(57)【要約】【課題】除去すべき異物の特性に応じて効果的に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、フィルタに付着した異物の大きさ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
2020170088.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、
前記フィルタに付着した異物の大きさ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、前記異物の前記大きさに加えて前記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に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記大きさが第１閾値を上回る場合には前記移動部を駆動して異物除去を実行し、前記大きさが前記第１閾値を下回る場合には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または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記異物の量が第２閾値を下回る場合において、前記大きさが前記第１閾値を上回るときには前記移動部に第１運動を実行させることで異物除去を実行し、前記大きさが前記第１閾値を下回るときには前記振動部に第１電圧を供給して異物除去を実行し、
前記量が前記第２閾値を上回る場合において、前記大きさが前記第１閾値を上回るときには前記移動部に前記第１運動よりも加速度の大きい第２運動を実行させることで異物除去を実行し、前記大きさが前記第１閾値を下回るときには前記振動部に前記第１電圧よりも高い第２電圧を供給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】
前記第１運動は前記移動部を移動範囲内で往復させる運動であり、前記第２運動は前記移動部を前記移動範囲の端部に突き当てる運動である、ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１閾値を上回る大きさの異物と前記第１閾値より小さい第３閾値を下回る大きさの異物との双方が混在する場合、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４または請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記量が前記第２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４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、前記量が前記第２閾値を上回る場合において、前記第１閾値を上回る大きさの異物と前記第１閾値より小さい第３閾値を下回る大きさの異物との双方が混在する場合、前記撮像素子が駆動されていない前記期間に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前記期間に、前記移動部に前記第２運動を実行させると共に前記振動部に前記第２電圧を供給して異物除去を実行する、ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記振動部は、前記撮像素子が露光中であるときに異物除去を実行し、
前記移動部は、前記撮像素子が信号読出し中であるときに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９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【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であって、
前記フィルタに付着した異物の大きさ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１２】
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、
前記フィルタに付着した異物の大きさ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。シフト機構と圧電素子との双方を用いることで、いずれか一方のみを用いる場合よりもより多くの異物が除去される。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、塵埃の種別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】
他方、異物の特性（例えば、種別、大きさ、数量）に応じて効果的な除去方法が相違するので、防振機構と圧電素子との双方を常に用いて異物除去を実行すると、バッテリーの電力が過大に消費され撮影可能枚数の減少を招く可能性がある。
【００１０】
以上の事情に鑑み、本発明の目的は、除去すべき異物の特性に応じて効果的に異物除去を実行できる撮像装置、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】
【００１１】
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、前記フィルタに付着した異物の大きさ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】
【００１２】
本発明によれば、除去すべき異物の特性に応じて効果的に異物除去を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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２実施形態に係る異物除去のフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る異物除去のフローチャートである。
【図７】本発明の第３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】
【００１４】
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。
【００１５】
＜第１実施形態＞
図１から図４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。撮像装置１は、例えば、光学ファインダおよびミラーを使用しないレンズ交換式カメラ、いわゆるミラーレス一眼カメラである。
【００１６】
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。
【００１７】
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と異物検出部１８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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（異物除去に関する後述の閾値Ｔｈ等）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に供給されてよいし、直接的に記憶部８に供給されてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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よい。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、黒点の大きさを異物の大きさとして検出し、黒点の数を異物量として検出する。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、除去すべき異物の特性（異物の大きさ）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。
【００３６】
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。
【００３７】
ステップＳ３０１において、異物検出部１８は、露光処理および信号読出し処理によって取得された撮像画像に含まれる異物の大きさを検出する。異物の大きさは、例えば、検出された異物の長径（異物の最も長い方向における長さ）であってよいし、特定の方向（例えばＸ方向またはＹ方向）における長さであってもよい。複数の異物が撮像画像内に存在する場合は、例えば、検出された異物の大きさのうち最も大きい値を検出値としてよいし、検出された大きさの平均値を検出値としてもよい。
【００３８】
ステップＳ３０２において、カメラシステム制御部５は、異物検出部１８が検出した異物の大きさが所定の第１閾値Ｔｈ１を上回るか否か判定する。カメラシステム制御部５は、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１を上回る場合は処理をステップＳ３１１に進め、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１以下である場合は処理をステップＳ３２１に進める。
【００３９】
ステップＳ３１１において、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。相対的に大きな異物（埃等）は、圧電素子１７と比較して機械的な動作量が大きい防振機構１４によってより効果的に除去されるからである。
【００４０】
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。相対的に小さな異物（塵等）は、防振機構１４と比較して機械的な動作量が小さく動作頻度が高い圧電素子１７が防塵フィルタを振動させることによってより効果的に除去されるからである。
【００４１】
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，Ｓ３２１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。
【００４２】
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（ステップＳ３６０）。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）。ミラーレス一眼カメラは光学ファインダを有さないので、撮影モード中は画像信号に基づく画像をユーザに提示する必要があるからである。したがって、本フローを終了すべきと判定されるのは、撮影モードが終了するときである。撮像装置１が動画撮影中である場合も同様である。
【００４３】
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更新周期毎に繰り返して実行されている。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
本例の期間Ｔ４１００は、ステップＳ３１１にてカメラシステム制御部５が防振機構１４を異物除去手段として選択した状態である。したがって、期間Ｔ４１００では、防振機構１４による異物除去（状態Ｉ４１７）のみが実行され、圧電素子１７による異物除去は実行されない。より具体的には、撮像素子６が露光状態Ｅ４１１である期間Ｔ４１１０では、カメラシステム制御部５は、防振機構１４に像ブレを抑制するブレ補正（防振処理）を実行させ（状態Ｉ４１６）、圧電素子１７は駆動しない。そして、撮像素子６が信号読出し状態Ｅ４１２である期間Ｔ４１２０では、カメラシステム制御部５は、防振機構１４に異物除去を実行させ（状態Ｉ４１７）、圧電素子１７は駆動しない。期間Ｔ４１００に後続する期間Ｔ４２００においても同様である。
【００４７】
他方、本例の期間Ｔ４３００は、ステップＳ３２１にてカメラシステム制御部５が圧電素子１７を異物除去手段として選択した状態である。したがって、期間Ｔ４３００では、圧電素子１７のよる異物除去（状態Ｐ４３３）のみが実行され、防振機構１４による異物除去は実行されない。より具体的には、撮像素子６が露光状態Ｅ４３１である期間Ｔ４３１０では、カメラシステム制御部５は、圧電素子１７に電圧パルスを供給して異物除去を実行させる（状態Ｐ４３３）と共に、防振機構１４にブレ補正を実行させる（状態Ｉ４３６）。そして、撮像素子６が信号読出し状態Ｅ４３２である期間Ｔ４３２０では、カメラシステム制御部５は、圧電素子１７と防振機構１４とのいずれをも駆動しない。期間Ｔ４３００に後続する期間においても同様である。
【００４８】
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、除去すべき異物の特性に応じて圧電素子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、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１を上回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、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１以下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、除去すべき異物の特性に応じて異物除去手段を適切に選択できるので、効果的な異物除去が実現される。また、不要な異物除去手段の駆動が抑制されるので、撮像装置１における消費電力を低減できる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、異物の大きさに加えて異物の量に応じて異物除去手段が選択される。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。
【００５０】
図５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、除去すべき異物の特性（異物の量および異物の大きさ）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、第１実施形態と同様、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。
【００５１】
ステップＳ５００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。
【００５２】
ステップＳ５０１において、異物検出部１８は、露光処理および信号読出し処理によって取得された撮像画像に含まれる異物の量および大きさを検出する。異物の量は、例えば、撮像画像に含まれる黒点の数である。異物の大きさは、第１実施形態と同様に取得されるとよい。
【００５３】
ステップＳ５１０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第２閾値Ｔｈ２を上回るか否か判定する。カメラシステム制御部５は、異物の量が第２閾値Ｔｈ２を上回る場合は処理をステップＳ５１１に進め、異物の量が第２閾値Ｔｈ２以下である場合は処理をステップＳ５２１に進める。
【００５４】
ステップＳ５１１において、カメラシステム制御部５は、異物検出部１８が検出した異物の大きさが所定の第１閾値Ｔｈ１を上回るか否か判定する。カメラシステム制御部５は、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１を上回る場合は処理をステップＳ５１２に進め、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１以下である場合は処理をステップＳ５１３に進める。ステップＳ５２１においても同様に、カメラシステム制御部５は、異物検出部１８が検出した異物の大きさが所定の第１閾値Ｔｈ１を上回るか否か判定する。カメラシステム制御部５は、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１を上回る場合は処理をステップＳ５２２に進め、異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１以下である場合は処理をステップＳ５２３に進める。
【００５５】
ステップＳ５１２とＳ５２２とのそれぞれにおいて、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。異物の量（残存量）が相対的に多い場合に相当するステップＳ５１２では、カメラシステム制御部５が、移動範囲の端部（移動端）へ防振機構１４を突き当てる突き当て駆動（第２運動）を異物除去手段として選択する。移動端への突き当てによる反動によってより効果的に異物が除去されるからである。他方、異物の量（残存量）が相対的に少ない場合に相当するステップＳ５２２では、カメラシステム制御部５が、防振機構１４を移動範囲内で往復運動させる通常駆動（第１運動）を異物除去手段として選択する。突き当て駆動による防振機構１４の加速度は、通常駆動による防振機構１４の加速度よりも大きい。
【００５６】
ステップＳ５１３とＳ５２３とのそれぞれにおいて、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。異物の量（残存量）が相対的に多い場合に相当するステップＳ５１３では、カメラシステム制御部５が、通常の第１電圧Ｖ１よりも高い第２電圧Ｖ２による圧電素子１７のＰＷＭ駆動（高電圧駆動）を異物除去手段として選択する。高電圧である第２電圧Ｖ２による高い振動力によって効果的に異物が除去されるからである。他方、異物の量（残存量）が相対的に少ない場合に相当するステップＳ５２３では、カメラシステム制御部５が、通常の第１電圧Ｖ１による圧電素子１７のＰＷＭ駆動（通常駆動）を異物除去手段として選択する。
【００５７】
ステップＳ５３０において、カメラシステム制御部５は、ステップＳ５１２〜Ｓ５２３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。
【００５８】
ステップＳ５４０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（Ｓ５４０：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（ステップＳ５５０）。撮像装置１がミラーレス一眼カメラである場合の終了判定に関しては、第１実施形態と同様である。
【００５９】
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、除去すべき異物の特性に応じて圧電素子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。
【００６０】
特に、本実施形態の構成によれば、異物の大きさに加えて異物の量に応じて防振機構１４および圧電素子１７の駆動状態を変化させるので、異物の量が多い場合でもより効果的に異物を除去することができる。
【００６１】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、異物の量に応じて表示画像の更新周期が変更され、異物の量および大きさに応じて異物除去手段が選択される。
【００６２】
図６のフローチャートを参照して，本発明の第３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，除去すべき異物の特性（異物の量および異物の大きさ）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，第１および第２実施形態と同様，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。ステップＳ５００，Ｓ５１０，Ｓ５１２，Ｓ５１３，Ｓ５２１，Ｓ５２２，Ｓ５２３，Ｓ５３０，Ｓ５４０，Ｓ５５０の処理は第２実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
ステップＳ６０１において、異物検出部１８は、露光処理および信号読出し処理によって取得された撮像画像に含まれる異物の量および大きさを検出する。異物の量は、例えば、撮像画像に含まれる黒点の数である。検出された異物の長径（異物の最も長い方向における長さ）であってよいし、特定の方向（例えばＸ方向またはＹ方向）における長さであってよい。異物検出部１８は、撮像画像内の複数の異物についてそれぞれ大きさを検出すると好適である。
【００６４】
ステップＳ５１０にて異物の量が第２閾値Ｔｈ２を上回ると判定されると（ステップＳ５１０：ＹＥＳ）、ステップＳ６１０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７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。
【００６５】
ステップＳ６１１において、カメラシステム制御部５は、ステップＳ６０１にて検出された異物の大きさに基づいて制御を分岐する。全ての異物の大きさが第１閾値Ｔｈ１を上回る場合（異物の大きさが大きい場合）、処理がステップＳ５１２に進められる。全ての異物の大きさが、第１閾値Ｔｈ１よりも小さい第３閾値Ｔｈ３を下回る場合（異物の大きさが小さい場合）、処理がステップＳ５１３に進められる。第１閾値Ｔｈ１を上回る大きさの異物と第３閾値Ｔｈ３を下回る大きさの異物とが混在している場合（異物の大きさのばらつきが大きい場合）、処理がステップＳ６１４に進められる。
【００６６】
ステップＳ６１４において、カメラシステム制御部５は、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。好適には、前述した防振機構１４の突き当て駆動と圧電素子１７の高電圧駆動とが、異物除去手段として選択される。相対的に大きな異物を効果的に除去できる防振機構１４と、相対的に小さな異物を効果的に除去できる圧電素子１７との双方が駆動されることによって、種々の大きさが混在した異物を除去できる。
【００６７】
図７のタイミングチャートを参照して、図６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７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６のフローチャートの処理が更新周期毎に繰り返して実行されている。なお、図７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。
【００６８】
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、異物の量が多く、異物の大きさがばらついていると想定する。すなわち、異物の量が第２閾値Ｔｈ２を上回るのでステップＳ５１０の判定結果が「ＹＥＳ」であり、第１閾値Ｔｈ１を上回る大きさの異物と第２閾値Ｔｈ２を下回る大きさの異物とが存在するのでステップＳ６１１の判定結果が「混在」である、と想定する。
【００６９】
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Ｓ６１０）、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Ｓ６１４）。結果として、期間Ｔ４２００において、露光処理および信号読出し処理が省略されると共に、防振機構１４の突き当て駆動（第２運動）による異物除去と圧電素子１７の高電圧駆動による異物除去とが同時に実行される。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。
【００７０】
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、除去すべき異物の特性に応じて圧電素子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。
【００７１】
特に、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、種々の大きさの異物が混在している場合には、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に防振機構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。
【００７２】
＜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。
【００７３】
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。
【００７４】
上記した実施の形態においては、撮像装置１がＬＶ表示を実行しているが、撮像装置１における異物の特性に応じた異物除去手段の適応的な選択は、撮像装置１がＬＶ表示等の連続的な画像取得を実行しない構成においても採用可能である。例えば、一眼レフカメラとしての撮像装置１が静画を撮影するモードにある場合にも、上記の処理を適応することができる。
【００７５】
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。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。
【００７６】
上記した実施の形態における異物特性に応じた複数の選択肢（例えば、ステップＳ５１２，Ｓ５１３，Ｓ５２２，Ｓ５２３，Ｓ６１４）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。
【００７７】
第３実施形態のステップＳ６１１において、カメラシステム制御部５が、異物の大きさの分散も用いて制御を分岐してよい。例えば、異物の大きさの平均値が第１閾値Ｔｈ１よりも大きく、かつ異物の大きさの分散が第４閾値Ｔｈ４以下である場合（異物の大きさが大きい場合）、処理がステップＳ５１２に進められる。異物の大きさの平均値が第１閾値Ｔｈ１以下であり、かつ異物の大きさの分散が第４閾値Ｔｈ４以下である場合（異物の大きさが小さい場合）、処理がステップＳ５１３に進められる。異物の大きさの分散が第４閾値Ｔｈ４を上回る場合（異物の大きさのばらつきが大きい場合、すなわち種々の大きさの異物が混在している場合）、処理がステップＳ６１４に進められる。なお、以上の変形例において、中央値や最頻値等の代表値が上記の平均値に代えて用いられてよく、標準偏差等のばらつきを示す他の値が上記の分散に代えて用いられてよい。
【００７８】
上記した実施の形態においては、異物の特性値（大きさ、量）が閾値Ｔｈ（Ｔｈ１〜Ｔｈ４）を上回るか閾値Ｔｈ以下であるかに応じて各判定が実行されているが、異物の特性値が閾値Ｔｈ以上であるか閾値Ｔｈを下回るかに応じて各判定が実行されてよい。換言すると、異物の特性値が閾値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。
【００７９】
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】
【００８０】
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）
Ｔｈ１  第１閾値
Ｔｈ２  第２閾値
Ｔｈ３  第３閾値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020170088.tif 000007
【図６】
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【図７】
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