JP4817981B2

JP4817981B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4817981B2
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Inventors: 晋吾中野
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Publication date: 2011-11-16
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Description

本発明は、例えば、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラなどの撮像装置に関し、特に、撮像素子の被写体側に配設された光学部材の表面に付着する塵埃等の異物を除去するのに好適な撮像装置、振動制御方法、振動制御プログラム及び記憶媒体に関する。

画像信号を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束をＣＣＤ（Charge Coupled Device。）やＣ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子で受光する。そして、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、メモリーカード等の記録媒体に記録する。

このような撮像装置では、撮像素子の被写体側にカバーガラス等の光学部材が配置されており、撮像素子や光学部材に塵埃等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、画像の見栄えが低下する問題がある。

特にレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラでは、シャッターやクイックリターンミラー等の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、撮像素子や光学部材に付着することがある。

また、レンズ交換時に、レンズマウントの開口からカメラ本体内に塵埃等の異物が入り込み、これが撮像素子や光学部材に付着することもある。

そこで、撮像素子の被写体側に配置された光学部材を、圧電素子で振動させることで、該光学部材の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、撮像画像上での塵埃等の異物の位置を検出する手段を有し、検出した異物の位置を撮像画像に反映させ、撮像画像を補正するデジタルカメラも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３１９２２２号公報特開２００４−１７２８２０号公報

上記特許文献１においては、光学部材の表面に付着した異物を除去するために、光学部材に取り付けた圧電素子に電圧を印加して、光学部材を光軸方向に変位させる膜振動を発生させている。

しかし、膜振動により光学部材上の異物が落下したとしても、落下過程で再度光学部材に異物が付着することがある。また、小型化されたデジタル一眼レフカメラの場合、シャッターと光学部材との隙間を大きくすることができないため、小さな隙間から異物が入り込んで光学部材に再付着する可能性が高い。

この問題を回避するために、光学部材に付着した異物が撮像素子の撮像領域外に落下移動するまでの時間、膜振動を続けることが考えられるが、圧電素子は一般に消費電力量が多いので、膜振動を続けると電池が速く消耗し、撮影可能な枚数が少なくなる。

一方、特許文献２では、撮像素子上での異物の位置を検出し、撮像画像を補正することが開示されているが、撮影を続けていく段階で増加する異物に対して過度の補正処理が行われ、撮像画像の品質の低下を招く可能性がある。

そこで、本発明は、最初の振動で光学部材から落下した異物が光学部材に再付着しても、再付着した異物を少ない電力エネルギーで効果的に除去することができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材と、前記光学部材を、予め定められている一定時間、振動させる振動手段と、前記振動手段の駆動を制御する振動制御手段と、前記撮像装置が縦位置に構えられたか、横位置に構えられたかを判別する姿勢判別手段とを有し、前記振動制御手段は、前記振動手段を駆動した後、所定時間の間、前記振動手段の駆動を停止して、再度、前記振動手段を駆動し、且つ、前記姿勢判別手段によって前記撮像装置が縦位置に構えられたと判別される場合に、前記撮像装置が横位置に構えられたと判別される場合よりも前記所定時間を長くすることを特徴とする。

本発明によれば、一度光学部材に振動を発生させた後、所定時間経過後に光学部材に再度振動を発生させるようにしたので、一度目の振動で光学部材から落ちた異物が落下の途中で光学部材に再付着しても、二度目の振動で確実に落とすことができる。

これにより、撮影画像に異物が写り込むのを防止することができ、高品質な撮影画像を確保することができる。

また、一度光学部材に振動を発生させた後、所定時間経過後に光学部材に再度振動を発生させているので、光学部材に付着した異物が完全に落下するまでの時間、連続的に振動を発生させる場合に比べて消費電力量が少なくてすむ。これにより、電力の省エネルギー化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例である撮像装置を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図、図２は図１に示す撮像装置の断面図である。なお、この実施の形態では、撮像装置として、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラを図示して説明する。

本発明の実施の形態の一例である撮像装置は、図１に示すように、カメラ本体１００の前方（被写体側）に撮影レンズ２００が本体マウント２０２（図２参照）を介して着脱自在に取り付けられている。

カメラ本体１００の上面には、撮影モード選択ボタン等の撮影系の操作に用いるボタンスイッチ類１１７、レリーズボタン１１４、撮影条件等を外部表示する機能を備えた液晶表示器等の外部表示装置４０９及び信号入力用のメイン電子ダイアル１１５が配置されている。メイン電子ダイアル１１５は、他の操作ボタンと併用され、カメラに数値を入力したり、撮影モードを切り替えたりするために用いられる。

カメラ本体１００の背面には、撮影画像を表示するＬＣＤ（液晶表示器）モニタ１２０が配置され、ＬＣＤモニタ１２０の上方には、ファインダ観察用の接眼窓１１１が配置されている。

また、ＬＣＤモニタ１２０の一側（図１（ａ）の右側）には、カメラの全ての動作を禁止するメインスイッチ１１８、カメラの各種設定操作に用いるセットボタン１１２、及びサブ電子ダイヤルボタン１１６が配置されている。サブ電子ダイヤルボタン１１６はメイン電子ダイアル１１５と同様の機能を備えており、カメラの撮影条件等を選択するために用いられて、ＬＣＤモニタ１２０の表示及びセットボタン１１２を併用してカメラの各種設定操作を行う。

ＬＣＤモニタ１２０の他側（図１（ａ）の左側）には、メニューボタン１２１、撮影画像をＬＣＤモニタ１２０に表示するための再生ボタン１２２、及び再生画像を消去するための消去ボタン１２３がそれぞれ配置されている。

メニューボタン１２１は、ＬＣＤモニタ１２０でカメラの各種モードを選択するためのものである。各種モードを選択する時には、このメニューボタン１２１を押してＬＣＤモニタ１２０にメニュー画面を表示させた状態で、サブ電子ダイアル１１６を回転して所望のモードを選択する。そして、所望のモードを選択しセットボタン１１２を押すことで選択が完了する。

また、カメラ本体１００の内部には、図２に示すように、クイックリターンミラー２０３が撮影光軸２０１の撮影光路内に傾斜して配設されている。クイックリターンミラー２０３は、撮影レンズ２００からの被写体光をファインダ光学系に導く位置（斜設位置）と撮影光路外に退避する位置（退避位置）との間で移動可能とされており、図２では、斜設位置に配置されている。

クイックリターンミラー２０３の側方には、ファインダ光学系に導かれる被写体光を結像するピント板２０４が配置されている。ピント板２０４を通った被写体光はペンタゴナルダハプリズム２０６を介してファインダ観察用の接眼レンズ２０８及び測光センサ２０７に導かれる。

クイックリターンミラー２０３の後方（被写体から離間する側）には、シャッターを構成する後幕２０９及び先幕２１０が配置されており、後幕２０９及び先幕２１０の開放によって後方に配置されている撮像素子２１２に必要な露光が与えられる。

撮像素子２１２の前方（被写体側）にはカバーガラス（光学部材）２０５が配置されており、このカバーガラス２０５には圧電素子等の振動素子（振動手段）２１５が取り付けられている。振動素子２１５を駆動することにより、撮像素子２１２の前方にてカバーガラス２０５が振動して、該カバーガラス２０５の表面に付着した塵埃等の異物が落下するようになっている。

撮像素子２１２はプリント基板２１１に保持されており、撮像素子２１２に蓄積された電気信号は、後述する画像処理回路４０３（図３参照）によって画像データに変換される。該画像データは、クイックリターンミラー２０３のピント板２０４から離間する側に配置されたＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード等のメモリーカード２１６に記録される。

メモリーカード２１６のクイックリターンミラー２０３から離間する側には電池２１７が配置されており、メモリーカード２１６及び電池２１７はカメラ本体１００に対して着脱自在に装着される。

撮像素子２１２が保持されているプリント基板２１１の後方には、ＬＣＤモニタ１２０用のバックライト照明装置２１４が配置されている。なお、プリント基板２１１には、撮像素子２１２の他、後述する加振制御回路（振動制御手段、振動手段）４２０等の複数の回路が実装されている。

図３に、本発明の実施の形態の一例である撮像装置の電気的な回路構成を示す。

図３に示すように、撮像装置の全ての動作を制御するマイクロコンピュータ４０２（制御手段、振動制御手段、時間計測手段）が、プリント基板４０１に搭載されている。マイクロコンピュータ４０２には、該マイクロコンピュータ４０２の指示に従って所定の設定時間を計測するタイマー（時間計測手段）４０２ａが接続されている。

ここで、マイクロコンピュータ４０２及びタイマー４０２ａによって本発明の時間計測手段を構成している。

プリント基板４０１には、撮像素子２１２に蓄積された電気信号から画像データを生成したり、撮影画像をＬＣＤモニタ１２０に表示するための信号を処理したりする画像処理回路４０３等が搭載されている。

また、プリント基板４０１には、撮像素子２１２、レリーズボタン１１４の半押し状態でＯＮ（オン）する第１のスイッチ４０５、及びレリーズボタン１１４が最後まで押された状態でＯＮ（オン）する第２のスイッチ４０６が接続されている。第１のスイッチ４０５がＯＮすると撮像装置が撮影準備状態になり、第２のスイッチ４０６がＯＮすると撮像装置が撮影動作を開始する。

更に、プリント基板４０１には、レンズ制御回路４０７、外部表示制御回路４０８、スイッチセンス回路４１０、測距回路４１３、測光回路、駆動系制御回路４１５、加振制御回路４２０、姿勢制御回路４２２、及び電源回路４２１が接続されている。

レンズ制御回路４０７は、撮影レンズ２００との通信及びＡＦ（オートフォーカス）時の撮影レンズ２００の駆動や絞り羽根の駆動を制御し、外部表示制御回路４０８は、外部表示装置４０９やファインダ内の表示装置（不図示）を制御する。

スイッチセンス回路４１０は、メイン電子ダイアル１１５やサブ電子ダイアル１１６を含む多数のスイッチ類の信号をマイクロコンピュータ４０２に伝達する。測距回路４１３はＡＦ（オートフォーカス）のための被写体に対するデフォーカス量を検出し、測光回路４１４は測光センサ２０７の信号から被写体の輝度を測定する。

駆動系制御回路４１５は、シャッター及びミラーの駆動を制御し、シャッターを適宜開放して撮像素子２１２に対して適正な露光を行い、ミラーアップ／ミラーダウンを行う。

加振制御回路（振動手段、振動制御手段）４２０は振動素子（振動手段）２１５を駆動して、カバーガラス２０５を振動させる。

ここで、振動素子２１５及び加振制御回路４２０によって本発明の振動手段を構成し、加振制御回路４２０及びマイクロコンピュータ４０２によって本発明の振動制御手段を構成している。

姿勢検知回路（姿勢判別手段）は撮像装置の姿勢を検知して、カメラ本体１００が横位置で構えられているのか、縦位置で構えられているのかを判別する。電源回路４２１は、電池２１７の電圧を各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する。

次に、図４を参照して、本発明の実施の形態の一例である撮像装置の動作を説明する。なお、図４はメインルーチンのフローチャートであり、各ステップの処理はマイクロコンピュータ４０２により実行される。

まず、ステップＳ１０１では、第１のスイッチ４０５がＯＮしたか否かを判断する。第１のスイッチ４０５はレリーズボタン１１４の半押し状態でＯＮするスイッチであり、この第１のスイッチ４０５がＯＮすると撮像装置は撮影準備状態になる。

そして、第１のスイッチ４０５がＯＮしていればステップＳ１０２に移行し、第１のスイッチ４０５がＯＦＦしていればＯＮするまで第１のスイッチ４０５の状態を確認し続ける。

ステップＳ１０２では、後述するクリーニングルーチン（図５参照）を実行する。ステップＳ１０２でクリーニングルーチンの実行が終了すると、ステップＳ１０３に移行して再び第１のスイッチ４０５の状態を判断する。

ステップＳ１０３で第１のスイッチ４０５がＯＮされたと判断されると、ステップＳ１０４に移行し、ＯＮされていないと判断されると、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０４では、測光回路４１４を駆動して測光（ＡＥ）動作を行うとともに、測距回路４１３を駆動して測距（ＡＦ）動作を行う。この測距（ＡＦ）動作は、測距回路４１３からの測距情報に基づき、レンズ制御回路４０７が撮影レンズ２００を駆動することで行われる。

次に、ステップＳ１０５で、第２のスイッチ４０６がＯＮされたか否かを判断する。ステップＳ１０５で第２のスイッチ４０６がＯＮされるとステップＳ１０６へ移行し、後述する撮影処理ルーチン（図６参照）を実行する。一方、ステップＳ１０５で第２のスイッチ４０６がＯＦＦしていると判断されると、ステップＳ１０３へ戻り、既に説明した動作を繰り返す。

ステップＳ１０７では、撮影された被写体の画像をＬＣＤモニタ１２０に表示して、一連の動作を終了する。

次に、図５を参照して、図４のステップＳ１０２におけるクリーニングルーチンの動作について説明する。なお、図５での各ステップの処理は、マイクロコンピュータ４０２により実行される。

まず、ステップＳ２０１では、加振制御回路４２０を制御して振動素子２１５を駆動する。振動素子２１５を駆動することにより、振動素子２１５に取り付けられたカバーガラス２０５を予め定められている所定の時間振動させ、ガラス表面に付着した塵埃等の異物を除去する。

次に、ステップＳ２０２では、姿勢検出回路４２２に命令して、撮像装置が横位置で構えられたか否かを判断する。

ステップＳ２０２で、撮像装置が横位置に構えられたと判断されたときにはステップＳ２０３に移行して、タイマー４０２ａに予め設定されているＴ１タイマーをスタートさせ、ステップＳ２０５に移行する。

一方、ステップＳ２０２で、撮像装置が横位置に構えられていない（縦位置）と判断されたときには、ステップＳ２０４へ移行して、タイマー４０２ａに予め設定されているＴ２タイマーをスタートさせ、ステップＳ２０５に移行する。

ここで、Ｔ１タイマー＜Ｔ２タイマーの関係とされている。一般的に撮像素子は横長であるので、横位置に構えた場合と縦位置に構えた場合とで、落下中の異物が撮像素子の領域外へ完全に落下するまでの時間は、縦位置に構えた場合の方が長い。そのため、Ｔ１タイマー＜Ｔ２タイマーの関係としている。

なお、Ｔ１タイマー（横位置）＜Ｔ２タイマー（縦位置）の関係、並びにステップＳ２０３のＴ１タイマー及びステップＳ２０４のＴ２タイマーの時間の算出方法については後述する。

次に、ステップＳ２０５では、タイマー４０２ａが、ステップＳ２０３又はステップＳ２０４で設定されたタイマーがタイムアップしたか否かを判断する。ステップＳ２０５でタイマー４０２ａがまだタイムアップしていないと判断した場合は、ステップＳ２０７に移行して、第２のスイッチ４０６がＯＮされた否かを判断する。

ステップＳ２０７で第２のスイッチ４０６がＯＮされたと判断された場合は、タイマーによる時間の計測を停止して、図４のステップＳ１０３に戻り、既に説明した動作を行う。一方、ステップＳ２０７で第２のスイッチ４０６がＯＮされていないと判断された場合は、ステップＳ２０５に戻る。

このような制御を行うことで、撮像素子２１２が撮像しているときに、振動素子２１５が駆動するのを回避することができ、また、次の振動（ステップＳ２０６の振動）が終了するまで撮影を待たないですむ。

仮にこのような制御を行わないと、撮像素子２１２が撮像しているときに振動素子２１５が駆動して、撮像画像にノイズが乗ってしまい、画質が著しく低下してしまう。また、次の振動（ステップＳ２０６の振動）が終了するまで撮影を待たなければならず、撮影チャンスを逃してしまうことになる。

一方、ステップＳ２０５で、タイムアップしたと判断された場合は、ステップＳ２０６へ移行して、既に説明したステップＳ２０１と同様の動作を行う。

即ち、振動素子２１５を駆動して、振動素子２１５に取り付けられたカバーガラス２０５を予め定められている所定の時間、再度振動させて、ガラス表面に再付着した塵埃等の異物を除去し、図４のステップＳ１０３に戻る。

次に、図６を参照して、図４のステップＳ１０６における撮影処理ルーチンの動作について説明する。なお、図６での各ステップの処理は、マイクロコンピュータ４０２により実行される。

まず、ステップＳ３０１で、シャッタ・ミラー駆動系制御回路４１５に指示してクイックリターンミラー２０３を駆動し、撮影光路外にクイックリターンミラー２０３を退避させる（ミラーアップ）。

次に、ステップＳ３０２で、撮像素子２１２による電荷の蓄積を開始させ、ステップＳ３０３で、シャッタ・ミラー駆動系制御回路４１５に指示して先幕を走行させ、露光を行う（ステップＳ３０４）。

次に、ステップＳ３０５でシャッタ・ミラー駆動系制御回路４１５に指示してシャッターの後幕を走行させ、ステップＳ３０６で撮像素子２１２の蓄積を終了する。

次のステップＳ３０７では、撮像素子２１２から画像信号が読み出されて、画像処理回路４０３に内蔵されている内部メモリ（不図示）に一時的に記憶される。そして、全ての画像信号の読み出しが終了した後、ステップＳ３０８へ移行する。

ステップＳ３０８では、被写体光をファインダ光学系に導く位置（斜設位置）にクイックリターンミラー２０３を駆動し（ミラーダウン）、ステップＳ３０９にてシャッタ・ミラー駆動系制御回路４１５に指示して先幕と後幕とを元の待機位置に戻す。これにより、一連の撮像動作を終了して図４のステップＳ１０７に戻る。

次に、図５におけるＴ１タイマー（横位置）＜Ｔ２タイマー（縦位置）の関係、並びにステップＳ２０３のＴ１タイマー及びステップＳ２０４のＴ２タイマーの時間の算出方法について詳述する。

まず、図９及び図１０を参照して、図５におけるＴ１タイマー（横位置）＜Ｔ２タイマー（縦位置）の関係について説明する。

図９（ａ）は、撮像装置を横位置に構えた状態において、撮像素子２１２及びカバーガラス２０５の部分を装置正面側（マウント側）から見た状態を模式的に示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の右側面図である。

仮に、Ａの位置に異物が付着している状態でカバーガラス２０５を振動させると、異物はカバーガラス２０５から離れ、Ａ′の位置に移動する。その後、異物は重力によりＢ（撮像素子２１２の撮像領域内）→Ｃ（撮像素子２１２の撮像領域外）へと移動する。異物がＣの位置まで移動すれば、撮像素子２１２の撮像領域外なので、撮像画像に異物が写りこむことはない。

ここで、Ｔ１タイマーの設定時間を異物がＢの位置まで落下すると予測される時間に設定したとすると、Ｔ１タイマーのタイムアップ後に行うカバーガラス２０５の振動は、異物がＢ→Ｃの位置まで移動すると予測される時間だけ続ける必要がある。

なぜなら、例えば短時間（異物がＢ→Ｂ´に移動する時間）の振動だと、振動時に空中に浮遊している異物が、振動終了後にカバーガラス２０５に再付着（Ｂ′′位置）する可能性があるからである。

しかし、このような長時間（異物がＢ→Ｃ（撮像素子２１２の撮像領域外）に移動する時間）の振動は、電力エネルギーの無駄である。

そこで、本実施の形態では、Ｔ１タイマーの設定時間を異物がＡの位置（異物がカバーガラス２０２の最も上端に付着した位置）からＣ（異物が撮像素子２１２の撮像領域外に移動した位置）の位置まで移動すると予測される時間に設定している。

これにより、異物が撮像素子２１２の撮像領域内で浮遊している状態では、カバーガラス２０５の二度目の振動を行わないようにしている。

また、一度目の振動でカバーガラス２０５から落下した異物が撮像素子２１２の撮像領域外に移動してから二度目の振動を開始するので、二度目に行う振動は極短時間ですみ、消費電力を大幅に削減することが可能となる。

図１０（ａ）は、撮像装置を縦位置に構えた状態において、撮像素子２１２及びカバーガラス２０５の部分を装置正面（マウント側）から見た状態を模式的に示している。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の右側面である。

仮に、Ｄの位置に異物が付着している状態でカバーガラス２０５を振動させると、異物はカバーガラス２０５から離れてＤ′の位置に移動する。その後、異物は重力によりＥ（撮像素子２１２の撮像領域内）→Ｆ（撮像素子２１２の撮像領域外）と移動する。異物がＦの位置まで移動すれば撮像素子２１２の撮像領域外なので、撮像画像に異物が写りこむことはない。

ここで、カバーガラス２０５の振動を横位置と同じＴ１タイマーのタイムアップ後に開始すると、振動開始時には異物はまだ撮像素子２１２の撮像領域内（Ｅの位置）に存在している。従って、Ｔ１タイマーのタイムアップ後の振動は、異物がＥ→Ｆの位置まで移動すると予測される時間だけ続ける必要がある。

なぜなら、例えば、短時間の振動、つまり、異物がＥ→Ｅ´まで移動する時間だけの振動だと、振動時に空中に浮遊している異物が、振動終了後にカバーガラス２０５に再付着（Ｅ′′位置）する可能性があるからである。

しかし、このような長時間（異物がＥ→Ｆ（撮像素子２１２の撮像領域外）に移動する時間）の振動は、電力エネルギーの無駄である。

そこで、本実施の形態では、撮像装置が縦位置に構えられたと判断したときには、Ｔ２タイマーを設定するようにした。つまり、異物がＤの位置（異物がカバーガラス２０５の最も上端に付着した位置）からＦの位置（異物が撮像素子２１２の撮像領域外に移動した位置）まで移動すると予測される時間にＴ２タイマーを設定している。

次に、図７及び図８を参照して、図５におけるステップＳ２０３のＴ１タイマー及びステップＳ２０４のＴ２タイマーの設定時間の算出方法について説明する。

流体中（空気中）の粒子運動に関するレイノルズ数Ｒｅｐは、流体と粒子の相対速度ｕr を代表速度に、粒子径Ｄp を代表長さにとった次式（１）で定義される。なお、μは粘性係数である。

流体中（空気中）の物体が流体と相対運動をする場合、物体は流体の粘性によって流れの方向に抵抗力Ｒf ［Ｎ］（抗力 drag force）を受ける。流体密度ρf の流速ｕの流れ中に固定された直径Ｄp の球形粒子については、次式（２）であらわせる。

（πＤp ²／４）は球の投影面積を表わし、（ρf ｕ²／２）は流体の運動エネルギーの代表量である。ＣR が抵抗係数（drag coefficient）という無次元数であり、これがＲｅ数の関数である（図７参照）。

静止流体中の質量ｍ［ｋｇ］の球形粒子が重力（重力加速度ｇ＝９．８０７ｍ／ｓ² ）により速度ｖで運動（沈降）するとき、粒子の運動方程式（（質量）×（加速度）＝（力））は次式（３）となる。

ここで、右辺の力の項はそれぞれ重力、浮力、抵抗力を表わす。これは次式（４）と抵抗力の定義式より、次式（５）となる。

ここで、ｖ＝ｄｘ／ｄｔとし、更に左辺をｄｖ／ｄｔ＝ｄ²ｘ／ｄｔ² と置き換える。

そして、空気の流体密度ρf＝１．２ｋｇ／ｍ³ (空気）、粒子の密度ρp＝１０５６ｋｇ／ｍ³ （今回はＰＳと同等の異物とした）、流体の粘性係数μ＝０．００００１８（空気：２０°Ｃ）、粒子径Ｄp にそれぞれ３０μ，４０μ，５０μ，６０μを当てはめて、ｘ（距離）で解いてグラフ化したのが図８である。

図８において、縦軸は距離を示し、横軸は異物が所定の距離まで落ちる時間を示している。また、φ1 のラインは異物の粒径が３０μｍ、φ2 のラインは異物の粒径が４０μｍ、φ3 のラインは異物の粒径が５０μｍ、・のラインは異物の粒径が６０μｍを示している。

図８から、例えば、粒径３０μｍの異物が１５ｍｍの位置まで落下する時間は０．５５ｓであることが判る。

現在市販されているデジタル一眼レフカメラの撮像素子の大きさは、ほとんどの場合、銀塩フィルムのＡＰＳ−Ｃサイズに近いので、約１６．７ｍｍ×約２５ｍｍである。ＡＰＳ−Ｃサイズ相当の撮像素子を備えた撮像装置を横位置に構えた場合、図５のステップＳ２０３のＴ１タイマーの設定時間は、図８より０．６１ｓ以上の時間であればよいことが判る。また、撮像装置を縦位置に構えた場合、図５のステップＳ２０４のＴ２タイマーの設定時間は、図８より０．９ｓ以上に設定すればよいことが判る。

なお、ここでは、異物の粒径を３０μｍとして求めているが、これに限定するものではなく、また、撮像素子のサイズについてもＡＰＳ−Ｃサイズに限定するものではない。

上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、一度カバーガラス２０５を振動させた後、所定時間経過後にカバーガラス２０５を再度振動させるようにしている。従って、一度目の振動でカバーガラス２０５から落ちた異物が落下の途中でカバーガラス２０５に再付着しても、二度目の振動で確実に落とすことができる。これにより、撮影画像に異物が写り込むのを防止することができ、高品質な撮影画像を確保することができる。

また、一度カバーガラス２０５を振動させた後、カバーガラス２０５から落下した異物が撮像素子２１２の撮像領域外に移動すると想定される時間、ガバーガラス２０５の振動を停止している。従って、カバーガラス２０５に付着した異物が完全に落下するまでの時間、連続的に振動を発生させる場合に比べて消費電力量が少なくてすむ。これにより、電力の省エネルギー化を図ることができる。

更に、撮像装置を縦位置に構えた場合と、横位置に構えた場合とでは、異物が撮像素子２１２の領域外までの移動する距離が違うため、撮像装置の構えた位置に応じて一度目の振動と二度目の振動の間の休止している時間を変更している。これにより、カバーガラス２０５を振動させる時間に無駄な時間が生じるのを回避することができ、消費電力の更なる省エネルギー化が可能となる。

更に、一度目のカバーガラス２０５の振動終了後に二度目のカバーガラス２０５を振動させるまでの時間を計測中に、第２のスイッチ４０６のＯＮによる撮影動作要求を検出した場合には、設定時間の計測を中止してその動作要求に応じた処理を実行させている。これにより、撮像素子２１２が撮像しているときに、振動素子２１５が駆動して撮像画像にノイズが乗ってしまうのを防止することができ、高品質な画像を得ることができる。また、次の振動（ステップＳ２０６の振動）が終了するまで撮影を待たないですむため、撮影チャンスを逃してしまうといった問題を回避することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態では、カバーガラス２０５のみを振動させて異物を除去するようにしているが、撮像素子２１２に防塵のための更なる構成を追加してもよい。

また、上記実施の形態では、第１のスイッチ４０５のＯＮを検出した後、クリーニングルーチンを開始するようにしたが、これに限定されず、例えば、撮像装置の起動を開始するメインスイッチをＯＮした後に、クリーニングルーチンを実行するようにしてもよい。

次に、上記実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給する場合を考える。

ここで、本発明の目的は、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上記実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等を用いることができる。あるいは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合だけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拠張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた場合を考える。この場合に、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。

本発明の実施の形態の一例である撮像装置を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は上面図である。図１に示す撮像装置の断面図である。図１に示す撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。図１に示す撮像装置の動作を説明するためのメインルーチンのフローチャート図である。図４のＳ１０２におけるクリーニングルーチンを説明するためのフローチャート図である。図４のＳ１０６における撮影処理ルーチンを説明するためのフローチャート図である。図５のＳ２０３、Ｓ２０４におけるタイマーの設定時間を算出する方法を説明するためのグラフ図である。図５のＳ２０３、Ｓ２０４におけるタイマーの設定時間を算出する方法を説明するためのグラフ図である。撮像装置が横位置に構えられた場合のタイマーの設定時間を説明するための説明図であり、（ａ）は撮像素子及びカバーガラスの部分を装置正面（マウント側）から見た図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。撮像装置が縦位置に構えられた場合のタイマーの設定時間を説明するための説明図であり、（ａ）は撮像素子及びカバーガラスの部分を装置正面（マウント側）から見た図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

符号の説明

１１４レリーズボタン
２０５カバーガラス（光学部材）
２１２撮像素子
２１５振動素子（振動手段）
４０２マイクロコンピュータ（制御手段、振動制御手段、時間計測手段）
４０２ａタイマー（時間計測手段）
４２０加振制御回路（振動制御手段、振動手段）
４２２姿勢検知回路（姿勢判別手段）

Claims

被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材と、
前記光学部材を、予め定められている一定時間、振動させる振動手段と、
前記振動手段の駆動を制御する振動制御手段と、
前記撮像装置が縦位置に構えられたか、横位置に構えられたかを判別する姿勢判別手段とを有し、
前記振動制御手段は、前記振動手段を駆動した後、所定時間の間、前記振動手段の駆動を停止して、再度、前記振動手段を駆動し、且つ、前記姿勢判別手段によって前記撮像装置が縦位置に構えられたと判別される場合に、前記撮像装置が横位置に構えられたと判別される場合よりも前記所定時間を長くすることを特徴とする撮像装置。
使用者が操作可能な操作部材を有し、
前記振動制御手段は、前記操作部材の１回の操作によって前記振動手段を駆動した後、前記所定時間の間、前記振動手段の駆動を停止し、再度、前記振動手段を駆動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記操作部材は、前記撮像装置を撮影準備状態とする第１のスイッチと、前記撮像装置に被写体像の撮像動作を開始させる第２のスイッチとを有し、
前記振動制御手段は、前記第１のスイッチの操作を検知して前記振動手段を駆動した後、前記振動手段の駆動を停止する前記所定時間の計測中に前記第２のスイッチの操作を検知したときには前記所定時間の計測を中止して、前記撮像装置に被写体像の撮像動作を開始させ、前記第２のスイッチの操作を検知することなく前記振動手段の駆動を停止する前記所定時間が経過したときには、再度、前記振動手段を駆動することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。