JP2018074564A - 撮像装置、その撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 課題は、防塵幕の表面に付着した異物を除去するために、防塵幕に接合させた圧電素子に電圧を印加し、この圧電素子の駆動により防塵幕を光軸方向に変位させて幕振動を発生させる徐塵機能と、被写体像の映像確認を行うＬＶ表示機能を同時実行した際に、ＬＶ表示にノイズが重畳してしまう問題である。【解決手段】 そこで、本発明の撮像装置は、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間のブランキング期間に光学部材を振動させるとともに、読み出し期間に光学部材を振動させないことを特徴とする構成とした。【選択図】 図１

Description

本発明は、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を搭載した撮像装置に関するものである。

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等の撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光する。

そして、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。

撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が用いられる。

このような撮像装置では、撮像素子の被写体側に、光学ローパスフィルタや赤外線カットフィルタが配置される。

この場合に、撮像素子のカバーガラスやこれらフィルタの表面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してしまう。

このような現象を回避するために、撮像素子の被写体側に撮影光束を透過させる防塵幕を設け、これを圧電素子で振動させることにより、防塵幕の表面に付着した塵埃等の異物を除去する技術が知られている。

一方で、近年のデジタルカメラには静止画写真だけでなく、連続的に撮像素子が露光、読み出しを行い、それを液晶モニタ等の表示装置に表示するようにした、いわゆるライブビュー表示機能がある。

ＬＶ表示機能、スルー画機能、電子ファインダ機能ともいう。

このようなカメラでは光学ファインダを廃止し、このＬＶ表示を使うことでユーザが被写体を確認することができるようになっているものある。

これら機能を両方有したカメラもあるが、徐塵機構の多くは超音波振動を利用したものであるため、ＬＶ機能と除塵機能を同時に実行すると、ＬＶ画像が見苦しくなるという問題が発生する。

これは圧電素子へ高電圧を印加するために、昇圧トランスによって発生するノイズや、電気ＧＮＤが変動することで信号電圧が異常となるノイズがＬＶ画を作り出す画像信号に重畳してしまうことが原因である。

そのためこの問題を避けるようとすると、徐塵機能の実行時間が限定されてしまい、十分な徐塵効果を確保できないというケースが考えられる。

このような現象を回避するために、特許文献１にはＬＶ表示中に徐塵機能を実施する際には、動画像の表示を固定、もしくは非表示にする技術が提案されている。

特開２００８−５３８４６号公報

特許文献１に記載されている技術では、ＬＶ表示のノイズ重畳は回避できるものの、徐塵機能実行中はＬＶ表示の画像更新が止まってしまう。

したがって、徐塵機能の能力を確保するため実行時間を長くすると、長時間ＬＶ表示の画面更新が止まってしまうことが考えられる。

しかし、この間、ユーザはリアルタイムな被写体像の確認ができず、撮影に支障をきたすという問題がある。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ＬＶ機能と除塵機能を同時実行しても、ＬＶ表示更新を止めることなく、リアルタイムかつ良好なＬＶ映像をユーザに提供することを目的とする。

そこで、本発明では、被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を表示する表示手段と、前記撮像素子及び前記振動手段及び前記表示手段の駆動制御を行う制御手段と、を有する撮像装置であって、
前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間に前記光学部材を振動させるとともに、前記読み出し期間に前記光学部材を振動させないことを特徴とする。

本発明によれば、除塵機能とＬＶ表示機能を同時実行した際も、リアルタイムかつ良好なＬＶ映像をユーザに提供することできる撮像装置が提供可能となる。

本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のデジタルカメラの正面側斜視図である。 本発明の実施例１、実施例２、実施例３のデジタルカメラの背面側斜視図である。 本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のデジタルカメラの光学部材及び撮像素子周辺の保持構造について説明するためのカメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のデジタルカメラの撮像ユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のデジタルカメラの振動ユニット４７０の構成を示す斜視図である。 図４におけるＸ−Ｘ線断面図である。 本発明の実施例１、実施例２、実施例４のデジタルカメラのＬＶ表示処理タイミングと異物除去動作のタイミングを示す図である。 本発明の実施例１の異物除去動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施例１の異物除去動作を示すタイミングチャート図である。 本発明の実施例２の異物除去動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施例２の異物除去動作を示すタイミングチャート図である。 本発明の実施例３の印加周波数とノイズレベルの関係を示す図である。 本発明の実施例３のデジタルフカメラのＬＶ表示処理タイミングと異物除去動作のタイミングを示す図である。 本発明の実施例３の異物除去動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施例３の異物除去動作を示すタイミングチャート図である。 本発明の実施例４のデジタルフカメラの背面側斜視図である。 本発明の実施例４の異物除去動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施例４の異物除去動作を示すタイミングチャート図である。

［実施例１］
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

（デジタルカメラの外観を示す図）
図１および図２は本実施形態に係るデジタルカメラの外観を示す図である。具体的には、図１はカメラ前面側より見た斜視図であって、撮影レンズユニットを外した状態を示し、図２はカメラ背面側より見た斜視図である。

図１において、１はカメラ本体であり、撮影時に使用者がカメラを安定して握り易いように前方に突出したグリップ部１ａが設けられている。

２はマウント部であり、着脱可能な撮影レンズユニット（不図示）をカメラ本体に固定させる。

マウント接点２１は、カメラ本体と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号、データ信号などを介在すると共に、撮影レンズユニット側に電力を供給する機能を有する。

また、マウント接点２１は電気通信のみならず、光通信、音声通信などを可能なように構成してもよい。

４は撮影レンズユニットを取り外す際に押し込むレンズロック解除釦である。

カメラ上部のグリップ側には、シャッタボタン７と、撮影時の動作モードに応じてシャッタスピードやレンズ絞り値を設定するためのメイン操作ダイヤル８と、撮影系の上面動作モード設定ボタン１０が配置されている。

これらの操作部材の操作結果の一部は、ＬＣＤ表示パネル９に表示される。

撮影開始の起動スイッチとしてのシャッタボタン７は、第１ストロークでＳＷ１（後述の７ａ）がＯＮし、第２ストロークにてＳＷ２（後述の７ｂ）がＯＮする構成となっている。

また、上面動作モード設定ボタン１０は、シャッタボタン７の１回の押込みで連写になるか１コマのみの撮影となるかの設定を行う。

また、上面動作モード設定ボタン１０は、セルフ撮影モードの設定などを行うものであり、ＬＣＤ表示パネル９にその設定状況が表示されるようになっている。

カメラ上部中央には、カメラ本体に対してポップアップするストロボユニット１１とフラッシュ取付け用のシュー溝１２とフラッシュ接点１３があり、カメラ上部右よりには撮影モード設定ダイヤル１４が配置されている。

グリップに対して反対側の側面には、開閉可能な外部端子蓋１５が設けられている。

この外部端子蓋１５を開けた内部には、外部インタフェースとしてビデオ信号出力用ジャック１６とＵＳＢ出力用コネクタ１７が納められている。

図２において、カメラ背面側には画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。

カラー液晶モニタ１９は後述のライブビュー（ＬＶ）表示モードで撮像素子３３が受光した撮影光束から出力される動画像を表示することができ、ユーザはこの動画像で被写体を確認し撮影を行う。

カラー液晶モニタ１９の横に配置されたサブ操作ダイヤル２０は、メイン操作ダイヤル８の機能の補助的役割を担う。

例えば、カメラのＡＥモードでは自動露出装置により算出された適正露出値に対する露出補正量を設定するために使用される。

あるいは、シャッタスピードとレンズ絞り値の各々を使用者の意志によって設定するマニュアルモードにおいて、メイン操作ダイヤル８でシャッタスピードを設定する。

そして、サブ操作ダイヤル２０でレンズ絞り値を設定するように使用される。

また、このサブ操作ダイヤル２０は、カラー液晶モニタ１９に表示される撮影済み画像の表示選択にも用いられる。

４３はカメラの動作を起動もしくは停止するためのメインスイッチである。

（デジタルカメラの主要な電気的構成を示すブロック図）
図３は、本実施の形態に係るデジタルカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示している。

５０は撮影光軸である。

１００はカメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理装置（以下、ＭＰＵという）である。

ＭＰＵ１００は、カメラの動作制御を司るものであり、各要素に対して様々な処理や指示を実行する。

１００ａはＭＰＵ１００に内蔵されたＥＥＰＲＯＭであり、時刻計測回路１０９の計時情報やその他の情報を随時記憶可能であるほか、
ＭＰＵ１００には、シャッタ駆動回路１０３、映像信号処理回路１０４、スイッチセンス回路１０５、が接続されている。

また、ＬＣＤ駆動回路１０７、バッテリチェック回路１０８、時刻計測回路１０９、電源供給回路１１０、圧電素子駆動回路１１１、撮像制御回路１１２、についても接続されている。これらの回路はＭＰＵの制御により動作するものである。

また、ＭＰＵ１００は、撮影レンズユニット内に配置されたレンズ制御回路２０１と、マウント接点２１を介して通信を行う。

マウント接点２１は撮影レンズユニットが接続されるとＭＰＵ１００へ信号を送信する機能も備えている。

これにより、レンズ制御回路２０１は、ＭＰＵ１００との間で通信を行い、撮影レンズユニット内の撮影レンズ２００および絞り２０４の駆動を、ＡＦ駆動回路２０２および絞り駆動回路２０３を介して行うことが可能となる。

なお、本実施形態では便宜上１枚の撮影レンズで示しているが、実際は多数のレンズ群により構成されている。

ＡＦ駆動回路２０２は、ステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路２０１の制御によって撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ位置を変化させることにより、被写体フォーカスを調整する。

ＭＰＵ１００は撮像素子３３が受光した撮影光束から、デフォーカス量およびデフォーカス方向を求める。

求められた情報に基づきレンズ制御回路２０１およびＡＦ駆動回路２０２を介して、撮影レンズ２００内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。

２０３は絞り駆動回路であり、たとえばオートアイリスなどによって構成され、レンズ制御回路２０１によって絞り２０４を変化させ、光学的な絞り値を得るように構成されている。

３２は、機械フォーカルプレーンシャッタであり、ＬＶ表示中は開放状態となり、撮影光束を撮像素子３３へ導く。

また、撮像時にはレリーズ信号に応じて、不図示の先羽根群と後羽根群の走行する時間差により所望の露光時間を得るように構成されている。

フォーカルプレーンシャッタ３２は、ＭＰＵ１００の指令を受けたシャッタ駆動回路１０３によって制御される。

３３は撮像素子で、本実施例においては撮像デバイスであるＣＭＯＳが用いられる。

撮像デバイスには、ＣＣＤ型、ＣＭＯＳ型およびＣＩＤ型など様々な形態があり、何れの形態の撮像デバイスを採用してもよい。

ＣＭＯＳセンサは、水平ライン毎に時間をずらしながら順次電荷の蓄積と読み出しを行う。

３４はクランプ／ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路であり、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うとともに、クランプレベルの変更も可能である。

３５はＡＧＣ（自動利得調整装置）であり、Ａ／Ｄ変換する前の基本的なアナログ処理を行うとともに、ＡＧＣ基本レベルの変更も可能である。

３６はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子３３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。

４１０は高い空間周波数を取り除く矩形の赤外線カットフィルタで、後述するように異物の付着を防止するために、導電性を有するように表面がコーティングされている。

４２０は光学ローパスフィルタで、水晶からなる複屈折板および位相板を複数枚貼り合わせて積層されている。

光学ローパスフィルタ４２０は、撮像素子３３に入射される光束を複数に分離し、偽解像信号や偽色信号の発生を効果的に低減させる。

１１１は圧電素子駆動回路であり、赤外線カットフィルタ４１０に固着された圧電素子４３０を振動させる回路である。

ＭＰＵ１００の指示に従って、圧電素子４３０を振動させ赤外線カットフィルタ４１０に振動振幅を発生させる。なお、圧電素子４３０の駆動の仕方については後述する。

４００は、赤外線カットフィルタ４１０、圧電素子４３０、撮像素子３３と後述する他の部品と共にユニット化された撮像ユニットであり、詳細な構成については後述する。

１１２は撮像制御回路であり、ＭＰＵ１００の指示に従って、撮像素子３３の電荷蓄積と読み出しを制御する。

１０４は映像信号処理回路であり、デジタル化された画像データに対してガンマ／ニー処理、フィルタ処理、モニタ表示用の情報合成処理など、ハードウエアによる画像処理全般を実行する。

３７はバッファメモリであり、映像信号処理回路１０４からのモニタ表示用の動画像・静止画像データは、バッファメモリ３７に一時格納されたのち、カラー液晶駆動回路１１４を介してカラー液晶モニタ１９に表示される。

ＬＶ表示機能は、ＭＰＵ１００の指示に従って、撮像制御回路１１２が撮像素子３３から動画フレームレートに応じた時間間隔で順次、電荷蓄積と読み出しを行う。

そして、ランプ／ＣＤＳ３４、ＡＧＣ３５、Ａ／Ｄ変換器３６、映像信号処理回路１０４を介してバッファメモリ３７に一次保存する。

そして、カラー液晶駆動回路１１４は、バッファメモリ３７から読みだした映像をフレームレートに応じた更新間隔で連続的にカラー液晶モニタ１９に表示する事によって行われる。

また、映像信号処理回路１０４は、ＪＰＥＧなどの画像データ圧縮処理を行う機能も有している。

連写撮影など連続して撮影が行われる場合は、一旦バッファメモリ３７に画像データを格納し、メモリコントローラ３８を通して未処理の画像データを順次読み出すことも可能である。

これにより映像信号処理回路１０４は、Ａ／Ｄ変換器３６から入力されてくる画像データの速度に関わらず、画像処理や圧縮処理を順次行うことが可能となる。

外部インタフェース４０は、図１におけるビデオ信号出力用ジャック１６およびＵＳＢ出力用コネクタ１７が相当する。

メモリコントローラ３８は、外部インタフェース４０から入力される画像データをメモリ３９に記憶することや、メモリ３９に記憶されている画像データを外部インタフェース４０から出力する機能についても有する。

なお、メモリ３９は、カメラ本体に対して着脱可能なフラッシュメモリなどである。

電力供給回路１１０は、クリーニングモードに必要な電力を、カメラ本体１の各部へ必要に応じて供給を行う。

また、これに並行して電源４２の電池残量を検出して、その結果をＭＰＵ１００へ送信する。

ＭＰＵ１００は、クリーニングモード開始の信号を受け取ると、シャッタ駆動回路１０３を介してフォーカルプレーンシャッタ３２を撮影光束から退避する位置へ駆動する。

このクリーニングモードにおいて使用者は、綿棒、シルボン紙、ゴムなどを用いて赤外線カットフィルタ４１０上の異物を直接クリーニングすることが可能となる。

１０５はスイッチセンス回路であり、各スイッチの操作状態に応じて入力信号をＭＰＵ１００に送信する。

７ａは、レリーズボタン７の第１ストロークによりオンするスイッチＳＷ１である。７ｂは、レリーズボタン７の第２ストロークによりオンするスイッチＳＷ２である。

スイッチＳＷ２がオンされると、撮影開始の指示がＭＰＵ１００に送信される。また、メイン操作ダイヤル８、サブ操作ダイヤル２０、撮影モード設定ダイヤル１４、メインスイッチ４３。

１０７はＬＣＤ駆動回路であり、ＭＰＵ１００の指示に従って、ＬＣＤ表示パネル９を駆動する。

１０８はバッテリチェック回路であり、ＭＰＵ１００からの信号に従って、所定時間バッテリチェックを行い、その検出出力をＭＰＵ１００へ送る。

４２は電源部であり、カメラの各要素に対して、必要な電源を供給する。

１０９は時刻計測回路でメインスイッチ４３がＯＦＦされて次にＯＮされるまでの時間や日付を計測し、ＭＰＵ１００からの指令により、計測結果をＭＰＵ１００へ送信することができる。

（撮像ユニット４００の保持構造）
次に、撮像ユニット４００の詳細な構成について、図４〜７を用いて以下に説明する。

図４は、導電性を有するようにコーティングされた赤外線カットフィルタ４１０及び撮像素子３３周辺の保持構造について説明するための、カメラ内部の概略構成を示す分解斜視図である。

カメラ本体の骨格となる本体シャーシ３００の被写体側には、被写体側に、シャッタユニット３２が配設され、撮影者側には撮像ユニット４００が配設されている。

特に、撮像ユニット４００は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント２の取付け面に撮像素子３３の撮像面が所定の距離かつ平行になるように、調整されて固定される。

（撮像ユニット４００の斜視図）
図５は、撮像ユニット４００の構成を示す斜視図である。撮像ユニット４００は、振動ユニット４７０と撮像素子ユニット５００、及び弾性部材４５０によって構成されている。

撮像素子ユニット５００は、撮像素子３３と撮像素子保持部材５１０、回路基板５２０、シールドケース５３０、光学ローパスフィルタ４２０、遮光部材５４０、光学ローパスフィルタ保持部材５５０により構成されている。

撮像素子保持部材５１０は金属などによって形成され、位置決めピン５１０ａとビス穴５１０ｂ、ビス穴５１０ｃが設けられている。

回路基板５２０は、撮像系の電気回路が実装され、ビス用の逃げ穴５２０ａが設けられている。

シールドケース５３０は金属などによって形成され、ビス用の逃げ穴５３０ａが設けられている。

回路基板５２０とシールドケース５３０は、ビス用の逃げ穴５２０ａとビス用の逃げ穴５３０ａ、ビス穴５１０ｂを用いている。

そして、回路基板５２０とシールドケース５３０は、撮像素子保持部材５１０にビスで係止され、シールドケース５３０は電気回路を静電気などから保護するため回路上の接地電位に接続される。

遮光部材５４０は、撮像素子３３の光電変換面の有効領域に対応した開口が形成され、被写体側と撮影者側とに両面テープが固着されている。

光学ローパスフィルタ保持部材５５０は、遮光部材５４０の両面テープにより撮像素子３３のカバーガラス３３ａ（図７を参照）に固着される。

光学ローパスフィルタ４２０は、光学ローパスフィルタ保持部材５５０の開口箇所にて位置決めされ、遮光部材５４０に両面テープで固定保持される。

振動ユニット４７０は、位置決め穴４６０ａと位置決めピン５１０ａを用いて撮像素子ユニット５００に対して位置決めされる。

振動ユニット４７０は、ビス用の逃げ穴４６０ｂとビス穴５１０ｃを用い、弾性部材４５０を挟み込んで撮像素子ユニット５００にビスで係止される。

これにより、赤外線カットフィルタ４１０の表面に帯電した電気は、保持部材４６０と撮像素子保持部材５１０、シールドケース５３０を介して回路基板５２０へ逃がすことができ、異物の付着を防止できる。

弾性部材４５０は、ゴムなどの軟質材で形成され、赤外線カットフィルタ４１０の振動吸収部としての役割を有するとともに、後述するように赤外線カットフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ４２０の密閉空間を形成する。

なお、弾性部材４５０は、赤外線カットフィルタ４１０の振動吸収性を高めるために、厚い部材または硬度が低い部材で構成すること、および赤外線カットフィルタ４１０の振動の節部に当接することが望ましい。

（振動ユニット４７０の斜視図）
図６は、振動ユニット４７０の詳細な構成を示す斜視図である。振動ユニット４７０は、少なくとも赤外線カットフィルタ４１０と、圧電素子４３０、保持部材４６０により構成されている。

保持部材４６０は、金属などの弾性を有した材料によって単一部品として形成され、位置決め穴４６０ａとビス用の逃げ穴４６０ｂが設けられている。

また、保持部材４６０の保持面４６０ｃ（図５を参照）は赤外線カットフィルタ４１０に対して振動の節部を含む四隅付近に導電性の接着剤などの手段によって固着されている。

そして、平面部４６０ｄは赤外線カットフィルタ４１０の振動に平行な光軸方向に折り曲げられている。

圧電素子４３０は、矩形の赤外線カットフィルタ４１０の端部に接着などの手段によって固着される。本実施形態においては、赤外線カットフィルタ４１０の両端に合計２枚の同一形状の圧電素子を固着している。

図７は、撮像ユニット４００の一部で、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。遮光部材５４０の被写体側の面は光学ローパスフィルタ４２０と当接し、撮影者側の面は撮像素子３３のカバーガラス３３ｃと当接する。

遮光部材５４０の被写体側と撮影者側には両面テープが固着されており、光学ローパスフィルタ４２０は遮光部材５４０の両面テープにより撮像素子３３のカバーガラス３３ｃに固定保持されている。

これにより、光学ローパスフィルタ４２０と撮像素子３３のカバーガラス３３ａとの間は遮光部材５４０によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成されている。

また、弾性部材４５０の被写体側の面は、赤外線カットフィルタ４１０と当接し、撮影者側の面は光学ローパスフィルタ４２０と当接する。

振動ユニット４７０は、保持部材４６０のバネ性によって撮像ユニット５００側へと付勢されているので、弾性部材４５０と赤外フィルタ４１０は隙間無く密着し、弾性部材４５０と光学ローパスフィルタ４２０も同様に隙間無く密着している。

これにより、赤外線カットフィルタ４１０と光学ローパスフィルタ４２０との間は弾性部材４５０によって封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成されている。

（振動ユニット４７０の異物除去動作）
次に、振動ユニット４７０の異物除去動作について説明する。

赤外線カットフィルタ４１０に固着された圧電素子４３０にＭＰＵ１００の制御に従って圧電素子駆動回路１１１が所定の周波数の電圧を印加する。

そうすると、圧電素子４３０は光軸と直角方向に伸縮し、赤外線カットフィルタ４１０を屈曲振動させる。

印加する電圧の周波数は、赤外線カットフィルタ４１０の固有モードの共振周波数近傍帯で周波数掃引を行うと振動効率よくすることができる。

通常、このように異物除去動作を行うが、先に述べたようにＬＶ表示機能が実行されている際にはＬＶ表示映像にノイズが重畳してしまう。

これは、撮像素子３３の撮像信号読み出しと、圧電素子４３０への電圧印加が同時に起こるためである。

そして、印加によって発生した高圧トランスノイズやＧＮＤ変動ノイズが撮像素子３３から映像信号処理回路１０４を通る撮像信号に重畳してしまうためである。

そのため、撮像素子３３の信号読み出しタイミングを避けて異物除去動作を実行すれば、ＬＶ表示へノイズ影響を出さず異物除去動作を同時実行可能となる。

（異物除去動作のタイミング）
図８は、ＬＶ表示の撮像素子３３の蓄積及び読み出しと、異物除去動作のタイミングに関して説明するための図である。

図８（ａ）は撮像素子３３の受光領域８０１を表しており、撮影レンズ２００を介して結像された被写体像（上下、左右逆）のイメージをオーバーラップして示している。

図８（ｂ）は、撮像素子３３の蓄積、読み出し時のタイミングチャートを表している。ラインＡが蓄積開始、ラインＢが蓄積終了、ラインＣが１行分データの読み出し終了を示している。従って、ラインＡ〜Ｂの間が蓄積期間であり、ラインＢ〜Ｃの間が読み出し期間を示している。

時刻ｔ０にて、撮像素子３３の一番上のラインの蓄積を開始し、時刻ｔ１で蓄積を終了すると共に続いて画素信号の読み出しを開始し、Ａ／Ｄ変換器３６にて１画素ずつ撮像素子３３の１ライン分の画像データをデジタル信号に変換しながら読み出す。

時刻ｔ２で１ライン分の全ての画素の読み出しが終了する。これらの動作が各ラインに毎に同時連続的に行われていき、時刻ｔ３にて最後のラインの画素の読み出しを終了する。

これらの処理でＬＶ画像１フレーム分の撮像信号の蓄積と読み出しが完了する。

ＬＶ表示はこの蓄積〜読み出しを動画フレームレートに応じた時間で繰り返すことで行われる。

なお、ＬＶ表示においては全画素ラインを全て読み出す事は時間の観点から難しい。

例えば、動画フレームレート３０ｆｐｓの場合、撮像素子３３の縦方向に、例えば１／３、横方向に、例えば１／３に間引いて読み出しを行い、１画面を読み出すためにかかる読み出し時間を短縮している。

図８（ｃ）は、異物除去動作の駆動状態を表しており、太線（ｔ０〜ｔ１）が駆動状態、細線（ｔ１〜ｔ３）が非駆動状態である。

つまり、先述の撮像素子３３の全読み出しライン分の時間（ｔ１〜ｔ３）は圧電素子４３０への電圧印加を停止して、それ以外の時間で駆動を行うことを示している。

なお、以下では、この１フレームの撮像素子３３の全読み出しライン分の時間（ｔ１〜ｔ３）と次の１フレームの撮像素子３３の全読み出しライン分の時間（ｔ１〜ｔ３）の間の期間を、ブランキング期間と称する。

このように、撮像素子３３からの信号読み出しタイミングを避けたブランキング期間に異物除去動動作を行うことにより、ＬＶ表示映像にノイズを乗せることなく、ＬＶ表示機能と除塵機能の同時実行を可能としている。

なお、本発明における動画フレームレートに基づくカラー液晶モニタ１９の画面更新のタイミングは、撮像素子３３と異物除去機能動作のタイミング制御への影響を避けるため、異物除去動作中に行われるものとする。

（異物除去動作の手順）
本実施例のデジタルカメラの異物除去動作の手順を図９のフローチャートを用いて説明する。

まず、カメラ本体１に備えられたメインスイッチ４３が押下されると、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の電源をオンにし、カメラ本体１を起動する（ステップＳ６０１）。

次に、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の起動時の初期手続きを行う（ステップＳ６０２）。

この初期手続きとは、電源電圧レベルやカメラ本体１に備えられたＳＷ系の異常の確認、記録メディアの有無の確認、レンズの装着の確認、及び撮影のための初期設定等であり、約４０ｍｓ時間行われる。

ここで、初期手続きと同時に、所定のパラメーターを用いた異物除去動作が開始される（ステップＳ６０３）。

本実施例では、所定のパラメーターを印可電圧２０Ｖｐｐ、周波数帯５０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ、駆動時間１００ｍｓとする。

４０ｍｓの初期手続きが完了すると、次にＭＰＵ１００はカラー液晶モニタ１８に被写体像を写し、ＬＶ表示を開始し、撮影待機状態になる（ステップＳ６０４）。

ここでのＬＶ表示パラメーターは、フレームレート３０ｆｐｓ、１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３に間引くとする。

ここでは、まだ、ステップＳ６０３で開始した異物除去動作は４０ｍｓしか行われておらず駆動途中であるためＬＶ表示開始後は同時駆動となる。

そのため、ステップＳ６０４でＭＰＵ１００は異物除去動作をＬＶ表示との同時駆動制御に切り替える。

こうして、所定の時間（本実施例においては１００ｍｓ）、動作を行った後、異物除去動作は終了する（ステップＳ６０５）。

なお、ステップＳ６０４からカメラ本体１は撮影待機状態になるため、撮影指示（ユーザによるシャッタボタン７の押圧）があった場合、ＭＰＵ１００は異物除去動作を直ちに終了し、撮影動作を実行する。

（タイミングチャート）
次に、図１０のタイミングチャートを用いて詳細に図９ステップＳ６０１〜Ｓ６０５における、各動作のタイミングを説明する。

図１０のチャートは、横方向が時間軸であり左から右へ進み、縦軸には各種動作のオンオフ状態を上ライン（オン）、下ライン（オフ）であらわしている。

９０１はカメラ本体１の初期手続き動作。９０２は異物除去動作である。

９０３は撮像信号読み出し動作であり、オン１回が前述の図８にて説明したＬＶ画像１フレーム分の読み出しとなり（図８（ｂ）ｔ１〜ｔ３）、各ＬＶ画像フレームをＦ１〜Ｆ６の番号で示している。

なお、本実施例では、ＬＶ画像１フレーム・１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３間引きで行い、１画面の読み出しに１３ｍｓの時間がかかるとする。

９０４は、カラー液晶モニタ１９に表示されるＬＶ表示動作を示しており、おおよその表示画像更新タイミングごとに区切り線を入れ、各区間をＦ１´〜Ｆ５´の番号で示している。

Ｆ１´〜Ｆ５´はそれぞれＬＶ画像フレームＦ１〜Ｆ５に対応しており、各区間のあいだ対応したＬＶ画像フレームがカラー液晶モニタ１９に表示される。

９０５は特定のタイミングをｐ０〜ｐ４でｐ０からのおおよその経過時間とともに示している。

チャートを時間軸に沿って説明する。

まず、ｐ０はメインスイッチ４３が押下されカメラ本体１が起動したタイミングであり、初期手続き動作９０１と異物除去動作９０２がオン状態となる、図９でのステップＳ６０１〜Ｓ６０２に相当する。

次に、ｐ１は初期手続きが完了しＬＶ表示が始まるタイミングを表しており、図９ではステップＳ６０４に相当する。

初期手続き動作９０１はオフ、ＬＶ表示動作のためにまず撮像信号読み出し動作９０３がオン、除去動作９０２はオフとなる。

ここで、撮像信号読み出し動作９０３はＬＶ表示の最初の画像１フレーム（Ｆ１）の撮像信号を読み出す、それとともに除去動作９０２がオフとなるのはＬＶ表示動作と同時駆動となったためである。

次に、ｐ２はＬＶ画像１フレーム（Ｆ１）を構成する撮像信号読み出しが完了するタイミングを表しており、撮像信号読み出し動作９０３はオフ、ＬＶ液晶表示９０４と除去動作９０２はオンとなる。

カラー液晶モニタ１９には先ほど読み出したＬＶ画像フレーム（Ｆ１）が表示される。より詳細にｐ２の動作シーケンスを説明すると、撮像信号読み出し動作９０３オフ、除去動作９０２オン、ＬＶ液晶表示９０４オンの順となる。

次に、ｐ３は次のＬＶ表示画像（Ｆ２）を取得するため、再度撮像信号読み出し動作が始まるタイミングであり、撮像信号読み出し動作９０３はオン、除去動作９０２はオフとなる。

ｐ３以後はｐ１〜ｐ３と同じプロセスが繰り返され、ＬＶ表示と除去動作が同時駆動していく。図８（ｃ）のタイミングでは、（ｔ３−ｔ１＝ｐ２−ｐ１，ｔ１−ｔ０＝ｐ３−ｐ２）となる。

次に、ｐ４は除去動作の完了タイミングを表しており、除去動作９０２はオフとなる。図９ではステップＳ６０５に相当する。以後は撮影待機状態を表している。

本実施例では、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間のブランキング期間に光学部材を振動させるとともに、読み出し期間に光学部材を振動させない構成とした。

本実施例では、制御手段は、光学部材の振動と動画像の表示を同時に行う場合、表示手段の動画像のフレームの更新を、光学部材の振動中に行う。

以上述べたように、本実施例によれば、ＬＶ機能と除塵機能を同時実行しても、ＬＶ表示映像にノイズをのせることなく、リアルタイムかつ良好なＬＶ映像を提供することが可能となる。

また、本実施例では、赤外線カットフィルタ４１０に屈曲振動を励起する構成としたが、複屈折板、位相板及び赤外線カットフィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや複屈折板もしくは位相板単体に屈曲振動を励起させる構成にしてもよい。

［実施例２］
本実施例のデジタルカメラの異物除去動作の手順を図１１のフローチャートを用いて説明する。

本実施例のカメラ本体および交換レンズの構成は、実施例１と同様であり、本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

また、図７〜図８を使って説明した異物除去動作は、実施例１と同じであるので説明は割愛する。

まず、カメラ本体１に備えられたメインスイッチ４３が押下されると、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の電源をオンにし、カメラ本体１を起動する（ステップＳ９５１）。

次に、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の起動時の初期手続きを行う（ステップＳ９５２）。

この初期手続きとは、電源電圧レベルやカメラ本体１に備えられたＳＷ系の異常の確認、記録メディアの有無の確認、レンズの装着の確認、及び撮影のための初期設定等であり、約４０ｍｓ時間行われる。

ここで初期手続きと同時に、所定のパラメーターαを用いた異物除去動作が開始される（ステップＳ９５３）。

本実施例では、所定のパラメーターαを印可電圧２０Ｖｐｐ、周波数帯５０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ、駆動時間４０ｍｓとする。

異物除去動作が完了するとともに、初期手続きも完了して、次にＭＰＵ１００はカラー液晶モニタ１８に被写体像を写し、ＬＶ表示を開始して撮影待機状態になる（ステップＳ９５４）。

ここでのＬＶ表示パラメーターは、フレームレート１５ｆｐｓ、１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／５に間引くとする。

次に、ＭＰＵ１００は所定のパラメーターβを用いて異物除去動作を実行する（ステップＳ９５５）。

本実施例では所定のパラメーターβを印可電圧３０Ｖｐｐ、周波数帯８０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ、駆動時間１８０ｍｓとする。

この異物除去のパラメーターを変更する意図を説明する。

本実施例におけるデジタルカメラのように、被写体像をＬＶ表示によって確認するカメラにおいては、素早く撮影待機状態にするため、カメラ起動〜ＬＶ表示までの時間を可能な限り早めるのが通常である。

そのため、本実施例でのステップＳ９５３に相当する、カメラ起動〜ＬＶ表示開始までの間の時間は短くなり、この間の異物除去動作では十分な除塵効果を出せないケースがある。

そこで、本実施例においては撮影待機状態に入ったのちにも、さらなる除塵効果を出すために、新たなパラメーターで異物除去動作をおこなっている。

図１１の説明に戻る。ステップ９５５で開始した異物除去動作が終了すると、次にＭＰＵ１００はＬＶ表示パラメーターを、フレームレート３０ｆｐｓ、１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３に間引くように変更する。

これによりステップＳ９５７以降のＬＶ表示映像は、ステップＳ９５５時と比較して、より動画フレーム１画面に対する画素も多く、また動画フレームレートも高く滑らかな映像になる。

つまり、ステップＳ９５５では、異物除去動作を優先するために粗い表示設定でＬＶ表示を実施し、異物除去動作終了後のステップＳ９５７ではＬＶ表示に最適な設定にするということである。

次に図１２のタイミングチャートを用いて詳細に図１１ステップＳ９５２〜Ｓ９５７における、各動作のタイミングを説明する。

図１２のチャートは横方向が時間軸であり左から右へ進み、縦軸には各カメラ動作のオンオフ状態を上ライン（オン）、下ライン（オフ）であらわしている。

１２０１はカメラ本体１の初期手続き動作。１２０２は異物除去動作である。

１２０３は撮像信号読み出し動作であり、オン１回が前述の図８にて説明したＬＶ画像１フレーム分の読み出しとなり（図８（ｂ）ｔ１〜ｔ３）、各ＬＶ画像フレームをＦ１〜Ｆ６の番号で示している。

なお、本実施例ではＬＶ画像１フレーム・１画面に対する撮像素子３３の読み出し時間は、読み出しライン数を１／３に間引く時では１３ｍｓ、１／５に間引く時では７ｍｓとする。

１２０４はカラー液晶モニタ１９に表示されるＬＶ表示動作を示しており、おおよその表示画像更新タイミングごとに区切り線を入れ、各区間をＦ１´〜Ｆ５´の番号で示している。

Ｆ１´〜Ｆ５´はそれぞれＬＶ画像フレームＦ１〜Ｆ５に対応しており、各区間のあいだ対応したＬＶ画像フレームがカラー液晶モニタ１９に表示される。１２０５は特定のタイミングをｐ０〜ｐ５で、ｐ０からのおおよその経過時間とともに示している。

チャートを時間軸に沿って説明する。

まず、ｐ０はメインスイッチ４３が押下されカメラ本体１が起動したタイミングであり、初期手続き動作１２０１とパラメーターαで実行される異物除去動作１２０２がオン状態となる、図１１でのステップＳ９５２に相当する。

次に、ｐ１は、異物除去動作および初期手続きが完了し、ＬＶ表示が始まるタイミングを表しており、図１１ではステップＳ９５４〜Ｓ９５５に相当する。

初期手続き動作１２０１と除去動作１２０２はオフ、撮像信号読み出し動作１２０３はオンとなる。ここで除去動作１２０２はパラメーターβで開始されているが、オフ状態となるのはＬＶ表示動作と同時駆動となったためである。

次に、ｐ２は撮像信号読み出し動作１２０３がＬＶ表示の最初の画像１フレーム（Ｆ１）の撮像信号を７ｍｓかけて読み出し終わったタイミングであり、撮像信号読み出し動作１２０３はオフ、ＬＶ液晶表示１２０４と除去動作１２０２はオンとなる。

カラー液晶モニタ１９には先ほど読み出したＬＶ画像フレーム（Ｆ１）が表示される。

より詳細にｐ２の動作シーケンスを説明すると、撮像信号読み出し動作１２０３オフ、除去動作１２０２オン、ＬＶ液晶表示１２０４オンの順となる。

次に、ｐ３では、次のＬＶ表示画像（Ｆ２）を取得するため、再度撮像信号読み出し動作１２０３が始まるタイミングであり、撮像信号読み出し動作１２０３はオン、除去動作１２０２はオフとなる。

ｐ３以後は、ｐ１〜ｐ３と同じプロセスが繰り返され、ＬＶ表示と除去動作が同時駆動していく。図８（ｃ）のタイミングでは、（ｔ３−ｔ１＝ｐ２−ｐ１，ｔ１−ｔ０＝ｐ３−ｐ２）となる。

次に、ｐ４は、除去動作が完了したタイミングであり、図１１ではステップＳ９５６〜Ｓ９５７に相当する。

除去動作１２０２はオフとなり、撮像信号読み出し１２０３はオンとなる。

ここで、ＭＰＵ１００はＬＶ表示のパラメーターをフレームレート３０ｆｐｓ、１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数を１／３に間引くように変更する。

次に、ｐ５は、画像１フレーム（Ｆ４）の撮像信号を１３ｍｓかけて読み出し終わったタイミングである。

次に、ｐ６は、次のＬＶ表示画像（Ｆ５）を取得するため、再度撮像信号読み出し動作１２０３が始まるタイミングであり、ｐ４〜ｐ６がＬＶ表示のフレームレートから３３ｍｓとなる。ｐ６以後は撮影待機状態を表している。

本実施例では、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、動画像を表示している間に光学部材を振動させない場合に比べて、動画像の表示のフレームレートを下げる。

本実施例では、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、動画像を表示している間に光学部材を振動させない場合に比べて、電荷蓄積期間を長くする。

本実施例では、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、動画像を表示している間に光学部材を振動させない場合に比べて、読み出し期間内に読み出す読み出しライン数を減らす。

以上述べたように、本実施例によれば、ＬＶ機能と除塵機能を同時実行しても、リアルタイムかつ良好なＬＶ映像を提供することが可能となる。

［実施例３］
本実施例のデジタルカメラの異物除去動作の手順を図１３〜図１６を用いて説明する。

本実施例のカメラ本体および交換レンズの構成は、実施例１と同様であり、本実施例において実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

先に説明したようにＬＶ表示機能と異物除去機能が同時実行された際にＬＶ表示にノイズが重畳する原因は、圧電素子４３０への電圧印加に起因するノイズが撮像素子３３からの読み出し信号に重畳してしまうことによるものである。

しかし、このとき、圧電素子４３０への印加電圧周波数や電圧の高低によってそのノイズレベルは変動する。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）のタイミングチャートを用いて異物除去動作周波数によるこのノイズレベル影響について説明する。

図１３（ａ）は横方向が時間軸であり左から右へ進む。ライン読み出しは、撮像素子３３のライン読み出しタイミングを表しており周波数は３０ｋＨｚとする。

印加電圧は、圧電素子４３０への印加電圧の振幅をＧＮＤ基準で正負の電圧変化として正弦波で表しており、周波数は６３ｋＨｚとする。

１３０１はライン読み出しの１周期を示し、１３０２は圧電素子４３０への印加電圧１周期を表している。

「Ｎ１」〜「Ｎ１＋６」は、それぞれライン読み出しタイミングで、撮像素子３３の水平何ライン目の電荷が読み出されたかを示す。

１３１０〜１３１６は、それぞれ撮像素子３３のライン読み出しタイミング（Ｎ１〜Ｎ１＋６）でのノイズ源である圧電素子４３０への印加電圧状態を示す。

撮像素子３３から読み出される電荷に重畳するノイズのノイズレベルは、圧電素子４３０への印加電圧の電圧ＧＮＤからの振幅量に依存するため、読み出しラインＮ１〜Ｎ１＋６はそれぞれノイズ影響が異なる。

例えば、ラインＮ１＋５は、圧電素子４３０への印加状態が１３１５で示されるようにＧＮＤ付近である。そのため、ノイズの影響は小さい、一方でラインＮ１＋２は、１３１２が示すように印加電圧振幅がピーク付近であるためノイズの影響が大きくなる。

つまり、撮像信号へのノイズ影響度は読み出しラインごとに、圧電素子４３０への印加状況によって異なることを図１３（ａ）では示している。

次に、図１３（ｂ）を用いて圧電素子４３０への周波数が変化させることで、ノイズレベルが変動する事を説明する。

図１３（ｂ）において、ライン読み出しは、撮像素子３３のライン読み出しタイミングを表しており周波数は３０ｋＨｚとする。

印加電圧は、圧電素子４３０への印加電圧の振幅をＧＮＤ基準で正負の電圧変化として正弦波で表しており、周波数は３０ｋＨｚとする。

１３２１はライン読み出しの１周期を示し、１３２２は圧電素子４３０への印加電圧１周期を表している。

「Ｎ１」から「Ｎ１＋６」は、それぞれライン読み出しタイミングで、撮像素子３３の水平何ライン目の電荷が読み出されたかを示す。

１３３０から１３３６はそれぞれ撮像素子３３のライン読み出しタイミング（Ｎ１〜Ｎ１＋６）でのノイズ源である圧電素子４３０への印加電圧状態を示す。

先に述べたように撮像素子３３の読み出し電荷に重畳するノイズのレベルは、圧電素子４３０への印加電圧の電圧ＧＮＤからの振幅量に依存するが、１３３０〜１３３６はいずれもＧＮＤ付近である。

そのため、対応する読み出し撮像信号Ｎ１〜Ｎ１＋６のラインはノイズレベルが限りなく小さいことを示している。

つまり、図１３（ｂ）で示すような印加電圧制御であれば、ＬＶ表示機能と異物除去機能を同時実行しても撮像信号のへのノイズ影響を最小限に抑えることが可能となることを表している。

なお、ここでは、撮像素子３３のライン読み出し周波数と、圧電素子４３０の印加周波数を同一としたが、ライン読み出し周波数に対して印加周波数が整数倍の関係とすることも考えられる。

さらには、圧電素子４３０への印加電圧を下げることで、ノイズレベルを下げるといったことも考えられる。

しかしながら、撮像素子３３のライン読み出し周波数をもとにした周波数や、低い印加電圧での異物除去動作では、十分な徐塵効果が得られないこともある。そこで本実施例における異物除去動作について図１４を用いて説明する。

図１４は、ＬＶ表示の撮像素子３３の蓄積及び読み出しと、異物除去動作のタイミングに関して説明するための図である。

図１４（ａ）は撮像素子３３の受光領域８０１を表しており、撮影レンズ２００を介して結像された被写体像（上下、左右逆）のイメージをオーバーラップして示している。

図１４（ｂ）は、撮像素子３３の蓄積、読み出し時のタイミングチャートを表している。ラインＡが蓄積開始、ラインＢが蓄積終了、ラインＣが１行分データの読み出し終了を示している。

従って、ラインＡ〜Ｂの間が蓄積期間であり、ラインＢ〜Ｃの間が読み出し期間を示している。

時刻ｔ０にて、撮像素子３３の一番上のラインの蓄積を開始し、時刻ｔ１で蓄積を終了すると共に続いて画素信号の読み出しを開始し、Ａ／Ｄ変換器３６にて１画素ずつ撮像素子３３の１ライン分の画像データをデジタル信号に変換しながら読み出す。

時刻ｔ２で１ライン分の全ての画素の読み出しが終了する。これらの動作が各ラインに毎に所定の周波数タイミングで同時連続的に行われていき、時刻ｔ３にて最後のラインの画素の読み出しを終了する。

これらの処理でＬＶ画像１フレーム分の撮像信号の蓄積と読み出しが完了する。ＬＶ表示はこの蓄積〜読み出しを動画フレームレートに応じた時間で繰り返すことで行われる。

なお、ＬＶ表示においては全画素ラインを全て読み出す事は時間の観点から難しい。

例えば、動画フレームレート３０ｆｐｓの場合、撮像素子３３の縦方向に、例えば１／３、横方向に、例えば１／３に間引いて読み出しを行い、１画面を読み出すためにかかる読み出し時間を短縮している。

図１４（ｃ）は異物除去動作の駆動周波数を表しており、ｆ１区間では周波数ｆαでの駆動、ｆ２区間では周波数ｆβで異物除去動作を駆動することを表している。

周波数ｆαは異物除去動作に適した所定の周波数であり、ここでは１３０ｋＨｚとする。

周波数ｆβは撮像素子３３のライン読み出し周波数に対応した周波数であり、ここでは同一の３０ｋＨｚとする。

つまり、ブランキング期間（ｔ１〜ｔ３）は読み出し信号へのノイズを抑えるため周波数（周波数ｆβ）で異物除去動作を行う。それ以外の時間では異物除去動作に適した周波数（周波数ｆα）で駆動を行うことを示している。

このように撮像素子３３からの信号読み出しタイミングとブランキング期間とで、異物除去動動作の周波数を切り替える。

それにより、ＬＶ表示映像にノイズを乗せることなく、かつ除塵能力をおとすことなく、ＬＶ表示機能と除塵機能の同時実行を可能としている。

なお、ここでは、周波数のみを変更するとしたが、周波数ｆ１が示す区間（ｔ０〜ｔ１）と、周波数ｆ２が示す区間（ｔ１〜ｔ３）で異物除去動作の印加電圧を変化させることも考えられる。

また、本発明における動画フレームレートに基づくカラー液晶モニタ１９の画面更新のタイミングは、異物除去機能が動作と同時に行われるものとする。

本実施例のデジタルカメラの異物除去動作の手順を図１５のフローチャートを用いて説明する。

まず、カメラ本体１に備えられたメインスイッチ４３が押下されると、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の電源をオンにし、カメラ本体１を起動する（ステップＳ１５０１）。

次に、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の起動時の初期手続きを行う（ステップＳ１５０２）。

この初期手続きとは、電源電圧レベルやカメラ本体１に備えられたＳＷ系の異常の確認、記録メディアの有無の確認、レンズの装着の確認、及び撮影のための初期設定等であり、約４０ｍｓ時間行われる。

ここで、初期手続きと同時に、所定のパラメーターを用いた異物除去動作が開始される（ステップＳ１５０３）。

本実施例では、所定のパラメーターを印可電圧２０Ｖｐｐ、周波数帯１３０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚ（以後この周波数帯をｆαと表記）、駆動時間１００ｍｓとする。

４０ｍｓの初期手続きが完了すると、次に、ＭＰＵ１００はカラー液晶モニタ１８に被写体像を写し、ＬＶ表示を開始し、撮影待機状態になる（ステップＳ１５０４）。

ここでのＬＶ表示パラメーターは、フレームレート３０ｆｐｓ、１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３に間引くとする。そして、読み出しライン周波数は３０ｋＨｚとする（以後この周波数をｆβと表記）。

ここでは、まだステップＳ１５０３で開始した異物除去動作は４０ｍｓしか行われておらず駆動途中であるためＬＶ表示開始後は同時駆動となる。

そのため、ステップＳ１５０４でＭＰＵ１００は異物除去動作をＬＶ表示との同時駆動制御に切り替える。

こうして、所定の時間（本実施例においては１００ｍｓ）、動作を行った後、異物除去動作は終了する（ステップＳ１５０５）。

なお、ステップＳ１５０４からカメラ本体１は撮影待機状態になるため、撮影指示（ユーザによるシャッタボタン７の押圧）があった場合、ＭＰＵ１００は異物除去動作を直ちに終了し、撮影動作を実行する。

次に、図１６のタイミングチャートを用いて詳細に図１５ステップＳ１５０１〜Ｓ１５０５における、各動作のタイミングを説明する。

図１６のチャートは横方向が時間軸であり左から右へ進み、縦軸には各種動作のオンオフ状態を上ライン（オン）、下ライン（オフ）であらわしている。

１６０１はカメラ本体１の初期手続き動作。１６０２は異物除去動作であり、ｆαとｆβで各タイミングでの駆動周波数も表している。

１６０３は撮像信号読み出し動作であり、オン１回が前述の図１４にて説明したＬＶ画像１フレーム分の読み出しとなり（図１４（ｂ）ｔ１〜ｔ３）、各ＬＶ画像フレームをＦ１〜Ｆ６の番号で示している。

なお、本実施例では、ＬＶ画像１フレーム・１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３間引きで行い、１画面の読み出しに１３ｍｓの時間がかかるとする。

１６０４はカラー液晶モニタ１９に表示されるＬＶ表示動作を示しており、おおよその表示画像更新タイミングごとに区切り線を入れ、各区間をＦ１´〜Ｆ５´の番号で示している。

Ｆ１´〜Ｆ５´はそれぞれＬＶ画像フレームＦ１〜Ｆ５に対応しており、各区間のあいだ対応したＬＶ画像フレームがカラー液晶モニタ１９に表示される。

１６０５は特定のタイミングをｐ０〜ｐ４でｐ０からのおおよその経過時間とともに示している。

チャートを時間軸に沿って説明する。まずｐ０はメインスイッチ４３が押下されカメラ本体１が起動したタイミングであり、初期手続き動作１６０１と除去動作１６０２がオン状態となる、図１５でのステップＳ１５０１〜Ｓ１５０２に相当する。

次にｐ１は初期手続きが完了しＬＶ表示が始まるタイミングを表しており、図１５ではステップＳ１５０４に相当する。

初期手続き動作１６０１はオフ、ＬＶ表示動作のためにまず撮像信号読み出し動作１６０３がオン、除去動作１６０２は駆動周波数がｆβとなる。ここで撮像信号読み出し動作１６０３はＬＶ表示の最初の画像１フレーム（Ｆ１）の撮像信号を読み出す。

それとともに、除去動作１６０２の周波数が変更されるのはＬＶ表示動作と同時駆動となったためである。

次に、ｐ２はＬＶ画像１フレーム（Ｆ１）を構成する撮像信号の読み出しが完了するタイミングを表している。

撮像信号読み出し動作１６０３はオフ、ＬＶ液晶表示１６０４はオン、除去動作１６０２の周波数はｆαとなる。カラー液晶モニタ１９には先ほど読み出したＬＶ画像フレーム（Ｆ１）が表示される。

より詳細にｐ２の動作シーケンスを説明すると、撮像信号読み出し動作１６０３オフ、除去動作１６０２の周波数変更、ＬＶ液晶表示１６０４オンの順となる。

次に、ｐ３は、次のＬＶ表示画像（Ｆ２）を取得するため、再度撮像信号読み出し動作が始まるタイミングであり、撮像信号読み出し動作１６０３はオン、除去動作１６０２の周波数はｆβとなる。

ｐ３以後はｐ１〜ｐ３と同じプロセスが繰り返され、除去動作は撮像信号読み出しのタイミングに合わせ、周波数をｆαとｆβで切り替えながらＬＶ表示と同時駆動していく。

図１４（ｃ）のタイミングでは、（ｔ３−ｔ１＝ｐ２−ｐ１，ｔ１−ｔ０＝ｐ３−ｐ２）となる。

次にｐ４は除去動作の完了タイミングを表しており、除去動作１６０２はオフとなる。図１５ではステップＳ１５０５に相当する。以後は撮影待機状態を表している。

なお、ここでは、異物除去動作の周波数を切り替えるとしたが、印加電圧を切り替えるとしてもよいし、周波数と印加電圧の両方を切り替えるとしてもよい。

さらにはより適した形態として、異物除去動作がＬＶ表示と同時実行時とそうでないときとで、異物除去駆動パラメーター、ＬＶ表示フレームレート、撮像素子３３の読み出しライン数、等を変更してもよい。

本実施例では、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、振動手段の駆動周波数を撮像素子に蓄積された電荷を読み出す読み出し期間の読み出し周期の整数倍とする第１の駆動制御を実行する。

また、制御手段は、動画像を表示している間に光学部材を振動させる場合、振動手段の駆動電圧を所定値よりも小さくする第２の駆動制御を実行する。

第１の駆動制御及び第２の駆動制御の一方だけでなく、第１の駆動制御及び第２の駆動制御の両方を実行しても良い。

以上、述べたように、本実施例によれば、ＬＶ機能と除塵機能を同時実行しても、除塵機能の能力を落とすことなく、ＬＶ表示映像にノイズレベルを抑え、良好なＬＶ映像を提供することが可能となる。

また、本実施例では、赤外線カットフィルタ４１０に屈曲振動を励起する構成とした。

但し、複屈折板、位相板及び赤外線カットフィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや複屈折板もしくは位相板単体に屈曲振動を励起させる構成にしてもよい。

［実施例４］
本実施例のデジタルカメラの異物除去動作の手順を図１７〜図１９を用いて説明する。
本実施例において実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

図１７は本実施例のカメラ本体および交換レンズの構成でカメラ背面側より見た斜視図である、なおカメラ本体の正面図は図１と同一である。

カラー液晶モニタ１９、サブ操作ダイヤル２０、メインスイッチ４３は図２と同一であるため説明は割愛する。

２２は動画記録ボタンであり、動画記録の開始と終了の操作に使用される。

本実施例のデジタルカメラの異物除去動作の手順を図１８のフローチャートを用いて説明する。

まず、カメラ本体１に備えられたメインスイッチ４３が押下されると、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の電源をオンにし、カメラ本体１を起動する（ステップＳ１８０１）。

次に、ＭＰＵ１００は、カメラ本体１の起動時の初期手続きを行う（ステップＳ１８０２）。

この初期手続きとは、電源電圧レベルやカメラ本体１に備えられたＳＷ系の異常の確認、記録メディアの有無の確認、レンズの装着の確認、及び撮影のための初期設定等である。

約４０ｍｓ時間行われる。

ここで初期手続きと同時に、所定のパラメーターを用いた異物除去動作が開始される（ステップＳ１８０３）。

本実施例では所定のパラメーターを印可電圧２０Ｖｐｐ、周波数帯５０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ、駆動時間１６６ｍｓとする。

４０ｍｓの初期手続きが完了すると、次にＭＰＵ１００はカラー液晶モニタ１８に被写体像を写し、ＬＶ表示を開始し、撮影待機状態になる（ステップＳ１８０４）。

ここでのＬＶ表示パラメーターは、フレームレート３０ｆｐｓ、１画面に対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３に間引くとする。

ＭＰＵ１００はこの撮影待機状態の間に動画記録ボタン２２が押下されたか否か判断する（ステップＳ１８０８）。

次に動画記録ボタン２２が押下されると、ＭＰＵ１００はバッファメモリ３７に一次保存されている動画データをメモリ３９に記録し動画記録が開始される（ステップＳ１８０５）。

ここでは６６ｍｓの撮影待機状態ののちに動画記録が開始されたとする。

ここではステップＳ１８０３で開始した異物除去動作は１０６ｍｓしか行われておらず駆動途中である。

そのため、ＭＰＵ１００は記録動画像にノイズが入らないよう、異物除去動作を動画記録との同時駆動制御に切り替える。

こうして所定の時間（本実施例においては１６６ｍｓ）、動作を行った後、異物除去動作は終了する（ステップＳ１８０６）。

そして、再び動画記録ボタン２２が押下されるとＭＰＵ１００は動画記録を終了する（ステップＳ１８０７）。

次に図１９のタイミングチャートを用いて詳細に図１８ステップＳ１８０１〜Ｓ１８０７における、各動作のタイミングを説明する。

図１９のチャートは横方向が時間軸であり左から右へ進み、縦軸には各種動作のオンオフ状態を上ライン（オン）、下ライン（オフ）であらわしている。

１９０１はカメラ本体１の初期手続き動作。１９０２は異物除去動作である。

１９０３は撮像信号読み出し動作であり、オン１回が前述の図８にて説明したＬＶ画像１フレーム分の読み出しとなり（図８（ｂ）ｔ１〜ｔ３）、各ＬＶ画像フレームをＦ１〜Ｆ６の番号で示している。

本実施例ではこのＬＶ画像フレームを動画記録用の動画像１フレームとしても使用する
そのため、動画像フレームと称す。動画像１フレームに対する撮像素子３３の読み出しライン数は１／３間引きで行い、１画面の読み出しに１３ｍｓの時間がかかるとする。

１９０４はカラー液晶モニタ１９に表示されるＬＶ表示動作を示しており、おおよその表示画像更新タイミングごとに区切り線を入れ、各区間をＦ１´〜Ｆ６´の番号で示している。

Ｆ１´〜Ｆ６´はそれぞれ動画像フレームＦ１〜Ｆ６に対応しており、各区間のあいだ対応した動画像フレームがカラー液晶モニタ１９に表示される。

１９０５は動画記録動作であり、メモリ３９に動画像が記録されるタイミングごとに区切り線をいれ、Ｆ３＋〜Ｆ６＋の番号で示している。

Ｆ３＋〜Ｆ６＋はそれぞれ動画像フレームフレームＦ３〜Ｆ６に対応している。

１９０６は特定のタイミングをｐ０〜ｐ８でｐ０からのおおよその経過時間とともに示している。

チャートを時間軸に沿って説明する。

まずｐ０はメインスイッチ４３が押下されカメラ本体１が起動したタイミングである。

初期手続き動作１９０１と異物除去動作１９０２がオン状態となる、図１８でのステップＳ１８０１〜Ｓ１８０３に相当する。

次にｐ１は初期手続きが完了しＬＶ表示が始まるタイミングを表しており、図１８ではステップＳ１８０４に相当する。

初期手続き動作１９０１はオフ、ＬＶ表示動作のために撮像信号読み出し動作１９０３がオンとなる。

ここで撮像信号読み出し動作１９０３はＬＶ表示の最初の動画像フレーム（Ｆ１）の撮像信号を読み出す。

次に、ｐ２は動画像フレーム（Ｆ１）を構成する撮像信号読み出しが完了するタイミングを表しており、撮像信号読み出し動作１９０３はオフとなる。

カラー液晶モニタ１９には先ほど読み出した動画像フレーム（Ｆ１）が表示される。

次にｐ３は次の動画像フレーム（Ｆ２）を取得するため、再度撮像信号読み出し動作が始まるタイミングであり、撮像信号読み出し動作１９０３はオンとなる。

ｐ３以後はｐ１〜ｐ３と同じプロセスが繰り返され、ｐ４のタイミングまでＬＶ表示と除去動作が同時駆動していく。

次にｐ４は動画記録の開始タイミングを表しており、図１８ではステップＳ１８０５に相当する。

撮像信号読み出し動作１９０３と動画記録１９０５がオンとなるとともに、除去動作１９０２はオフとなる。

除去動作１９０２がオフとなるのは動画記録動作と同時駆動となったためである。撮像信号読み出し動作１９０３は動画像フレーム（Ｆ３）を読み込む。

次にｐ５は動画像フレーム（Ｆ３）の読み込みが終了したタイミングである。撮像信号読み出し動作１９０３はオフ、除去動作１９０２がオンとなる。

メモリ３９にはＬＶ画像フレーム（Ｆ３）が動画像１フレームとして記録される。ここで動画像フレーム（Ｆ３）は除去動作オフ状態で読込んだ画像である。

そのため、動画像フレーム（Ｆ１、Ｆ２）とは違いノイズのない動画像ということになる。

次にｐ６は次の動画像フレーム（Ｆ４）を取得する。

そのため、再度撮像信号読み出し動作が始まるタイミングであり、撮像信号読み出し動作１９０３はオン、除去動作１９０２がオフとなる。

ｐ６以後はｐ４〜ｐ６と同じプロセスが繰り返され、動画記録、除去動作、ＬＶ表示が同時駆動していく。

次にｐ７は除去動作の完了タイミングを表しており、図１８ではステップＳ１８０６に相当する。

除去動作１９０２はオフ、撮像信号読み出し動作１９０３はオンとなる。

次にｐ８は次の動画像フレーム（Ｆ６）の読み出し、ＬＶ表示の動画像フレーム更新、動画像フレーム（Ｆ６）の記録が完了したタイミングである。

以後は不図示であるがｐ７〜ｐ８の動作が、図１８のステップＳ１８０７に相当する動画記録終了まで続く。

以上述べたように本実施例によれば動画記録機能と除塵機能を同時実行しても、動画像にノイズをのせることなく、良好な動画像を記録することが可能となる。

また本実施例では、赤外線カットフィルタ４１０に屈曲振動を励起する構成とした。

しかしながら、複屈折板、位相板及び赤外線カットフィルタの貼り合わせによって構成される光学ローパスフィルタや複屈折板もしくは位相板単体に屈曲振動を励起させる構成にしてもよい。

１ カメラ本体
２ マウント部
１９ カラー液晶モニタ
３２ シャッタユニット
３３ 撮像素子
１００ 中央処理装置
１１１ 圧電素子駆動回路
１１２ 撮像制御回路
３００ 本体シャーシ
４００ 撮像ユニット
４１０ 赤外線カットフィルタ
４２０ 光学ローパスフィルタ
４３０ 圧電素子
４５０ 弾性部材
４６０ 保持部材
４７０ 振動ユニット
５００ 撮像素子ユニット
５１０ 撮像素子保持部材

Claims (13)

1. 被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を表示する表示手段と、前記撮像素子及び前記振動手段及び前記表示手段の駆動制御を行う制御手段と、を有する撮像装置であって、
   前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間に前記光学部材を振動させるとともに、前記読み出し期間に前記光学部材を振動させないことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記光学部材の振動と前記動画像の表示を同時に行う場合、前記表示手段の動画像のフレームの更新を、前記光学部材の振動中に行う請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させない場合に比べて、前記動画像の表示のフレームレートを下げる請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させない場合に比べて、前記電荷蓄積期間を長くする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させない場合に比べて、前記読み出し期間内に読み出す読み出しライン数を減らす請求項１乃至４の何れか一項に記載の撮像装置。
6. 被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を表示する表示手段と、前記撮像素子及び前記振動手段及び前記表示手段の駆動制御を行う制御手段と、を有する撮像装置であって、
   前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、
   前記振動手段の駆動周波数を前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す読み出し期間の読み出し周期の整数倍とする駆動制御、及び、
   前記振動手段の駆動電圧を所定値よりも小さくする駆動制御の少なくとも１つを実行することを特徴とする撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させない場合に比べて、前記動画像の表示のフレームレートを下げる請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させない場合に比べて、前記電荷蓄積期間を長くする請求項６又は７に記載の撮像装置。
9. 前記制御手段は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させない場合に比べて、前記読み出し期間内に読み出す読み出しライン数を減らす請求項６乃至８の何れか一項に記載の撮像装置。
10. 被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材と、前記光学部材を振動させる振動手段と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を記録する記録手段と、前記撮像素子及び前記振動手段の駆動制御を行う制御手段と、を有する撮像装置であって、
    前記制御手段は、前記動画像を記録している間に前記光学部材を振動させる場合、前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間に前記光学部材を振動させるとともに、前記読み出し期間に前記光学部材を振動させないことを特徴とする撮像装置。
11. 撮像素子にて被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像工程と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材を振動させる振動工程と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を表示する表示工程と、前記撮像工程及び前記振動工程及び前記表示工程の駆動制御を行う制御工程と、を有する撮像方法であって、
    前記制御工程は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間に前記光学部材を振動させるとともに、前記読み出し期間に前記光学部材を振動させないことを特徴とする撮像方法。
12. 撮像素子にて被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像工程と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材を振動させる振動工程と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を表示する表示工程と、前記撮像工程及び前記振動工程及び前記表示工程の駆動制御を行う制御工程と、を有する撮像方法であって、
    前記制御工程は、前記動画像を表示している間に前記光学部材を振動させる場合、
    前記振動工程の駆動周波数を前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す読み出し期間の読み出し周期の整数倍とする駆動制御、及び、
    前記振動工程の駆動電圧を所定値よりも小さくする駆動制御の少なくとも１つを実行することを特徴とする撮像方法。
13. 撮像素子にて被写体の光学像を光電変換して電荷を蓄積する撮像工程と、前記撮像素子の被写体側に配置された光学部材を振動させる振動工程と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて動画像を記録する記録工程と、前記撮像素子及び前記振動工程及び前記記録工程の駆動制御を行う制御手段と、を有する撮像方法であって、
    前記制御工程は、前記動画像を記録している間に前記光学部材を振動させる場合、前記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す２つの読み出し期間の間に前記光学部材を振動させるとともに、前記読み出し期間に前記光学部材を振動させないことを特徴とする撮像方法。

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