(57)【要約】    【課題】  異物が撮像素子の撮像面に付着していても、異物の存在が撮影画像上で目立たないようにしたデジタルカメラを提供する。    【解決手段】  撮像素子１６の撮像面に付着した異物を検出する異物検出手段と、シャッター１４速度と絞り１３とによって露出量を制御する露出制御手段とを備え、前記異物検出手段によって異物が検出されたときには、絞り１３の値を開放側にシフトさせる。【選択図】図５
2006100876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の撮像面に付着した異物を検出する異物検出手段と、
シャッター速度と絞りとによって露出量を制御する露出制御手段とを備え、
前記異物検出手段によって異物が検出されたときには、絞りの値を開放側にシフトさせることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
上記異物検出手段によって検出された異物の大きさが大きいほど、絞りの値のシフト量が大きいことを特徴とする、請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
上記露出制御手段は、メモリに格納されたプログラム線図に従って制御されることを特徴とする、請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
内蔵された複数のプログラム線図の中から、上記異物検出手段によって検出された異物の大きさに対応したプログラム線図が選択されることを特徴とする、請求項３記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
異物検出時において、絞り値をシフトさせるか否かは、選択可能であることを特徴とする、請求項１記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラに関し、詳細には、撮像素子の撮像面にチリやホコリ等の微小異物（以下、「異物」という。）が付着したとき、付着した異物の存在が撮影画像上で目立たないようにするデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を有するデジタルカメラにおいては、一旦、異物が撮像素子の撮像面に付着すると、付着した異物が粒状ノイズとなってしまう。一度撮像面上に付着した異物は、撮像面から簡単には脱離することがないので、この粒状ノイズは、それ以降の撮影画像上にいつも現れてしまう。特に、レンズを交換することのできるレンズ交換式のものにおいては、レンズ交換が行われる際に、異物がカメラボディ内に侵入して撮像面に付着する可能性が高くなる。
【０００３】
撮像面に付着した異物は、カメラメーカーのサービス窓口で、クリーニングペーパ等で拭き取ることによって除去することが可能である。しかしながら、異物の付着したデジタルカメラを窓口に持ち込むことは、窓口まで足を運ぶ手間あるいはカメラを運ぶための運賃や送料及びクリーニング代金等を必要とするので、決してユーザーに好まれていることとは言い難い。
【０００４】
そこで、異物が撮像面まで侵入しにくいような構造や、付着した異物を取り除くための様々な方策が検討されており、例えば、撮像面に気流を吹き付けて、異物を吹き飛ばすクリーニング装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２９１１０号公報
【０００６】
しかしながら、いずれの場合も、撮像面に付着した異物を物理的に排除するための構造や機構をカメラに新たに付加するものであるから、カメラ本体のサイズが大きくなったり、構造が複雑になったり、カメラの価格が上昇したりする等の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、異物が撮像素子の撮像面に付着していても、異物の存在が撮影画像上で目立たないようにしたデジタルカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【０００８】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、以下のデジタルカメラが提供される。
【０００９】
すなわち、本発明に係るデジタルカメラは、撮像素子の撮像面に付着した異物を検出する異物検出手段と、シャッター速度と絞りとによって露出量を制御する露出制御手段とを備え、前記異物検出手段によって異物が検出されたときには、絞りの値を開放側にシフトさせることを特徴とする。
【００１０】
上記デジタルカメラは、異物が付着していることを検出した場合、露出制御手段で最適であるとされた推奨絞り値よりも、絞りの値を開放側にシフトさせるものである。絞り値を小さくして絞りを開放させることによって、被写界深度が浅くなるので、撮影画像がぼかし気味の画像になる。その結果、撮像素子の撮像面に付着した異物が撮影画像上では目立たなくなる。本願発明は、デジタルカメラの撮像素子近傍に付着した異物を物理的に取り除くのではなく、擬似的に異物付着の影響を抑制するものであり、異物を撮影画像上で目立たなくするものである。したがって、異物の侵入しにくい構造やクリーニング装置等を別途設ける必要がないので、カメラ本体の大型化や複雑化、あるいはコスト上昇等を招くことがない。
【００１１】
異物検出手段によって検出された異物の大きさが大きければ、異物付着をより目立たなくするために、絞りの値のシフト量が大きくすることが好ましい。
【００１２】
露出制御手段は、自動あるいは手動で、絞りの値を開放側に所定の一定量だけシフトするように構成することもできるが、好ましくは、予めメモリに格納されたプログラム線図に従って制御される。このように構成することによって、絞りの値をどの程度シフトさせるのがよいかを撮影者は意識する必要がなくなる。
【００１３】
好ましくは、予めメモリに格納された複数のプログラム線図の中から、上記異物検出手段によって検出された異物の大きさに対応したプログラム線図が選択される。このように構成することによって、異物の大きさに応じて絞りの値をどの程度シフトさせるのがよいかを撮影者は意識する必要がなくなる。
【００１４】
撮影者の意図を反映させるために、異物検出時において、絞り値をシフトさせるか否かは、選択可能とすることができる。例えば、Ｐ（プログラム自動露出）モードのときは、絞りの値を開放側にシフトさせることを可能とし、Ａ（絞り優先自動露出）モードのときはシフト不可とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラについて、図１乃至５を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明に係るデジタルカメラは、非レンズ交換式のものにも適用可能である。
【００１６】
図１は、本発明に係るデジタルカメラのブロック図を示しており、図１を参照しながら、デジタルカメラの全体的な構成及び動作について説明する。
【００１７】
図１に示したデジタルカメラは、撮影した静止画や動画を装着カード用インターフェース５２を介してメモリカード５４に記録するものである。カメラ全体の動作は、マイクロコンピュータであって、撮影機能及び再生機能を集中制御するＣＰＵ（中央処理装置）４０によって制御される。
【００１８】
デジタルカメラには、レリーズ釦や、撮影モード、再生モード等の設定を行うためのモード設定ダイヤルや、連写モード、シーン選択等の設定を行うためのドライブモード設定ダイアル等を含む操作部３８が設けられている。この操作部３８での操作に応じた信号がＣＰＵ４０に入力される。
【００１９】
撮像素子（ＣＣＤ）１６の前には、シャッタ１４が配設されている。シャッタ１４は、例えば、先幕と後幕とを備えるフォーカルプレーンシャッタである。
【００２０】
撮像素子１６は、被写体像を電気信号に光電変換するものであり、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）等の光電変換素子が用いられる。このような撮像素子１６の前面すなわち被写体側には、通常、光学フィルタや保護ガラスが積層配置されている。なお、本願明細書中では、撮像素子１６や保護ガラスや光学フィルタ等の光電変換に係る部材の被写体側の最前列の露出面を、総称して、撮像面を呼んでいる。
【００２１】
被写体像は、交換式の撮影レンズ１２及び絞り１３を介して撮像素子１６の受光面に結像される。撮影レンズ１２は、ＣＰＵ４０及びフォーカス制御部３６によって制御されるフォーカス用モータＭ１によって駆動されて、フォーカス制御等が行われる。露出量を最適化する露出制御手段は、絞り１３やシャッタ１４や測光モジュール４４等から構成される。
【００２２】
絞り１３は、複数枚の絞り羽根から構成されており、ＣＰＵ４０及び絞り制御部３５によって制御される絞り駆動用モータＭ２によって駆動される。絞り１３は、例えば、絞り値がＦ１．４乃至Ｆ２２の範囲で１ＡＶ刻みの８段階にあるいは連続的に制御される。
【００２３】
シャッタ１４は、ＣＰＵ４０及びシャッタ制御部３４によって制御されるシャッタ駆動用モータＭ３によって駆動され、撮像素子１６での電荷蓄積時間（シャッタ速度）を制御する。シャッタ１４は、例えば、シャッタ速度が１／８０００乃至Ｆ３０の範囲で１ＴＶ刻みの１０段階にあるいは連続的に制御される。
【００２４】
撮像素子１６に蓄積された信号電荷は、光電変換されて、タイミング制御部３２から加えられる読み出し信号に基づいて信号電荷に応じた電圧信号として読み出される。撮像素子１６から読み出された電圧信号は、アナログ信号処理部１８で信号処理されたあと、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換される。デジタル信号は、画像処理部２２の黒レベル補正回路、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路等によって、画像処理が行われる。画像処理された画像データは、画像メモリ４８に一時的に保持される。
【００２５】
画像メモリ４８にメモリされた画像データは、ＶＲＡＭ５０に入力されたあと、カメラ背面に配設されている液晶モニタ３０に出力される。その結果、被写体像が液晶モニタ３０の表示画面上にライブビュー表示として表示される。また、画像メモリ４８にメモリされた画像データは、ＶＲＡＭ５０に入力されたあと、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）２６に出力されてもよい。
【００２６】
操作部３８のレリーズ釦が半押しされると、ＡＥ動作及びＡＦ動作が開始する。位相差ＡＦモジュール４２からの測距値に基づいて、レンズ１２が合焦する位置にフォーカス用モータＭ１で移動される。そして、測光モジュール４４からの測光値に基づいて、被写体輝度（ＥＶ値）が算出される。このＥＶ値に基づいて、絞り１３の絞り値（ＡＶ値）及び撮像素子１６の電子シャッタのシャッタ速度（ＴＶ値）が、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)４６に格納されたプログラム線図に従って決定される。所定の絞り値（ＡＶ値）及びシャッタ速度（ＴＶ値）に基づいて、絞り１３及び撮像素子１６の電荷蓄積時間が制御される。ＥＥＰＲＯＭ４６には、後述するように、例えば、標準プログラム線図Ａ、中サイズ異物用プログラム線図Ｂ、大サイズ異物用プログラム線図Ｃという複数のプログラム線図が格納されている。
【００２７】
レリーズ釦が全押しされると、画像データは、圧縮処理されたあと、メモリカード５４に記録される。記録された画像データは、液晶モニタ３０や電子ビューファインダー（ＥＶＦ）２６に出力される。
【００２８】
次に、図３乃至５を参照しながら、プログラム線図について説明する。
【００２９】
プログラム線図は、被写体輝度に対応して、推奨絞りと推奨シャッタ速度との組み合わせを設計したものであり、縦軸が絞り値（ＡＶ値）を示し、横軸がシャッタ速度（ＴＶ値）を示している。一点鎖線の斜線が露出値（ＥＶ値）を示している。太い実線が、プログラムモードで使用されるパターンを示している。なお、ＥＶ値＝ＡＶ値＋ＴＶ値という関係がある。露出値（ＥＶ値）が同じであるとするならば、絞りを一段開ける（ＡＶ値を小さくする）と、シャッタ速度は一段早くなる（ＴＶ値が大きくなる）。このとき、被写界深度は浅くなって、被写体の前後方向のピントの合っていると見なせる範囲すなわち被写界深度が狭くなる。絞り値（ＡＶ値）とシャッタ速度（ＴＶ値）とを組み合わせることによって、様々な雰囲気の画像を撮影することができる。なお、絞り値（ＡＶ値）及びシャッタ速度（ＴＶ値）は、それぞれ、Ｆ１．４、Ｆ２、・・・、Ｆ２２、１／８０００、１／１０００、・・・、１／１５、１／８等の非連続な数値や、連続的な数値とすることができる。
【００３０】
図３は、プログラムモードにおける標準のプログラム線図Ａを示している。
【００３１】
図３の標準プログラム線図Ａにおいて、ＥＶ値が０の暗い被写体に対しては、絞りがＦ１．４の開放に、シャッタ速度が２秒に設定されている。被写体輝度が増す（ＥＶ値が大きくなる）につれて、絞りをＦ１．４に維持した状態でシャッタ速度を速くするように設定されている。ＥＶ値が７を越えると、シャッタ速度を速くするだけでなく、絞りを絞り込んでいくように設定されている。このとき、シャッタ速度の変化量を少なくして、絞りの変化量を大きくするようにプログラムされている。ＥＶ値が１５を越えると、シャッタ速度を速くするとともに、絞りを絞り込むように設定されているが、シャッタ速度の変化量が大きくて、絞りの変化量が少ないように設定されている。なお、この標準プログラム線図Ａは、例えば、異物サイズが２０μｍより小さい異物が検出された場合にも使用される。すなわち、標準プログラム線図Ａは、小サイズ異物用プログラム線図にも兼用される。
【００３２】
図４は、撮像面に中程度の大きさ（例えば、２０乃至５０μｍ、好ましくは３０乃至４０μｍ）の異物が付着していることが検出されたときのプログラム線図Ｂを示している。
【００３３】
図４の中サイズ異物用プログラム線図Ｂにおいて、ＥＶ値が０の暗い被写体に対しては、絞りがＦ１．４の開放に、シャッタ速度が２秒に設定されている。被写体輝度が増す（ＥＶ値が大きくなる）につれて、絞りをＦ１．４に維持した状態でシャッタ速度を速くするように設定されている。ＥＶ値が７を越えると、シャッタ速度を速くするだけでなく、絞りを絞り込むように設定されている。このとき、絞りがＦ１．４、シャッタ速度が１／６０秒のポイントと、絞りがＦ２２、シャッタ速度が１／８０００秒のポイントとを結ぶ直線に従って変化するようにプログラムされている。図４に示した標準プログラム線図Ａ（破線）と中サイズ異物用プログラム線図Ｂ（実線）とを比較すると、同じＥＶ値において、プログラム線図Ｂの絞り値が標準プログラム線図Ａの推奨絞り値よりも小さく設定されており、絞りが開放側にシフトされていることが分かる。
【００３４】
図５は、撮像面に大きなサイズ（例えば、５０μｍより大きい）の異物が付着していることが検出されたときのプログラム線図Ｃを示している。
【００３５】
図５の大サイズ異物用プログラム線図Ｃにおいて、ＥＶ値が０の暗い被写体に対しては、絞りがＦ１．４の開放に、シャッタ速度が２秒に設定されている。被写体輝度が増す（ＥＶ値が大きくなる）につれて、絞りをＦ１．４に維持した状態でシャッタ速度を速くするように設定されている。ＥＶ値が７を越えると、シャッタ速度を速くするだけでなく、絞りを絞り込むように設定されている。このとき、絞りがＦ１．４、シャッタ速度が１／６０秒のポイントと、絞りがＦ２．８、シャッタ速度が１／４０００秒のポイントとを結ぶ直線に従って変化するようにプログラムされており、シャッタ速度の変化量が大きくて、絞りの変化量が少ないように設定されている。ＥＶ値が１５を越えると、シャッタ速度を速くするとともに、絞りを絞り込むように、すなわち、絞りがＦ２．８、シャッタ速度が１／４０００秒のポイントと、絞りがＦ２２、シャッタ速度が１／８０００秒のポイントとを結ぶ直線に従って変化するように設定されており、シャッタ速度の変化量を少なくして、絞りの変化量を大きくしている。図５に示した標準プログラム線図Ａ（破線）と大サイズ異物用プログラム線図Ｃ（実線）とを比較すると、同じＥＶ値において、プログラム線図Ｃの絞り値が標準プログラム線図Ａの推奨絞り値よりも小さい値になっており、絞りが開放側にシフトされていることが分かる。
【００３６】
撮像素子１６の撮像面に付着した異物を検出するための異物検出手段は、撮像素子１６、ＣＰＵ４０、画像メモリ４８等によって構成される。撮像素子１６で撮像されて画像メモリ４８に格納された複数の画像データはＣＰＵ４０によって比較され、画像データ間のコントラスト値の変化や輝度値の大きさから、異物付着の有無が検出される。
【００３７】
撮像面に付着した異物の有無及びその大きさの検出には、様々な公知の方法が使用可能である。
【００３８】
例えば、複数の画像を取得した上で、これらの複数の画像間におけるコントラスト値が比較され、コントラストの不変部分が異物付着領域であると判断される。あるいは、画像データから輝度成分を抽出して、その輝度の値が所定の値よりも小さい部分が異物付着領域であると判断するようにしてもよい。
【００３９】
コントラスト不変画素数と付着異物の大きさとの関係式が実験等により事前に求められており、画素／異物サイズ関係式は、ＥＥＰＲＯＭ４６に格納されている。コントラスト不変部分における画素は、コントラスト不変画素として、その画素数がカウントされる。カウントされた画素数が画素／異物サイズ関係式に算入されることによって、付着異物の大きさが推定される。なお、付着異物は、通常、数画素ないし数十画素程度の大きさを有している。
【００４０】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、デジタルカメラの動作を説明する。
【００４１】
操作者がカメラボディに設けられた操作部３８の主電源をＯＮにすると、一連の撮影作業が開始する（ステップ１００）。カメラモードがＯＮである（ステップ１１２）ときに、操作部３８のモード設定ダイアルが撮影モードに切り換えられ（ステップ１１４）、所望のドライブモードが設定される（ステップ１１６）と、標準プログラム線図Ａが初期設定される（ステップ１１８）。
【００４２】
異物撮像抑制モードに設定される（ステップ１２０）と、異物付着が存在するか否かが検出され（ステップ１２２）、検出された異物の大きさが評価される（ステップ１２４）。異物が所定の大きさより大きいか否かが判断される（ステップ１２６）。異物が所定の大きさよりも小さい場合、ステップ１３８に進んで、プログラム線図は変更されない。異物が所定の大きさよりも大きい場合、絞り優先モードが選択されているか否かが判断される（ステップ１２８）。絞り優先モードが選択されている場合、ステップ１３６に進んで、異物付着を警告するものの、プログラム線図は変更されない。連写モードが選択されているか否かが判断される（ステップ１３０）。連写モードが選択されている場合、ステップ１３６に進んで、異物付着を警告するものの、プログラム線図は変更されない。異物撮像抑制モードが選択されているか否かが判断される（ステップ１３２）。異物撮像抑制モードが選択されていない場合、ステップ１３６に進んで、異物付着を警告するものの、プログラム線図は変更されない。
【００４３】
異物撮像抑制モードが選択されている場合、標準のプログラム線図Ａが異物の大きさに対応したプログラム線図に変更される（ステップ１３４）とともに、異物付着が警告される（ステップ１３６）。
【００４４】
レリーズ釦が半押し状態Ｓ１にあるか否かが判断される（ステップ１３８）。レリーズ釦の半押し状態Ｓ１が確認されると、焦点調節（ステップ１４０）や測光（ステップ１４２）が行われる。異物の大きさに対応したプログラム線図において、被写体の露出値（ＥＶ値）に対応した絞り値及びシャッタ速度が決定される（ステップ１４４）。
【００４５】
レリーズ釦が全押し状態Ｓ２にあるか否かが判断される（ステップ１４６）。レリーズ釦の全押し状態Ｓ２が確認されると、決定された絞り値及びシャッタ速度で露光動作が行われて画像が撮影される（ステップ１４８）。撮影された画像は、各種データ処理が行われた（ステップ１５０）あと、メモリに記録されて（ステップ１５２）、一連の処理が終了する（ステップ１５４）。
【００４６】
このように、異物付着が検出された場合に、露出制御手段で最適であるとされた推奨絞り値よりも、絞りの値を開放側にシフトさせることによって、画像の被写界深度が浅くなって、ピントの合う範囲が狭くなるので、付着した異物の存在が撮影画像上で目立たなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るデジタルカメラのブロック図である。
【図２】本発明に係るデジタルカメラの動作を説明するフローチャートである。
【図３】通常の又は小さな異物が付着したときに使用されるプログラム線図である。
【図４】中程度の異物が付着したときに使用されるプログラム線図である。
【図５】大きな異物が付着したときに使用されるプログラム線図である。
【符号の説明】
【００４８】
１２  交換レンズ
１３  絞り
１４  シャッタ
１６  ＣＣＤ（撮像素子）
１８  アナログ信号処理部
２０  Ａ／Ｄ変換部
２２  画像処理部
２４  通信用インターフェース
２６  ＥＶＦ（電子ビューファインダ）
３０  液晶（ＬＣＤ）モニタ
３１  レンズ位置検出部
３２  ＣＣＤ制御部
３４  シャッタ制御部
３５  絞り制御部
３６  フォーカス制御部
３８  操作部
４０  ＣＰＵ
４２  位相差ＡＦモジュール
４４  測光モジュール
４６  ＥＥＰＲＯＭ
５０  ＶＲＡＭ
５２  装着カード用インターフェース
５４  メモリーカード
Ｍ１  フォーカス用モータ
Ｍ２  絞り駆動用モータ
Ｍ３  シャッタ駆動用モータ
【図１】
2006100876.tif 000003
【図２】
2006100876.tif 000004
【図３】
2006100876.tif 000005
【図４】
2006100876.tif 000006
【図５】
2006100876.tif 000007