JP2005159711A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルカメラにおいて、撮像素子への付着物を原因とした画像の画質劣化を防止する。
【解決手段】デジタルカメラ１のＣＣＤ５は、ＣＣＤ移動部５０内に固定されて配置される。このＣＣＤ移動部５０は、ＣＣＤ５をＺ軸に直交するＸＹ平面内にて移動することが可能となっている。デジタルカメラ１において所定の操作がなされると、ＣＣＤ移動部５０により超音波周波数で所定時間、ＣＣＤ５が振動駆動される。これにより、ＣＣＤ５に付着した塵埃が、ＣＣＤ５の表面から除去される。このＣＣＤ移動部５０は、手ぶれ補正動作においてもＣＣＤ５を移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影レンズを介して画像を取得する撮像素子を備えた撮像装置に関する。

ＣＣＤ等の撮像素子を用いて画像を取得する撮像装置であるデジタルカメラにおいては、撮像素子へ塵埃（ほこりやゴミ）が付着すると、これを原因として取得される画像の画質が低下する。特に、レンズ交換式のデジタルカメラにおいては、レンズ交換時に外部から塵埃が入り込みやすいため、撮像素子への塵埃の付着が比較的頻繁に発生し、問題となっている。

このような撮像素子への塵埃の付着の問題に対応するため、従来、撮影レンズから撮像素子への光路上にガラス板などの防塵用光学系を設けるなどの対策がなされている（例えば、特許文献１参照。）。また、撮影レンズから撮像素子への光路上の光学系の表面を、ワイパーや振動により清掃することも提案されている（例えば、特許文献２，３参照。）。

その他、この出願に関連する先行技術文献情報として特許文献４がある。

特開２００２−９０８４２号公報 特開２００３−１８４４０号公報 特開平７−１５１９４６号公報 特開２００３−１１０９１９号公報

しかしながら、防塵用光学系という撮影には無関係な光学系を光路上に配置することは、画像の画質についての新たな劣化の原因となるため好ましくない。また、従来提案の技術のいずれもが、撮影レンズから撮像素子までの光学系によって撮像素子への塵埃の付着を防止するものである。このため、当該光学系と撮像素子との間に塵埃が入り込んだ場合や、デジタルカメラの内部である当該光学系と撮像素子との間の駆動系（シャッタ膜等）により塵埃が発生した場合においては対応不可能であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、撮像素子への付着物を原因とした画像の画質劣化を効果的に防止できる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、撮像装置であって、撮影レンズを介して結像される光像の一部を画像として取得する撮像素子と、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去する駆動手段と、を備えている。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記駆動手段は、前記撮像装置の振動に応じて前記光像に対して相対的に前記撮像素子を移動して前記画像中の被写体像のぶれを抑制する手段、と兼用されている。

また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の撮像装置において、交換式の前記撮影レンズを着脱可能なレンズ装着手段、をさらに備えている。

また、請求項４の発明は、請求項３に記載の撮像装置において、前記レンズ装着手段への前記撮影レンズの装着を検出する検出手段、をさらに備え、前記駆動手段は、前記レンズ装着手段への前記撮影レンズの装着に応答して、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去する。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置において、前記駆動手段は、前記撮像装置の電源投入に応答して、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去する。

また、請求項６の発明は、撮像装置であって、撮影レンズを介して結像される光像の一部を画像として取得する撮像素子と、前記撮像装置の振動に応じて前記光像に対して相対的に前記撮像素子を移動して前記画像中の被写体像のぶれを抑制する駆動手段と、前記駆動手段による前記撮像素子の移動に係る駆動パラメータを設定する設定手段と、を備え、前記設定手段は、前記駆動パラメータに、前記画像中の被写体像のぶれの抑制のための第１パラメータ値と、前記第１パラメータ値とは異なる第２パラメータ値と、をそれぞれ設定可能である。

また、請求項７の発明は、請求項６に記載の撮像装置において、前記第２パラメータ値は、前記撮像素子への付着物の除去用に前記撮像素子を振動駆動するための値である。

また、請求項８の発明は、請求項７に記載の撮像装置において、前記駆動パラメータは、前記撮像素子の許容移動距離を含み、前記設定手段は、前記許容移動距離に設定する前記第２パラメータ値を、前記許容移動距離に設定する前記第１パラメータ値よりも大とする。

また、請求項９の発明は、被写体の画像を取得するための撮影モードを含む複数の動作モードを有する撮像装置であって、前記撮影モードにおいて、撮影レンズを介して結像される光像の一部を画像として取得する撮像素子と、前記撮影モードにおいて、前記撮像装置の振動に応じて前記光像に対して相対的に前記撮像素子を移動して前記画像中の被写体像のぶれを抑制する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記撮影モードとは異なる動作モードにおいても前記撮像素子を移動可能である。

また、請求項１０の発明は、請求項９に記載の撮像装置において、前記複数の動作モードは、前記撮像素子への付着物を除去するための除去モードを含み、前記除去モードにおいて、前記駆動手段は、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去する。

請求項１ないし５の発明によれば、撮像素子を振動駆動して撮像素子への付着物を除去するため、撮像素子への付着物を原因とした画像の劣化を防止できる。また、撮像素子そのものを振動駆動することから、撮影に無関係な防塵用の光学系が必要とならないため、取得される画像の画質が劣化することもない。また、撮像装置の外部から進入する塵埃のみならず、内部で発生する塵埃にも対応できる。

また、特に請求項２の発明によれば、付着物除去のための駆動手段と、被写体像のぶれを抑制する手段とが兼用されるため、撮像装置を小型化できる。

また、特に請求項３の発明によれば、レンズ交換時に撮像素子への塵埃の付着が頻繁に発生するレンズ交換式の撮像装置において、塵埃を効果的に除去できる。

また、特に請求項４の発明によれば、レンズ交換時においては撮像素子への塵埃の付着が発生しやすくなるが、その直後に撮像素子への付着物を除去することで、撮像素子へ塵埃が付着していない状態を常時維持できる。

また、特に請求項５の発明によれば、ユーザが意識せずとも、撮像素子への付着物を除去できる。

また、請求項６ないし８の発明によれば、画像中の被写体像のぶれの抑制以外のためにも、撮像素子を移動させることができる。特に請求項７のように、第２パラメータ値を、撮像素子への付着物を除去用の値とすることで、撮像素子への付着物を除去できる。その結果、撮像素子への付着物を原因とした画像の劣化を防止できる。また特に、請求項８によれば、撮像素子への付着物の除去用に撮像素子の許容移動距離が比較的大きく設定されるため、付着物を効果的に除去できる。

また、請求項９及び１０の発明によれば、画像中の被写体像のぶれの抑制以外のためにも、撮像素子を移動させることができる。特に請求項９のように、除去モードにおいて、撮像素子を振動駆動して撮像素子への付着物を除去することで、撮像素子への付着物を原因とした画像の劣化を防止できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

＜１．構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ１の主たる構成を示す断面図である。このデジタルカメラ１は、手ぶれによる画像中の被写体像のぶれを補正（抑制）する手ぶれ補正機能、及び、画像を取得する撮像素子に付着したほこりやゴミなどの塵埃（付着物）を振動駆動によって除去する塵埃除去機能を有している。

図に示すようにデジタルカメラ１は、レンズ交換式のカメラボディとして構成されたカメラ本体部２を備えている。カメラ本体部２のハウジング２ａの前面側にはレンズマウント部２７が設けられ、このレンズマウント部２７に対して交換式の撮影レンズ３が着脱可能とされている。

なお、以下の説明においては、図に示すＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて、方向及び向きを示すこととする。ここで、Ｚ軸方向は撮影レンズ３の光軸Ｌに沿った方向であり、Ｚ軸正方向は入射光の入射先となる向き（図において右向き）である。また、Ｙ軸方向は鉛直方向であり、Ｙ軸正方向は鉛直上向き（図において上向き）である。さらに、Ｘ軸方向は図面（紙面）に対しての垂直方向であり、Ｘ軸正方向は図面（紙面）に対する垂直下向きである。これらＸＹＺ軸は、カメラ本体部２のハウジング２ａに対して相対的に固定される。

撮影レンズ３は主として、鏡胴３１、ならびに、鏡胴３１の内部に設けられる複数のレンズ群３２及び絞り３３から構成される。レンズ群３２には、Ｚ軸方向に移動することで焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。撮影レンズ３を介して形成される光像は、結像されるＸＹ平面（以下、「結像平面」という。）上において光軸の位置を中心とした略円形状となり「イメージサークル」と呼ばれる。

撮影レンズ３はさらに、通信コネクタ３６及び駆動部３７を備えている。撮影レンズ３をカメラ本体部２に装着した際には、撮影レンズ３の通信コネクタ３６と、カメラ本体部２のレンズマウント部２７に設けられる通信コネクタ２６とが接触し、これらが電気的に接続される。このような通信コネクタ３６，２６の接触により、撮影レンズ３の装着がカメラ本体部２側で検出されるとともに、カメラ本体部２と撮影レンズ３との間で各種の信号の送受信を行うことが可能とされる。駆動部３７は、通信コネクタ３６を介してカメラ本体部２から送信される信号に基づいて、レンズ群３２や絞り３３を駆動する。

撮影レンズ３の光軸ＬのＺ軸正方向に相当するカメラ本体部２のハウジング２ａの内部には、入射光が入射する側からシャッタ膜２５及びＣＣＤ５がこの順で配置される。シャッタ膜２５は、開閉機構を備えたフォーカルプレーンシャッタとして構成され、ＣＣＤ５への光の入射時間を調整する。ＣＣＤ５は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群を備えた撮像素子であり、撮影レンズ３によって結像された光像を、例えばＲＧＢの色成分を有する画像信号に光電変換する。上述した結像平面はＣＣＤ５の受光面に一致するように調整されるため、イメージサークル中の一部の領域が画像としてＣＣＤ５により取得される。

ＣＣＤ５はＣＣＤ移動部５０内に固定されて配置される。ＣＣＤ５は、このＣＣＤ移動部５０によりＺ軸に直交するＸＹ平面内にて移動することが可能とされている。図２は、ＣＣＤ５を含めたＣＣＤ移動部５０の分解斜視図である。

図２に示すように、ＣＣＤ移動部５０は主として、ハウジング２ａに固設されるベース板５１、ベース板５１に対してＸ軸方向に移動する第１スライダ５２、及び、第１スライダ５２に対してＹ軸方向に移動する第２スライダ５３の３つの部材から構成される。

ベース板５１は、撮影レンズ３からの入射光を通過可能に中央部が開口しており、Ｘ軸方向に延設される第１アクチュエータ５１１、及び、スプリング５５を掛けるための第１スプリング掛け５１２を備えている。第２スライダ５３は、ＣＣＤ５を固定可能な開口部５３３がその中央部に形成されるとともに、Ｙ軸方向に延設される第２アクチュエータ５３１、及び、剛球５４をＺ軸方向両面に遊嵌する剛球受け５３２を備えている。また、第１スライダ５２は中央部が開口しており、第１アクチュエータ５１１と対向する位置に第１摩擦結合部５２１、及び、第２アクチュエータ５３１と対向する位置に第２摩擦結合部５２２がそれぞれ設けられる。さらに、第１スライダ５２には、第１スプリング掛け５１２と対向する位置に、スプリング５５を掛けるための第２スプリング掛け５２３が設けられる。

第１アクチュエータ５１１及び第２アクチュエータ５３１はそれぞれ、圧電素子と延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量及び向きに駆動ロッドが移動するようになっている。

ＣＣＤ移動部５０が組み上げられるときには、ＣＣＤ５が第２スライダ５３の開口部５３３に嵌合して固設されるとともに、第１アクチュエータ５１１の駆動ロッドと第１摩擦結合部５２１とが摩擦結合され、第２アクチュエータ５３１の駆動ロッドと第２摩擦結合部５２２とが摩擦結合される。また、ベース板５１と第１スライダ５２とは、スプリング５５によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第２スライダ５３は、ベース板５１と第１スライダ５２とに剛球５４を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Ｚ軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板５１、第２スライダ５３、第１スライダ５２の順に重なって、これら部材５１，５３，５２が配置されることとなる。

このようなＣＣＤ移動部５０が組み上げられた状態で、第１アクチュエータ５１１の駆動ロッドが移動すると、これに摩擦結合する第１摩擦結合部５２１の移動により第１スライダ５２がベース板５１に対してＸ軸方向に移動する。このとき、第１スライダ５２の移動にあわせて第２スライダ５３もベース板５１に対してＸ軸方向に移動する。また、第２アクチュエータ５３１の駆動ロッドが移動すると、これに摩擦結合する第２摩擦結合部５２２の移動により第２スライダ５３が第１スライダ５２に対してＹ軸方向に移動する。このとき、第１スライダ５２のベース板５１に対する移動はなされないため、第２スライダ５３は単独でベース板５１に対してＹ軸方向に移動することとなる。

前述したように、ベース板５１はハウジング２ａに固設され、ＣＣＤ５は第２スライダ５３に固設されることから、ＣＣＤ５はハウジング２ａに対してＸＹ平面（結像平面）内にて相対的に移動することとなる。また、撮影レンズ３はハウジング２ａに装着されて固定されることから、撮影レンズ３により形成されるイメージサークルの位置は、ハウジング２ａに相対的に固定される。したがって、上記のようなＣＣＤ移動部５０の構成により、撮影レンズ３により形成されるイメージサークル（光像）に対して相対的にＣＣＤ５が移動され、イメージサークル中において画像として取得される領域が変更されるわけである。

図１に戻り、ＣＣＤ５のＺ軸正方向側には、移動するＣＣＤ５の位置を検出するためのＣＣＤ位置センサ５８が配置されている。ＣＣＤ位置センサ５８は、発光ダイオード等で構成される２つの投光部５６ａ，５６ｂ、及び、フォトダイオード等で構成される２つの受光部５７ａ，５７ｂを備えている。投光部５６ａ，５６ｂはＣＣＤ５の裏面側（Ｚ軸正方向側）に固設される一方、受光部５７ａ，５７ｂは投光部５６ａ，５６ｂにそれぞれ対向するようにカメラ本体部２のハウジング２ａに固設される。投光部５６ａ，５６ｂから投光された光は受光部５７ａ，５７ｂにて受光可能となっており、この受光部５７ａ，５７ｂにて受光する光の位置の変化から、ＣＣＤ５の位置がＸＹ座標位置として求められる。具体的には、第１投光部５６ａ及び第１受光部５７ａにてＣＣＤ５のＸ軸方向の位置を検出し、第２投光部５６ｂ及び第２受光部５７ｂにてＣＣＤ５のＹ軸方向の位置を検出するようになっている。

また、カメラ本体部２のハウジング２ａの内部には、デジタルカメラ１の手ぶれによる振動を検出する振動センサ４０が設けられている。振動センサ４０は、２つの角速度センサ（第１角速度センサ４１及び第２角速度センサ４２）を備えており、第１角速度センサ４１にてＸ軸を中心とした回転振動（ピッチング）Ｐｉの角速度が検出され、第２角速度センサ４２にてＹ軸を中心とした回転振動（ヨーイング）Ｙａの角速度が検出される。この振動センサ４０により検出される２つの角速度に基づいて、ＣＣＤ５がＸ軸及びＹ軸のそれぞれの方向に移動されることにより、画像中の被写体像のぶれの補正、すなわち、手ぶれ補正がなされることとなる。

カメラ本体部２の上面側にはシャッタボタン６１が設けられる。シャッタボタン６１は、撮影準備の開始や撮像（露光開始）の指示をユーザから受け付けるボタンであり、半押し状態と全押し状態とが検出可能な２段階スイッチになっている。

カメラ本体部２の背面側には、各種のユーザ操作を受け付ける操作部材６２、及び、各種の情報や画像を表示する表示部６３が設けられている。操作部材６２には、電源のオンオフを切り替える電源スイッチ、各種動作の実行指示を受け付ける実行ボタン、及び、デジタルカメラ１の動作モードの切替指示を受け付けるモード切替スイッチ等が含まれている。

本実施の形態のデジタルカメラ１の動作モードには、被写体の画像を取得して記録する「撮影モード」、及び、記録された画像を再生表示する「再生モード」とともに、ＣＣＤ５へ付着した塵埃を除去するための「塵埃除去モード」が含まれている。この「撮影モード」とは異なる「塵埃除去モード」においても、ＣＣＤ移動部５０はＣＣＤ５を移動可能である。すなわち、「塵埃除去モード」においては、ＣＣＤ５がＣＣＤ移動部５０により振動駆動され、これによりＣＣＤ５に付着した塵埃が除去されるようになっている（詳細は後述。）。

表示部６３は、カラー表示が可能な液晶ディスプレイなどで構成される。「撮影モード」の撮影待機状態においては、表示部６３に、所定時間ごとに取得される画像が表示される（ライブビュー表示）。ユーザは、このような表示部６３の表示により被写体のリアルタイムな状態を確認でき、表示部６３をファインダ替わりに利用できる。また、「再生モード」においては、記録された画像が表示部６３に再生表示される。

カメラ本体部２の内部には、各種データを記録するメモリカード９１（図３参照）を挿入して装着することが可能とされる。メモリカード９１には「撮影モード」においてＣＣＤ５にて取得された画像等が記録される。

手ぶれ補正機能や塵埃除去機能等、デジタルカメラ１の各種の機能は、カメラ本体部２のハウジング２ａ内に設けられる全体制御部の制御に基づいて行われる。図３は、この全体制御部７を含めたデジタルカメラ１の主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。

図３に示すように、前述したシャッタ膜２５、ＣＣＤ５、ＣＣＤ移動部５０、ＣＣＤ位置センサ５８、振動センサ４０、シャッタボタン６１、操作部材６２及び表示部６３等のデジタルカメラ１の各部は全体制御部７に電気的に接続され、全体制御部７の制御下にて動作することとなる。これとともに、ＣＣＤ位置センサ５８にて検出されるＣＣＤ５の位置、振動センサ４０にて検出される角速度、シャッタボタン６１の操作内容、及び、操作部材６２の操作内容等は、それぞれ信号として全体制御部７に入力される。また、全体制御部７は、通信コネクタ２６とも電気的に接続されている。これにより、全体制御部７は、撮影レンズ３の装着の検出や、通信コネクタ２６，３６を介して撮影レンズ３の駆動部３７に対して各種信号を送信することが可能となっている。

また、図３において、Ａ／Ｄ変換部２１、画像処理部２２及び画像メモリ２３は、ＣＣＤ５にて取得された画像を扱う処理部を示している。すなわち、ＣＣＤ５にて取得されたアナログ信号の画像は、Ａ／Ｄ変換部２１にてデジタル信号に変換され、画像処理部２２にて所定の画像処理がなされた後、画像メモリ２３に格納される。画像メモリ２３に格納された画像は、記録用の画像としてメモリカード９１へ記録されたり、ライブビュー表示用の画像として表示部６３に表示されることとなる。このような画像に対する各種の処理も全体制御部７の制御に基づいて行われる。

全体制御部７は、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、全体制御部７は、各種演算処理を行うＣＰＵ７０と、演算を行うための作業領域となるＲＡＭ７１と、制御プログラム等が記憶されるＲＯＭ７２とを備え、上述したようなデジタルカメラ１の各部の動作を統括的に制御する。

全体制御部７の各種の機能は、ＲＯＭ７２に記憶される制御プログラムに従ってＣＰＵ７０が演算処理を行うことにより実現される。このような制御プログラムは、予めＲＯＭ７２内に記憶されているものであるが、メモリカード９１から読み出すなどにより、新たな制御プログラムをＲＯＭ７２に格納することも可能とされている。

このような制御プログラムに従ったＣＰＵ７０の演算によって実現される全体制御部７の機能には、デジタルカメラ１の上述した各部の動作制御機能の他、絞り値（絞り３３の開口径に相当）や露光時間（シャッタスピードに相当）を調整して画像の明るさを適正にする露出制御機能や、被写体に合焦するように焦点位置を調整するオートフォーカス機能等、種々の機能が含まれている。

図３に示すレンズ制御部７３及びＣＣＤ移動制御部７４は、このような全体制御部７の機能の一部を模式的に示している。

レンズ制御部７３は、撮影レンズ３の駆動部３７に対して信号を送信することで、撮影レンズ３内のレンズ群３２や絞り３３の移動を制御する。また、レンズ制御部７３は、通信コネクタ２６からの信号に基づいて、撮影レンズ３の装着及び取り外しを監視する。

ＣＣＤ移動制御部７４は、ＣＣＤ移動部５０によるＣＣＤ５の移動に係る制御を行なう。つまり、ＣＣＤ移動制御部７４の制御により、手ぶれ補正機能及び塵埃除去機能の双方が実現される。ＣＣＤ５を移動させる際には、ＣＣＤ移動制御部７４からＣＣＤ移動部５０に駆動パルスが出力される。

＜２．撮影モードの動作＞
次に、デジタルカメラ１の「撮影モード」における動作について説明する。図４は、デジタルカメラ１の「撮影モード」における動作の概略を示す図である。

デジタルカメラ１は「撮影モード」に設定されると、シャッタボタン６１の操作を待機する撮影待機状態となり、シャッタボタン６１が半押しされるまでの間（ステップＳＴ２にてＮｏの間）、表示部６３にてライブビュー表示が行われる。すなわち、所定時間ごとに、ＣＣＤ５により取得された画像がＡ／Ｄ変換部２１及び画像処理部２２にて所定の処理がなされた後、表示部６３に順次表示される（ステップＳＴ１）。

シャッタボタン６１が半押しされると（ステップＳＴ２にてＹｅｓ）、全体制御部７により、露出制御（ＡＥ）及びフォーカス制御（ＡＦ）がなされ、絞り値及び露光時間が決定されるとともに、レンズ群３２の焦点位置が調整される（ステップＳＴ３）。

続いて、シャッタボタン６１の全押しを待機する状態へと移行する。シャッタボタン６１の半押しが継続された場合（ステップＳＴ４及びＳＴ５にてＮｏ）は、その間、ライブビュー表示が行われる（ステップＳＴ６）。また、シャッタボタン６１の操作が解除された場合（ステップＳＴ５にてＹｅｓ）は、再度、撮影待機状態に戻る。

一方、シャッタボタン６１が全押しされた場合（ステップＳＴ４にてＹｅｓ）は、ＣＣＤ５にて露光が行われて記録用の画像が取得され（ステップＳＴ７）、ＣＣＤ５における露光が終了すると、取得された記録用の画像がＡ／Ｄ変換部２１及び画像処理部２２等にて所定の処理がなされた後、メモリカード９１に記録される（ステップＳＴ８）。

上記の露光中（ステップＳＴ７）においては、デジタルカメラ１の振動に応じてイメージサークルに対して相対的にＣＣＤ５が移動される手ぶれ補正動作がなされる。図５は、露光中におけるデジタルカメラ１の動作の詳細な流れを示す図である。

手ぶれ補正動作に先立って、まず、ＣＣＤ５の移動に係る駆動パラメータの一である許容移動距離が、ＣＣＤ移動制御部７４により設定される。許容移動距離は、ＣＣＤ５の移動の１回あたりの移動量の最大値（換言すれば、１回の移動として許容される距離）である。このとき、許容移動距離は、手ぶれ補正用の第１パラメータ値（例えば、２ｍｍ）に設定される（ステップＳＴ１１）。

許容移動距離が設定されると、次に、シャッタ膜２５が開放された後（ステップＳＴ１２）、ＣＣＤ５における電荷蓄積が開始される（ステップＳＴ１３）。この電荷蓄積は、設定された露光時間の間（ステップＳＴ１７にてＮｏの間）継続される。

そしてこの露光時間の間、ＣＣＤ移動制御部７４の制御により、手ぶれ補正動作（ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６）がなされることとなる。すなわち、まず、振動センサ４０により２つの角速度が検出され、全体制御部７に入力される（ステップＳＴ１４）。続いて、この２つの角速度に基づいて、イメージサークルに対する相対的な被写体像の移動位置がＣＣＤ移動制御部７４により導出される（ステップＳＴ１５）。次に、導出された被写体像の移動位置に応じて、移動すべきＣＣＤ５の移動の向き及び移動量が導出される。ただし、この移動量は許容移動距離以内に制限される。そして、導出された移動の向きに、導出された移動量だけＣＣＤ５が移動するように、駆動パルスがＣＣＤ移動部５０のアクチュエータ５１１，５３１に送信される。これにより、イメージサークル中の被写体像とＣＣＤ５との位置が相対的に移動しないようにＣＣＤ５が移動される（ステップＳＴ１６）。

このような手ぶれ補正動作により、取得される画像中の被写体像のぶれが抑制されることとなる。露光時間が終了すると（ステップＳＴ１７にてＹｅｓ）、シャッタ膜２５が閉鎖され（ステップＳＴ１８）、露光動作が終了する。

＜３．塵埃除去モードの動作＞
次に、デジタルカメラ１の「塵埃除去モード」における動作について説明する。図６は、デジタルカメラ１の「塵埃除去モード」における動作の概略を示す図である。

図に示すように、デジタルカメラ１は「塵埃除去モード」に設定されると、ユーザによる実行ボタンの押下を待機する状態となる（ステップＳＴ２１）。そして、実行ボタンが押下されると、このユーザ操作に応答して、ＣＣＤ５を振動駆動してＣＣＤ５へ付着した塵埃を除去する塵埃除去動作がなされるようになっている（ステップＳＴ２２）。

図７は、塵埃除去動作の詳細な流れを示す図である。塵埃除去動作においてもＣＣＤ５が駆動されることから、まず最初に、許容移動距離がＣＣＤ移動制御部７４により設定される（ステップＳＴ３１）。このとき、許容移動距離は、塵埃除去用の第２パラメータ値に設定される。第２パラメータ値は、手ぶれ補正用の第１パラメータ値とは異なる値とされ、第１パラメータ値（例えば、２ｍｍ）と比較して大きな値（例えば、４ｍｍ）とされる。

許容移動距離が設定されると、次に、シャッタ膜２５が開放された後（ステップＳＴ３２）、ＣＣＤ移動制御部７４から駆動パルスがＣＣＤ移動部５０のアクチュエータ５１１，５３１に時間的に連続して送信されことにより、ＣＣＤ５が振動駆動される（ステップＳＴ３３）。このとき、振動の振幅は上記で設定された許容移動距離（すなわち第２パラメータ値）、振動の方向はＸ軸及びＹ軸の双方向、振動の周波数は超音波周波数とそれぞれされる。そして、このようなＣＣＤ５の振動が、所定時間（例えば、０．５秒）が経過するまで継続される。これにより、ＣＣＤ５に付着していた塵埃がシャッタ膜２５より外側（Ｚ軸負方向側）に飛散し、その結果、ＣＣＤ５の表面から塵埃が除去される。また、振動の振幅は、手ぶれ補正の際の最大の移動量よりも大とされるため、効果的に塵埃を除去することができることとなる。

所定時間が経過すると（ステップＳＴ３４にてＹｅｓ）、シャッタ膜２５が閉鎖された後（ステップＳＴ３５）、ＣＣＤ５の振動が停止され、ＣＣＤ５が手ぶれ補正動作において基準となる位置まで移動される（ステップＳＴ３６）。これにより、塵埃除去動作が終了することとなる。

＜４．まとめ＞
以上のように、本実施の形態のデジタルカメラ１においては、「塵埃除去モード」において所定のユーザ操作を行なうことにより、撮像素子たるＣＣＤ５が振動駆動されて、ＣＣＤ５に付着した塵埃が除去される。したがって、ユーザがこのような操作を適宜行なうことにより、ＣＣＤ５へ塵埃が付着することを原因とした画像の劣化を防止できる。

また、本実施の形態においては、ＣＣＤ５そのものを振動駆動することにより塵埃を除去することから、撮影レンズ３とＣＣＤ５との間に、撮影に無関係な防塵用光学系（ガラスやフィルタ等）を配置する必要がない。このため、取得される画像の画質が劣化することもない。さらに、シャッタ膜２５の駆動等によりデジタルカメラ１の内部で塵埃が発生してＣＣＤ５へ付着したとしても、その塵埃をＣＣＤ５から容易に除去できる。

また、塵埃除去動作においてＣＣＤ５を振動駆動するＣＣＤ移動部５０は、手ぶれ補正動作においてもＣＣＤ５を移動する。つまり、塵埃除去のための駆動手段は、手ぶれを抑制する手段と兼用されるため、デジタルカメラ１を小型化できることとなる。

＜５．他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

＜５−１．レンズ交換時＞
上記実施の形態では、「塵埃除去モード」において実行ボタンが押下されることにより、塵埃除去動作がなされていたが、もちろん他のイベントに応答して塵埃除去動作がなされてもよい。

例えば、撮影レンズ３を交換する際においては、ＣＣＤ５への塵埃の付着が発生しやすくなる。このため、撮影レンズ３の交換の完了に応答して、塵埃除去動作がなされてもよい。

図８は、動作モードに係わらず常時にレンズ制御部７３によりなされるレンズ検出処理の流れを示す図である。レンズ検出処理にあたっては、まず、通信コネクタ２６からの電気的信号に基づいて、撮影レンズ３がレンズマウント部２７に装着されているか否かが判定される（ステップＳＴ４１）。撮影レンズ３が装着されていた場合は、通常の動作が継続される。

一方、撮影レンズ３が装着されていなかった場合、すなわち、撮影レンズ３が取り外された場合は、一旦、通常の動作が中断される（ステップＳＴ４２）。そして、再度、撮影レンズ３が装着されるか否かが判定される（ステップＳＴ４３）。

そして、撮影レンズ３の装着が確認されると、その撮影レンズ３の装着に応答して、塵埃除去動作がなされる。この塵埃除去動作は、図７に示すものと同様である（ステップＳＴ４４）。塵埃除去動作が完了すると、各動作モードに応じた通常の動作が再開され（ステップＳＴ４５）、再度、処理がステップＳＴ４１に戻る。

このように、撮影レンズ３の装着に応答して塵埃除去動作を行なうことで、レンズ交換時にＣＣＤ５へ付着した塵埃を効果的に除去することができ、ＣＣＤ５へ塵埃が付着していない状態を常時維持することができる。また、ユーザが意識せずとも、ＣＣＤ５へ付着した塵埃を除去できる。

＜５−２．電源投入時＞
また、デジタルカメラ１の電源投入時に塵埃除去動作がなされてもよい。図９は、電源投入直後になされるデジタルカメラ１の処理の流れを示す図である。

電源スイッチによって電源が投入されると、まず、動作モードに係わらず、全体制御部７の制御により初期化処理がなされる（ステップＳＴ５１）。この初期化処理においては、デジタルカメラ１の各部の状態が正常であるか否かが確認される。初期化処理が完了すると、動作モードが判定された後（ステップＳＴ５３）、各動作モードに応じた動作がなされることとなる。

そして、この例では初期化処理（ステップＳＴ５１）において、塵埃除去動作がなされるようになっている（ステップＳＴ５２）。つまり、電源投入に応答して塵埃除去動作がなされることとなる。この塵埃除去動作は、図７に示すものと同様である。

このように、電源投入に応答して塵埃除去動作を行なうことで、ユーザが意識せずとも、ＣＣＤ５へ付着した塵埃を除去できる。また、電源のオフの際にレンズ交換がなされたときにおいても、そのレンズ交換に伴ってＣＣＤ５へ付着した塵埃を、電源投入の直後に効果的に除去できる。

なお、塵埃除去動作は、上記のようなユーザ操作、撮影レンズ３の装着、及び、電源投入のすべて応答してなされてもよく、いずれかのみに応答してなされてもよい。また、撮影レンズ３の装着や電源投入に応答して塵埃除去動作を行なうか否かを、それぞれユーザ操作によって設定可能となっていてもよい。

＜５−３．その他変形例＞
上記実施の形態では、レンズ交換式のデジタルカメラ１について説明を行なったが、レンズ交換式でない撮像装置においても本願に係る技術を適用することが可能である。レンズ交換式でなくても、内部機構の駆動により塵埃が発生することがあり、この塵埃が撮像素子へ付着すると、レンズが取り外しできないため清掃もできないことから、やっかいな問題となる。本願に係る技術を適用することで、このようなレンズ交換式以外の撮像装置においても、撮像素子へ付着する塵埃を除去できる。ただし、レンズ交換式の撮像装置は、撮像素子への塵埃の付着が発生しやすいため、本願に係る技術は、レンズ交換式の撮像装置において、より効果を奏する。

また、上記実施の形態では、ＣＰＵがプログラムに従って演算処理を行うことにより各種機能が実現されると説明したが、これら機能の全部または一部は専用の電気的回路により実現されてもよい。特に、繰り返し演算を行う箇所をロジック回路にて構築することにより、高速な演算が実現される。

デジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。 ＣＣＤを含めたＣＣＤ移動部の分解斜視図である。 デジタルカメラの主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。 「撮影モード」における動作の概略を示す図である。 露光中の動作の流れを示す図である。 「塵埃除去モード」における動作の概略を示す図である。 塵埃除去動作の詳細な流れを示す図である。 レンズ検出処理の流れを示す図である。 電源投入直後になされる処理の流れを示す図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
２ カメラ本体部
３ 撮影レンズ
５ ＣＣＤ
２５ シャッタ膜
２６，３６ 通信コネクタ
４０ 振動センサ
５０ ＣＣＤ移動部

Claims (10)

1. 撮像装置であって、
   撮影レンズを介して結像される光像の一部を画像として取得する撮像素子と、
   前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去する駆動手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記駆動手段は、
   前記撮像装置の振動に応じて前記光像に対して相対的に前記撮像素子を移動して前記画像中の被写体像のぶれを抑制する手段、
   と兼用されていることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置において、
   交換式の前記撮影レンズを着脱可能なレンズ装着手段、
   をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記レンズ装着手段への前記撮影レンズの装着を検出する検出手段、
   をさらに備え、
   前記駆動手段は、前記レンズ装着手段への前記撮影レンズの装着に応答して、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置において、
   前記駆動手段は、前記撮像装置の電源投入に応答して、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去することを特徴とする撮像装置。
6. 撮像装置であって、
   撮影レンズを介して結像される光像の一部を画像として取得する撮像素子と、
   前記撮像装置の振動に応じて前記光像に対して相対的に前記撮像素子を移動して前記画像中の被写体像のぶれを抑制する駆動手段と、
   前記駆動手段による前記撮像素子の移動に係る駆動パラメータを設定する設定手段と、
   を備え、
   前記設定手段は、前記駆動パラメータに、
   前記画像中の被写体像のぶれの抑制のための第１パラメータ値と、
   前記第１パラメータ値とは異なる第２パラメータ値と、
   をそれぞれ設定可能であることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項６に記載の撮像装置において、
   前記第２パラメータ値は、前記撮像素子への付着物の除去用に前記撮像素子を振動駆動するための値であることを特徴とする撮像装置。
8. 請求項７に記載の撮像装置において、
   前記駆動パラメータは、前記撮像素子の許容移動距離を含み、
   前記設定手段は、前記許容移動距離に設定する前記第２パラメータ値を、前記許容移動距離に設定する前記第１パラメータ値よりも大とすることを特徴とする撮像装置。
9. 被写体の画像を取得するための撮影モードを含む複数の動作モードを有する撮像装置であって、
   前記撮影モードにおいて、撮影レンズを介して結像される光像の一部を画像として取得する撮像素子と、
   前記撮影モードにおいて、前記撮像装置の振動に応じて前記光像に対して相対的に前記撮像素子を移動して前記画像中の被写体像のぶれを抑制する駆動手段と、
   を備え、
   前記駆動手段は、前記撮影モードとは異なる動作モードにおいても前記撮像素子を移動可能であることを特徴とする撮像装置。
10. 請求項９に記載の撮像装置において、
    前記複数の動作モードは、前記撮像素子への付着物を除去するための除去モードを含み、
    前記除去モードにおいて、前記駆動手段は、前記撮像素子を振動駆動して前記撮像素子への付着物を除去することを特徴とする撮像装置。

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