と圧電素子による防塵フィルタの振動とが順次または同時に実行される。結果として、塵埃の種類とは無関係に異物が除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−  ９８８３８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６５０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、撮像装置の特性および撮像素子の動作状態によっては、上記特許文献のようなシフト機構（防振機構）と撮像素子との双方を用いた異物除去が困難な場合がある。例えば、光学ファインダおよびミラーを有さないミラーレス一眼カメラ等の撮像装置では、撮像画像を取得し続けながらユーザへ表示するライブビュー表示（ＬＶ表示）が、光学ファインダの代わりに用いられる。ＬＶ表示を行うには、撮像素子における露光とデータ読出し（信号読出し）とを継続的に行う必要がある。
【０００７】
ところが、露光中は、防振機構によるブレ補正が実行されるので、防振機構による異物除去が困難である。また、データ読出し中は、圧電素子の駆動に伴うリップル電流によるノイズが撮像素子の信号伝送路に印加され撮像画像（画像信号）が乱れるので、圧電素子による異物除去が困難である。
【０００８】
以上のように、ＬＶ表示を行う撮像装置においては、撮像素子が駆動されていない状態でなければ防振機構と圧電素子との双方を用いた異物除去が困難である。以上の課題は、動画撮影を実行する撮像装置においても同様である。
【０００９】
以上の事情に鑑み、本発明の目的は、撮像素子の動作状態に関わらずブレ補正および画像取得を適切に継続しながら異物除去を実行可能な撮像装置、異物除去方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子を移動させてブレ補正を行う移動部と、前記撮像素子の前方に配置されたフィルタを振動させる振動部と、前記撮像素子の動作状態に応じて前記移動部および前記振動部の少なくともいずれかを駆動して異物除去を実行する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像素子の動作状態に関わらずブレ補正および画像取得を適切に継続しながら異物除去を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧電素子の駆動周波数とノイズとの関係を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る異物除去のフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態における異物除去の時系列的な状態遷移を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態における異物除去の時系列的な状態遷移を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る異物除去のフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態における異物除去の時系列的な状態遷移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明される実施形態は、本発明を実現可能な構成の一例に過ぎない。以下の実施形態は、本発明が適用される装置の構成や各種条件に応じて適宜修正または変更することが可能である。したがって、本発明の範囲は、以下の実施形態に記載される構成によって限定されるものではない。以下の実施形態に係る撮像装置１は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、工業用カメラ、医療用カメラ等の種々の電子カメラ装置に適用できる。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１から図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１における異物除去について説明する。
【００１５】
図１に、第１実施形態に係る撮像装置１の全体的な構成を示す。図１（ａ）は撮像装置１の中央断面図であり、図１（ｂ）は撮像装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、撮像装置１には、撮像光学系３を有するレンズユニット２が着脱可能に装着される。撮像光学系３は複数のレンズを有し、撮像光学系３の光軸４上に撮像素子６が位置する。撮像装置１は、カメラシステム制御部５と撮像素子６と表示装置９ａと防振機構１４とブレ検知部１５とシャッタ機構１６と圧電素子１７とを有する。レンズユニット２は、レンズシステム制御部１２を有する。撮像装置１とレンズユニット２との間には電気接点１１が存在する。撮像装置１側の端子１１ａとレンズユニット２側の端子１１ｂとが接触することによって上記の電気接点１１が構成される。また、図１（ｂ）に示すように、撮像装置１は、上記した要素に加え、画像処理部７と記憶部８と表示部９と操作検出部１０とを備える。レンズユニット２は、上記した要素に加え、レンズ駆動部１３を備える。
【００１７】
撮像装置１とレンズユニット２とがカメラシステムＣＳを形成する。カメラシステムＣＳは、機能的な単位として、撮像手段と画像処理手段と記録再生手段と制御手段とを有する。撮像手段は、撮像光学系３と撮像素子６とシャッタ機構１６とを含む。画像処理手段は、画像処理部７を含む。記録再生手段は、記憶部８と表示部９とを含む。制御手段は、カメラシステム制御部５と操作検出部１０とレンズシステム制御部１２とレンズ駆動部１３と防振機構１４とブレ検知部１５とを含む。
【００１８】
物体からレンズユニット２に到達した光が、撮像光学系３を通過して撮像素子６の撮像面に結像する。撮像素子６は、撮像光学系３を介して入射した光を光電変換によって画像信号に変換して出力するＣＭＯＳセンサである。撮像素子６の光軸方向（Ｚ方向）前方には、撮像素子６の撮像面を異物から防護するフィルタ（防塵フィルタ）が配置されている。カメラシステム制御部５は、撮像素子６が出力する信号から求められるピント評価量と適切な露光量とに基づいて撮像光学系３を調整する。結果として、適切な光量の物体光が撮像素子６に露光され、撮像素子６の近傍において被写体像が結像する。
【００１９】
画像処理部７は、Ａ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路、色補間手段等の画像処理用の要素を有する論理回路である。画像処理部７は、撮像素子６が出力した画像信号を処理することで記録用の画像（撮像画像）を取得し出力する。色補間手段は、ベイヤ配列による画像信号から色補間（デモザイキング）処理を施してカラーの撮像画像を生成する。画像処理部７は、所定の手法に従って画像、動画、音声等の信号を圧縮する圧縮処理を実行できる。
【００２０】
記憶部８は、種々の記憶素子、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリとＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリとを有する。記憶部８は、制御用のプログラムおよびデータを記憶していると共に、画像処理部７が出力した撮像画像を記憶することができる。なお、画像処理部７が出力した撮像画像は、カメラシステム制御部５の制御の下、カメラシステム制御部５を介して記憶部８に供給されてもよいし、直接的に記憶部８に供給されてもよい。
【００２１】
カメラシステム制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサを有する制御装置である。カメラシステム制御部５は、記憶部８の不揮発性メモリ内のプログラムを揮発性メモリに展開して実行することにより、撮像装置１およびレンズユニット２が有する各機能単位の動作を制御する。例えば、カメラシステム制御部５は、表示部９を駆動して表示装置９ａにライブビュー（ＬＶ）画像を表示させユーザに提示する。加えて、カメラシステム制御部５は、表示装置９ａの各セグメントの状態を制御することができる。表示装置９ａはタッチパネルによって構成され、操作検出部１０に接続される。ユーザによるタッチパネル操作が操作検出部１０によって検出され、操作に対応する検出信号がカメラシステム制御部５に入力される。操作検出部１０が検出したユーザ操作に応じてカメラシステムＣＳの各部が制御され、画像（静止画および動画）が撮影される。
【００２２】
カメラシステム制御部５はタイミング信号等の撮像制御信号を生成し出力する。以上の撮像制御信号は外部操作に応じて生成され、撮像手段、画像処理手段、および記録再生手段の制御に用いられる。例えば、カメラシステム制御部５は、操作検出部１０が検出した不図示のシャッタレリーズ釦の押下に応じて、撮像素子６の駆動、画像処理部７の動作、圧縮処理等を制御する。
【００２３】
カメラシステム制御部５は、レンズユニット２を含む光学系を調整する。カメラシステム制御部５は、電気接点１１を介してレンズシステム制御部１２に制御信号を送信することで、レンズシステム制御部１２にレンズ駆動部１３を制御させる。レンズ駆動部１３は、レンズユニット２の各部（焦点レンズ、ブレ補正レンズ、絞り等）を駆動可能である。画像処理部７に接続されているカメラシステム制御部５は、撮像素子６から出力された画像信号に基づいて光学系の焦点位置および絞り値を設定する。より具体的には、カメラシステム制御部５は、撮像素子６からの画像信号を用いて測光・測距動作を実行することで、Ｆナンバーやシャッタ速度等の露出条件を決定する。すなわち、カメラシステム制御部５は、カメラシステムＣＳの露出制御部として機能する。
【００２４】
カメラシステムＣＳにおいて、センサーシフト方式のブレ補正とレンズシフト方式のブレ補正とが採用される。センサーシフト方式は、撮像光学系３の光軸４に直交する方向（図１（ａ）のＸＹ方向）に撮像素子６をシフト（移動）させて手ブレ補正（像ブレ補正）を行う方式である。レンズシフト方式は、撮像光学系３内のブレ補正レンズ（シフト光学系）によって光軸４をシフト（移動）させて手ブレ補正（像ブレ補正）を行う方式である。
【００２５】
センサーシフト方式に用いられる防振機構１４は、光軸４に直交するＸＹ平面内に撮像素子６を並進させると共に光軸４周りに回転させてブレ補正（防振処理）を実現する移動機構（移動部）である。後述するように、防振機構１４は撮像素子６（防塵フィルタ）に付着した塵埃等の異物を除去するのにも用いられる。ブレ検知部１５は、光軸４周りの回転を含む撮像装置１の回転ブレを検知する要素であって、例えば振動ジャイロである。
【００２６】
ブレ補正を実行するモード（ブレ補正モード）においては、カメラシステム制御部５が、撮像素子６からの画像信号に基づいてレンズユニット２内のブレ補正レンズを制御する。また、カメラシステム制御部５が、ブレ検知部１５が出力する検知信号から目標値を生成し、目標値に基づいて防振機構１４を動作させることで、撮像素子６をシフト（移動）させる。すなわち、カメラシステム制御部５は、カメラシステムＣＳの防振制御部として機能する。
【００２７】
シャッタ機構１６は、カメラシステム制御部５による制御の下、レンズユニット２を介した光を遮蔽または透過させる要素である。シャッタ機構１６は、シャッタ幕の走行によって被写体像が撮像素子６に到達するか否かを制御する。シャッタ機構１６は、少なくとも被写体像を遮光する幕（メカ後幕）を備える。カメラシステムＣＳにおける露光の完了は、シャッタ機構１６によって実現される。なお、シャッタ機構１６が、メカ後幕に加えてメカ先幕を備え、フォーカルプレーンシャッタとして動作可能であってもよい。
【００２８】
なお、本実施形態の撮像装置１は、シャッタ機構１６の後幕が走行するのに先立って、撮像素子６がライン毎に電荷をリセットすることで露光開始タイミングを制御する電子先幕モードで動作可能である。電子先幕モードにおいては、カメラシステム制御部５が、撮像素子６の電荷リセット（電子先幕）とシャッタ機構１６の後幕走行を同期的に動作させることで露出制御を行う。
【００２９】
圧電素子１７は、供給された電圧から圧電効果によって機械的力を生じる素子であって、撮像素子６の撮像面のＺ方向前方に位置する防塵フィルタを供給電圧に従って振動させ、防塵フィルタに付着した塵埃等の異物を除去する振動部である。後述するように、振動部である圧電素子１７は、カメラシステム制御部５による制御に基づいて駆動される。
【００３０】
図２を参照して、パルス幅変調（Pulse Width Modulation，ＰＷＭ）方式による圧電素子１７への通電に伴うリップル電流の発生と撮像素子６からの信号読出し時に生じるノイズとの関係について説明する。図２は、圧電素子１７に印加される電圧パルスと電流との関係の定常的な時間的推移を示す図である。図２の例においては、ＤＣ的に＋Ｖの電圧を圧電素子１７に印加した場合（すなわち、フル通電した場合）、デューティ比５０％の電流が流れるように設定されている。なお、図２では、理解を容易にするために、電流波形におけるリップル電流の変動について、実際の変動よりも縦軸を拡大して表示している。
【００３１】
波形２１０ａ，２１０ｂは、それぞれ、ＤＣ的な電流が５０％となるパルス電圧波形を示す。波形２２０ａ，２２０ｂは、それぞれ、ＤＣ的な電流が５０％となる電流波形を示す。期間ｔ２０１は電圧波形２０１ａの１周期に相当する時間を示し、期間ｔ２００は電圧波形２０１ｂの１周期に相当する時間を示す。期間ｔ２００は電圧波形２０１ａの３周期に相当し、換言すると、期間ｔ２０１の長さは期間ｔ２００の１／３である。したがって、波形２１０ａのパルス幅は波形２１０ｂのパルス幅の１／３であり、波形２１０ａの周波数は波形２１０ｂの周波数の３倍である。差分値２３０ａ，２３０ｂは、それぞれ、波形２２０ａ，２２０ｂにおけるリップル電流の大きさを示す。図示の通り、波形２２０ａにおけるリップル電流の大きさ２３０ａは、より周期の長い波形２２０ｂにおけるリップル電流の大きさ２３０ｂよりも小さい。
【００３２】
以上のように、圧電素子１７に印加される電圧のデューティ比が同じであっても、ＰＷＭ電圧波形における周期をより短くする（すなわち、電圧パルスの周波数をより高くする）ことによって、電流波形において生じる三角波状のリップル電流を低減できる。ひいては、撮像画像に生じるノイズを低減することができる。なお、上記した周期は例示に過ぎず、圧電素子１７の特性等に応じて変化するＰＷＭ周波数に対する防塵フィルタの腹や節の位置に基づいて、防塵フィルタを振動させる振動部として使用可能な範囲で上記の周期を変更できる。
【００３３】
図３のフローチャートを参照して、本発明の第１実施形態に係る圧電素子１７（振動部）と防振機構１４（移動部）とによる異物除去について説明する。概略的には、撮像素子６の駆動状態（動作状態）と防振機構１４の動作状態に応じて適応的に除去手段を選択することで本実施形態の異物除去が実行される。なお、本フローは撮像装置１において排他的に実行される必要はなく撮像処理等の他の処理と並列的に実行され得る。
【００３４】
ステップＳ３００において、カメラシステム制御部５は露光処理の開始に従って異物除去処理に関する一連の処理を開始する。
【００３５】
ステップＳ３０１において、カメラシステム制御部５は撮像素子６の駆動状態（動作状態）を検出する。例えば、露光処理が行われている状態であれば、カメラシステム制御部５は駆動状態が「露光中」であると検出する。
【００３６】
ステップＳ３０２において、カメラシステム制御部５は駆動状態の変化の有無を判定する。例えば、本フローが開始した初回のステップＳ３０２では、露光開始前には撮像素子６が駆動しておらず、現時点では撮像素子６が露光中であるので、カメラシステム制御部５は駆動状態が変化したと判定する（Ｓ３０２：ＹＥＳ）。そして、カメラシステム制御部５は処理をステップＳ３０３に進める。他方、駆動状態が変化していないと判定されると（Ｓ３０２：ＮＯ）、カメラシステム制御部５は処理をステップＳ３５２に進める。
【００３７】
ステップＳ３０３において、カメラシステム制御部５はステップＳ３０１にて検出した駆動状態に応じて次のステップ（異物除去手段）を選択する。より具体的には、撮像素子６が「駆動していない」場合、処理はステップＳ３１１に進む。撮像素子６が「露光中」である場合、処理はステップＳ３２１に進む。撮像素子６が「信号読出し中」である場合（撮像素子６が画像信号を画像処理部７に転送している場合）、処理はステップＳ３３１に進む。撮像素子６が「露光中かつ信号読出し中」である場合、処理はステップＳ３４１に進む。なお、上記した露光と信号読出しとの並列実行は、例えば、シャッタ機構１６がフォーカルプレーンシャッタを有する場合に実行できる。より具体的には、フォーカルプレーンシャッタによる露光と信号読出しの際には、撮像素子６において露光が終了したラインから順に画像信号の転送が行われる。したがって、信号転送が開始した時点においても露光は継続しているので、露光と信号読出しとの双方が実行される期間が存在することとなる。以上の期間が、撮像素子６が「露光中かつ信号読出し中」である場合に相当する。
【００３８】
ステップＳ３１１において、カメラシステム制御部５は圧電素子１７と防振機構１４との双方を異物除去手段として選択する。撮像素子６が駆動していない場合には、圧電素子１７において生じるノイズを考慮する必要がなく、また、ブレ補正（防振処理）のために撮像素子６をシフトさせる必要もないので、双方を異物除去処理に使用できるからである。カメラシステム制御部５は、圧電素子１７に印加する電圧パルスの周波数を第１周波数Ｆ１に設定する。第１周波数Ｆ１は、例えば、図２の波形２１０ｂに相当する通常の周波数である。
【００３９】
ステップＳ３２１において、カメラシステム制御部５は圧電素子１７を異物除去手段として選択する。撮像素子６が露光中である場合には、防振機構１４が手ブレ（像ブレ）を防止する防振処理（撮像素子６のシフト処理）に用いられているので、防振機構１４を異物除去処理に使用できないからである。ステップＳ３１１と同様、カメラシステム制御部５は、圧電素子１７に印加する電圧パルスの周波数を第１周波数Ｆ１に設定する。
【００４０】
ステップＳ３３１において、カメラシステム制御部５は防振機構１４が防振処理の準備期間中であるか否かを判定する。防振処理の準備期間とは、防振処理の実行前に、防振機構１４が撮像素子６を防振処理の動作開始位置まで移動させている期間を意味する。
【００４１】
防振処理の準備期間中である場合（Ｓ３３１：ＹＥＳ）、カメラシステム制御部５は圧電素子１７を異物除去手段として選択する（ステップＳ３３２）。防振処理の準備期間中は、防振機構１４を異物除去処理に使用できないからである。加えて、カメラシステム制御部５は、圧電素子１７に印加する電圧パルスの周波数を、第１周波数Ｆ１よりも高周波である第２周波数Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）に設定する。防振処理の準備期間中は撮像素子６の信号読出し中でもあるので、図２に示すように通常の周波数（例えば第１周波数Ｆ１）の電圧パルスを印加すると圧電素子１７においてノイズが生じるからである。圧電素子１７を駆動する電圧パルスを高周波（例えば第２周波数Ｆ２）とすることでリップル電流を低減しノイズを抑制できるので、撮像素子６の信号読出し中でも圧電素子１７による異物除去が可能となる。第２周波数Ｆ２は、圧電素子１７が防塵フィルタを振動させる際に異物除去可能な、圧電素子１７の特定に適合した高周波であると好適である。
【００４２】
なお、上記した圧電素子１７によるノイズの影響を考慮して、ステップＳ３３２においてカメラシステム制御部５が異物除去処理を実行しない（圧電素子１７と防振機構１４とのいずれも異物除去手段として選択しない）ことを選択してもよい。撮像素子６と画像処理部７との伝送路に印加されるノイズが所定量を上回ると信号伝送が困難になる。信号伝送において許容されるノイズ量は撮像装置１の回路特性に応じて定まる。したがって、撮像装置１の回路特性と圧電素子１７の特性とに鑑みて、リップル電流ひいては印加ノイズを所定量未満に抑制できる電圧パルスの周波数が存在しない場合には、カメラシステム制御部５が異物除去処理の不実行を選択すると好適である。
【００４３】
他方、防振処理の準備期間中でない場合（Ｓ３３１：ＮＯ）、カメラシステム制御部５は防振機構１４を異物除去手段として選択する（ステップＳ３３３）。撮像素子６から画像信号が転送されている時（すなわち、データ読出し中）は、防振機構１４が防振処理を実行する必要が無く、また準備期間中でもないので、防振機構１４を異物除去に使用できるからである。なお、前述のように圧電素子１７によってノイズが発生するので、防振機構１４を異物除去に使用できる本ケースにおいては、圧電素子１７が異物除去手段として選択されない。
【００４４】
ステップＳ３４１において、カメラシステム制御部５は圧電素子１７を異物除去手段として選択する。ステップＳ３０３に関して前述したように、ステップＳ３４１では露光の実行に伴って防振処理が実行されているので、防振機構１４を異物除去処理に使用できないからである。加えて、カメラシステム制御部５は、圧電素子１７に印加する電圧パルスの周波数を、第１周波数Ｆ２よりも高周波である第２周波数Ｆ２（Ｆ２＞Ｆ１）に設定する。ステップＳ３３２に関して前述したように、信号読出し中であっても高周波の電圧パルスを用いれば圧電素子１７による異物除去が可能だからである。なお、ステップＳ３３２と同様の理由で、ステップＳ３３２においてカメラシステム制御部５が異物除去処理を実行しないことを選択してもよい。
【００４５】
ステップＳ３５１において、カメラシステム制御部５は、ステップＳ３１１〜Ｓ３４１にて選択した異物除去手段を用いて異物除去処理を実行する。異物除去処理は、公知の手法、例えば特開２００８−９８８３８号公報に開示されている手法を用いて実行することができる。
【００４６】
ステップＳ３５２において、カメラシステム制御部５は本フローの処理を終了すべきか否かを判定する。終了すべき場合（Ｓ３５２：ＹＥＳ）、カメラシステム制御部５は本フローの処理を終了する。なお、撮像装置１が、撮影モード中に亘ってＬＶ表示を行うミラーレス一眼カメラである場合は、撮影モードを終了しない限り本フローの処理も終了しない（Ｓ３５２：ＮＯ）。撮像装置１が動画撮影中である場合も同様である。
【００４７】
図４のタイミングチャートを参照して、図３のフローチャートに従った異物除去の時系列的な状態遷移について説明する。図４に示す時系列においては、撮像装置１がライブビュー表示を実行しており、図３のフローチャートの処理が繰り返して実行されている。概略的には、撮像素子６の駆動状態および防振機構１４の動作状態に応じて異物除去に関する処理状態が遷移する。
【００４８】
期間Ｔ４１００，Ｔ４２００，Ｔ４３００はライブビュー表示の更新周期に対応し、時点Ｖ４００，Ｖ４０１，Ｖ４０２，Ｖ４０３はライブビュー表示の更新タイミングである。期間Ｔ４１００，Ｔ４２００，Ｔ４３００は、それぞれ同じ時間長を有する。ある期間にて取得された画像信号（撮像画像）が、次の期間において表示装置９ａに表示される。なお、時点Ｖ４００では撮像素子６による画像信号（撮像画像）の取得がまだ行われていないので、時点Ｖ４００にて開始する期間Ｔ４１００ではライブビューが表示されない。本例では、時点Ｖ４００において撮像素子６の露光が開始すると想定する。
【００４９】
図４では、撮像素子６において、「露光中」の駆動状態（状態Ｅ４１１，Ｅ４２１，Ｅ４３１，Ｅ４４１）と「信号読出し中」の駆動状態（状態Ｅ４１２，Ｅ４２２，Ｅ４３２）とが交互に繰り返される。各期間Ｔ４１１０，Ｔ４２１０，Ｔ４３１０は、駆動状態が「露光中」である期間であって、撮像素子６の露光時間に相当する。一方、各期間Ｔ４１２０，Ｔ４２２０，Ｔ４３２０は、駆動状態が「信号読出し中」である期間であって、撮像素子６から画像処理部７への画像信号の転送時間に相当する。１セットの露光および信号読出しによって取得された撮像画像が、ライブビュー画像として表示装置９ａに表示される。例えば、露光状態Ｅ４１１および読出し状態Ｅ４１２によって取得された撮像画像が、表示状態Ｄ４１０に相当する期間Ｔ４２００において表示される。
【００５０】
撮像素子６が露光状態Ｅ４１１，Ｅ４２１，Ｅ４３１，Ｅ４４１である場合（すなわち、ステップＳ３２１に相当する場合）、圧電素子１７に第１周波数Ｆ１の電圧パルスが供給され異物除去が実行される（状態Ｐ４１３，Ｐ４２３，Ｐ４３３，Ｐ４４３）。一方、防振機構１４は像ブレを抑制するブレ補正（防振処理）を実行する（状態Ｉ４１６，Ｉ４２６，Ｉ４３６，Ｉ４４６）。
【００５１】
撮像素子６が信号読出し状態Ｅ４１２，Ｅ４２２，Ｅ４３２である場合（すなわち、ステップ３３１に相当する場合）については以下の通りである。状態Ｅ４１２，Ｅ４２２，Ｅ４３２に相当する期間Ｔ４１２０，Ｔ４２２０，Ｔ４３２０は、それぞれ、防振処理の準備期間Ｔ４１２２，Ｔ４２２２，Ｔ４３２２と、以上の準備期間以外の期間Ｔ４１２１，Ｔ４２２１，Ｔ４３２１とを含む。防振処理の準備期間Ｔ４１２２，Ｔ４２２２，Ｔ４３２２では（すなわち、ステップＳ３３２に相当する場合）、圧電素子１７に第２周波数Ｆ２の電圧パルス（高周波電圧パルス）が供給され異物除去が実行される（状態Ｐ４１４，Ｐ４２４，Ｐ４３４）。そして、同じ期間において、防振機構１４は撮像素子６を防振処理の動作開始位置まで移動させる準備処理を実行するので、異物除去を行わない（状態Ｉ４２５，Ｉ４３５，Ｉ４４５）。他方、準備期間以外の期間Ｔ４１２１，Ｔ４２２１，Ｔ４３２１では（すなわち、ステップＳ３３３に相当する場合）、防振機構１４によって異物除去が実行される（状態Ｉ４１７，Ｉ４２７，Ｉ４３７）。
【００５２】
図５は、撮像素子６が「露光中かつ信号読出し中」である駆動状態Ｅ５１２が存在する場合の異物除去処理のタイミングチャートである。前述したように、シャッタ機構１６が有するフォーカルプレーンシャッタを用いた撮像処理が実行されている場合に、以上のような状態が存在し得る。図４と同様、図５に示す時系列においても、撮像装置１がライブビュー表示を実行しており、図３のフローチャートの処理が繰り返して実行されている。
【００５３】
撮像素子６が露光状態Ｅ５１１である場合（図４の状態Ｅ４１１，Ｅ４２１，Ｅ４３１，Ｅ４４１に対応する場合）は、図４の対応する説明と同様である。また、撮像素子６が信号読出し状態Ｅ５１３である場合（図４の状態Ｅ４１２，Ｅ４２２，Ｅ４３２に対応する場合）も、図４の対応する説明と同様である。
【００５４】
撮像素子６が「露光中かつ信号読出し中」である駆動状態Ｅ５１２（ステップＳ３４１に相当する状態）について、以下に説明する。状態Ｅ５１２に相当する期間Ｔ５０２では、圧電素子１７に第２周波数Ｆ２の電圧パルス（高周波電圧パルス）が供給され異物除去が実行される（状態Ｐ５１０）。そして、同じ期間において、防振機構１４は像ブレを抑制するブレ補正（防振処理）を継続する（状態４１６の後半）。
【００５５】
以上、添付の図面を参照して説明したように、本実施形態では、撮像素子６の駆動状態に応じて圧電素子１７と防振機構１４とを適応的に選択し駆動して塵埃等の異物除去を実行する。より具体的には、撮像素子６が露光中である場合には圧電素子１７が駆動されて異物除去が実行され、撮像素子６が信号読出し中である場合には防振機構１４が駆動されて異物除去が実行される。以上の構成によれば、ミラーレス一眼カメラのライブビュー表示や動画撮影など撮像素子６が常に駆動されている場合であっても、ブレ補正および画像取得を適切に継続しながら異物除去を実行できる。
【００５６】
また、撮像素子６が信号読出し中である場合に防振機構１４の動作状態に応じて異物除去手段を適応的に選択する構成によれば、防振機構１４も考慮したより適切な異物除去を実現できる。
【００５７】
特に、本実施形態では、撮像素子６が信号読出し中であって防振機構１４がブレ補正（防振処理）の準備期間中である場合に、高周波の電圧パルスによって圧電素子１７を駆動して異物除去を実行する。以上の構成では、高周波の電圧パルスを用いることで圧電素子１７におけるリップル電流ひいてはノイズの発生が抑制されるので、信号読出し中であるにも関わらず圧電素子１７による異物除去が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、撮像素子６が露光中かつ信号読出し中である場合に、高周波（第２周波数Ｆ２）の電圧パルスによって圧電素子１７を駆動して異物除去を実行する。以上の構成においても、高周波の電圧パルスを用いることで圧電素子１７におけるリップル電流ひいてはノイズの発生が抑制されるので、信号読出し中であるにも関わらず圧電素子１７による異物除去が可能となる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態における撮像素子６の駆動状態に応じた異物除去手段の選択に加えて、付着している異物の量に応じた異物除去手段の選択を併せて実行する。以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。
【００６０】
図６に、第２実施形態に係る撮像装置１の全体的な構成を示す。図６（ａ）は撮像装置１の中央断面図であり、図６（ｂ）は撮像装置１の電気的構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る撮像装置１は、異物検出部１８をさらに備える。異物検出部１８は、画像処理部７が生成した撮像画像に基づいて、撮像素子６（防塵フィルタ）に付着した塵埃等の異物を検出する。例えば、異物検出部１８は、撮像画像において近焦点かつ黒点となっている箇所に異物が存在すると判定する。異物検出部１８は、異物の数を異物の量として検出する。異物検出の手法として、例えば、公知の手法、例えば特開２０１０−０１６６１４号公報に開示されている手法を採用し得る。
【００６１】
図７のフローチャートを参照して、本発明の第２実施形態に係る異物除去について説明する。概略的には、異物検出部１８によって検出された異物の量に応じて適応的に除去手段を選択することで本実施形態の異物除去が実行される。なお、本フローは撮像装置１において排他的に実行される必要はなく撮像処理等の他の処理と並列的に実行され得る。本フローは、期間Ｔ４１００，Ｔ４２００．Ｔ４３００，…毎に１回実行されると好適である。
【００６２】
ステップＳ７００において、カメラシステム制御部５はライブビュー（ＬＶ）表示を開始する。撮像装置１がミラーレス一眼カメラである場合、撮影モードの開始と共に本フローに係るＬＶ表示が開始される。
【００６３】
ステップＳ７０１において、カメラシステム制御部５は、撮像素子６を駆動して露光と信号読出しとを実行させると共に、図３に示した異物除去制御フローを実行する。図３に示した処理が、撮像素子６の露光および信号読出しの最中に繰り返して実行されると好適である。撮像素子６の露光および信号読出しが終了すると、処理はステップＳ７０２へと進められる。
【００６４】
ステップＳ７０２において、画像処理部７は、撮像素子６が出力した画像信号を処理（現像）して記録用の画像（撮像画像）を取得する。
【００６５】
ステップＳ７０３において、異物検出部１８は、画像処理部７が取得した撮像画像に基づいて異物の量を検出する。
【００６６】
ステップＳ７１０において、カメラシステム制御部５は、異物検出部１８が検出した異物の量が所定の閾値Ｔｈを上回るか否か判定する。以上の閾値Ｔｈは、異物除去処理の効果の有無を判定可能な値に設定されると好適である。すなわち、本ステップＳ７１０では、異物除去処理に効果があったか否かが異物の量に基づいて判定されている。除去処理の効果が低かったため異物の量が閾値Ｔｈを上回る場合（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、カメラシステム制御部５は処理をステップＳ７１１へと進める。一方、除去処理の効果が高かったため異物の量が閾値Ｔｈ以下である場合（Ｓ７１０：ＮＯ）、カメラシステム制御部５は処理をステップＳ７１３へと進める。
【００６７】
ステップＳ７１１において、カメラシステム制御部５は、ＬＶ表示処理における更新周期を延長する（すなわち、フレームレートを低減する）。例えば、カメラシステム制御部５は、フレームレートの初期値６０ｆｐｓ（フレーム毎秒, frame per second）を半分の３０ｆｐｓに変更する（すなわち、更新周期の時間長を２倍に変更する）。なお、撮像素子６における露光処理および信号読出し処理に割り当てる時間長は変更されない。したがって、更新周期の延長後には露光処理および信号読出し処理が実行されない期間が生じる（後述される図８の期間Ｔ４２００）。すなわち、上記した更新周期の延長は、撮像素子６の露光処理および信号読出し処理の開始タイミングを遅延させることをも意味する。
【００６８】
ステップＳ７１２において、カメラシステム制御部５は、露光処理および信号読出し処理が実行されない期間、すなわち、３０ｆｐｓに対応する１フレーム（１周期）の半分の時間長に亘って、異物除去を実行するように制御を実行する。本ケースでは撮像素子６が駆動していないので、カメラシステム制御部５は、カメラシステム制御部５は圧電素子１７と防振機構１４との双方を異物除去手段として選択する（図３のステップＳ３１１）。
【００６９】
他方、ステップＳ７１３において、カメラシステム制御部５は、ＬＶ表示処理における更新周期を初期値に設定する。例えば、フレームレートが上記のような３０ｆｐｓに設定されている場合、カメラシステム制御部５は、初期値である６０ｆｐｓにフレームレートを戻す（すなわち、更新周期の時間帳を１／２に変更する）。また、更新周期が初期値である場合、カメラシステム制御部５はその値を維持する。
【００７０】
ステップＳ７２０において、カメラシステム制御部５は、ＬＶ表示を終了すべきか否かを判定する。撮像装置１がミラーレス一眼カメラである場合、撮影モードが終了するならば、ＬＶ表示も終了すべきであると判定される。ＬＶ表示を終了すると判定した場合（Ｓ７２０：ＹＥＳ）、カメラシステム制御部５は処理をステップＳ７５０に進めて本フローを終了する。一方、ＬＶ表示を継続すると判定した場合（Ｓ７２０：ＮＯ）、カメラシステム制御部５は処理をステップＳ７０１に戻して本フローを再度実行する。
【００７１】
図８のタイミングチャートを参照して、図３および図７のフローチャートに従った異物除去の時系列的な状態遷移について説明する。図８に示す時系列においては、撮像装置１がライブビュー表示を実行しており、更新周期毎に図７のフローが１回実行されつつ、各更新周期において図３のフローチャートの処理が繰り返して実行されている。概略的には、撮像素子６の駆動状態および防振機構１４の動作状態に加え、異物検出部１８が検出した異物の量に応じて異物除去に関する処理状態が遷移する。なお、図８において、図４のタイミングチャートと同じ符号が付された期間および状態は、図４の対応要素と同様であるので、説明を適宜に省略する。
【００７２】
本例では、期間Ｔ４１００における露光４１１および信号読出しＥ４１２から得られた撮像画像において、異物の量が閾値Ｔｈを上回ると想定する。すなわち、Ｓ７１０の判定結果が「ＹＥＳ」であると想定する。
【００７３】
上記した想定の結果として、カメラシステム制御部５は、時点Ｖ４０１以降の表示画像の更新周期を延長し（ステップＳ７１１）、防振機構１４と圧電素子１７との双方を異物除去手段として選択する（ステップＳ３１１）。その結果、期間Ｔ４２００において、撮像素子６による露光処理および信号読出し処理が省略される。加えて、期間Ｔ８２２１（期間Ｔ４２００のうち防振機構１４の準備期間Ｔ４２２２以前の期間）において、圧電素子１７による異物除去（状態Ｐ８２３）および防振機構１４による異物除去（状態Ｉ８２７）が同時に実行される。
【００７４】
なお、期間Ｔ４２００では撮像画像が取得されないので、期間Ｔ４１００にて取得された撮像画像を２周期（期間Ｔ４２００，Ｔ４３００）に亘って表示装置９ａにＬＶ表示（表示Ｄ８１０）させるように、カメラシステム制御部５が表示部９を制御する。
【００７５】
その後、期間Ｔ４３００における露光４３１および信号読出しＥ４３２から得られた撮像画像においても異物の量が閾値Ｔｈを上回る場合、カメラシステム制御部５は、ＬＶ表示の更新周期を維持したまま期間Ｔ４２００，Ｔ４３００と同様に時系列を制御する。他方、以上の撮像画像における異物の量が閾値Ｔｈ以下である場合、カメラシステム制御部５は、ＬＶ表示の更新周期を初期値に戻して（ステップＳ７１３）、期間Ｔ４１００と同様に時系列を制御する。
【００７６】
以上、添付の図面を参照して説明したように、本実施形態では、撮像素子６の駆動状態（動作状態）に加えて異物の量に応じて圧電素子１７と防振機構１４とを適応的に選択し駆動して塵埃等の異物除去を実行する。したがって、第１実施形態と同様の技術的効果が実現される。
【００７７】
さらに、本実施形態の構成によれば、異物の量が多い場合にはＬＶ表示画像の更新周期が延長されるので、異物除去に処理を集中できる期間が設けられる。また、更新周期の延長によって露光および信号読出しが実行されない期間であって、防振機構１４の準備期間より前には、防振機構１４と圧電素子１７との双方によって異物除去が実行される。したがって、複数の異物除去手段によってより確実かつ効果的に異物除去を実行することができる。
【００７８】
＜変形例＞
以上の各実施形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以上の実施形態および以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
【００７９】
上記した実施の形態においては、圧電素子１７が、撮像素子６の撮像面を異物から防護する防塵フィルタを振動させているが、圧電素子１７は異物が付着し得る任意のフィルタを振動させることができる。例えば、圧電素子１７が、撮像素子６の光軸方向前方に設けられた光学フィルタを振動させてもよい。
【００８０】
上記した実施の形態においては、異物除去が継続的に実行されている。しかしながら、撮像素子６（防塵フィルタ）に異物が付着していない状態であれば異物除去を実行する必要はない。したがって、カメラシステム制御部５は、検出された異物の量が所定値以下である場合には異物除去を実行しないように制御を行ってよい。また、カメラシステム制御部５は、上記した異物除去に関する制御を間欠的に行ってよい。例えば、異物が蓄積していると想定される期間ごと、または所定の撮影枚数ごと等の適切なインターバルで、カメラシステム制御部５が圧電素子１７と防振機構１４とを適応的に選択して異物除去を実行してよい。さらに、カメラシステム制御部５は、所定の状態において異物除去を実行しなくてもよい。例えば、防振機構１４が準備期間にある場合、圧電素子１７および防振機構１４のいずれも駆動せずに異物除去を実行しなくてもよい。
以上の構成によれば、撮像装置１の消費電力をさらに低減することができる。
【００８１】
上記した実施の形態における撮像素子６の駆動状態に応じた複数の選択肢（例えば、ステップＳ３１１，Ｓ３２１，Ｓ３３１，Ｓ３４１）のうち、一部のみを採用した制御フローも採用可能である。
【００８２】
上記した実施の形態においては、異物の量が閾値Ｔｈを上回るか閾値Ｔｈ以下であるかに応じて判定が実行されているが、異物の量が閾値Ｔｈ以上であるか閾値Ｔｈを下回るかに応じて判定が実行されてよい。換言すると、異物の量が閾値Ｔｈと等しい場合の判定結果を肯定的とするか否定的とするかは任意に定められていてよい。
【００８３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、上記実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現できる。以上の記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であると好適である。また、本発明は、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。
【符号の説明】
【００８４】
１  撮像装置
５  カメラシステム制御部（制御部）
６  撮像素子
１４  防振機構（移動部）
１７  圧電素子（振動部）
【図１】
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【図２】
2020170087.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020170087.tif 000008
【図７】
2020170087.tif 000009
【図８】
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