(57)【要約】【課題】  消費電力の低減を図りつつ、撮像素子をできるだけ冷却して、画像品質の低下を防止又は抑制することのできる撮像装置を提供する。【解決手段】  時刻Ｔ１でシャッターボタンが半押しされると、撮像素子を冷却位置に位置させた上で冷却ユニットの間欠駆動を開始する。前記半押し期間この状態を継続する。時刻Ｔ２で全押しされると撮像素子駆動機構に手振れ補正用の駆動を行わせる一方、冷却ユニットの間欠駆動を継続させる。時刻Ｔ３に撮像素子による記録用画素信号生成用の露光動作が、時刻Ｔ５に画素信号の出力動作が開始されるとき、時刻Ｔ５まで冷却ユニットの間欠駆動を行わせ、時刻Ｔ５に冷却ユニットの全駆動を開始させる。時刻Ｔ５に手振れ補正用の駆動を停止し撮像素子を冷却位置に移動し、時刻Ｔ６に画素信号の出力動作が終了すると冷却ユニットの作動を停止し、撮像素子を冷却位置以外の位置に位置させる。【選択図】      図１１
2006345052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子を冷却するための冷却素子と、
前記撮像素子を移動させる駆動部と、
前記冷却素子と熱結合可能な第１の位置と前記第１の位置以外の第２の位置との間で前記撮像素子の移動を前記駆動部に行わせる駆動制御部と、
前記撮像素子の撮像動作の実行期間において、前記撮像素子が前記第１の位置に位置するとき、前記冷却素子に前記撮像素子の冷却動作を行わせる冷却制御部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記撮像素子の記録用画素信号を外部に出力する期間、前記撮像素子を前記第１の位置に位置させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子による記録用画素信号生成用の露光動作に係る撮影条件を決定するための所定の準備動作の開始を当該撮像装置に指示する入力を行うための入力操作部を有する場合、
前記冷却制御部は、前記入力操作部による前記準備動作の開始指示の入力に関連して、前記冷却素子を第１の駆動状態で駆動し、前記撮像素子により記録用画素信号の外部への出力動作の開始に関連して、前記冷却素子を前記第１の駆動状態と異なる第２の駆動状態で駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記駆動制御部は、前記温度検知手段により検知される温度に応じて、前記撮像素子の位置を前記第１の位置と前記第２の位置との間で変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記温度検知手段により検知される温度が所定温度以上のとき、前記撮像素子を前記第１の位置に位置させることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記温度検知手段により検知される温度が所定温度未満のとき、前記撮像素子を前記第２の位置に位置させることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
当該撮像装置に与えられた振れに起因して発生する、前記撮像素子に導かれる被写体像の像振れを補正するべく、前記撮像素子を前記撮影光学系の光軸に直交する面上で駆動する手振れ補正部を有し、前記駆動部は、前記手振れ補正部を利用したものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の位置は、前記手振れ補正部による手振れ補正時における前記撮像素子の移動範囲外に設定されていることを特徴とする請求項７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、撮像素子の冷却動作を行う冷却素子を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラに搭載されるＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子においては、該カメラの温度上昇や撮像素子自身の発熱により画素信号に含まれるノイズ成分が増大し、その結果、画像の劣化を招くことから、従来、放熱効率の向上を目的として、撮像素子のパッケージや該パッケージ内に備えられる放熱板等を比較的大型の金属板に常時押し当てることで該金属板を介して放熱を行う技術が知られている。
【０００３】
一方、下記特許文献１には、ＣＣＤが結像レンズの光軸に直交する方向に移動可能に構成された撮像装置において、ＣＣＤに一体的に移動可能に構成された、ペルチェ素子及び蓄熱部としての銅柱と、所定位置に固定された放熱器とを備え、銅注を予め放熱器に接触させておき、撮像装置が起動されると、ＣＣＤの動作開始と同時に冷却動作を開始し、ＣＣＤの温度が所定温度に低下すると、ＣＣＤの移動を開始する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平８−１０７５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１のようにＣＣＤが移動可能に構成された撮像装置において、ペルチェ素子を用いて撮像素子の冷却を行う場合、撮像素子の画素信号に含まれるノイズの低減を図るためには、ペルチェ素子に常時通電して冷却動作を行うことが望ましい。
【０００５】
しかしながら、ペルチェ素子は、消費電力が大きいものであるため、ペルチェ素子に常時通電を行うと多大な電力を消費する。したがって、ペルチェ素子に常時通電して冷却動作を行う技術を、消費電力の低減が要求されるデジタルカメラに採用することは、撮影枚数の減少等を招来することから困難である。
【０００６】
このような問題を回避するために、例えば前記銅柱を放熱器に接触させた状態でペルチェ素子への通電を停止し、ペルチェ素子による冷却動作を途中で止めるようにした場合には、ペルチェ素子のうち高温となっている排熱側から吸熱側に熱が逆流する現象が生じ、これにより撮像素子の温度上昇を招来する虞がある。
【０００７】
また、前述のようにＣＣＤのパッケージや放熱板等を金属板に常時押し当てる技術は、ＣＣＤが移動可能に構成された撮像装置においては、ＣＣＤを移動させることから採用することはできない。さらに、前記放熱板を大型化することで放熱効率を向上することが考えられるが、該放熱板を大型化することは、スペースの問題やＣＣＤを移動させるアクチュエータの駆動能力等の問題から困難である。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、消費電力の低減を図りつつ、撮像素子をできるだけ冷却して、画像品質の低下を防止又は抑制することのできる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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、受光した光を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子を冷却するための冷却素子と、前記撮像素子を移動させる駆動部と、前記冷却素子と熱結合可能な第１の位置と前記第１の位置以外の第２の位置との間で前記撮像素子の移動を前記駆動部に行わせる駆動制御部と、前記撮像素子の撮像動作の実行期間において、前記撮像素子が前記第１の位置に位置するとき、前記冷却素子に前記撮像素子の冷却動作を行わせる冷却制御部とを備えることを特徴とする撮像装置である。
【００１０】
この発明によれば、撮像素子が冷却素子と熱結合可能となる第１の位置に位置するとき、冷却素子に撮像素子の冷却動作を行わせるようにしたので、撮像素子を冷却素子に接触させた状態で冷却素子の作動を停止し、冷却素子による冷却動作を途中で止めるようにした場合に発生する、熱の逆流に起因する撮像素子の温度上昇を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記駆動制御部は、前記撮像素子の記録用画素信号を外部に出力する期間、前記撮像素子を前記第１の位置に位置させることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明によれば、撮像素子の記録用画素信号を外部に出力する期間、撮像素子を第１の位置に位置させるようにしたので、撮像素子から熱が発生しやすい期間に、撮像素子を冷却することができる。また、撮像素子の各画素から画素信号を出力させる場合に、各画素を複数のフィールドに分割し、フィールドごとで時間をずらして画素信号を出力させるように撮像素子の動作を制御する場合（例えば周知の３フィールド読出し方式）においては、画素信号に含まれる暗ノイズが、出力タイミングの異なる画素信号間で異なることとなるが、撮像素子の記録用画素信号を外部に出力する期間に撮像素子の冷却動作を行うことで、その暗ノイズの差をできるだけ小さくすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の撮像装置において、前記撮像素子による記録用画素信号生成用の露光動作に係る撮影条件を決定するための所定の準備動作の開始を当該撮像装置に指示する入力を行うための入力操作部を有する場合、前記冷却制御部は、前記入力操作部による前記準備動作の開始指示の入力に関連して、前記冷却素子を第１の駆動状態で駆動し、前記撮像素子により記録用画素信号の外部への出力動作の開始に関連して、前記冷却素子を前記第１の駆動状態と異なる第２の駆動状態で駆動することを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、入力操作部による準備動作の開始指示の入力に関連して、冷却素子を第１の駆動状態で駆動し、撮像素子により記録用画素信号の外部への出力動作の開始に関連して、前記冷却素子を前記第１の駆動状態と異なる第２の駆動状態で駆動する形態として、例えば、入力操作部による準備動作の開始指示の入力直前や直後に、冷却素子の第１の駆動状態での駆動を開始し、撮像素子により記録用画素信号の外部への出力動作開始の直前や直後に、前記冷却素子の前記第２の駆動状態での駆動を開始する形態が想定される。さらに、具体的な形態として、入力操作部による準備動作の開始指示の入力直前や直後に、撮像素子を予備冷却し、本露光後に冷却素子に最大強度で冷却動作を行わせる形態が想定される。前記形態によれば、入力操作部による準備動作が開始の指示が行われると常に撮像素子に最大強度で冷却動作を行わせる構成に比して、消費電力を低減することができるとともに、撮像素子をより適切に冷却することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮像素子の温度を検知する温度検知手段を備え、前記駆動制御部は、前記温度検知手段により検知される温度に応じて、前記撮像素子の位置を前記第１の位置と前記第２の位置との間で変更することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明によれば、撮像素子の温度に応じて撮像素子の位置を冷却素子と熱結合可能な第１の位置とその第１の位置以外の第２の位置との間で変更するようにしたので、消費電力の低減や、撮像素子の冷却によるノイズの低減を図ることが可能となる。
【００１７】
例えば、請求項５に記載の発明のように、温度検知手段により検知される温度が所定温度以上のときには撮像素子を前記第１の位置に位置させることで、撮像素子の冷却動作が行われることとなり、ノイズの低減を図ることができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明のように、温度検知手段により検知される温度が所定温度未満のときには撮像素子を前記第２の位置に位置させ、撮像素子の冷却動作を停止させることで、消費電力の低減を図ることができる。また、撮影動作の開始の指示が行われる直前において撮像素子が第１の位置に位置している場合には、その指示が行われたときに、撮像素子を第１の位置から第２の位置に移動させる必要があり、少なくともその移動時間分撮影動作が遅延することとなるが、本発明によれば、温度検知手段により検知される温度が所定温度未満のときには撮像素子を第２の位置に位置させるため、撮影動作の開始の指示が行われる直前に撮像素子が第１の位置に位置する場合に比して、前記移動時間分、レリーズタイムラグ（本露光動作の開始タイミングの遅延時間）を小さくすることが可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の撮像装置において、当該撮像装置に与えられた振れに起因して発生する、前記撮像素子に導かれる被写体像の像振れを補正するべく、前記撮像素子を前記撮影光学系の光軸に直交する面上で駆動する手振れ補正部を有し、前記駆動部は、前記手振れ補正部を利用したものであることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明によれば、手振れ補正機能が搭載されている撮像装置においては、その手振れ補正機能と撮像素子の冷却のための駆動機能とを兼用するようにしたので、コストの増大や撮像装置の大型化を抑制することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の撮像装置において、前記第１の位置は、前記手振れ補正部による手振れ補正時における前記撮像素子の移動範囲外に設定されていることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明によれば、撮像素子が冷却素子と熱結合可能となる第１の位置を、手振れ補正部による手振れ補正時における撮像素子の移動範囲外に設定したので、手振れ補正実行時に、撮像素子が冷却素子と衝突するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１，２に記載の発明によれば、画像品質の低下を防止又は抑制することができる。
【００２４】
請求項３〜６に記載の発明によれば、消費電力を低減することができるため、撮影可能枚数の増大や、撮像装置の電池の長寿命化を図ることができる。また、請求項６に記載の発明によれば、速やかに撮影動作を行うことが可能となる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、コストの増大や撮像装置の大型化を抑制することができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、撮像素子が冷却素子と衝突することによる撮像装置の破損等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る撮像装置の第１の実施形態について説明する。図１は、撮像装置の第１の実施形態の構成を示す正面図、図２は、撮像装置の構成を示す背面図、図３は、撮像装置の内部構成を示す図である。なお、図１〜図３において、同一の部材等については、同一の符号を付している。
【００２８】
図１，図２に示すように、本実施形態に係る撮像装置１は、箱形の装置本体１Ａにレンズユニット（交換レンズ）２が交換可能（着脱可能）に取り付けられる一眼レフレックスタイプの撮像装置である。
【００２９】
撮像装置１は、装置本体１Ａの前面略中央に取り付けられるレンズユニット２と、上面適所に配設された第１モード設定ダイヤル３と、上方角部に配設されたシャッターボタン４と、背面適所に配設されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）５と、ＬＣＤ５の下方に配設された設定ボタン群６と、ＬＣＤ５の側方に配設されたジョグダイヤル７と、ジョグダイヤル７の内側に配設されたプッシュボタン８と、ＬＣＤ５の上方に配設された光学ファインダー９と、光学ファインダー９の側方に配設されたメインスイッチ１０と、メインスイッチ１０の近傍に配設された第２モード設定ダイヤル１１と、第１モード設定ダイヤル３の近傍に配設されたぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１２とを備えている。
【００３０】
レンズユニット２は、光学素子としてのレンズを鏡胴内において図１の紙面に垂直な方向に複数配置して構成されている。レンズユニット２に内蔵される光学素子として、変倍を行うズームレンズ５３（図９参照）と、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ５４（図９参照）とを含む撮影光学系４６（図９参照）が備えられており、このレンズ５３，５４がそれぞれ光軸方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。
【００３１】
本実施形態のレンズユニット２には、その鏡胴の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な図略の操作環が備えられており、ズームレンズ５３は、前記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率（撮影倍率）に設定される手動式のズームレンズである。なお、レンズユニット２は、図略の取外しボタンを押圧操作することで、装置本体１Ａから取り外すことができる。
【００３２】
第１モード設定ダイヤル３は、撮像装置１の上面と略平行な面内で回動可能な略円盤状の部材であり、静止画や動画を撮影する撮影モードや記録済みの画像を再生する再生モード等、撮像装置１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。図示はしないが、第１モード設定ダイヤル３の上面には、その外周縁に沿って各機能を示すキャラクターがそれぞれ所定の間隔で表記されていて、装置本体１Ａ側の適所に設けられた指標と対向する位置にセットされたキャラクターに対応する機能が実行される。
【００３３】
シャッターボタン４は、途中まで押し込む半押し操作と完全に押し切る全押し操作との２段階で押圧操作されるボタンであり、主に後述する撮像素子１５（図３、図９参照）による露光動作のタイミングを指示するためのものである。シャッターボタン４の半押し操作が行われることで、図略のＡＥセンサの検出信号を用いて露出制御値（シャッタースピード及び絞り値）等の設定が行われる撮像待機状態に設定され、全押し操作が行われることで、後述する画像記憶部６３（図９参照）に記録する被写体の画像を生成するための撮像素子１５による露光動作が開始される。シャッターボタン４の半押し操作は、図略のスイッチＳ１がオンされることにより検出され、シャッターボタン４の全押し操作は、図略のスイッチＳ２がオンされることにより検出される。
【００３４】
ＬＣＤ５は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像素子１５により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、ＬＣＤ５に代えて、有機ＥＬやプラズマ表示装置であってもよい。設定ボタン群６は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。
【００３５】
ジョグダイヤル７は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角印の部分）を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図略の接点（スイッチ）により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン８は、ジョグダイヤル７の中央に配置されている。ジョグダイヤル７及びプッシュボタン８は、ＬＣＤ５に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタースピード、フラッシュ発光の有無等）の設定等の指示を入力するためのものである。
【００３６】
光学ファインダー９は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。メインスイッチ１０は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、左にセットすると撮像装置１の主電源がオンされ、右にセットすると主電源がオフされる。
【００３７】
第２モード設定ダイヤル１１は、第１モード設定ダイヤル３と同様の機械的構成を有し、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うものである。
【００３８】
ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１２は、撮影を行うに際して撮像装置１に生じた装置ぶれに対する後述のぶれ補正を行うぶれ補正モードと、ぶれ補正を行わない非ぶれ補正モードとを択一的に選択するためのボタンである。
【００３９】
ぶれ補正モードに設定された場合、シャッターボタン４の半押し操作により行われる上記撮像待機状態の期間には、後述するぶれ検出センサ１３による装置ぶれのぶれ量及びぶれ方向の検出と、そのぶれに対する補正量の算出とが行われ、その全押し操作により行われる撮像処理の期間には、それらに加えてぶれを補正する機構（後述する撮像素子１５を含む）によるぶれ補正動作が行われる。
【００４０】
このように撮像待機状態の期間からぶれ補正量等の算出処理を行っているのは、シャッターボタン４の全押し操作が行われた場合に、速やかにぶれ補正動作（撮像素子１５の駆動動作）を行えるようにするためである。また、この期間から前記ぶれ補正動作を行うようにしてもよいが、消費電力の低減等のため、この期間にはぶれ補正動作を行わない。
【００４１】
撮像装置１は、前記ぶれ補正動作を実行するべく、装置本体１Ａの適所にぶれ検出センサ１３を搭載している。ぶれ検出センサ１３は、図１の水平方向にＸ軸、該Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸とする２次元座標系を想定するものとすると、Ｘ軸方向の装置ぶれを検出するＸセンサ１３ａと、Ｙ軸方向の装置ぶれを検出するＹセンサ１３ｂとからなる。Ｘセンサ１３ａ及びＹセンサ１３ｂは、例えば圧電素子を用いたジャイロから構成され、各方向のぶれの角速度を検出するものである。
【００４２】
図３に示すように、装置本体１Ａの内部には、ＡＦ駆動ユニット１４と、撮像素子１５と、シャッターユニット１６と、光学ファインダー９と、位相差ＡＦモジュール１７と、ミラーボックス１８と、本体制御部１９とが備えられている。
【００４３】
ＡＦ駆動ユニット１４は、ＡＦアクチュエータ２０と、エンコーダ２１と、出力軸２２とを備えてなる。ＡＦアクチュエータ２０は、駆動源を発生するＤＣモータ、ステッピングモータ、超音波モータ等のモータ及びモータの回転数を減速するための図略の減速系を含むものである。
【００４４】
エンコーダ２１は、詳細には説明しないが、ＡＦアクチュエータ２０から出力軸２２に伝達される回転量を検出するもので、検出した回転量は、レンズユニット２内の撮影光学系４６の位置算出に用いられる。出力軸２２は、ＡＦアクチュエータ２０から出力される駆動力をレンズユニット２内のレンズ駆動機構４８に伝達するものである。
【００４５】
撮像素子１５は、装置本体１Ａの背面側の領域において、その受光面が撮影光学系４６の光軸に直交するように配設されている。撮像素子１５は、例えばフォトダイオードで構成される複数の光電変換素子がマトリックス状に２次元配列され、各光電変換素子の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタが１：２：１の比率で配設されてなるベイヤー配列のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カラーエリアセンサである。撮像素子１５は、撮影光学系４６により結像された被写体の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として出力する。
【００４６】
撮像素子１５は、以下に説明する撮像素子駆動機構５５により、後述する撮影光学系４６の光軸に直交する平面上で移動可能に構成されている。図４は、撮像素子駆動機構５５を示す図であり、図４（ａ）は、撮像素子１５の撮像面と反対側の面から見た図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線矢視図、図４（ｃ）は、図４（ａ）を矢印Ｂの方向から見た図である。なお、図４（ｃ）では、後述する第２基板２４、Ｘ軸アクチュエータ２６、Ｙ軸アクチュエータ２７等の図示は省略している。また、図４（ａ）に示すように、撮像素子１５の撮像面に対し、各辺の方向をＸ軸及びＹ軸とする２次元座標系（図１において設定した２次元座標系に相当）を設定するものとする。
【００４７】
撮像素子駆動機構５５は、略四角形状を有する第１基板２３、第２基板２４及び第３基板２５と、Ｘ軸アクチュエータ２６と、Ｙ軸アクチュエータ２７とを有して構成されている。第１基板２３は、装置本体１Ａに固定された中空の部材であり、Ｘ軸アクチュエータ２６は、該第１基板２３の背面側上部中央位置に取り付けられている。第２基板２４は、このＸ軸アクチュエータ２６に連結された中空の部材である。Ｙ軸アクチュエータ２７は、第２基板２４の表面一側縁中央位置に取付けられている。第３基板２５は、このＹ軸アクチュエータ２７に連結された板状の部材であり、この第３基板２５の表面に撮像素子１５が固定されている。第３基板２５は、撮像素子１５の熱を放出するための放熱板としての機能も有するものである。なお、第２基板２４及び第３基板２５は、所定の位置で図略のレール部材によりＸ軸方向及びＹ軸方向の移動がガイドされている。
【００４８】
図５は、Ｘ軸アクチュエータ２６及びＹ軸アクチュエータ２７の構成を示す図であり、図５（ａ）は、その構成を示す分解斜視図、図５（ｂ）は、その構成を示す組立図である。
【００４９】
図５に示すように、Ｘ軸アクチュエータ２６及びＹ軸アクチュエータ２７は、略同様の構成を有するものであり、圧電素子２８、該圧電素子２８の一端に接着して固定された駆動軸２９及び駆動軸２９に摩擦結合する摩擦結合部３０を有して構成されている。
【００５０】
圧電素子２８は、複数枚の圧電板が積層状態で互いに接着されてなり、電圧が印加されると、印加電圧に応じた量だけ積層方向に伸縮する素子である。圧電素子２８は、他端が第１基板２３又は第３基板２５上の支持ブロック３１に接着して固定されている。駆動軸２９は、第１基板２３又は第３基板２５上の支持体３２，３３により、圧電素子２８を構成する圧電板の積層方向に移動可能に支持されており、その端部に接着して固定された圧電素子２８に厚み方向の伸縮変位が発生すると、軸方向に移動する。
【００５１】
摩擦結合部３０は、駆動軸２９が貫通し駆動軸２９に下側から摩擦結合するスライダ３４、スライダ３４の上側に形成された切欠部３４ａに嵌挿され、駆動軸２９に上側から摩擦結合するパッド３５、駆動軸２９とスライダ３４及びパッド３５との摩擦結合力を調整する板ばね３６を備える。パッド３５上に形成された突起３５ａは、板ばね３６に当接しており、板ばね３６をスライダ３４に固定するねじ３７の締め付け力を調整することで、摩擦結合力を調整することができる。
【００５２】
図４も参照して、第２基板２４は、上縁部の中央位置に上方に突出した突出部２４ａを有し、この突出部２４ａにおける第１基板２３側の面には、前記スライダ３４が一体的に形成されている。そして、このスライダ３４とＸ軸アクチュエータ２６の駆動軸２９との摩擦結合を介して第１基板２３と第２基板２４とが連結され、これにより、第２基板２４は、第１基板２３に対してＸ軸方向に相対移動可能となっている。
【００５３】
また、第２基板２４の一側縁部における第１基板２３側の面の中央位置には、前記スライダ３４が一体的に形成されており、このスライダ３４とＹ軸アクチュエータ２７の駆動軸２９との摩擦結合により、Ｙ軸アクチュエータ２７を介して第３基板２５と第２基板２４とが連結され、第３基板２５は、第２基板２４に対してＹ軸方向に相対移動可能となっている。
【００５４】
Ｘ軸アクチュエータ２６及びＹ軸アクチュエータ２７の圧電素子２８には、図６に示すように、緩やかな立ち上がり部３８とこれに続く急速な立ち下がり部３９とからなる波形の駆動パルスが印加される。駆動パルスの緩やかな立ち上がり部３８では圧電素子２８が緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸２９は矢印ａ（図５（ａ），（ｂ）参照）で示す方向に変位する。このため駆動軸２９に摩擦結合部３０で摩擦結合している第２基板２４が矢印ａ方向へ移動するとともに、駆動軸２９の変位に伴って第３基板２５も一体的に矢印ａ方向へ移動する。なお、矢印ａ方向とは、Ｘ軸アクチュエータ２６についてはＸ軸方向に相当し、Ｙ軸アクチュエータ２７についてはＹ軸方向に相当する。
【００５５】
また、駆動パルスの急速な立ち下がり部３９では、圧電素子２８が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動軸２９も矢印ａと反対方向へ変位する。このとき、例えば、Ｘ軸アクチュエータ２６の駆動軸２９に摩擦結合部３０で摩擦結合している第２基板２４と、Ｙ軸アクチュエータ２７の駆動軸２９と一体化された第３基板２５とは、その慣性力により駆動軸２９と摩擦結合部３０との間の摩擦結合力に打ち勝って実質的にその位置に留まり、移動しない。なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向と、これと反対方向とのいずれにおいても第２基板２４、第３基板２５に固定された摩擦結合部３０と駆動軸２９との間に滑りを生じつつ追動し、駆動時間の差によって全体として矢印ａ方向に移動するものも含むことを意味している。どのような移動形態になるかは、与えられた摩擦条件に応じて決定される。
【００５６】
このように、上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子２８に印加することにより撮像素子１５をＸ軸正方向及びＹ軸正方向へ連続して移動させることができる。撮像素子１５をＸ軸、Ｙ軸の負方向、即ち矢印ａと反対方向への移動は、圧電素子８の電極の極性を逆にして、前記のような波形の駆動パルスを圧電素子２８に印加することで達成できる。
【００５７】
以上の構成により、ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１２によりぶれ補正モードが設定された場合、撮像光学系４８により導かれる被写体光像に対する撮像素子１５の相対位置が一定に保たれるように、ぶれ検出センサ１３の検出結果に応じた電圧がＸ軸アクチュエータ２６及びＹ軸アクチュエータ２７の圧電素子３４に印加され、Ｘ軸アクチュエータ２６により第２基板２４を第１基板２３に対してＸ軸方向に、また、Ｙ軸アクチュエータ２７により第３基板２５を第２基板２４に対してＹ軸方向にそれぞれ駆動することにより、撮像素子１５を矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に移動させる。なお、撮像素子１５の位置は、図略の位置検出センサにより検出される。
【００５８】
図４に示すように、第１基板２３の適所には、撮像素子１５を冷却するための冷却ユニット６６が設置されている。この冷却ユニット６６の設置位置は、ぶれ補正時における第３基板２５の移動範囲より外側に設定されている。
【００５９】
図７は、冷却ユニット６６の構造を示す図である。
【００６０】
図７に示すように、冷却ユニット６６は、第１、第２放熱板６７，６８と、ペルチェ素子６９，７０とを備えて構成されている。冷却ユニット６６は、ペルチェ素子６９，７０にそれぞれ電極ａから電極ｂに向けて電流を流すことで、第１放熱板６７は発熱側として、第２放熱板６８は吸熱側として作用するものである。また、バネ部７１は、熱伝導性及び弾性を有し、第２放熱板６８の適所に取付けられている。
【００６１】
一方、撮像素子１５を支持する第３基板２５の適所は、第２放熱板６８側に延設されており（延設部２５ａ）、この延設部２５ａは第２基板２４より第２放熱板６８側に突出した状態で、該第２基板２４に固定されている。
【００６２】
図８は、撮像素子１５を冷却するときの状態を示す図である。図８に示すように、撮像素子１５を冷却する際には、Ｘ軸アクチュエータ２６、Ｙ軸アクチュエータ２７により、第３基板２５の延設部２５ａが前記バネ部７１に弾性的に当接するように、第２基板２４が冷却ユニット６６側に移動される。これにより、撮像素子１５に生じた熱が、延設部２５ａを介して冷却ユニット６６に移動し、吸熱側として作用する第２放熱板６９により吸熱される。以下、延設部２５ａが前記バネ部７１に接触するときの撮像素子１５の位置を冷却位置という。なお、冷却位置は、特許請求の範囲における第１の位置に相当する。
【００６３】
このように、ぶれ補正動作に用いる撮像素子駆動機構５５を、撮像素子１５を冷却する場合にも用いるようにしたので、ぶれ補正機能と撮像素子１５の冷却機能を撮像装置１に搭載する場合に、それぞれの動作を別個の駆動機構で行わせる構成に比して、コストアップや大型化を抑制することができる。
【００６４】
図３に戻り、シャッターユニット１６は、フォーカルプレーンシャッター（以下、単にシャッターという）を有してなり、ミラーボックス１８の背面と撮像素子１５との間に配設されている。
【００６５】
光学ファインダー９は、装置本体１Ａの略中央に配設されたミラーボックス１８の上部に配設されており、焦点板４０と、プリズム４１と、接眼レンズ４２とを備えて構成されている。プリズム４１は、焦点板４０上の像の左右を反転させ接眼レンズ４２を介して撮影者の目に導き、被写体像を視認できるようにするものである。
【００６６】
位相差ＡＦモジュール１７は、ミラーボックス１８の底部に配設されており、周知の位相差検出方式により合焦位置を検出するものである。位相差ＡＦモジュール１７は、例えば特開平１１−８４２２６号に開示されている構成を有するものであり、詳細な構成の説明は省略する。
【００６７】
温度センサ４３は、撮像素子１５の温度を検出するものであり、例えばサーミスタである。
【００６８】
ミラーボックス１８は、クイックリターンミラー４４とサブミラー４５とを備えてなる。クイックリターンミラー４４は、回動支点Ｐを中心として、図３の実線で示すように、撮影光学系４６の光軸Ｌに対して略４５度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、装置本体１Ａの底面と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で回動自在に構成されている。
【００６９】
サブミラー４５は、クイックリターンミラー４４の背面側（撮像素子１５側）に配設されており、図３の実線で示すように、傾斜姿勢にあるクイックリターンミラー４４に対して略９０度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、水平姿勢にあるクイックリターンミラー４４と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で、クイックリターンミラー４４に連動して変位可能に構成されている。クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５は、後述のミラー駆動機構５６（図９参照）により駆動される。
【００７０】
クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５が傾斜姿勢のとき（シャッターボタン４の全押し操作が行われるまでの期間  以下、撮影準備期間という）、クイックリターンミラー４４は、撮影光学系４６による光束の大部分を焦点板４０方向に反射するとともに、残りの光束を透過させ、サブミラー４５は、クイックリターンミラー４４を透過した光束を位相差ＡＦモジュール１７に導く。このとき、光学ファインダー９による被写体像の表示と位相差ＡＦモジュール１７による焦点調節動作とが行われる一方、撮像素子１５には光束が導かれないため、ＬＣＤ５による被写体の画像の表示は行われない。
【００７１】
一方、クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５が水平姿勢のときには（シャッターボタン４が全押しされたとき）、クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５は光軸Ｌから退避するため、撮影光学系４６を透過した光束は略全て撮像素子１５に導かれる。このとき、ＬＣＤ５による被写体の画像表示が行われる一方、光学ファインダー９による被写体の画像表示や位相差ＡＦモジュール１７による焦点調節動作は行われない。
【００７２】
本体制御部１９は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなるものであり、詳細な機能については後述する。
【００７３】
次に、装置本体１Ａに装着されるレンズユニット２について説明する。
【００７４】
図３に示すように、レンズユニット２は、撮影光学系４６と、鏡胴４７と、レンズ駆動機構４８と、エンコーダ４９と、レンズ制御部５０とを備える。
【００７５】
撮影光学系４６は、ズームレンズ５３（図９参照）と、フォーカスレンズ５４（図９参照）と、装置本体１Ａに備えられる後述の撮像素子１５等へ入射される光量を調節するための絞り５１とが、鏡胴４７内において光軸Ｌ方向に保持されてなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像素子１５等に結像するものである。焦点調節動作は、撮影光学系４６が装置本体１Ａ内のＡＦアクチュエータ２０により光軸Ｌ方向に駆動されることで行われる。
【００７６】
レンズ駆動機構４８は、例えばヘリコイド及びヘリコイドを回転させる図略のギヤ等で構成され、カプラー５２を介してＡＦアクチュエータ２０からの駆動力を受けて、撮影光学系４６を一体的に光軸Ｌと平行な矢印Ａ方向に移動させるものである。撮影光学系４６の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ２０の回転方向及び回転数に従う。
【００７７】
レンズエンコーダ４９は、撮影光学系４６の移動範囲内において光軸Ｌ方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながら鏡胴４７と一体的に移動するエンコーダブラシとを備えてなり、撮影光学系４６の焦点調節時の移動量を検出するためのものである。
【００７８】
レンズ制御部５０は、当該レンズユニット２が装置本体１Ａに装着され、装置本体１Ａ内の本体制御部１９からデータの要求があった場合に、該装置本体１Ａ内の本体制御部１９に記憶内容を提供するものである。
【００７９】
次に、本実施形態に係る撮像装置１の電気的な構成について説明する。図９は、装置本体１Ａにレンズユニット２が装着された状態での撮像装置１全体の電気的な構成を示すブロック図である。また、図１〜図３と同一の部材等については、同一の符号を付している。また、図９の点線は、レンズユニット２内に搭載される部材等であることを示している。
【００８０】
図９に示すように、撮影光学系４６は、図３に示す撮影光学系４６に相当するものであり、ズームレンズ５３と、フォーカスレンズ５４とを備えてなる。ＡＦアクチュエータ２０、エンコーダ２１、出力軸２２、レンズ駆動機構４８及びレンズエンコーダ４９は、それぞれ図３に示すＡＦアクチュエータ２０、エンコーダ２１、出力軸２２、レンズ駆動機構４８及びレンズエンコーダ４９に相当するものである。レンズ制御部５０は、図３に示すレンズ制御部５０に相当するものである。ミラーボックス１８は、クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５を備え、位相差ＡＦモジュール１７は、図３に示す位相差ＡＦモジュール１７に相当するものである。ぶれ検出センサ１３及び冷却ユニット６６は、図１に示すぶれ検出センサ１３及び図４、図７に示す冷却ユニット６６に相当するものである。撮像素子１５は、図３に示す撮像素子１５に相当するものであり、後述のタイミング制御回路５９により、撮像素子１５の露出動作の開始及び終了や、撮像素子１５における各画素の画素信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。
【００８１】
撮像素子駆動機構５５は、撮像素子１５を撮影光学系４６の光軸に直交する平面上で駆動するものであり、前述の圧電素子２８、駆動軸２９及び摩擦結合部３０等を含んで構成されるものである。ミラー駆動機構５６は、クイックリターンミラー４４やサブミラー４５を傾斜姿勢と水平姿勢との間で駆動するものであり、本体制御部１９によりその動作が制御される。
【００８２】
信号処理部５７は、撮像素子１５から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理部５７は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路により画像信号のレベル調整を行う。
【００８３】
Ａ／Ｄ変換部５８は、信号処理部５７により出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画素信号を、複数のビット（例えば１０ビット）からなるデジタルの画素信号（以下、画素データ）にそれぞれ変換するものである。
【００８４】
タイミング制御回路５９は、本体制御部１９から出力される基準クロックＣＬＫ０に基づいてクロックＣＬＫ１，ＣＬＫ２，ＣＬＫ３を生成し、クロックＣＬＫ１を撮像素子１５に、クロックＣＬＫ２を信号処理部５７に、クロックＣＬＫ３をＡ／Ｄ変換部５８にそれぞれ出力することにより、撮像素子１５、信号処理部５７及びＡ／Ｄ変換部５８の動作を制御する。
【００８５】
画像メモリ６０は、撮影モード時には、Ａ／Ｄ変換部５８から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し本体制御部１９により各種処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、後述の画像記憶部６３から読み出した画像データを一時的に記憶するメモリである。
【００８６】
ＶＲＡＭ６１は、ＬＣＤ５の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、ＬＣＤ５に再生表示される画像を構成する画素データのバッファメモリである。ＬＣＤ５は、図２に示すＬＣＤ５に相当するものである。
【００８７】
入力操作部６２は、前述の第１モード設定ダイヤル３、シャッターボタン４、設定ボタン群６、ジョグダイヤル７、プッシュボタン８、メインスイッチ１０、第２モード設定ダイヤル１１及びぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１２等を含み、操作情報を本体制御部１９に入力するためのものである。画像記憶部６３は、メモリカードやハードディスクなどからなり、本体制御部１９で生成された画像を保存するものである。
【００８８】
本体制御部１９は、図３に示す本体制御部１９に相当するものであり、図９に示す撮像装置１内の各部材の駆動を関連付けて制御するものである。また、本体制御部１９は、機能的に、ぶれ補正制御部６４と、冷却制御部６５とを有する。
【００８９】
ぶれ補正制御部６４は、ぶれ補正モードの設定時において、ぶれ検出センサ１３からのぶれ検出信号に基づいてぶれ方向及びぶれ量を算出し、この算出したぶれ方向及びぶれ量に基づき、撮像素子駆動機構５５による撮像素子１５の駆動動作を制御するものである。
【００９０】
冷却制御部６５は、撮像素子１５の冷却を行う場合に、撮像素子駆動機構５５による撮像素子１５の駆動動作を制御するとともに、冷却ユニット６６の作動を制御するものである。
【００９１】
次に、ぶれ補正制御部６４によるぶれ補正動作と冷却制御部６５による冷却動作とを含む撮像装置１における各種処理の説明を行う。図１０は、本実施形態に係る撮像装置１の撮影準備処理及び撮影処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１０においては、ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１２によりぶれ補正モードが設定されている状態を前提とする。
【００９２】
図１０に示すように、本体制御部１９は、メインスイッチ１０により主電源がオンされたか否かを判断し（ステップ♯１）、主電源がオンされると（ステップ♯１でＹＥＳ）、レンズユニット２との間で、該レンズユニット２の種類に関する情報等の通信を行う（ステップ♯２）。
【００９３】
次に、本体制御部１９は、シャッターボタン４の半押し操作が行われたか否かを判定し（ステップ♯３）、シャッターボタン４の半押し操作が行われていない場合には待機する（ステップ♯３でＮＯ）。そして、シャッターボタン４の半押し操作が行われると（ステップ♯３でＹＥＳ）、冷却制御部６５は、撮像素子駆動機構５５の動作を制御して、図８に示すように撮像素子１５を冷却位置に位置させる（ステップ♯４）。そして、本体制御部１９は、被写体の輝度に基づいて露出制御値（シャッタースピード及び絞り値）を決定するとともに、位相差検出方式によるＡＦ処理を開始する（ステップ♯５）。
【００９４】
そして、本体制御部１９は、ぶれ検出センサ１３からの出力とレンズユニット２から得たデータとを用いてぶれ補正量及びぶれ補正方向の算出処理を行う（ステップ♯６）。なお、ここでぶれ補正量等の算出処理を行っているのは、前述したように、シャッターボタン４の全押し操作が行われた場合に、速やかにぶれ補正動作（撮像素子１５の駆動動作）を行えるようにするためである。シャッターボタン４の全押し操作後にもぶれ補正量等の算出処理を行うが、ぶれ検出センサ１３内に備えられるフィルター等の動作安定時間が必要であることを考慮して、その半押し操作の段階でぶれ補正量等の算出処理を行っておくと、半押し操作の段階でぶれ補正量等の算出処理を行わない場合に比して速やかに新たなぶれ補正量等の算出を行うことができ、その結果、速やかにぶれ補正動作を行える。また、この時点からぶれ補正動作（撮像素子１５の駆動動作）を行うようにしてもよいが、消費電力の低減やＸ軸アクチュエータ２６及びＹ軸アクチュエータ２７の破損防止等のため、ぶれ補正量等の算出処理まで行うようにしている。
【００９５】
次に、本体制御部１９は、シャッターボタン４の全押し操作が行われたか否かを判定し（ステップ♯７）、シャッターボタン４の全押し操作が行われていない場合には、ステップ♯３の処理に戻る（ステップ♯７でＮＯ）。
【００９６】
そして、シャッターボタン４の全押し操作が行われると（ステップ♯７でＹＥＳ）、冷却制御部６５は、撮像素子１５を中央位置に位置させた後（ステップ♯８）、ぶれ補正制御部６４は、ぶれ補正量等の算出処理及び撮像素子１５の駆動制御を開始する（ステップ♯９）。なお、前記中央位置とは、撮像素子１５の受光面の中心が、撮影光学系４６の光軸と交差する撮像素子１５の位置をいう。
【００９７】
また、本体制御部１９は、クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５が水平姿勢（ミラーアップ）となるようにミラー駆動機構５６に駆動を行わせた（ステップ♯１０）後、シャッターユニット１６に対する開制御を行い、ステップ♯５で設定された位置にフォーカスレンズ５４を位置させた状態で、且つステップ♯７で設定された露出制御値で、撮像素子１５に撮像動作（露光動作）を行わせる（ステップ♯１１）。
【００９８】
その後、本体制御部１９は、シャッターユニット１６に対する閉制御を行うとともに、クイックリターンミラー４４及びサブミラー４５が傾斜姿勢となるようにミラー駆動機構５６に駆動を行わせ（ステップ♯１２）、ぶれ補正制御部６４は、ぶれ補正量等の算出処理及び撮像素子１５の駆動制御を終了する（ステップ♯１３）。また、冷却制御部６５は、撮像素子駆動機構５５の動作を制御して、撮像素子１５を冷却位置に位置させる（ステップ♯１４）。
【００９９】
そして、本体制御部１９は、撮像素子１９から画素信号の読み出しを行った後（ステップ♯１５）、冷却制御部６５は、撮像素子１５を冷却位置から退避させる。（ステップ♯１６）。また、本体制御部１９は、撮像素子１５の撮像動作により得られる画像に圧縮処理等の画像処理を施した後、その画像処理後の画像を画像記憶部６３に格納し（ステップ♯１７）、その画像をＬＣＤ５に表示する処理を行う（ステップ♯１８）。
【０１００】
また、本体制御部１９は、メインスイッチ１０により主電源がオフされたか否かを判断し（ステップ♯１９）、主電源がオフされていない場合には（ステップ♯１９でＮＯ）、ステップ♯２の処理に戻り、主電源がオフされた場合には（ステップ♯１９でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１０１】
図１１は、手ぶれ補正モードが設定されている場合のより詳細な撮像装置１における処理を示すタイムチャートである。
【０１０２】
図１１に示すように、時刻Ｔ＝Ｔ１でシャッターボタン４が半押しされる（Ｓ１：ＯＮ）まで、冷却制御部６５は、撮像素子１５を冷却位置以外の位置に位置させた状態で、冷却ユニット６６を非作動とする。
【０１０３】
そして、時刻Ｔ＝Ｔ１でシャッターボタン４が半押しされると、冷却制御部６５は、撮像素子１５を冷却位置に位置させた上で冷却ユニット６６の間欠駆動を開始する。この状態は、シャッターボタン４が半押しされている期間、継続される。
【０１０４】
そして、シャッターボタン４の半押し操作が解除されることなく、時刻Ｔ＝Ｔ２でシャッターボタン４が全押しされると、ぶれ補正制御部６４は、撮像素子１５を冷却位置から移動させ、撮像素子駆動機構５５に手振れ補正のための駆動を行わせる一方、冷却制御部６５は、冷却ユニット６６の間欠駆動を継続させる。
【０１０５】
時刻Ｔ＝Ｔ２から微小時間経過後の時刻Ｔ＝Ｔ３に、シャッターユニット１６の開制御が行われ、撮像素子１５による記録用画素信号の生成のための露光動作（図１１では「本露光」と表記）が行われる。そして、時刻Ｔ＝Ｔ４でシャッターユニット１６の閉制御が行われ、時刻Ｔ＝Ｔ４から微小時間経過後の時刻Ｔ＝Ｔ５に、画素信号の出力動作が開始される。冷却制御部６５は、時刻Ｔ＝Ｔ５まで冷却ユニット６６の間欠駆動を継続させる。
【０１０６】
そして、時刻Ｔ＝Ｔ５に、ぶれ補正制御部６４は、撮像素子駆動機構５５に手振れ補正のための駆動を停止させ、冷却制御部６５は、撮像素子１５を冷却位置に移動させる。また、時刻Ｔ＝Ｔ５に、冷却制御部６５は、冷却ユニット６６の全駆動を開始させる。この全駆動とは、冷却ユニット６６が発揮可能な冷却性能のうち最大の冷却性能を発揮させる駆動をいう。これにより、撮像素子１５は、最大限の冷却作用を受けることとなる。
【０１０７】
その後、時刻Ｔ＝Ｔ６に画素信号の出力動作（読み出し動作）が終了すると、冷却制御部６５は、撮像素子１５を冷却位置以外の位置に退避させた上で冷却ユニット６６の全駆動を停止し、冷却ユニット６６を非作動とする。
【０１０８】
以上のように、本実施形態では、シャッターボタン４の半押し操作が行われるタイミングから撮像素子１５の画素信号の出力動作が完了するまでの期間に冷却ユニット６６を作動させるようにしたので、撮像素子１５の温度が上昇しやすい期間に、該撮像素子１５の温度上昇を確実に抑制したり撮像素子１５を冷却したりすることができる。また、その期間にのみ冷却ユニット６６を作動させるようにし、それ以外の期間においては冷却ユニット６６を作動させないようにしたので、撮像装置１の起動中常に冷却動作を行う構成に比して消費電力を低減することができる。その結果、消費電力の低減を図りつつ、画像品質の低下を防止又は抑制することができる。
【０１０９】
また、冷却ユニット６６による冷却作用を受けるための撮像素子１５の駆動機構と、手振れ補正用の駆動機構とを兼用したので、冷却用の撮像素子１５の駆動機構と手振れ補正用の駆動機構とを別個に撮像装置１に備えるに際し、コストの増大を抑制することができる。
【０１１０】
また、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ５の撮影準備期間及び本露光期間と、時刻Ｔ５〜時刻Ｔ６の画素信号の読み出し期間とで、冷却ユニット６６の作動状態を変えるようにしたので、両期間中、冷却ユニット６６を全駆動で作動させる場合に比して消費電力を低減することができるとともに、撮像素子１５の動作状態に応じた適切な冷却動作を行うことができる。また、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ５における間欠駆動を行わずに冷却ユニット６６を非作動とし、シャッターボタン４が全押しされると、冷却ユニット６６を全駆動する場合、冷却ユニット６６による最大限の冷却作用が得られるまでにタイムラグが発生するが、本実施形態のように画素信号の読み出し開始前に予め冷却ユニット６６の間欠駆動を行っておくことで、前記タイムラグを小さくし、速やかに最大限の冷却作用で撮像素子１５を冷却することができる。ただし、本発明は、前述の、前記間欠駆動を行わずに冷却ユニット６６を非作動とし、シャッターボタン４が全押しされると、冷却ユニット６６を全駆動する形態も含む。
【０１１１】
また、撮像素子１５に記録用画素信号を出力させる期間は、特に撮像素子１５の温度上昇が著しいことから、冷却ユニット６６を全駆動させるようにしたので、前期記録用画素信号にノイズが含有するのを防止または抑制することができ、画像品質の低下を防止又は抑制することができる。
【０１１２】
さらに、撮像素子１５に記録用の画素信号を出力させる期間において、撮像素子１５を最大限の冷却性能で冷却することで次のような効果を有する。
【０１１３】
すなわち、撮像素子１５の各画素で構成されるマトリックスにおいて、水平方向に並ぶ複数の水平画素列を複数のグループ（以下、フィールド）に分け、各フィールドで時間をずらして画素信号を出力するように撮像素子１５の動作を制御する場合がある。
【０１１４】
例えば、最上位置に位置する水平画素列を基準として、最下位置に位置する水平画素列に向かって各水平画素列に対し昇順で番号を付した場合において、３ｎ−１（ｎは自然数）で表される番号が付された水平画素列が位置する領域を第１フィールド、３ｎ−２で表される番号が付された水平画素列が位置する領域を第２フィールド、３ｎで表される番号が付された水平画素列が位置する領域を第３フィールドというものとすると、第１フィールド、第２フィールド、第３フィールドの順に画素信号を出力させるものとする。
【０１１５】
この場合、特に、第１フィールドから得られる画素信号の出力タイミングと第３フィールドから得られる画素信号の出力タイミングとは比較的大きな時間差があるため、その時間差に相当する暗ノイズ分、画素信号に含まれる暗ノイズの大きさも異なることとなる。
【０１１６】
暗ノイズは、撮像素子１５の温度が高いほど多く発生することから、本実施形態のように、撮像素子１５から画素信号を出力する期間に最大の冷却能力で撮像素子１５を冷却することで、この期間に発生する暗ノイズをできるだけ低減することができる。
【０１１７】
なお、本発明は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態［１］〜［４］に説明する変形形態も採用可能である。
【０１１８】
［１］前記第１の実施形態では、シャッターボタン４が半押しされてから、撮像素子１５から画素信号の出力が開始されるまでの期間においては、冷却ユニット６６を冷却位置に位置させるようにしたが、温度センサ４３により検出される撮像素子１５の温度が所定値（例えば３０℃〜４０℃の間の温度）より低い場合（撮像素子１５に対して冷却動作を行う必要がないと考えられる場合）には、冷却ユニット６６の作動を止め、シャッターボタン４の全押しが行われると速やかに撮影動作を実行できるように、撮像素子１５を中央位置（撮像素子１５の受光面の中心位置が撮影光学系の光軸と交差する位置）に位置させるようにしてもよい。
【０１１９】
［２］前記第１の実施形態の非ぶれ補正モードが設定されている場合において、撮像素子１５の本露光動作期間（時刻Ｔ３〜Ｔ５）に撮像素子１５を冷却位置に位置させるときには、その期間中、冷却ユニット６６を間欠駆動又は全駆動で作動させるようにするとよい。
【０１２０】
［３］前記第１の実施形態及び変形形態［１］においては、一眼レフレックスタイプの撮像装置１に本発明を適用した場合について説明したが、所謂コンパクトカメラに本発明を適用することもできる。
【０１２１】
図１２、図１３に示すように、本実施形態の撮像装置１０１は、装置本体１０１Ａに、撮影光学系１０２、シャッターボタン１０３、光学ファインダー１０４、フラッシュ１０５、ＬＣＤ１０６、機能スイッチ群１０７、電源ボタン１０８、モード設定スイッチ１０９及びぶれ検出センサ１１０を備えている。
【０１２２】
撮影光学系１０２は、装置本体１０１Ａの前面適所に配設されており、被写体の光像を形成するものである。撮影光学系１０２は、撮影画角を変更するためのズームレンズ群１１１（図１４参照）や焦点調節を行うためのフォーカスレンズ群１１２（図１４参照）等を有し、焦点距離の変更や焦点位置の調節を行う。
【０１２３】
シャッターボタン１０３は、２段階（半押し及び全押し）で押圧操作されるボタンであり、露光制御のタイミングを指示するためのものである。撮像装置１０１は、静止画を撮影する静止画撮影モードと、動画を撮影する動画撮影モードとを有し、静止画撮影モード及び動画撮影モードの設定時において、シャッターボタン１０３が操作されていない状態では、所定の周期、例えば１／３０（秒）毎に被写体の画像（ライブビュー画像）が更新的にＬＣＤ１０６に表示される。
【０１２４】
なお、ライブビュー画像は、被写体の画像を記録するまでの期間（撮影準備期間）、一定の周期（例えば１／３０秒）でＬＣＤ１０６に切換表示される、撮像素子１１５で撮像された画像をいい、このライブビュー画像により、被写体の状態が略リアルタイムでＬＣＤ１０６に表示され、撮影者は被写体の状態をＬＣＤ１０６で確認することができる。
【０１２５】
また、静止画撮影モードにおいては、シャッターボタン１０３の半押し操作が行われることで、露出制御値（シャッタースピード及び絞り値）等の設定が行われる撮像待機状態に設定され、全押し操作が行われることで、後述する外部記憶部１２２（図１４参照）に記録する被写体の画像を生成するための撮像素子１１５による露光動作（記録用露光動作）が開始される。動画撮影モードにおいては、シャッターボタン１０３の全押し操作が行われることで記録用露光動作が開始され、周期的に画素データが取り出されて該画素データにより画像が生成され、再度全押し操作が行われることで、その記録用露光動作が停止する。
【０１２６】
光学ファインダー１０４は、装置本体１０１Ａの背面適所に配設されており、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。フラッシュ１０５（内蔵フラッシュ）は、装置本体１０１Ａの前面中央上部に配設されており、被写体からの光量が不足する場合などに図略の放電灯を放電させることにより被写体に照明光を照射するものである。
【０１２７】
ＬＣＤ１０６は、装置本体１０１Ａの背面略中央部に配設されており、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像素子１１５により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１０１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。
【０１２８】
機能スイッチ群１０７は、ＬＣＤ１０６の右側方に配設されており、ズームレンズ群１１１（図１４参照）のワイド方向又はテレ方向の駆動を行うためのズームスイッチや、焦点調節を行う（フォーカスレンズ群１１２を光軸方向に駆動する）ためのフォーカススイッチ等からなる。また、機能スイッチ群１０７には、前記第１の実施形態と略同様の機能を有するぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１０７ａが設けられている。
【０１２９】
電源ボタン１０８は、装置本体１０１Ａの背面であって機能スイッチ群１０７の左側方に配設されており、押圧する毎に主電源のＯＮ／ＯＦＦが交互に切り換わるようになっている。
【０１３０】
モード設定スイッチ１０９は、装置本体１０１Ａの背面上部に配設されており、被写体像の静止画撮影を行う「静止画撮影モード」と、被写体像の動画撮影を行う「動画撮影モード」と、後述の外部記憶部１２２（図１４参照）に記録された撮影画像をＬＣＤ１０６に再生表示する「再生モード」との間でモードの切換設定を行うためのスイッチである。モード設定スイッチ１０９は、上下にスライドする３接点のスライドスイッチからなり、下にセットすると撮像装置１０１が再生モードに設定され、中央にセットすると静止画撮影モードに設定され、上にセットすると動画撮影モードに設定される。
【０１３１】
ぶれ検出センサ１１０は、前記第１の実施形態のぶれ検出センサ１３と略同様の構成・機能を有するものである。
【０１３２】
次に、図１４を参照して、撮像装置１０１の電気的な構成について説明する。なお、図１２，図１３と同一の部材等については、同一の符号を付している。
【０１３３】
ＬＣＤ１０６は、図１２に示すＬＣＤ１０６に相当するものである。また、撮影光学系１０２は、図１２に示す撮影光学系１０２に相当するものであり、ズームレンズ群１１１及びフォーカスレンズ群１１２を有する。
【０１３４】
レンズ駆動部１１３は、ズームレンズ群１１１及びフォーカスレンズ群１１２を駆動するアクチュエータを備えて構成されている。撮像素子駆動機構１１４は、前記第１の実施形態における撮像素子駆動機構５５と略同様の構成を有するものである。
【０１３５】
撮像素子１１５、信号処理部１１６、Ａ／Ｄ変換部１１７、画像メモリ１１８、タイミング制御回路１１９及びＶＲＡＭ１２０は、前記第１の実施形態における撮像素子１５、信号処理部５７、Ａ／Ｄ変換部５８、タイミング制御回路５９及びＶＲＡＭ６１と略同様の構成を有するものである。また、冷却ユニット１２６及び温度センサ１２７は、第１の実施形態における冷却ユニット６６及び温度センサ４３と略同様の構成を有するものである。
【０１３６】
入力操作部１２１は、前述のシャッターボタン１０３、機能スイッチ群１０７、電源ボタン１０８及びモード設定スイッチ１０９を含むものであり、これらの操作情報を制御部１２３に入力するものである。外部記憶部１２２は、前記第１の実施形態における画像記憶部５６と略同様の構成を有するものである。
【０１３７】
制御部１２３は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、上述した装置本体１０１Ａ内の各部材の駆動を関連付けて制御して撮像装置１０１の撮影動作を統括制御するものである。また、制御部１２３は、ぶれ補正制御部１２４と、冷却制御部１２５とを有する。
【０１３８】
ぶれ補正制御部１２４は、ぶれ補正モードにおいて、ぶれ検出センサ１１０からのぶれ検出信号に基づいてぶれ方向及びぶれ量を算出し、この算出したぶれ方向及びぶれ量に基づき、撮像素子１１５の駆動を制御するものである。
【０１３９】
冷却制御部６５は、撮像素子１５の冷却を行う場合に、撮像素子駆動機構５５による撮像素子１５の駆動動作を制御するとともに、冷却ユニット６６の作動を制御するものである。
【０１４０】
次に、ぶれ補正制御部１２４によるぶれ補正動作と冷却制御部１２５による冷却動作とを含む撮像装置１における各種処理の説明を行う。図１５は、本実施形態に係る撮像装置１の撮影準備処理及び撮影処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１５においては、ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン１０７ａによりぶれ補正モードが設定されている状態を前提とする。
【０１４１】
図１５に示すように、制御部１２３は、電源ボタン１０８により主電源がオンされたか否かを判断し（ステップ♯１０１）、主電源がオンされると（ステップ♯１０１でＹＥＳ）、現在撮影モードが設定されているか否かを判断する（ステップ♯１０２）。その結果、撮影モード以外の他のモード（例えば再生モード）が設定されている場合には（ステップ♯１０２でＮＯ）、そのモードに応じた処理を行う（ステップ♯１０３）。
【０１４２】
一方、撮影モードが設定されている場合には（ステップ♯１０２でＹＥＳ）、制御部１２３は、各レンズを光軸方向に繰り出し（ステップ♯１０４）、撮像素子駆動機構１１４の動作を制御して、撮像素子１１５を中央位置に移動して（ステップ♯１０５）、ライブビュー画像の表示動作を実行する（ステップ♯１０６）。
【０１４３】
次に、制御部１２３は、シャッターボタン１０３の半押し操作が行われたか否かを判断する（ステップ♯１０７）。その結果、シャッターボタン１０３の半押し操作が行われていない場合には（ステップ♯１０７でＮＯ）、制御部１２３は、ステップ♯１０６の処理に戻る。一方、シャッターボタン１０３の半押し操作が行われた場合には（ステップ♯１０７でＹＥＳ）、手ぶれ補正動作（ぶれ補正量及びぶれ補正方向の算出処理及び撮像素子１１５の移動）を開始し（ステップ♯１０８）、撮像素子１１５に露光動作を行わせ（ステップ♯１０９）、該露光動作により得られる画素信号に基づいてライブビュー画像を生成して、該ライブビュー画像をＬＣＤ１０７に表示させる（ステップ♯１１０）。
【０１４４】
次に、制御部１２３は、シャッターボタン１０３の全押し操作が行われたか否かを判定し（ステップ♯１１１）、シャッターボタン１０３の全押し操作が行われていない場合には、ステップ♯１０６の処理に戻る（ステップ♯１１１でＮＯ）。
【０１４５】
シャッターボタン１０３の全押し操作が行われると（ステップ♯１１１でＹＥＳ）、制御部１２３は、被写体の輝度に基づいて露出制御値（シャッタースピード及び絞り値）を決定するとともに、ＡＦ処理を開始し（ステップ♯１１２）、ステップ♯１１２で設定された露出制御値で、撮像素子１１５に記録用画素信号生成用の露光動作を行わせる（ステップ♯１１３）。
【０１４６】
その後、制御部１２３は、手ぶれ補正動作を終了させた上で（ステップ♯１１４）、撮像素子駆動機構１１４の動作を制御して、画素信号の読出し期間中だけ撮像素子１１５を冷却位置に位置させ（ステップ♯１１５）、撮像素子１５の撮像動作により得られる画像に圧縮処理等の画像処理を施した後、その画像処理後の画像を外部記憶部１２２に格納するとともに、撮像素子１１５を中央位置に位置させ（ステップ♯１１６）、前記画像をＬＣＤ５に表示する処理を行う（ステップ♯１１７）。
【０１４７】
また、制御部１２３は、電源ボタン１０８により主電源がオフされたか否かを判断し（ステップ♯１１８）、主電源がオフされていない場合には（ステップ♯１１８でＮＯ）、ステップ♯１０６の処理に戻り、主電源がオフされた場合には（ステップ♯１１８でＹＥＳ）、各レンズを沈胴させた上で（ステップ♯１１９）、処理を終了する。
【０１４８】
図１６は、手ぶれ補正モードが設定されている場合のより詳細な撮像装置１０１における処理を示すタイムチャートである。
【０１４９】
図１６に示すように、時刻Ｔ＝Ｔ１１でシャッターボタン１０３が半押しされる（Ｓ１：ＯＮ）まで、冷却制御部１２５は、撮像素子１５を中央位置に位置させ、冷却ユニット６６を非作動とする。
【０１５０】
そして、時刻Ｔ＝Ｔ１１でシャッターボタン１０３が半押しされると、ぶれ補正制御部１２４は、撮像素子１５にぶれ補正動作を開始させる一方、冷却制御部１２５は、冷却ユニット６６の非作動状態を維持する。シャッターボタン１０３が半押しされている期間、この状態が継続される。なお、本実施形態では、シャッターボタン１０３の半押しが行われるまでの間は、撮像素子１１５が中央位置に位置する状態でライブビュー画像の生成が行われ、シャッターボタン１０３が半押しされてから全押しされるまでの間は、手振れ補正が実行された状態でライブビュー画像の生成が行われる。
【０１５１】
そして、シャッターボタン１０３の半押し操作が解除されることなく、時刻Ｔ＝Ｔ１２でシャッターボタン１０３が全押しされると、時刻Ｔ＝Ｔ１２から微小時間経過後の時刻Ｔ＝Ｔ１３に、制御部１２３は、撮像素子１１５に記録用画素信号生成用の露光動作（本露光）を行わせる。この露光動作の期間、ぶれ補正制御部１２４は、撮像素子１１５にぶれ補正動作を行わせるとともに、冷却制御部１２５は、冷却ユニット６６の非作動状態を維持する。
【０１５２】
そして、制御部１２３は、所定の露光時間が経過する直前の時刻Ｔ＝Ｔ１４でシャッターを閉鎖させ、前記所定の露光時間経過後の時刻Ｔ＝Ｔ１５で、画素信号の出力動作（読み出し動作）を開始させる。また、これと同時に、ぶれ補正制御部１２４は、撮像素子駆動機構１１４に手振れ補正のための駆動を停止させ、冷却制御部１２５は、撮像素子１５を冷却位置に移動させるとともに、冷却ユニット６６の全駆動を開始させる。これにより、撮像素子１５は、最大限の冷却作用を受ける。なお、制御部１２３は、時刻Ｔ＝Ｔ１５から画素信号の出力が完了する時刻Ｔ＝Ｔ１６まで、シャッターを閉鎖させる。
【０１５３】
その後、時刻Ｔ＝Ｔ６に画素信号の出力動作が終了すると、冷却制御部１２５は、冷却ユニット６６の全駆動を停止して非作動とするとともに、撮像素子１１５を中央位置に移動させる。
【０１５４】
以上の処理により、所謂コンパクトカメラにおいても、前記第１の実施形態と同様に、消費電力の低減を図りつつ、画像品質の低下を防止又は抑制することができる。
【０１５５】
なお、本実施形態の撮像装置においては、シャッターボタン１０３が全押しされるまでの期間においても、撮像素子１１５は、ライブビュー画像生成用の画素信号を生成することから、撮像素子１１５の温度が上昇することが考えられる。そこで、この期間においても、撮像素子１５を冷却位置に移動し、冷却ユニット６６を全駆動又は間欠駆動で作動させたり、あるいは、撮像素子１５の温度が所定値より高い場合（撮像素子１５に対して冷却動作を行う必要が生じた場合）にのみ、撮像素子１５を冷却位置に移動し、冷却ユニット６６を間欠駆動又は全駆動で作動させたりして、撮像素子１５の冷却動作を行うようにしてもよい。
【０１５６】
また、本変形形態［３］では、時刻Ｔ＝Ｔ１５で記録用画素信号の読み出し動作が開始するまでは、冷却ユニット６６の駆動状態を非作動としたが、冷却ユニット６６による最大限の冷却作用が得られるまでのタイムラグを考慮して、シャッターボタン１０３が全押しされてから記録用画素信号の読み出し動作が開始するまでの期間において、冷却ユニット６６を間欠駆動で駆動するようにしてもよい。
【０１５７】
［４］前記変形形態［３］の非ぶれ補正モードが設定されている場合において、撮像素子１５の本露光動作期間（時刻Ｔ１３〜Ｔ１５）に撮像素子１５を冷却位置に位置させるときには、その期間中、冷却ユニット６６を間欠駆動又は全駆動で作動させるようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明に係る撮像装置の第１の実施形態の構成を示す正面図である。
【図２】同じく撮像装置の構成を示す背面図である。
【図３】同じく撮像装置の内部構成を示す図である。
【図４】撮像素子駆動機構を示す図である。
【図５】Ｘ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータの構成を示す図である。
【図６】Ｘ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータの圧電素子に印加する駆動信号の波形図である。
【図７】冷却ユニットの構造を示す図である。
【図８】撮像素子を冷却するときの状態を示す図である。
【図９】装置本体にレンズユニットが装着された状態での撮像装置全体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１０】撮像装置の撮影準備処理及び撮影処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】撮像装置の主電源がオンされている場合のより詳細な撮像装置１における処理を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明に係る撮像装置の変形形態［３］の構成を示す正面図である。
【図１３】同じく撮像装置の構成を示す背面図である。
【図１４】撮像装置の電気的な構成を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る撮像装置の撮影準備処理及び撮影処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】撮像装置の主電源がオンされている場合のより詳細な撮像装置における処理を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１５９】
１，１０１    撮像装置
４，１０３    シャッターボタン
１２，１０７ａ  ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦボタン
１３，１１０    ぶれ検出センサ
１５，１１５  撮像素子
１９    本体制御部
２３    第１基板
２４    第２基板
２５    第３基板
２６    Ｘ軸アクチュエータ
２７    Ｙ軸アクチュエータ
４３，１２７    温度センサ
４６，１０２    撮影光学系
５５，１１４    撮像素子駆動機構
６４，１２４    ぶれ補正制御部
６５，１２５    冷却制御部
６６，１２６    冷却ユニット
【図１】
2006345052.tif 000003
【図２】
2006345052.tif 000004
【図３】
2006345052.tif 000005
【図４】
2006345052.tif 000006
【図５】
2006345052.tif 000007
【図６】
2006345052.tif 000008
【図７】
2006345052.tif 000009
【図８】
2006345052.tif 000010
【図９】
2006345052.tif 000011
【図１０】
2006345052.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006345052.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2006345052.tif 000016
【図１５】
2006345052.tif 000017
【図１６】
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