説明

撮像装置及びその装置による異物除去方法

【課題】 従来は振動により振るい落とされたゴミを、カメラ本体外に取り出すことができない。
【解決手段】 クリーニングモードが指示されると、レンズユニットがカメラ本体に装着されているかどうかを判別し、装着されていないと判別すると、クイックリターンミラーをアップさせてシャッタを開放した状態で、光電変換素子或は光電変換素子のカバーガラス或は光学フィルタを振動させて異物を除去する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像装置内の撮像素子或は撮像素子上のローパスフィルタやカバーガラス等の付着した異物(ゴミ)を振動により落下させて除去する撮像装置及びその装置による異物除去方法に関する。
【背景技術】
【0002】
フィルムを使用しないデジタルカメラでは、撮像素子或はその撮像素子上のローパスフィルタやカバーガラスにゴミ(異物)が付着すると、そのゴミの影がそれ以降に撮影される画像に常に写り込んでしまうという問題がある。これはデジタルカメラでは、撮影毎にフィルムを送るといった機械的な動作が発生しないため、ゴミが同じ位置に留まり続けることに起因している。
【0003】
このようなゴミを除去するための手法が種々提案されており、その中の一つに、ゴミが付着するローパスフィルタやカバーガラス等の素子を振動させ、その振動により、そこに付着しているゴミを落下させるものがある。
【特許文献1】特開2003−319222号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが従来のものは、振動によりゴミを除去する際、常にクイックリターンミラーをダウン状態にしてシャッタは閉じたままで、ゴミが付着するフィルタやカバーガラスを振動させていた。このため、この振動により振るい落とされたゴミはカメラ本体外に取り出すことができない。こうして振るい落とされたゴミを収集するために、例えばシャッタとフィルタ又はカバーガラスの間の周辺に両面テープ等を配備し、落下したゴミをそのテープに接着させることにより、カメラ内でゴミが飛散するのを防止するものもある。この両面テープはサービスセンタで交換可能であるが、ユーザ自身が交換できるものではない。よって、テープの接着力が低下すると、ゴミを収集できなくなりカメラ内でゴミが飛散する虞がある。
【0005】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。
【0006】
本願発明の特徴は、レンズユニットが装着されていない状態でクリーニングモードが指示されると、クイックリターンミラーをアップさせてシャッタを開放した状態で異物除去動作を実行することにより、振動により落下した異物を撮像装置本体の外に排出可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る撮像装置は以下のような構成を備える。即ち、
光電変換素子により撮影画像を得る撮像装置であって、
レンズユニットが装着されているか否かを判別する判別手段と、
前記光電変換素子或は前記光電変換素子のカバーガラス或は光学フィルタを振動させる振動手段と、
クリーニングモードを指示する指示手段と、
前記指示手段により前記クリーニングモードが指示された際、前記判別手段により前記レンズユニットが装着されていると判別されると、クイックリターンミラーをダウンさせてシャッタを閉じた状態で前記振動手段を駆動するように制御する第1制御手段と、
前記指示手段により前記クリーニングモードが指示された際、前記判別手段により前記レンズユニットが装着されていないと判別されると、前記クイックリターンミラーをアップさせて前記シャッタを開放した状態で前記振動手段を駆動するように制御する第2制御手段と、を有することを特徴とする。
【0008】
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る撮像装置による異物除去方法は以下のような工程を備える。即ち、
光電変換素子を用いて撮影画像を得る撮像装置による異物除去方法であって、
レンズユニットが装着されているか否かを判別する判別工程と、
前記光電変換素子或は前記光電変換素子のカバーガラス或は光学フィルタを振動させる振動工程と、
クリーニングモードを指示する指示工程と、
前記指示工程で前記クリーニングモードが指示された際、前記判別工程で前記レンズユニットが装着されていると判別されると、クイックリターンミラーをダウンさせてシャッタを閉じた状態で前記振動工程を実行するように制御する工程と、
前記指示工程で前記クリーニングモードが指示された際、前記判別工程で前記レンズユニットが装着されていないと判別されると、前記クイックリターンミラーをアップさせて前記シャッタを開放した状態で前記振動工程を実行するように制御する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明のよれば、異物除去動作時、振動により落下した異物を、レンズ装着の状況によって撮像装置本体の外に排出可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【0011】
この実施の形態では、フィルタやCCDのカバーガラスに付着したゴミを振動により落下させるカメラに関する。このカメラはレンズユニットが着脱自在であり、レンズユニットが装着されている時は、クイックリターンミラーをダウンした状態でフォーカルプレーンシャッタを開かずにフィルタ又はカバーガラスを振動させる。一方、レンズユニットが未装着時は、クイックリターンミラーをアップさせ、フォーカルプレーンシャッタを全開にした状態で、フィルタ又はカバーガラスを振動させるものである。
【0012】
図1は、本発明を実施の形態に係るカメラ(撮像装置)の構成を示すブロック図である。
【0013】
1は交換可能なレンズユニットで、このレンズユニット1はズームレンズの場合も含む。このレンズユニット1は、自動焦点(AF)制御用及び絞り制御用駆動回路1a,1bを有している。このAFレンズ駆動回路1aは、例えばステッピングモータ等で構成され、AFセンサ24の出力に基づくマイクロコンピュータ16の制御に従ってレンズユニット1のフォーカスレンズ位置を変化させることによりピントを合わせる。また絞り駆動回路1bは、マイクロコンピュータ16の制御に従って光学的な絞り値を変化させる。マイクロコンピュータ16はレンズユニット1と通信し、現在のズーム位置(焦点距離情報)、現在の被写体まで距離の情報を収得することが可能である。またマイクロコンピュータ16は、このレンズユニット1と通信可能かどうかにより、レンズユニット1が装着されているか、或はレンズユニット1が未装着状態であるかを判断できる。
【0014】
2はクイックリターンミラーで、マイクロコンピュータ16の指示によりアクチュエーター(不図示)により駆動されてアップダウンする。またこのミラー2はAF光学系に光を導くためにハーフミラーで構成されており、このクイックリターンミラー2の動きにサブミラーも連動する。3はフォーカッシングスクリーンで、撮影者はペンタプリズム4とファインダ光学系を通して、このフォーカシングスクリーン3の映像を観察することにより、レンズユニット1を通して得た像のピントや構図を確認できる。5はフォーカルプレーンシャッタで、マイクロコンピュータ16の制御によりCCD6の露光時間を制御するのに使用される。このフォーカルプレーンシャッタ5は一般的には先幕、後幕から構成され、これら幕の開閉により露光時間が制御される。
【0015】
撮像素子としてはCCD6が用いられ、このCCD6は、レンズユニット1によって結像された像を光電変換して電気信号として取り出す。クランプ/CDS回路7、AGC8は、この電気信号に対して基本的なアナログ処理を実施する。尚、マイクロコンピュータ16によりクランプレベルやAGC基準レベルの変更も可能である。A/D変換部9は、こうして処理された電気信号を入力してデジタル信号に変換する。この際、設定されているISO感度に応じた変換を行う。
【0016】
映像信号処理回路10は、A/D変換部9でデジタル化された画像データを入力し、フィルタ処理、色変換処理、ガンマ変換処理等を行ってメモリコントローラ13に出力して、その画像データをメモリ14に記憶できる。またこの映像信号処理回路10にはD/A変換部も内蔵されており、A/D変換部9でA/D変換されたデジタル画像信号や、メモリコントローラ13を介してメモリ14から読み出された画像データをアナログ信号に変換し、表示駆動回路11を通して表示部(モニタ)12に出力することも可能である。これら切り替えはマイクロコンピュータ16とのデータ交換により行われる。また映像信号処理回路10からマイクロコンピュータ16にホワイトバランス情報を出力することもできる。これによりマイクロコンピュータ16はホワイトバランス調整を行う。尚、マイクロコンピュータ16の指示により、メモリコントローラ13を通してバッファメモリ19に画像データを保存することも可能である。また映像信号処理回路は、JPEG等の画像データの圧縮機能も備えている。連写撮影の場合は一旦、バッファメモリ19に撮影した画像データを格納し、処理の空いたときにメモリコントローラ13を通して未処理の画像データをバッファメモリ19から読み出し、映像信号処理回路10で画像処理や圧縮処理を行って連写スピードを稼ぐ。よって、連写可能枚数は、バッファメモリ19の容量に大きさに大きく左右される。
【0017】
またマイクロコンピュータ16は、撮影前に設定されているISO感度、画像サイズや画質応じた画像サイズの予測データ量を求める。そしてメモリコントローラ13を通して、メモリ14の空き容量を確認して、その予測データ量と比較して撮影可能な残り数を演算して表示部12に表示することもできる。メモリコントローラ13は、この映像信号処理回路10から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ19に格納し、また処理済みのデジタル画像をメモリ14に格納する。逆に、バッファメモリ19やメモリ14から画像データを読み出して映像信号処理回路部10に出力する。また、このメモリコントローラ13は、外部インターフェース15を介して入力した映像データをメモリ14に記憶したり、またメモリ14に記憶されている画像データを、この外部インターフェース15を介して出力することができる。メモリ14は、固定内蔵型或は着脱自在でも良い。
【0018】
電源部17は、電池を有し、各ICや駆動系に必要な電源を供給する。操作部材18はユーザにより操作され、その操作に応じてマイクロコンピュータ16に情報を伝える。マイクロコンピュータ16は、操作部材18における操作に応じて各部を制御する。レリーズ釦29において、SW29(a)のみがオンの状態はレリーズ釦半押し状態であり、SW29(a)(b)が共にオンの場合は、レリーズ釦オン状態で、このときに撮影が行われる。操作部材18には、更に、ISO設定釦、画像サイズ設定釦、画質設定釦、情報表示釦など不図示のスイッチが設けられており、これらスイッチの状態が検出されている。液晶駆動回路21は、マイクロコンピュータ16の表示内容命令に従って、外部液晶表示部22やファインダ内液晶表示部23を駆動する。また、このファインダ内の液晶表示部23には、不図示のLEDなどのバックライトが配置されており、そのLEDも液晶駆動回路21で駆動される。
【0019】
AFセンサ24は、マイクロコンピュータ16にデフォーカス情報を出力する。これによりマイクロコンピュータ16は、それに基づいてレンズユニット1と通信し、レンズユニット1内部のAFレンズ駆動回路1aを用いてピントを合わせる。AEセンサ25は、ファインダスクリーン3上の像を測光し、レンズユニット1を通した被写体の輝度を測光する。尚マイクロコンピュータ16は、このコンピュータ16が実行する制御プログラム等を記憶しているROM16a、コンピュータ16の動作時に各種データを記憶するワークエリアとして使用されるRAM16bを有している。タイマ28は、電源部17からの電力供給がある間、時間を計時しており、この計時は撮影日時などの記録に用いられる。またタイマ28はコンピュータ16の指示に従って計時を行い、指定された時間を計時すると割り込み等でコンピュータ16に通知する。
【0020】
26はローパスフィルタで、赤外カットの機能も持つ。CCD6とローパスフィルタ26の間は密閉構造になっている。このような構成のカメラでは、カメラ外から入ってきたゴミ(異物)、或はカメラ内で生じたゴミ(異物)は、ローパスフィルタ26のフォーカルプレーンシャッタ5側に付着することがあっても、CCD6の表面やローパスフィルタ26のCCD6側に付着しない構造になっている。27はマイクロコンピュータ16の指示に従って、ローパスフィルタ26に付着しているゴミが落とすための振動をフィルタ5に与える振動部材である。
【0021】
図2は、本実施の形態のカメラにおける撮影動作を説明するフローチャートである。尚、この処理を実行するプログラムはROM16aに記憶されており、このプログラムに従ってなされるコンピュータ16の制御の下に実行される。
【0022】
この処理は例えば、このカメラの電源オンにより開始される。まずステップS1で、タイマ28による計時に基づいて、操作部材18を使用した操作がなされない時間が所定時間以上(タイムアウト)になったかどうかを計時し、タイムアウトになると電源オフのためにステップS20に進むが、そうでないときはステップS2に進む。ステップS2では、操作部材18によるユーザの操作に応じた各種設定を行う。ここではユーザの操作に従って、カメラの動作モードや撮影モード等の設定が行われる。尚、ここで操作部材18が操作されると、タイムアウトを計時しているタイマ28による計時時間がリセットされる。次にステップS3に進み、AEセンサ25の出力信号に基づいて被写体の輝度を測定し、適正露出を得るためのシャッタ秒時や絞り値を求める。次にステップS4で、AFセンサ24のからの信号に基づいて被写体のデフォーカスを検知して焦点調整を行う。ここでは撮影条件により有効な測距点の判定も行う。実際の焦点自動調整は、ステップS5での表示処理の次の2回目のAF処理(S4)で行う。このステップS5では、ステップS2で設定した状態や、各種の設定状態を、外部液晶表示部材22等に表示する。またステップS2で設定された、ISO感度、画像サイズ、画質に応じた、画像サイズの予測値データを基に、メモリコントローラ13を通してメモリ14の空容量と比較して撮影可能な残り枚数を求めて表示部12に表示する。またステップS4で検出されたピントの状態や、ステップS3で求めたシャッタ秒時や絞り値を表示部12に表示する。更には、ステップS4で判定した、有効な測距点も表示部12に表示する。そしてステップS6で、レリーズ釦29が半押し状態かどうかを判定する。スイッチ29(a)のみがオン(半押し状態)の場合はタイマ28の設定を更新するためにステップS7に進むが、レリーズ釦29が全く押されていない状態ではステップS1に戻る。
【0023】
ステップS7では、タイマ28の設定時間を更新する。次にステップS8で、レリーズが可能状態であり、かつ、レリーズ釦29が完全に押された(スイッチ29(a)と29(b))が同時にオン状態)になったかどうかを判定する。完全に押された状態の場合は画像を撮影するためにステップS9に進むが、そうでないときはステップS1に戻る。
【0024】
ステップS9では、クイックリターンミラー2を作動させてミラー2をアップ状態にするとともに、レンズユニット1に通信して絞り駆動回路1bによりステップS3で求めた絞り値にレンズ1の絞りを制御する。次にステップS10に進み、フォーカルプレーンシャッタ5を制御して、ステップS3で求めたシャッタ時間を制御し、CCD6により得られた画像をクランプ回路7,AGC8、A/D変換部9を通して取り込む。次にステップS11で、クイックリターンミラー2をダウン状態に戻し、レンズユニット1と通信してレンズの絞りを開放状態にする。次にステップS12に進み、AGC8に設定されたISO値に対するゲイン値を送って感度を調整し、メモリコントローラ13に画像信号を送りバッファメモリ19に、その撮影した画像データを一時保管する。次にステップS13で、映像信号処理回路10の出力であるホワイトバランス情報を基に、適正な色になるように映像信号処理回路10で用いるRとBのゲインとを演算により決定し制御する。次にステップS14で、バッファメモリ19に格納された未処理の画像データを映像信号処理回路の負荷が画像処理できるレベルであるときに処理して圧縮し、メモリ14に格納する動作をスタートする。尚、ここで連写等の場合は、バッファメモリ19に画像データが順次連続して格納され、この場合には、画像処理は停止した状態になることもある。次にステップS15で、画像の撮影モード及びメモリ14の空き容量を基に撮影可能な枚数を算出する。そしてステップS16で、ステップS14で処理された画像データを表示駆動回路11に出力して表示部12に表示する。またステップS3,S4及びS15で決定した撮影した画像データを表示駆動回路21に送って表示部12に表示する。またステップS17でも同様にして、ファインダ内液晶表示23に表示する。
【0025】
次にステップS18で、メモリ14に空き領域が存在するかどうかの判定と、未処理のバッファメモリ19上の画像データ量も考慮して、次にフレームの撮影が可能かどうかを判定する。撮影可能であると判定した場合はステップS1に戻るが、撮影可能でない場合はステップS19に進み、撮影が不可能であることを示す警告表示を行う。
【0026】
次にステップS1で、タイマ28による計時がタイムアウトになった場合の処理を説明する。この場合はステップS1からステップS20に進み、表示駆動回路11により表示部12の表示を消灯し、液晶表示部23のバックライトも消灯する。そしてステップS21で、ステップS14でスタートした、画像処理とデータ圧縮と、メモリ14への画像データの格納が全て終了し、バッファメモリ19の画像データ領域が空になるのを待つ。こうした処理が終了するとステップS22に進み、電源回路17に指示を出して必要の無い箇所への電源供給をオフにする。以上説明した、このフローチャートで示す処理は、周知のカメラにおける処理と基本的に同じである。
【0027】
次に図3のフローチャートを参照して、本実施の形態に係るカメラによる処理について説明する。この処理は、ユーザが操作部材18を操作して、カメラ内部の振動部材27を振動させてゴミの除去を行うクリーニング(異物除去モード)処理が指示されることにより開始される。尚、この処理を実行するプログラムはROM16aに記憶されており、このプログラムに従ってなされるコンピュータ16の制御の下に実行される。
【0028】
ステップS31では、レンズユニット1とマイクロコンピュータ16とが通信可能かどうかをもとにレンズユニット1が装着されているかどうかを判定する。ここでレンズユニット1が未装着であると判断した場合はステップS32に進み、クイックリターンミラー2をアップ状態にし、シャッタ5の先幕を走行し、後幕は保持したままで全開状態とする。次にステップS33で、振動部材27を所定時間振動させてローパスフィルタ26を振動させて、その表面に付着したゴミを落とす。尚、この時間はタイマ28による計時に基づいて実行される。こうして所定時間、振動部材27を振動させるとステップS34に進み、クイックリターンミラー2をダウンさせてフォーカルプレーンシャッタ5を閉じた状態にして、このクリーニング処理を終了する。
【0029】
一方、ステップS31で、レンズユニット1が装着されていると判断した場合はステップS35に進み、クイックリターンミラー2をダウンさせた状態で、シャッタ5の後幕を走行してシャッタ5のチャージを行う。こうしてフォーカルプレーンシャッタ5が閉じた状態で、振動部材27を所定時間振動させてゴミ取り動作を実行する。このときの振動部材27の駆動は前述のステップS33と同様である。
【0030】
この実施の形態における効果について説明する。
【0031】
そもそも、レンズマウントにレンズユニット1が装着されていなければ、クイックリターンミラー2がアップ状態にあり、フォーカルプレーンシャッタ5が開放状態にある場合、ローパスフィルタ26は外界に対し剥き出しとなる。したがって、この状態で例えばカメラを下に向けて振動部材27を駆動すれば、ローパスフィルタ26上に載った異物は外界に飛ばされる。このように外界に飛ばされた異物は、再びカメラ内に戻ってくる確率が非常に低い。
【0032】
また、レンズユニットに代えて、レンズマウントにボディキャップを装着した状態で、操作部材18を使用してクリーニングモード(異物除去モード)を設定する。この際、カメラを下に向けた状態でクリーニングモードを起動すると、レンズユニット1が未装着であるため、クイックリターンミラー2はアップされてシャッタ5が全開の状態でフィルタやカバーガラスを振動される。これによりフィルタやカバーガラスに付着していたゴミはレンズキャップ内に落下する。ここで、このボディキャップの内側にゴミが付着可能な両面テープ等の粘着材を張設しておけば、そのキャップ内に落下したゴミは、その粘着材に接着して周囲に飛散しなくなる。またその粘着材を取り外して廃棄することで容易にゴミの収集と廃棄処理を行うことができる。
【0033】
また、透明のボディキャップを用意すれば、上記と同様の操作で、ゴミが除去される様子を観察できる。
【0034】
またレンズユニット1が装着された状態では、クイックリターンミラー2は下げたまま、フォーカルプレーンシャッタ5は閉じたままなので、レンズユニット1内に清掃モードで落下した細かいゴミが入り込みことは無い。一般に交換レンズユニット1の後方(CCD側)は、レンズ移動のためやレンズ内の空気の移動のために隙間がある場合が多い。従って、ここにゴミが入ってレンズユニット1内部のレンズ表面に、そのゴミが付着した場合は、ユーザがそのゴミを除去するのはほとんど不可能である。即ち、このような場合に、ゴミを除去するためには、そのレンズユニットをサービスセンタ等で分解掃除しなければならず、そのためのコストが発生することになる。しかし、本実施の形態のように、レンズユニットが装着されている状態では、振動により落下したゴミがレンズユニットに到達する可能性が極めて低いため、そのような事態の発生を防止できる効果がある。
【0035】
以上の実施の形態においては、クイックリターンミラー2がダウン状態にある場合にクリーニングモードが設定される状況を説明した。しかし、例えばEVF動作時など、クイックリターンミラー2がアップ状態にある場合にクリーニングモードが設定される状況において、レンズユニット1が装着されているときには、クイックリターンミラー2をダウン状態にする制御を行い、かつフォーカルプレーンシャッタ5を閉じる制御を行ってから振動部材27を駆動する。逆に、レンズユニット1が装着されていなければ、クイックリターンミラー2をアップ状態に保ったまま、かつフォーカルプレーンシャッタ5を開放にして振動部材27を駆動する。 また、以上の実施の形態においては、ローパスフィルタ26を振動するように構成しているが、これに限られるものではない。たとえば、撮像素子を覆うカバーガラスを振動させるようにしてもよいし、また別の光学部材を別途撮影光軸上に配置して、その光学部材を振動させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明を実施の形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態に係るカメラにおける撮影動作を説明するフローチャートである。
【図3】本実施の形態に係るカメラにおけるクリーニング処理を説明するフローチャートである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電変換素子により撮影画像を得る撮像装置であって、
レンズユニットが装着されているか否かを判別する判別手段と、
前記光電変換素子或は前記光電変換素子のカバーガラス或は光学フィルタを振動させる振動手段と、
クリーニングモードを指示する指示手段と、
前記指示手段により前記クリーニングモードが指示された際、前記判別手段により前記レンズユニットが装着されていると判別されると、クイックリターンミラーをダウンさせてシャッタを閉じた状態で前記振動手段を駆動するように制御する第1制御手段と、
前記指示手段により前記クリーニングモードが指示された際、前記判別手段により前記レンズユニットが装着されていないと判別されると、前記クイックリターンミラーをアップさせて前記シャッタを開放した状態で前記振動手段を駆動するように制御する第2制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項2】
光電変換素子を用いて撮影画像を得る撮像装置による異物除去方法であって、
レンズユニットが装着されているか否かを判別する判別工程と、
前記光電変換素子或は前記光電変換素子のカバーガラス或は光学フィルタを振動させる振動工程と、
クリーニングモードを指示する指示工程と、
前記指示工程で前記クリーニングモードが指示された際、前記判別工程で前記レンズユニットが装着されていると判別されると、クイックリターンミラーをダウンさせてシャッタを閉じた状態で前記振動工程を実行するように制御する工程と、
前記指示工程で前記クリーニングモードが指示された際、前記判別工程で前記レンズユニットが装着されていないと判別されると、前記クイックリターンミラーをアップさせて前記シャッタを開放した状態で前記振動工程を実行するように制御する工程と、
を有することを特徴とする撮像装置による異物除去方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−288530(P2007−288530A)
【公開日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−113745(P2006−113745)
【出願日】平成18年4月17日(2006.4.17)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】