(57)【要約】【課題】ハーフミラーを介した撮影光束を使用する撮像装置であって、異物検出専用の部品を付加することなく、ハーフミラー上に付着した異物検出を行い、前記写り込み画像を事前に回避できることを可能にしたハーフミラー状態検知技術を有する撮像装置を提供すること。【解決手段】被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設され光軸上より退避可能な光学部材と、前記光学部材上に付着した異物を検出する制御手段を有した撮像装置であって、前記制御手段は前記光学部材を透過した撮影光束から得られる画像情報と、前記光学部材が退避位置の状態で得られる画像情報とを比較判定する判定手段と、該判定手段結果に応じて前記光学部材を微動駆動する手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図６
2016134811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子（６）と、前記撮像素子（６）の前面であって撮影光軸上に配設され光軸上より退避可能な光学部材（４）と、前記光学部材（４）上に付着した異物を検出する制御手段を有した撮像装置であって、前記制御手段は前記光学部材（４）を透過した撮影光束から得られる画像情報と、前記光学部材（４）が退避位置の状態で得られる画像情報とを比較判定する判定手段と、該判定手段結果に応じて前記光学部材（４）を微動駆動する手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像情報を比較判定する手段の判定結果に応じて、前記光学部材（４）上の状態を確認するよう使用者に警告表示する手段を有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】
前記異物付着判定に使用する画像は予め記憶された初期値の他に、それぞれの撮影条件における最新の画像情報として記憶し、次回以降の撮影動作を制限する情報として使用可能であ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】
前記異物付着判定に使用する画像は撮影レンズのフォーカスレンズ位置の変更あるいは絞り値を変更し、それぞれに対となる画像情報によって行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学部材（４）を透過した撮影光束での画像と、前記光学部材（４）からの反射光を使用するＡＥセンサ（１３）で得られる画像情報から予め決められた判定基準によって、前記光学部材（４）上の異物付着エリア、あるいは前記光学部材（４）上の異物付着の表裏を識別可能な手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の光学像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラなどの撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。この撮像素子よりも被写体側に位置する光学部材に塵埃などの異物が付着すると、その付着部分が黒い点となって撮影画像に写り込み、画質が劣化してしまう。特にレンズ交換可能なデジタルカメラでは、シャッターやクイックリターンミラーといった機械的な作動部が撮像素子の近傍に配置されており、それらの作動部から発生した塵埃等の異物が撮像素子やフィルタの表面、クイックリターンミラー表面に付着することがある。
【０００３】
特許文献１には、ミラー表面にフッ素系高分子化合物を含有するコーティングをすることで、異物付着を防止する技術が開示されている。特許文献２には、マウント開口部にマウント部からカメラ本体内に進入した異物を検知する赤外発光ダイオードと受光用フォトダイオードを備え、レンズが装着されていない状態で異物混入を検知した場合に、ハーフミラーを撮影光路外に退避させることで、ハーフミラーの汚れ、キズ防止を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９９９８１号公報
【特許文献２】特開２００８−９２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、ハーフミラーまたはサブミラー上に異物を付着させないようにミラー表面のコーティングを施したものであって、前記ミラー表面に付着した異物を検知出来ず、ハーフミラー透過光を撮影光束として使用した場合は、異物が撮影画像に写り込み満足する画質が得られない場合がある。このような場合、ユーザーは再度同じような撮影条件にするか、あるいは所望の撮影タイミングを逃し二度と撮影出来ないという問題があった。
【０００６】
また特許文献２に記載されている技術では、マウント開口部にマウント部からカメラ本体内に進入した異物を検知出来る専用の赤外発光ダイオードと受光用フォトダイオードを具備し、撮影レンズが装着されていない状態で、前記検知システムで異物混入と判定した場合に、ハーフミラーを撮影光路外に退避させ、ハーフミラーの汚れや傷の防止を行うが、既にハーフミラー表裏に汚れや異物が付着している場合、前記システムでは異物を検知することが出来ない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ハーフミラーを介した撮影光束を使用する撮像装置であって、異物検出専用の部品を付加することなく、ハーフミラー上に付着した異物検出を行い、前記写り込み画像を事前に回避できることを可能にしたハーフミラー状態検知技術を有する撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の前面であって撮影光軸上に配設され光軸上より退避可能な光学部材と、前記光学部材上に付着した異物を検出する制御手段を有した撮像装置であって、前記制御手段は前記光学部材を透過した撮影光束から得られる画像情報と、前記光学部材が退避位置した状態で得られる画像情報とを比較判定し、前記判定結果に応じて前記光学部材を微動駆動する手段と、使用者に対し前記光学部材の確認を促す警告表示手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、新たな部品構成を必要とせず、ユーザーの要求に応じた異物判定機能を有した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係わるデジタルカメラの断面図である。
【図２】ライブビュー撮影時の実施例のデジタルカメラの断面図である。
【図３】本発明の実施形態で電源ＯＮ、ＯＦＦそれぞれの待機状態のデジタルカメラの断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるデジタルカメラの制御系のブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係わる異物写り込み画像判定を行う説明図である。
【図６】図５に示すデジタルカメラの異物付着の画像判定を行うフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートの中でミラー面清掃を促すメッセージ画面である。
【図８】図６のフローチャートの中で異物判定時の画像表示である。
【図９】本発明の実施形態に関わる第２の異物判定を行うフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートに関わる画像判定確認の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１、図２及び図３は本実施例のデジタルカメラの断面図である。１はカメラ本体、２は後述の撮影レンズ３をカメラ本体１に着脱可能とするためのマウントであり、各種信号を通信したり、駆動電源を供給したりするためのインターフェース部を有する。３は交換可能な撮影レンズであり、内部にフォーカスレンズ群３ａ、ズームレンズ群３ｂ、フォーカスレンズ群３ａを駆動させる焦点調節駆動部１４とフォーカスレンズ群３ａの位置検出を行うレンズ位置検出部１５、レンズのＦ値を決定する絞り１７と絞り駆動部を含む絞り駆動回路１８がある。
【００１３】
図１、図２及び図３は各レンズ群を便宜上１枚のレンズで図示しているが、実際には複数のレンズの組み合わせで構成されている。なお、図１、図２及び図３はフォーカスレンズ群３ａを撮影レンズ３の前側のレンズに限定する趣旨ではない。本実施例のデジタル一眼レフカメラには様々な焦点距離や開放Ｆ値の撮像光学系を有する撮影レンズ（所謂、交換レンズ）が装着可能である。
【００１４】
４はハーフタイプのミラーであり、カメラの動作状態に応じて回動可能となっている。ミラー４は、被写体をファインダーで観察する時は撮影光路へ斜設され、撮影レンズ３からの光束を折り曲げて後述のファインダー光学系へ導く（図１）。ミラー４は、ユーザーの設定、選択によって撮影光路上にそのままの状態で撮影する場合（図１）と、通常ライブビュー撮影時の設定として撮影光路から退避させる場合（図２）の２通りの撮影共に、撮影レンズ３からの光束を後述の撮像素子６へ導く（図１、図２）。５は撮影レンズ３からの光束を後述の撮像素子６に入射制御するためのシャッターで、電源投入前後はカメラ待機状態として閉じた状態（図３）で、ライブビュー映像を使用する場合は開いた状態（図２）となる。
【００１５】
６はＣＭＯＳイメージセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。撮像素子６は、被写体までの距離を算出する自動焦点検出機能や被写体の輝度を計測する自動露出機能を有し、静止画や動画問わずに適正な被写体撮影像をデジタル化して取得する。９は撮影レンズ３の一次結像面に配置されたピント板であり、入射面にはフレネルレンズ（集光レンズ）が設けられ、射出面には被写体像（ファインダー像）が結像している。
【００１６】
１０はファインダー光路変更用のペンタプリズムであり、ピント板９の射出面に結像した被写体像を正立正像に補正する。１１、１２は接眼レンズ群の略図である。ここで、ピント板９、ペンタプリズム１０、接眼レンズ群１１、１２により構成されている光学系をファインダー光学系と称する。
【００１７】
１３は自動露光（ＡＥ）センサであり、多分割された撮像領域内の各領域に対応し、ミラー４からの撮影光束の反射光をピント板９の射出面に結像させ被写体像の輝度情報や色情報を測定する。１４は撮影した画像や各種の撮影情報を表示する液晶モニタ（表示部）である。
【００１８】
液晶モニタ１４は、ライブビュー撮影時に撮像素子６が撮像した被写体の像（被写体像）を表示すると共に、記録保存した画像を表示する。
【００１９】
図４はデジタルカメラの制御系のブロック図である。２０はカメラ部の制御とカメラ全体の制御を行うマイクロコンピュータ（中央処理装置；以下、「ＭＰＵ」と称す）である。２１は画像データの各種制御を行うメモリコントローラ、２２は各種制御を行うための設定、調整データ等を格納しているＥＥＰＲＯＭである。２５は撮影レンズ３内にあるレンズ制御回路であり、マウント２を介してＭＰＵ２０と接続されており、後述の各情報に基づいてフォーカスレンズ群３ａの焦点調節（合焦駆動）や絞り１７の駆動を行う。
【００２０】
２６は測光回路であり、ＡＥセンサ１３の各領域からの輝度信号および色信号をＭＰＵ２０に出力する。ＭＰＵ２０は、輝度信号および色信号をＡ／Ｄ変換して被写体の測光情報と色情報とし、前記情報を用いて撮影露出を演算し設定する。２７はモータ駆動回路であり、ミラー４を駆動する不図示のモータやシャッター５のチャージを行う不図示のモータを制御する。２８はシャッター駆動回路であり、シャッター５を開閉するための不図示のコイルへの電力供給制御を行う。２９は電源３０の電圧を各回路に必要な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２１】
３１はレリーズボタンであり、ＳＷ１とＳＷ２の信号をＭＰＵ２０へ出力する。ＳＷ１は、第１ストローク（半押し）操作でＯＮし、測光（ＡＥ）、ＡＦ動作を開始させるためのスイッチである。ＳＷ２は、レリーズボタンの第２ストローク（全押し）操作でＯＮし、露光動作を開始させるためのスイッチである。３２はモードボタンであり、操作したまま後述の電子ダイヤル３３を操作すると、そのカウントに応じて撮影モードが変更され、操作を止めると決定される。３３は電子ダイヤルであり、ダイヤルの回転クリックに応じたＯＮ信号がＭＰＵ２０内の不図示のアップダウンカウンタに出力され、その数がカウントされる。このカウントに応じて各種の数値やデータ等の選択が行われる。
【００２２】
３４はマルチコントローラーであり、ライブビュー撮影時に液晶モニタ１４に表示されるＡＦ枠（焦点検出枠）や各種モードを選択、決定するために用いられる入力装置である。マルチコントローラー３４は、上下左右、斜め右上、斜め右下、斜め左上、斜め左下の８方向の入力と、押し操作による入力を行うことができる。３５は電源ボタンであり、操作するとカメラの電源がＯＮ／ＯＦＦされる。
【００２３】
４０は撮像素子６から出力される画像信号をサンプルホールド及び自動ゲイン調整するＣＤＳ（相関２重サンプリング）／ＡＧＣ（自動ゲイン調整）回路である。４１はＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０のアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。４２はＴＧ（タイミング発生）回路であり、撮像素子６に駆動信号を、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０にサンプルホールド信号を、Ａ／Ｄ変換器４１にサンプルクロック信号を供給する。ここでメモリコントローラ２１は、撮像素子６から出力される画像信号をＣＤＳ／ＡＧＣ回路４０、Ａ／Ｄ変換器４１を経て受けて、ＴＶ−ＡＦにより被写体像の焦点検出を行うことが可能である。
【００２４】
４３はＡ／Ｄ変換器４１でデジタル変換された画像等を一時的に記録するためのＳＤＲＡＭ（メモリ）４３である。ＳＤＲＡＭ４３は、撮像素子６の撮像領域の全域の焦点検出用画素の出力信号を記録することができる。あるいは、ＳＤＲＡＭ４３は、撮像素子６の撮像領域の全域に対して位相差ＡＦを行って焦点ずれ量を算出して記録する。
【００２５】
４４は画像をＹ／Ｃ（輝度信号／色差信号）分離、ホワイトバランス補正、γ補正等を行う画像処理回路である。４５は画像をＪＰＥＧ等の形式に従って圧縮したり、圧縮された画像の伸張を行う画像圧縮／伸張回路である。ここでメモリコントローラ２１は、撮像素子６から出力される画像信号を画像処理回路４４で画像処理することにより、被写体の測光情報を得ることが可能である。４６はＳＤＲＡＭ４３や後述するメディア４８に記録された画像を液晶モニタ１４に表示するために、画像をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。４７は画像を記録保存するためのメディア４８とのＩ／Ｆ（インターフェース）である。
【００２６】
図５は本実施例でミラー面状態検出モード時の撮影画像を液晶モニタ１４に表示した図である。図５−１はハーフタイプのミラー４を撮影光束から退避させるミラーアップ状態で、一般的なミラーレスカメラのように液晶モニタ１４上で被写体を見ながら静止画撮影を行った画像表示であって、図５−２は前記図５−１と同じ被写体をミラーダウン状態で撮影した時にミラー４上の異物が写り込んだ画像を表示したものである。本実施例では図５−１および図５−２は表示画像を縦５０１と横５０２、境界線５０３、エリア５０４によって画像全体を４９個のエリアに分け、個々のエリアの画像情報（輝度情報および色情報、ＲＧＢカウント値など）を演算比較し差分を算出することで異物付着あるいは汚れ付着画像として抽出する。
【００２７】
図６はミラー４上の異物付着を判定するフローチャートである。ステップＳ６０１でミラー４面上の異物付着を検出するモードを実行するかの選択を行い、実行する場合はステップＳ６０２へ進み、実行しない場合は異物検出モード選択から通常撮影モードに戻る。ステップＳ６０２ではモータ駆動回路２７に通電させ、ミラー４を撮影光束から退避させるようミラーアップ動作を行う。
【００２８】
ステップＳ６０３ではレンズ制御回路２５によってフォーカスレンズ位置と絞り値を可変させ、連続画像を撮影を行う。ステップＳ６０４ではステップＳ６０３で得られた連続画像を画像処理回路４４で適正な画像として処理し、ＳＤＲＡＭ４３に一時的に生成画像（ａ）として記憶する。
【００２９】
次にステップＳ６０５ではミラー４をモータ駆動回路２７に通電させミラーダウン位置で停止する駆動動作を行う。ステップＳ６０６とステップＳ６０７は前記ステップＳ６０３とステップＳ６０４で得られた同一条件での撮影画像を取得しＳＤＲＡＭ４３に一時的に生成画像（ｂ）として記憶する。
【００３０】
ステップＳ６０８ではステップＳ６０４で生成した画像（ａ）とステップＳ６０７で生成した画像（ｂ）を各撮影条件別に比較し、ミラー４上に異物付着あるいは汚れの影響による画像情報（輝度情報、色、ＲＧＢカウント値）の差分値が予め設定した画像情報の判定閾値より変化量が大きい画像のみを抽出する。尚、前記画像情報の判定閾値はユーザー個々の判定レベルに変更可能である。
【００３１】
ステップＳ６０９ではステップＳ６０８で抽出された画像の目視確認を行う。図８は前記抽出された画像が液晶モニタ１４に表示された状態を表し、全体画像表示８０１、異物写り込み部分８０２、画像を任意の拡大倍率で表示し確認する拡大ボタン８０３、抽出画像上の異物写り込みレベルに問題がない場合はＯＫボタン８０４の選択でステップＳ６１３に進む。キャンセルボタン８０５を選択した場合はミラー面状態検出モードを終了する。一方、拡大ボタン８０３を選択した場合は拡大画像表示８０６になる。前記拡大画像表示になると画面上にステップＳ６１０に移行するＯＫボタン８０７と、全体画像表示８０１に戻るキャンセルボタン８０８を表示する。尚、前記各ボタンの選択と画像拡大の位置変更を行うには電子ダイヤル３３、マルチコントローラー３４、液晶モニタ１４上のタッチ操作で可能である。
【００３２】
ステップＳ６１０ではミラー微動駆動を実行するかの選択を行う。前記駆動を実行する場合はステップＳ６１１に進み、実行しない場合はステップＳ６１２に進む。ステップＳ６１１のミラー微動駆動は通常のミラーアップダウン駆動動作とは異なりモータ駆動回路２６で不図示のミラー駆動機構によって、ミラーダウン位置（待機位置と同じ）と既定のアップ位置までの繰り返し動作を行うことでミラー４上の異物付着物を振い落す駆動方法である。ステップＳ６１１のミラー微動駆動が終了したら、再度ステップＳ６０５に戻り改めてミラーダウン状態での撮影画像との比較を行う。
【００３３】
ステップＳ６１２は液晶モニタ１４に図７のようにミラー４面上の清掃を促すメッセージ表示を行う。図７上のＯＫボタン７０３でステップＳ６１１に移行し、キャンセルボタン７０４を選択するとミラー面状態検出モードを終了する。ステップＳ６０９の異物判定確認の結果ＯＫあるいはミラー上のキズなどで部品交換以外の対処がないと判断したらステップＳ６１３に進む。
【００３４】
ステップＳ６１３ではミラー４がダウン状態で撮影した異物付着判定用の画像情報を、異物判定上許容範囲内あるいは清掃では除去できないキズなどがあって更にミラーダウン撮影時の画像に対し色補間を行える画像データの記憶を行うかを選択する。前記画像データを記憶する場合はステップＳ６１４でデータ登録と同時に異物付着判定結果によってミラーダウン撮影を行わない設定も可能とする。ステップＳ６１３でデータ記憶を行わない場合またはステップＳ６１４でデータ登録後に異物付着検出モードを終了する。
【００３５】
図９は本実施例における第２のミラー４上の異物付着を判定するフローチャートである。ステップＳ９０１でミラー４面上の異物付着を検出するモード２を実行するかの選択を行い、実行する場合はステップＳ９０２へ進み、実行しない場合は異物検出モード２選択から通常撮影モードに戻る。ステップＳ９０２ではモータ駆動回路２７に通電させ、ミラー４を撮影光束から退避させるようミラーアップ動作を行う。
【００３６】
ステップＳ９０３ではレンズ制御回路２５によってフォーカスレンズ位置と絞り値を可変させ、撮像素子６での連続画像撮影を行う。ステップＳ９０４ではステップＳ９０３で得られた連続画像を画像処理回路４４で適正な画像として処理し、ＳＤＲＡＭ４３に一時的に生成画像（ｃ）として記憶する。次にステップＳ９０５ではミラー４をモータ駆動回路２７に通電させ、ミラーダウン位置で停止する駆動動作を行う。
【００３７】
ステップＳ９０６はステップＳ９０３と同じ撮影条件制御のもと撮像素子６で連続画像情報を取得しステップＳ９０７で前記取得画像を画像処理回路４４で適正な画像として処理し、ＳＤＲＡＭ４３に一時的に生成画像（ｄ）として記憶する。ステップＳ９０８はステップＳ９０６の撮影と同時にＡＥセンサ１３での画像情報を取得しステップＳ９０９で前記取得画像を画像処理回路４４で適正な画像として処理し、ＳＤＲＡＭ４３に一時的に生成画像（ｅ）として記憶する。
【００３８】
ステップＳ９１０ではステップＳ９０４で生成した画像（ｃ）とステップＳ９０７で生成した画像（ｄ）とステップＳ９０９で生成した画像（ｅ）を各撮影条件別の画像エリア毎に画像情報（輝度情報、色、ＲＧＢカウント値）を比較し予め設定した画像情報の判定閾値より変化量が大きい画像のみを抽出する。尚、前記画像情報の判定閾値はユーザー個々の判定レベルと、中央部あるいは周辺部判定レベルの変更が可能である。前記生成画像（ｃ）と生成画像（ｄ）との画像比較はミラー４上に明らかな異物付着があること、また異物の付着エリアを仮確定することを主とし前記（ｃ）と（ｄ）の生成画像同士の異物付着判定結果と、ＡＥセンサ１３での前記生成画像（ｅ）の異物付着判定結果とを対比し異物付着と判定した結果画像の抽出を行う。
【００３９】
ステップＳ９１１ではステップＳ９１０で抽出された画像の目視確認を行う。
【００４０】
図１０は前記抽出された画像を液晶モニタ１４に表示した例である。本実施例では前記画像を表示するすると同時に異物付着の位置を座標化し縦軸１１１は１〜７行、横軸１１２はａ〜ｇの７列あり、それぞれを境界線１１３で区切ることでエリア１１４が全４９エリアとなることを表す。図１０−１、図１０−３、図１０−５はＡＥセンサ１３側の画像表示で図１０−２、図１０−４、図１０−６は撮像素子側の画像表示であって、図１０−１と図１０−２、図１０−３と図１０−４、図１０−５と図１０−６はそれぞれ一対の画像を示す。
【００４１】
図１０−１と図１０−２の画像表示ではＡＥセンサ１３側と撮像素子６側双方の画像には異物付着がなく問題のない場合の表示である。図１０−３と図１０−４では前記双方の画像に異物付着個所１１５があることを表しミラー４上に明らかな異物あるいは汚れなどがあること示す。図１０−５と図１０−６の画像ではエリア４ｅに異物付着判定結果画像に違いがあることを示し図１０−５のＡＥセンサ１３側の画像に変化がないということはミラー４表面に異物付着やキズなどのがないことが確認できる。以後ステップＳ９１１〜ステップＳ９１６は前記図６のステップＳ６０９〜ステップＳ６１４と同じステップの実行を行う。
【００４２】
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及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
３  撮影レンズ、４  ミラー（ハーフタイプ）、６  撮像素子、１３  ＡＥセンサ、
１４  液晶モニタ（表示部）、２０  ＭＰＵ（制御部）
【図１】
2016134811.tif 000003
【図２】
2016134811.tif 000004
【図３】
2016134811.tif 000005
【図４】
2016134811.tif 000006
【図５】
2016134811.tif 000007
【図６】
2016134811.tif 000008
【図７】
2016134811.tif 000009
【図８】
2016134811.tif 000010
【図９】
2016134811.tif 000011
【図１０】
2016134811.tif 000012