(57)【要約】【課題】撮像装置における撮像手段の光学部材に付着したゴミの情報を得るための適切な基準画像を取得する。【解決手段】撮像装置は、モニタ画面上にライブビュー映像表示を開始し（Ｓ３０１）、基準画像取得要求を受けると（Ｓ３０２）、ゴミ情報取得モードへ遷移する（Ｓ３０３）。ユーザによってレリーズボタンが押下されると（Ｓ３０４）、可変光学系ユニットを駆動するように制御し（Ｓ３０５）、像ブレが加えられた画像を撮像して画像データを生成する（Ｓ３０６）。生成した画像を基準画像として保存（Ｓ３０７）することによって、適切な基準画像を取得する。【選択図】図３
2010200137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像が光学系を通して光軸に沿って入力される撮像装置において、
前記被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像した前記被写体像に基づいて、前記撮像手段に付加されたゴミの像を含む参照画像を取得する取得手段と、
前記被写体像を撮像するための露光期間中に、前記被写体像の鮮鋭度を低減する低減手段と、
前記参照画像を基準画像とし、前記基準画像のデータを記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記低減手段は、前記撮像手段の撮像面上において、前記光軸に垂直な方向に沿って前記被写体の結像位置を移動させることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
像ブレ補正装置を備えているとき、
前記像ブレ補正装置を前記低減手段として用いることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記低減手段は、前記光学系と前記撮像手段との間の相対的な位置関係を前記光軸の方向に沿って変化させることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像して画像データを取得する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子カメラなどの撮像装置では、撮像光路上にあり撮像素子の近傍に配置された光学フィルタ等の光学部材にゴミが付着すると、付着したゴミにより生じた影が撮像画像に現れ、その部分が画像欠陥となる。特にレンズ交換式の撮像装置では、レンズ交換時に塵や埃などのゴミが内部に侵入しやすい。そのため、撮像装置内部に侵入したゴミが光学部材に付着し、画像欠陥を生じやすい。このような問題点を解決するため、予め一様領域を撮像し、一様領域の中で光学部材に付着したゴミの像が写っている画像を、ゴミ情報を得るための基準画像として記憶し、基準画像に基づいて被写体画像に写ったゴミの像を画像処理によって除去する撮像装置および画像処理装置が知られている（特許文献１ ） 。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている発明によると、ゴミ情報を得るための基準画像は、ユーザが、たとえば、無地の壁面や紙を撮像することによって得られる。しかし、壁面がテクスチャを含むような場合や、紙に汚れが付いているか、または周辺物体の影が投影されているような場合は、低品質な基準画像が得られる。この場合、たとえば、そうしたテクスチャ、汚れ、影に該当する像が位置する領域に本来位置するはずの被写体像が画像から欠損するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被写体像が光学系を通して入力される撮像装置において、被写体像を撮像する撮像手段と、撮像手段の撮像した被写体像に基づいて、撮像手段に付加されたゴミの像を含む参照画像を取得する取得手段と、参照画像を取得するとき、被写体像の鮮鋭度を変化させるように光学系と撮像手段との相対的な位置関係を制御する制御手段と、参照画像を基準画像とし、基準画像のデータを記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光学部材に付着したゴミの情報を得るための適切な基準画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】交換レンズ方式の電子カメラの構成を示す図。
【図２】電子カメラのブロック図とＰＣおよび周辺装置を示す図。
【図３】本発明の実施の形態による電子カメラの処理手順を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜３を参照して、本発明による撮像装置を電子カメラに適用した実施の形態を説明する。図１は、交換レンズ方式の電子カメラの構成を例示する図である。電子カメラ１は、カメラ本体２とマウント式交換レンズからなる可変光学系３を有する。可変光学系３は、内部にレンズ４と絞り５を有する。レンズ４は複数の光学レンズ群から構成されるが、図１では代表して１枚のレンズで表し、そのレンズ４の位置を主瞳位置と言う（以下、単に瞳位置と言う） 。瞳位置は、レンズ種やズームレンズのズーム位置によって決まる値である。焦点距離によって変わることもある。
【０００９】
カメラ本体２は、シャッター６、光学フィルタやカバーガラスなどの光学部品７、撮像素子８を有する。可変光学系３は、カメラ本体２のマウント部９に対して着脱可能である。また、可変光学系３は、マウント部９を介して、瞳位置に関する情報、絞り値に関する情報等の光学的パラメータを電子カメラ１の制御部１７（図２）に送信する。絞り値は、例えばＦ２．８〜Ｆ２２まで変化する。ゴミ１０は、撮像素子８前部の光学部品７の表面に付着している。
【００１０】
図２は、電子カメラ１のブロック図および周辺装置を示す図である。電子カメラ１で取得された画像データは、不図示のＰＣ（パーソナルコンピュータ）において、ゴミ１０の影響除去処理が行われる。
【００１１】
電子カメラ１は、可変光学系３、光学部品７、シャッター６（図２では図示省略）、撮像素子８、像ブレ検出センサ２５、可変光学系調節ユニット１１、アナログ信号処理部１２、Ａ／Ｄ変換部１３、タイミング制御部１４、画像処理部１５、操作部１６、制御部１７、メモリ１８、圧縮／伸長部１９、表示画像生成部２０、モニタ２１、メモリカード用インタフェース部２２、外部装置インタフェース部２３を備える。
【００１２】
撮像素子８は、可変光学系３を通して被写体を撮像し、撮像された被写体像に対応する画像信号（撮像信号）を出力する。撮像素子８は、複数の画素から構成される矩形形状の撮像面領域を有し、各画素に蓄積された電荷に対応するアナログ信号である画像信号を、画素単位で順次、アナログ信号処理部１２に出力する。撮像素子８は、例えば単板式カラーＣＣＤなどで構成される。アナログ信号処理部１２は、内部にＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路や、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路などを有し、入力された画像信号に対して所定のアナログ処理を行う。Ａ／Ｄ変換部１３は、アナログ信号処理部１２で処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。タイミング制御部１４は、制御部１７により制御され、撮像素子８、アナログ信号処理部１２、Ａ／Ｄ変換部１３ 、画像処理部１５の各動作のタイミングを制御する。
【００１３】
メモリカード用インタフェース部２２は、メモリカード（カード状のリムーバブルメモリ）３０用のインタフェースである。外部装置インタフェース部２３は、所定のケーブルや無線伝送路を介してＰＣ等の外部装置と接続するためのインタフェースである。操作部１６は、レリーズボタンやモード切り換え用の選択ボタン等に相当する。モニタ２１は、各種メニューを表示したり、撮像素子８で撮像した被写体像やメモリカードに格納された画像データに基づく再生画像を表示したりする。撮像素子８で撮像した被写体像を時系列で再生した一連の画像群を、本発明の詳細な説明の記載においては、ライブビュー映像と呼び、モニタ２１に表示するライブビュー映像をライブビュー表示映像と呼ぶ。操作部１６の出力は制御部１７に入力され、モニタ２１には表示画像生成部２０の出力が入力される。画像処理部１５は、例えば、画像処理専用の１チップ・マイクロプロセッサで構成される。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換部１３、画像処理部１５、制御部１７、メモリ１８、圧縮／伸長部１９、表示画像生成部２０、メモリカード用インタフェース部２２、外部インタフェース部２３は、バス２４を介して相互に接続されている。
【００１５】
像ブレ検出センサ２５は、たとえば、電子カメラ１の上下方向および左右方向の動きを検出するための角速度センサによって構成される。可変光学系調節ユニット１１は、可変光学系３に対して、像ブレ補正のためにレンズ４を動かすモータ、レンズ４のピントやズームを調節するための調節機構、およびそれらの制御主体であるマイクロプロセッサを含んで構成される。像ブレ検出センサ２５によって検出された電子カメラ１の移動量は、そのマイクロプロセッサに信号として入力され、像ブレ補正量を演算し、その演算結果にしたがってそのモータを駆動させる。そのマイクロプロセッサは、制御部１７によって制御される。
【００１６】
図１のような構成の電子カメラ１において、操作部１６を介し、操作者によって撮影モードが選択されてレリーズボタンが押されると、制御部１７は、タイミング制御部１４を介して、撮像素子８、アナログ信号処理部１２、Ａ／Ｄ変換部１３に対するタイミング制御を行う。このとき選択される撮影モードには、通常の被写体を撮影するときの通常モードと、ゴミ１０の情報を得るために基準画像を撮影するときのゴミ情報取得モードがある。なお、通常モードは被写体の種類などによって複数のモードに分かれていてもよい。
【００１７】
撮影した各画像データにおけるゴミ１０の影響を除去するには、まず、ゴミ情報を得るための基準画像を撮影する。光学的撮影条件の異なる複数の画像に対してもこの基準画像を利用してゴミ除去を行う。基準画像は、完全に一様な白基準データのほか、青空、一様に近い壁面、グレーチャート、無地の紙面など、実際に身近な場所で容易に撮影および取得可能であることを想定している。しかし、当該壁面がテクスチャを含むような場合や、当該紙面に汚れが付いているか、または周辺物体の影が投影されているような場合は、低品質な基準画像が得られる虞がある。したがって、図３の説明で後述する基準画像取得処理によって高品質な基準画像が得られるようにする。
【００１８】
撮像素子８は、可変光学系３により撮像領域に結像された光学像に対応する画像信号を生成する。その画像信号は、アナログ信号処理部１２で所定のアナログ信号処理が施され、アナログ処理後画像信号としてＡ／Ｄ変換部１３へ出力される。Ａ／Ｄ変換部１３では、アナログ処理後の画像信号をデジタル化し、画像データとして、画像処理部１５に供給する。
【００１９】
本実施の形態の電子カメラ１ では、撮像素子８において、単板式カラー撮像素子の最も代表的なＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタがベイア配列されている場合を例にとり、画像処理部１５に供給される画像データはＲＧＢ表色系で示されるものとする。画像データを構成する各々の画素には、ＲＧＢの何れか１つの色成分の色情報が存在する。ここで、撮像素子８を構成する１つの光電変換素子を画素と言うが、この画素に対応した画像データの１単位も画素と言う。また、画像も複数の画素から構成される概念である。
【００２０】
画像処理部１５は、このような画像データに対し、補間、階調変換や輪郭強調などの画像処理を行う。このような画像処理が完了した画像データは、必要に応じて、圧縮／伸長部１９で所定の圧縮処理が施され、メモリカード用インタフェース部２２を介してメモリカード３０に記録される。
【００２１】
画像処理が完了した画像データは、メモリカード３０を介してＰＣ３１に提供される。外部インタフェース２３および所定のケーブルや無線伝送路を介してＰＣ３１に提供してもよい。画像処理が完了した画像データは、補間処理が完了し、各画素にはＲＧＢのすべての色成分の色情報が存在するものとする。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態による電子カメラ１における、ゴミ情報を得るための基準画像取得処理を表すフローチャートである。電子カメラ１は、ユーザによって通常モードとゴミ情報取得モードのいずれか一方の撮影モードが選択されると、撮像画像データをメモリカード３０に記録するとき、選択された撮影モードに対応するファイル情報（たとえば、拡張子）を設定する。
【００２３】
ステップＳ３０１では、モニタ２１の画面上にライブビュー映像が表示されている。ユーザ入力によって基準画像の取得を要求されるまではステップＳ３０２が否定判定され、ステップＳ３０２を繰り返す。ユーザ入力によって基準画像の取得が要求されると、ステップＳ３０２は肯定判定され、ステップＳ３０３にて、ゴミ情報取得モードへ遷移する。
【００２４】
ステップＳ３０４においては、ユーザ入力によってレリーズボタン押下されたか否かを判定する。肯定判定されるまで否定判定が繰り返される。肯定判定されると、ステップＳ３０５において、可変光学系調節ユニットを制御して駆動させる。たとえば、像ブレ補正のためにレンズを動作させるモータを駆動することによって、電子カメラ１が静止したままの状態でレリーズボタンが押下されている場合、像ブレが加わった画像を取得する。このとき、撮像素子８は振動しないため、その画像におけるゴミ１０の像は明瞭である。したがって、たとえば、テクスチャを含む壁面が撮像された場合、ゴミ１０の像以外の領域においては像ブレが加わることによってテクスチャの画素濃度が低下するために鮮鋭度が低下し、より一様な画像が得られる。すなわち、より高品質な基準画像が得られる。そこで、ステップＳ３０５によって、可変光学系調節ユニットが駆動されているとき、ステップＳ３０４でユーザによってレリーズボタンが押下されていることに応じて、ステップＳ３０６にて撮像され、画像データが生成される。
【００２５】
ステップＳ３０７においては、ステップＳ３０６にて生成された画像データを、ゴミ情報を得るための基準画像データとして、メモリカード３０に保存する。ステップＳ３０８にて通常モードへ遷移すると、本処理は終了する。
【００２６】
上述した本実施の形態による電子カメラ１は、次の作用効果を奏する。
（１）  レリーズボタン（操作部１６）がユーザによって押下されると、可変光学系調節ユニット１１を制御して駆動させて撮像して画像データを生成するように構成した。これにより、テクスチャを含む壁面が撮像された場合、そのテクスチャの鮮鋭度は低下する。したがって、電子カメラ１の光学部材（上述した例では、撮像素子８およびその前部の光学部品７）に付着したゴミ１０の情報を得るための適切な基準画像が得られるという効果がある。
【００２７】
−−−変形例−−−
上述した本発明の実施の形態を次のように変形して実施することも可能である。
（１）  上述の説明では、図３のステップＳ３０７において、ゴミ情報を得るための基準画像データをメモリカード３０に保存することとしたが、外部接続インタフェース部２３を介してＰＣ等の外部機器へ転送し、保存することとしても良い。
【００２８】
（２）  上述の説明では、図３のステップＳ３０５において、可変光学系調節ユニットを制御して駆動させることにより、像ブレ補正のためにレンズを動作させるモータを駆動することとした。しかし、可変光学系調節ユニットを制御して駆動させることにより、レンズ４のピントやズームを調節することとしても良い。可変光学系３と撮像素子８との間の距離を最大値とすることにより、ピントが無限遠の被写体に設定されるとボケ画像が得られる。また、可変光学系３の焦点距離を大きくすることにより、被写体がズームインされると画角が小さくなるため、テクスチャの無い無地の領域を撮像した画像が抽出される場合がある。このようにしても、電子カメラ１の光学部材（上述した例では、撮像素子８およびその前部の光学部品７）に付着したゴミ１０の情報を得るための適切な基準画像が得られる。
【００２９】
（３）  上述の説明では、図３のステップＳ３０５において、制御部１７が、可変光学系調節ユニットを制御することにより、像ブレ補正のためにレンズを振動させるモータを駆動することとした。しかし、電子カメラ１が光学部材（上述した例では、撮像素子８およびその前部の光学部品７）を振動させるモータを備え、制御部１７が、そのモータを制御して駆動させることにより、像ブレを発生させることとしても良い。あるいは、本発明の実施のために専用の像ブレ発生装置を電子カメラ１に備え、レンズまたは光学部材を振動させることとしても良い。
【００３０】
上述した本発明の実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。さらに、被写体画像に写ったゴミの像を物理的な処理または画像処理によって除去する他の発明と組み合わせてもよい。
【００３１】
また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態およびその変形例における機器構成に何ら限定されない。
【符号の説明】
【００３２】
１  電子カメラ                     ２  カメラ本体
３  可変光学系                     ４  レンズ
５  絞り                           ６  シャッター
７  光学部品                       ８  撮像素子
９  マウント部                     １０  ゴミ
１１  可変光学系調節ユニット       １２  アナログ信号処理部
１３  Ａ／Ｄ変換部                 １４  タイミング制御部
１５  画像処理部                   １６  操作部
１７  制御部                       １８  メモリ
１９  圧縮／伸長部                 ２０  表示画像生成部
２１  モニタ                       ２２  メモリカード用インタフェース部
２３  外部装置接続インタフェース部 ２４  バス
２５  像ブレ検出センサ             ３０  メモリカード                 
【図１】
2010200137.tif 000003
【図２】
2010200137.tif 000004
【図３】
2010200137.tif 000005