(57)【要約】【課題】  消費電力低減のために冷却素子を撮影時のみ駆動して冷却する場合に、冷却素子の非駆動時に冷却素子の放熱側から熱が戻り、撮像素子を逆に暖めてしまうことを防止する。【解決手段】  撮像素子を冷却する冷却素子の放熱を行う第二の放熱部材と、冷却素子の非駆動時に撮像素子の放熱を行う第一の放熱部材を設け、第一の放熱部材と第二の放熱部材の間に回路基板を挿入して両放熱板を熱的に分離することで熱の戻りを防止する。【選択図】        図１
2006157254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とを熱的に分離する断熱部材を有することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項２】
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記第一の放熱部材に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とを熱的に分離する断熱部材を有することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項３】
前記断熱部材は、回路基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像ユニット。
【請求項４】
前記回路基板は、撮像素子を搭載する回路基板であることを特徴とする、請求項３に記載の撮像ユニット。
【請求項５】
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材との間に設置された回路基板とを有することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項６】
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記第一の放熱部材に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材との間に設置された回路基板とを有することを特徴とする撮像ユニット。
【請求項７】
前記第二の放熱部材は、前記第一の放熱部材より放熱容量が大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項８】
前記撮像素子と前期第一の放熱部材とが当接する当接部、前記撮像素子と前記冷却素子とが当接する当接部及び前記冷却素子と前記第二の放熱部材とが当接する当接部から選ばれる少なくとも１つの当接部に熱伝導材料を充填したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像ユニットを搭載したことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子で撮像された画像を記録する記録手段と、
前記冷却素子を、前記撮像素子が前記記録手段で画像を記録するための撮像時にのみ駆動させる制御手段とを有することを特徴とする請求項９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、撮像ユニット及び撮像装置に関する。特に、撮像素子を冷却する冷却素子を備えた撮像ユニット及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等の撮像装置の高画素化、高画質化、高フレームレート化、小型化が進むにつれて、ＣＣＤ等の撮像素子での画素の高密度化が顕著になっている。それに伴い、撮像素子の駆動による撮像素子チップ内部での発熱によって画質に悪影響を及ぼすことが懸念されている。一般にＣＣＤ等の撮像素子では、撮像素子チップの温度が８℃上昇すると暗電流、つまり暗ノイズが２倍になることが知られている。従って、高密度の撮像素子チップで高フレームレートでの撮像が行われると、発熱による暗ノイズで画像信号のＳ／Ｎ比が低下する。このため、ＣＣＤ等の撮像素子を冷却することにより暗電流を低減させて、画像信号のＳ／Ｎ比の向上を図る方法が採られている。
【０００３】
そのために、ＣＣＤ等の撮像素子の冷却構造としてペルチェ素子を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、ＣＣＤ等の撮像素子の冷却構造として、ＣＣＤ、ペルチェ素子、伝熱部材、および放熱部材を順番に配置して板バネで押しつけて密着させ、ＣＣＤからの熱をペルチェ素子で吸収するとともに、熱伝導によりペルチェ素子から伝熱部材、放熱部材を介してカメラ筐体に伝熱し、外部に放熱するように構成されている。
【０００４】
一方、ペルチェ素子をパルス電流で間欠駆動することで、ペルチェ素子の冷却効果を改善するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これによれば、ペルチェ素子がパルス電流で駆動されている時に撮像素子が冷却され、この時にペルチェ素子の発熱側に発生する熱をペルチェ素子の非駆動時に放熱フィンにより外部に放出することで、ペルチェ素子の発熱部の温度上昇によるペルチェ素子の冷却効果の低減を防止し冷却効果を改善できる、とされている。
【０００５】
更に、デジタルカメラ等のバッテリを電源とする機器でペルチェ素子等の冷却素子を用いる場合には、バッテリの容量から考えると、冷却素子の消費電力はかなり大きいので常時通電を行って冷却することは困難であり、レリーズ時のみ通電して冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−３７１６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６６１３号公報
【特許文献３】特開２００３−３０４４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で提案された方法では、ペルチェ素子は駆動による発熱が大きく、吸熱した熱量と自身が発熱した熱量の両方を吸熱面と反対の側に放出するため、本方法では、非常に大きな放熱部材が必要となり、デジタルカメラ等の小型撮像装置に搭載するのは非常に難しい。
【０００７】
又、特許文献２で提案された方法では、ペルチェ素子をパルス電流で間欠駆動するために間欠駆動回路が必要となるため、装置の回路が複雑になり高価になる。更に、駆動時にペルチェ素子の発熱側に発生した熱が非駆動時に吸熱側に戻ることで逆に撮像素子を暖めることになり、それを防止するためには非常に大きな放熱部材が必要となり、デジタルカメラ等の小型撮像装置に搭載するのは非常に難しい。
【０００８】
更に、特許文献３で提案された方法では、ペルチェ素子の非駆動時に、ペルチェ素子の放熱側から撮像素子に熱が戻って撮像素子を暖めてしまうことがあり、これを防止するためには大きな放熱部材が必要となり、デジタルカメラ等の小型撮像装置に搭載するのは非常に難しい。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で高い冷却効率を得ることができ、デジタルカメラ等の小型撮像装置に搭載するのに適した、冷却素子を備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
（請求項１）
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とを熱的に分離する断熱部材を有することを特徴とする撮像ユニット。
【００１２】
（請求項２）
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記第一の放熱部材に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材とを熱的に分離する断熱部材を有することを特徴とする撮像ユニット。
【００１３】
（請求項３）
前記断熱部材は、回路基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像ユニット。
【００１４】
（請求項４）
前記回路基板は、撮像素子を搭載する回路基板であることを特徴とする、請求項３に記載の撮像ユニット。
【００１５】
（請求項５）
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材との間に設置された回路基板とを有することを特徴とする撮像ユニット。
【００１６】
（請求項６）
被写体を撮像する撮像素子、
前記撮像素子に当接し、前記撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材、
前記第一の放熱部材に当接し、前記撮像素子を冷却する冷却素子、
前記冷却素子に当接し、前記冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材、
及び前記第一の放熱部材と前記第二の放熱部材との間に設置された回路基板とを有することを特徴とする撮像ユニット。
【００１７】
（請求項７）
前記第二の放熱部材は、前記第一の放熱部材より放熱容量が大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【００１８】
（請求項８）
前記撮像素子と前期第一の放熱部材とが当接する当接部、前記撮像素子と前記冷却素子とが当接する当接部及び前記冷却素子と前記第二の放熱部材とが当接する当接部から選ばれる少なくとも１つの当接部に熱伝導材料を充填したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【００１９】
（請求項９）
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像ユニットを搭載したことを特徴とする撮像装置。
【００２０】
（請求項１０）
前記撮像素子で撮像された画像を記録する記録手段と、
前記冷却素子を、前記撮像素子が前記記録手段で画像を記録するための撮像時にのみ駆動させる制御手段とを有することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材と、撮像素子を冷却する冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材を持ち、第一と第二の放熱部材を熱的に分離することで冷却素子の熱が第二の放熱部材から第一の放熱部材を介して撮像素子に戻ることを防止でき、冷却効率の向上が図れる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材と、第一の放熱部材を冷却する冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材を持ち、第一と第二の放熱部材を熱的に分離することで冷却素子の熱が第二の放熱部材から第一の放熱部材を介して撮像素子に戻ることを防止でき、冷却効率の向上が図れる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、断熱部材として回路基板を用いることで、新たな断熱部材を必要とせず省スペース、コストダウンに貢献する。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、断熱部材として、撮像素子の近傍に配置されること必須の撮像素子を搭載する回路基板を用いることで、新たな断熱部材を必要とせず省スペース、コストダウンに貢献する。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材と撮像素子を冷却する冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材との間に回路基板を設けたので、第二の放熱部材から第一の放熱部材への放熱を回路基板で遮ることができ、撮像素子の冷却効率の向上が図れる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、撮像素子からの熱を放熱する第一の放熱部材と第一の放熱部材を冷却する冷却素子からの熱を放熱する第二の放熱部材との間に回路基板を設けたので、第二の放熱部材から第一の放熱部材への放熱を回路基板で遮ることができ、撮像素子の冷却効率の向上が図れる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、第二の放熱部材の放熱容量を第一の放熱部材のそれよりも大きくすることで、撮像素子の温度をより低く冷却でき、暗ノイズ低減、画質向上に貢献する。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、各当接部に放熱用グリス等の熱伝導材料を充填することで当接部の熱的な密着度をより向上させ、放熱効率をより向上させることに貢献する。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ブロックを撮像装置に搭載することで、高画質で低消費電力の撮像装置を提供できる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、冷却素子を記録のための撮像時のみ駆動することで、冷却素子の常時駆動での冷却素子での発熱を減少させて冷却効率を向上させ、併せて消費電力の低減に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る撮像装置として機能するデジタルカメラ１の外観模式図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は背面図である。
【００３３】
カメラ筐体１０の正面には、撮影レンズ２５１、フラッシュ発光部１３１ａ、ファインダ対物部１４１ａ、が設けられている。カメラ筐体１０の上部には、レリーズボタン１２１、カメラの動作モードを設定するモード設定ダイアル１１２が設けられており、カメラ筐体１０の内部でレリーズボタン１２１の下部には、ＡＦスイッチＳ１とレリーズスイッチＳ２を備えた２段スイッチが設けられている。
【００３４】
カメラ筐体１０の背面には、カメラの電源スイッチであるメインスイッチ１１１、ファインダ接眼部１４１ｂ、接眼表示部１４２、ライブビュー画像及び撮像された画像をアフタービュー表示するモニタ２３１、モニタへの表示のオン／オフを制御するモニタスイッチ１１３が備えられている。
【００３５】
図２は、図１に示した撮像装置の縦断面模式図（図１のＡ−Ａ’断面）である。図中、図１と同じ部分には同じ番号を付与した。
【００３６】
撮影レンズ２５１で集光された被写体からの光は撮像素子２１１上に結像される。撮像素子２１１は、第一の放熱部材２４２を間に挟んで回路部品（図示せず）が搭載された回路基板２６１上に実装される。又、撮像素子２１１の裏面（撮影レンズと反対側）には冷却素子２４１の冷却側が当接されて熱的に密着される。冷却素子２４１の放熱側には第二の放熱部材２４３が当接されて熱的に密着される。第二の放熱部材２４３の一部はカメラ筐体１０の内部に当接されて熱的に密着される。従って、撮像素子２１１で発生した熱は、第一の放熱部材２４２で放熱されると共に、冷却素子２４１、第二の放熱部材２４３を介してカメラ筐体１０に放熱される。ここで回路基板２６１は、第一の放熱部材２４２と第二の放熱部材２４３とを熱的に分離する断熱部材として機能している。
【００３７】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る撮像ユニットの構成の例を、図３を用いて説明する。図中、図２と同じ部分には同じ番号を付与した。
【００３８】
撮像素子チップ２１１ａは、セラミック等からなるパッケージ２１１ｂ上にダイボンドされ、リードフレーム２１１ｃの一端にワイヤボンド（図示せず）されて電気的に接続され、カバーガラス２１１ｄで封止されている。以上を総称して撮像素子２１１と呼ぶ。撮像素子２１１には第一の放熱部材２４２が当接されて熱的に密着され、第一の放熱部材２４２を間に挟んで、第一の放熱部材２４２に設けられた開口部２４２ａにリードフレーム２１１ｃの他端を差し込む形で回路基板２６１に半田付け等で電気的に接続されている。回路基板２６１上には他の回路部品（図示せず）も搭載されており、撮像素子２１１と電気的に接続されている。
【００３９】
又、撮像素子２１１は、その底面で冷却素子２４１の吸熱面２４１ａと当接されて熱的に密着されており、冷却素子２４１の放熱面２４１ｂは、第二の放熱部材２４３と当接されて熱的に密着されている。更に、第一の放熱部材２４２と第二の放熱部材２４３は、回路基板２６１をその間にはさむことによって熱的に分離されている。回路基板２６１は、ガラスエポキシ、ポリイミド等からなり、第一の放熱部材２４２と第二の放熱部材２４３にはさまれる領域及びその近傍には、電源、グラウンド、シールド等の広い金属面や配線抵抗値低減のための多数のスルーホール等、熱伝導のよい部分が少ないことが好ましい。尚、本例では、第二の放熱部材２４３の冷却素子２４１の放熱面２４１ｂに当接する部分２４３ａを、冷却素子２４１と回路基板２６１の厚みの差分凸に盛り上げることで、第二の放熱部材２４３と冷却素子２４１の放熱面２４１ｂの密着性が向上するようになしてあるが、第二の放熱部材２４３と冷却素子２４１の放熱面２４１ｂの密着性が保てるのであれば、図４に示したように凹凸のない平面であってもよいし、逆に、図５に示したように凹面であってもよい。更に、上述の「熱的に密着」させるために、必要な場合は、各当接部に放熱用グリス、放熱用シート、熱伝導性フィラー、熱伝導性接着剤等の熱伝導材料を充填してもよい。
【００４０】
第一の放熱部材２４２は、ライブビューやＡＦ／ＡＥ時に、撮像素子チップ２１１ａの画像出力がライブビューやＡＦ／ＡＥに支障ないノイズレベルになるような温度Ｔ１まで、冷却素子を駆動せずに撮像素子チップ２１１ａの温度を放熱できるに十分な放熱容量を持つ大きさに設定される。
【００４１】
冷却素子２４１は、撮影時に、撮像素子チップ２１１ａの画像出力が、画像として鑑賞に堪えるに十分なノイズレベルになるような温度Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）まで撮像素子チップ２１１ａを急速冷却できる冷却能力を持つように設定される。第二の放熱部材２４３は、撮像素子チップ２１１ａが上述のように冷却素子２４１で急速冷却された場合の、撮像素子チップ２１１ａの発する熱と冷却素子２４１の発する熱の両方を放熱できるに十分な放熱容量を持つ大きさに設定される。つまり、放熱すべき熱量は、第一の放熱部材２４２よりも第二の放熱部材２４３の方が大きい。従って、第二の放熱部材２４３の放熱容量は、第一の放熱部材２４２の放熱容量よりも大きくする必要がある。そのため、図２、３では第二の放熱部材２４３の大きさを第一の放熱部材２４２よりも大きくすると共に、放熱フィン２４３ｂをつけることで放熱効率を大きくしたものを例示しているが、これに限るものではない。
【００４２】
又、本発明の第２の実施の形態に係る撮像ユニットの構成の例を、図４を用いて説明する。図中、図２、３と同じ部分には同じ番号を付与し、図３と異なる部分のみを説明し、共通の部分は割愛する。
【００４３】
撮像素子２１１には第一の放熱部材２４２が当接されて熱的に密着され、第一の放熱部材２４２を間に挟んで、リードフレーム２１１ｃの他端で回路基板２６１に半田付け等で電気的に接続されている。第一の放熱部材２４２は、その底面が冷却素子２４１の吸熱面２４１ａと当接されて熱的に密着されており、冷却素子２４１の放熱面２４１ｂは、第二の放熱部材２４３と当接されて熱的に密着されている。更に、第一の放熱部材２４２と第二の放熱部材２４３は、回路基板２６１をその間にはさむことによって熱的に分離されている。尚、本例では、第二の放熱部材２４３の冷却素子２４１の放熱面２４１ｂに当接する部分２４３ａを平面となしているが、第二の放熱部材２４３と冷却素子２４１の放熱面２４１ｂの密着性が保てるのであれば、図３に示したように凸面であってもよいし、逆に、図５に示したように凹面であってもよい。
【００４４】
上述の構成によって、撮像素子２１１の熱は、冷却素子が駆動されていない場合は第一の放熱部材２４２によって放熱され、冷却素子が駆動されている場合は第一の放熱部材２４２を介して冷却素子によって吸熱されて冷却される。尚、本例では、第二の放熱部材２４３には放熱フィン２４３ｂは設けていない。
【００４５】
更に、本発明の第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成の例を、図５を用いて説明する。図中、図２、３、４と同じ部分には同じ番号を付与し、図３と異なる部分のみを説明し、共通の部分は割愛する。
【００４６】
撮像素子チップ２１１ａは、プラスチック等からなるパッケージ２１１ｂ上にダイボンドされ、リードフレーム２１１ｃの一端にワイヤボンド（図示せず）されて電気的に接続され、カバーガラス２１１ｄで封止されている。パッケージ２１１ｂの底面部には金蔵等で構成される冷却板２１１ｅが設けられている。以上を総称して撮像素子２１１と呼ぶ。撮像素子２１１の底面部には第一の放熱部材２４２が当接されて冷却板２１１ｅと熱的に密着され、第一の放熱部材２４２を間に挟んで、第一の放熱部材２４２に設けられた開口部２４２ａにリードフレーム２１１ｃの他端を差し込む形で回路基板２６１に半田付け等で電気的に接続されている。回路基板２６１上には他の回路部品（図示せず）も搭載されており、撮像素子２１１と電気的に接続されている。
【００４７】
又、撮像素子２１１は、その底面部に冷却素子２４１の吸熱面２４１ａが当接されて冷却板２１１ｅと熱的に密着されており、冷却素子２４１の放熱面２４１ｂは、第二の放熱部材２４３と当接されて熱的に密着されている。更に、第一の放熱部材２４２と第二の放熱部材２４３は、回路基板２６１をその間にはさむことによって熱的に分離されている。尚、本例では、第二の放熱部材２４３の冷却素子２４１の放熱面２４１ｂに当接する部分２４３ａを、冷却素子２４１と回路基板２６１の厚みの差分凹に掘り下げることで、第二の放熱部材２４３と冷却素子２４１の放熱面２４１ｂの密着性が向上するようになしてあるが、第二の放熱部材２４３と冷却素子２４１の放熱面２４１ｂの密着性が保てるのであれば、図３に示したように凸面であってもよいし、図４に示したように平面であってもよい。
【００４８】
上述の構成によって、撮像素子２１１の熱は、冷却素子が駆動されていない場合は冷却板２１１ｅを介して第一の放熱部材２４２によって放熱され、冷却素子が駆動されている場合は冷却板２１１ｅを介して冷却素子によって吸熱されて冷却される。尚、本例では、第二の放熱部材２４３には放熱フィン２４３ｂは設けていない。
【００４９】
次に、本発明に係る撮像装置として機能するデジタルカメラ１の回路を、図６を用いて説明する。図６はデジタルカメラ１の回路ブロック図である。図中、図１、２、３、４、５と同じ部分には同じ番号を付与した。
【００５０】
制御部であるカメラコントローラ１０１は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）、ワークメモリ等から構成され、図示しない記憶部に記憶されているプログラムをワークメモリに読み出し、当該プログラムに従ってデジタルカメラ１の各部を集中制御する。
【００５１】
又、カメラコントローラ１０１は、メインスイッチ１１１，ＡＦスイッチＳ１、レリーズスイッチＳ２、モード設定ダイアル１１２、モニタスイッチ１１３からの入力を受けてカメラ各部の動作を制御すると共に、画像処理と画像の制御を行うデジタル処理部２０１と連携してレンズ制御部１７１を介したＡＦ制御、絞り制御、フラッシュ１３１の発光制御を行う。更に、カメラコントローラ１０１は、ファインダ接眼部内又は近傍に備えられた接眼表示部１４２に各種情報を表示する。
【００５２】
又、カメラコントローラ１０１は、後述するフローチャートに従って、撮像素子２１１を冷却するための冷却素子２４１への通電を制御する。
【００５３】
撮影レンズ２５１で集光された被写体からの光は撮像素子２１１上に結像される。撮像素子２１１に接して撮像素子２１１を冷却するための冷却素子２４１が配置される。撮像素子２１１で撮像された画像出力は、アナログ処理部２１２で所定の処理が施された後、Ａ／Ｄ変換部２１３でデジタルデータに変換され、デジタル処理部２０１で所定の信号処理、画像処理が施されて画像データとして画像メモリ２２１に一旦蓄えられると共に、モニタ２３１上にライブビュー画像として表示される。
【００５４】
レリーズスイッチＳ２がオンされると、後述のフローチャートに従って記録のための撮像（以下、撮影という）が行われ、画像データが画像メモリ２２１に一旦蓄えられた後、モニタ２３１上に撮影済み画像としてアフタービュー表示され、メモリカード２３１に保存される。撮像素子２１１、アナログ処理部２１２、Ａ／Ｄ変換部２１３の動作は、タイミングジェネレータ２１４とＶドライバ２１５によって制御される。制御の詳細については説明を省略する。撮像素子２１１、アナログ処理部２１２、Ａ／Ｄ変換部２１３、タイミングジェネレータ２１４、Ｖドライバ２１５を総称して撮像部２１０という。
【００５５】
カメラの各部の電源を制御する電源部１５１では、図示しない昇圧回路等を用いてバッテリ１６１からＶ１（＝１５Ｖ）、Ｖ２（＝５Ｖ）、Ｖ３（＝３．３Ｖ）、Ｖ４（＝−７．５Ｖ）等の電源電圧を生成し、カメラ各部に供給する。
【００５６】
次に、本発明に係る撮像装置としてのデジタルカメラ１での撮像動作の制御を、図７を用いて説明する。図７は、デジタルカメラ１での撮影の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
まず、ステップＳ０１でメインスイッチ１１１が操作されてカメラの電源がオンされると、ステップＳ０２で起動時の動作モードが判別される。ここでは、モード設定ダイアル１１２を用いて画像の撮影を行う「カメラモード」に設定されているとして、カメラモードが起動される。カメラモード以外の動作モード（例えば、再生モード）での制御については説明を省略する。
【００５８】
カメラモードが起動された場合は（ステップＳ０２；ＹＥＳ）、ステップＳ１１で撮像部２１０の電源がオンされる。ステップＳ１２でモニタ２３１上にライブビュー表示が行われ、ステップＳ１３でＡＦスイッチＳ１がオンされたかどうかが判断される。ＡＦスイッチＳ１がオンされるまでステップＳ１３で待機する。
【００５９】
ＡＦスイッチＳ１がオンされると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４でＡＦとＡＥが行われ、ステップＳ１５でレリーズスイッチＳ２がオンされたかどうかが判断される。レリーズスイッチＳ２がオンされるまでステップＳ１３からＳ１５が繰り返される。
【００６０】
レリーズスイッチＳ２がオンされると（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１６で冷却素子２４１に通電され、撮像素子２１１の冷却が開始される。ステップＳ１７で撮影が行われ、ステップＳ１８で撮像素子２１１からアナログ処理部２１２に画像出力が転送されてＡ／Ｄ変換部２１３でデジタルデータに変換される。画像出力の転送が完了したら、ステップＳ１９で冷却素子２４１への通電が停止され、撮像素子２１１の冷却が終了する。
【００６１】
ステップＳ２０で、撮影された画像データが画像メモリ２２１に一旦蓄えられ、ステップＳ２１でモニタ２３１上に撮影された画像の表示（アフタービュー表示）が行われ、ステップＳ２２で撮影された画像データがメモリカード２２２に記録される。
【００６２】
ステップＳ２１でアフタービュー表示が行われてから一定時間経過後、ステップＳ２３でモニタ２３１上のアフタービュー表示が消灯されて、ステップＳ２４でモニタ２３１上に再度ライブビュー表示が行われる。ステップＳ２５でオートパワーオフ（ＡＰＯ：既定の時間、何の操作も行われなかった場合に、電源をオフする機能）時間が経過していないかどうかが判断され、経過していない場合は（ステップＳ２５；ＮＯ）、ステップＳ２６でメインスイッチ１１１がオフされていないかどうかが判断される。
【００６３】
オフされていない場合は（ステップＳ２６；ＮＯ）、ステップＳ２７で動作モードがカメラモードから変更されていないかどうかが判断される。変更されていなければ（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻って上述のシーケンスを繰り返す。動作モードが変更されている場合は（ステップＳ２７；ＮＯ）、変更されたモードでの制御に移行する。カメラモード以外の動作モード（例えば、再生モード）での制御については説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ２５でＡＰＯ時間が経過していた場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）及びステップＳ２６でメインスイッチ１１１がオフされていた場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、ステップＳ３１でモニタ２３１上のライブビューが消灯され、ステップＳ３２で撮像部２１０の電源がオフされる。以上で撮影終了となる。
【００６５】
次に、図７に示した処理の流れにおける撮像素子２１１及び冷却素子２４１周辺の回路の動作と、撮像素子チップ２１１ａの温度について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、図７の各ステップの動作タイミングを示したタイミングチャートであり、図８（ｂ）は、本発明に係る撮像素子チップ２１１ａの図８（ａ）に示した動作における温度の推移を示した模式図であり、図８（ｃ）は、本発明に係る第一の放熱部材２４２の図８（ａ）に示した動作における温度の推移を示した模式図であり、図８（ｄ）は、本発明に係る第二の放熱部材２４３の図８（ａ）に示した動作における温度の推移を示した模式図である。
【００６６】
まず、図８（ａ）で、ステップＳ０１でメインスイッチ１１１がＯＮされて、カメラモードで起動されると、ライブビューのための撮像が開始され、モニタ２２２上にライブビューが表示される。次に、ステップＳ１３でＡＦスイッチＳ１のオンが確認されると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ＡＦ、ＡＥが行われる。続いて、ステップＳ１５でレリーズスイッチＳ２のオンが確認されると（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１６で冷却素子２４１に通電が開始される。
【００６７】
カメラモードでの起動から冷却素子２４１への通電開始までは冷却素子２４１は作動していないので、図８（ｂ）、（ｃ）に示したように、撮像素子チップ２１１ａ及び第一の放熱部材２４２の温度は初めのうちは少しずつ上昇を続け、やがて温度平衡に達する。第二の放熱部材２４３の温度も、冷却素子２４１を介して撮像素子チップ２１１ａの熱が伝わるため、図８（ｄ）に示したように撮像素子チップ２１１ａ、第一の放熱部材２４２と同様の温度上昇カーブを描く。撮像素子チップ２１１ａの平衡温度が、上述した「撮像素子チップ２１１ａの画像出力がライブビューやＡＦ／ＡＥに支障ないノイズレベルになるような温度Ｔ１」以下となるように、第一の放熱部材２４２の放熱容量が設定されている。
【００６８】
ステップＳ１６で冷却素子２４１に通電が開始されると、撮像素子チップ２１１ａの温度が下がりはじめる。ステップＳ１７で撮影が行われる時点では、撮像素子チップ２１１ａの温度が上述した「撮像素子チップ２１１ａの画像出力が、画像として鑑賞に堪えるに十分なノイズレベルになるような温度Ｔ２」以下になるように、冷却素子２４１は、撮像素子２１１及び撮像素子２１１を介して伝わってくる第一の放熱部材２４２の両方の熱量を吸熱できる冷却能力を有するように、第二の放熱部材２４３は、冷却素子２４１が吸熱した撮像素子２１１と第一の放熱部材２４２の両方の熱量と、冷却時に冷却素子２４１自身の出す熱量の両方を放熱できる放熱容量を有するように設定される。
【００６９】
次に、ステップＳ１７で撮影が行われ、ステップＳ１８で画像出力がアナログ処理部２１２へ転送されて処理され、Ａ／Ｄ変換部２１３でＡ／Ｄ変換される。この間、冷却素子２４１への通電が行われているため、図８（ｂ）に示すように、撮像素子チップ２１１ａの温度はＴ２よりも下がり、やがて温度平衡に達する。図８（ｃ）に示すように、第一の放熱部材２４２も同様の温度カーブを示す。第二の放熱部材２４３は、図８（ｄ）に示すように放熱のために温度が上昇し、やがて温度平衡に達する。
【００７０】
本例では、特に冷却素子２４１への通電の制御は行っていないが、例えば、撮像素子チップ２１１ａの温度がＴ２以下になった後は冷却素子２４１への通電を断続的に行うことで、消費電力の更なる削減を行ってもよい。
【００７１】
ステップＳ１９で冷却素子２４１への通電が終了されると、撮像素子チップ２１１ａの温度は再び上昇を始め、ステップＳ２１でのアフタービュー表示を経て、ステップＳ２４での次の撮影のためのライブビュー表示に進んで上記のステップを繰り返すことになり、温度的にも上記の温度遷移を繰り返すことになる。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、冷却素子２４１への通電開始（ステップＳ１６）をステップＳ１５でレリーズスイッチＳ２がオンされた後に置いたが、その代わりに、ステップＳ１３でＡＦスイッチＳ１がオンされた後、あるいは、ステップＳ１４でＡＦとＡＥが行われた後に置いてもよい。
【００７３】
又、冷却素子２４１としては、例えばペルチェ素子等があり、冷却板２１１ｅとしては、例えばアルミ等の金属がある。
【００７４】
その他、本発明に係る撮像装置を構成する各構成の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る撮像装置の外観模式図である。
【図２】図１に示した撮像装置の図１中  Ａ−Ａ’断面の模式図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像ユニットの構成例の模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像ユニットの構成例の模式図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る撮像ユニットの構成例の模式図である。
【図６】本発明に係る撮像装置の回路ブロック図である。
【図７】本発明に係る撮像装置における撮影の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は、本発明に係る撮像装置各部の動作タイミングを示したタイミングチャートであり、図８（ｂ）は、本発明に係る撮像素子チップの図８（ａ）に示した動作における温度の推移を示した模式図であり、図８（ｃ）は、本発明に係る第一の放熱部材の図８（ａ）に示した動作における温度の推移を示した模式図であり、図８（ｄ）は、本発明に係る第二の放熱部材の図８（ａ）に示した動作における温度の推移を示した模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  デジタルカメラ
１０  カメラ筐体
１０１  カメラコントローラ
１１１  メインスイッチ
１１２  モード設定ダイアル
１１３  モニタスイッチ
１２１  レリーズボタン
Ｓ１  ＡＦスイッチ
Ｓ２  レリーズスイッチ
１３１  フラッシュ
１４１  ファインダ
１４１ａ  ファインダ対物部
１４１ｂ  ファインダ接眼部
１４２  接眼表示部
１５１  電源部
１６１  バッテリ
１７１  レンズ制御部
２０１  デジタル処理部
２１０  撮像部
２１１  撮像素子
２１１ａ  撮像素子チップ
２１１ｂ  パッケージ
２１１ｃ  リードフレーム
２１１ｄ  カバーガラス
２１１ｅ  冷却板
２１２  アナログ処理部
２１３  Ａ／Ｄ変換部
２１４  タイミングジェネレータ
２１５  Ｖドライバ
２２１  画像メモリ
２２２  メモリカード
２３１  モニタ
２４１  冷却素子
２４１ａ  吸熱面
２４１ｂ  放熱面
２４２  第一の放熱部材
２４３  第二の放熱部材
２４３ａ  第二の放熱部材の冷却素子への当接部
２４３ｂ  放熱フィン
２５１  撮影レンズ
２５２  絞り
２６１  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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