JP2006033031A - 携帯画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯画像撮影装置の撮像手段を冷却することである。
【解決手段】被写体を撮像する撮像手段としてのＣＣＤ２３と、ＣＣＤ２３により撮像された撮像画像データを記憶する記憶手段と、ＣＣＤ２３をペルチェ効果により冷却する冷却手段としての冷却部１７と、を備える携帯画像撮影装置としてのデジタルカメラ１と、冷却部１７に電力を供給する電池４０ａを備え、デジタルカメラ１に着脱可能な電源装置としての冷却電源ユニット４０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯画像撮影装置を備える携帯画像撮影システムに関する。

従来、車やバイクの高温になるエンジンの冷却には、空冷や水冷式の冷却装置やラジエータが用いられ、家庭用の冷蔵庫やクーラー、エアコンには、フロンガスや代替フロンなど冷媒ガスの気化熱を利用する圧縮機方式や外気温との温度差を利用するヒートポンプ方式の冷却装置が利用されている。また、電子機器でも、電子回路部の発熱による温度上昇を抑え、半導体素子等が定格内や動作温度範囲内で所望の動作をするように、空冷用ファンなどが用いられている。最近では、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の周波数がＧＨｚ台と高速になったパソコンなどでは、ＣＰＵをより高速で動作させるため、もしくは、ファンの騒音を抑えるために、ペルチェ素子や水冷を用いたＣＰＵ冷却キットや、あるいは、水冷装置を備えたパソコン製品も、発売されている。

一方、電子カメラ等では、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の半導体撮像素子が、原理上温度が上がるほど、また露出時間が長くなるほど、暗電流によるダークノイズが増えて、撮像感度が下がることが知られており、従来から、微小な光を長時間露出撮影する天体写真用カメラや、科学研究用の顕微鏡カメラ等、専用の高感度カメラ装置では、ＣＣＤの背面をペルチェ素子や、空冷や水冷、液体窒素などで、多くは−２０℃〜−４５℃程度、モデルによっては、−８０℃〜−９０℃程度まで強制冷却して、暗電流ノイズを大幅に削減し、長時間露出でもＳ／Ｎ比の高い、高感度の撮像画像が得られる冷却ＣＣＤカメラ（Cooled CCD Camera）が利用されている。

例えば、周期律表４Ａ族の金属元素からなる多孔質体の内部にヒーターを設け、結露を防ぐ冷却ＣＣＤカメラが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

また、ペルチェ素子に接する熱伝導金具に窓を設け、ＣＣＤのパッケージや熱伝導金具やペルチエ素子に先に結露させて、ＣＣＤ表面の結露を防止する冷却型ＣＣＤカメラ装置が考えられている（例えば、特許文献２参照）。

また、カメラに空冷ファン付の外部付加装置が装着されていない時は内部バッテリーでペルチェ素子に電力供給し、外部付加装置が装着されている時は外部電源からペルチェ素子に電力を供給する撮像システム及び撮像装置が考えられている（例えば、特許文献３参照）。

また、冷却ＣＣＤカメラでは、フィルムより高画質の写真も、より短時間の露出で撮影でき、光害の多い都市近郊でも、デジタル画像処理により星雲星団など淡い天体の写真も、一昔前の天文台の望遠鏡並みに再現できることから、冷却ＣＣＤを利用するアマチュアの天文マニアも増えている。
特開平９−９１１６号公報 特開平９−１６２３７９号公報 特開２０００−２２８７３４号公報

しかし、電池のみで動作する電子カメラや携帯電話などの携帯機器でも、集積度アップ及びＣＰＵの高速化につれ、消費電力や発熱量の増大がパソコン同様に問題になりつつあるが、空冷ファン等は、実装するには大型で、消費電力も大きく、使いにくかった。

水冷／液冷方式なども、パソコンでは一部利用されだしたが、その使用目的は、ＣＰＵをできる限り高速動作させ処理能力を上げるため、または、せいぜいファンの騒音を無くす為で、冷却温度も、最大動作温度（６０℃程度）以下〜室温程度に抑えれば良かった。

水冷では、水やグリコール系不凍液等を、銅管とポンプ等でＣＰＵ基板周囲を循環させるので、漏水や短絡等は故障の原因となるが、配管の耐久や水漏れ対策が困難であり、高コストになる。また、冷却効率を上げるためには、ＣＰＵの発熱を吸収した冷却液を放熱させて再循環させる必要があるが、パソコンでは筐体が大きいので、高温となる放熱部を、デスクトップ本体や表示パネル背面等、人の手が触れにくい箇所に設けることができるが、携帯機器では放熱部を設ける場所も限られるという問題があった。

また、夏場などには空冷では温度が下がらず、また、数十度も冷却すると、湿度が飽和して、空気中の水分がＣＣＤ撮像面やレンズに結露して曇ったり、湿気で電子回路が故障したり、レンズにカビが発生しやすいなどの問題があった。

また、特許文献１及び２に記載の構成では、結露対策がとられているものの、特許文献１〜３に記載の構成などの従来の冷却ＣＣＤカメラでは、ペルチェ素子や空冷、水冷等の冷却部の駆動電圧や消費電力が大きい為、機器が大型となり、ＡＣ電源等を必要としたので、携帯用カメラには向かなかった。

加えて、従来の冷却ＣＣＤカメラの構成では、冷却部や放熱部の構造が大きく、特に、水冷や液体窒素冷却において、ポンプや窒素ボンベなどは、望遠鏡などに設置して利用する以外では、取り扱いや使い勝手が悪いという問題があった。

さらに、天文写真や研究用の専用カメラは、少数受注生産なので、冷却ＣＣＤモジュールが３０万円〜２００万円程度と高価であり、一般の小型カメラでは使いにくかった。

本発明の課題は、携帯画像撮影装置の撮像手段を冷却することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をペルチェ効果により冷却する冷却手段と、を備える携帯画像撮影装置と、
前記冷却手段に電力を供給する電池又は発電手段を備え、前記携帯画像撮影装置に着脱可能な電源装置と、を備えることを特徴とする携帯画像撮影システムである。

また、例えば、前記電源装置は、前記携帯画像撮影装置と外部機器との通信を介する通信手段を備えるとして構成してもよい。

請求項３に記載の発明は、
被写体を撮像する撮像手段を備える携帯画像撮影装置と、
前記撮像手段を冷却する冷却手段を備え、前記携帯画像撮影装置に着脱可能な冷却装置と、を備えることを特徴とする携帯画像撮影システムである。

また、例えば、前記冷却装置は、前記冷却手段に電力を供給する電池又は発電手段を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却手段は、ペルチェ効果により冷却する電子冷却手段と、空気の循環により冷却する空気冷却手段と、冷却液の循環により冷却する液体冷却手段と、冷媒の圧縮及び膨張による気化により冷却する冷媒圧縮冷却手段と、冷媒溶液の加熱で得られる冷媒の気化により冷却する冷媒加熱冷却手段と、冷却ガス噴射により冷却する冷却ガス噴射冷却手段と、冷却剤により冷却する冷却剤冷却手段と、のうちの少なくとも１つを備えるとして構成してもよい。

請求項６に記載の発明は、
被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をペルチェ効果により電子冷却する第１の冷却手段と、を備える携帯画像撮影装置と、
前記第１の冷却手段及び前記撮像手段を冷却する第２の冷却手段を備え、前記携帯画像撮影装置に着脱可能な冷却装置と、を備えることを特徴とする携帯画像撮影システムである。

また、例えば、前記冷却装置は、前記第１及び第２の冷却手段に電力を供給する電池又は発電手段を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記第２の冷却手段は、ペルチェ効果により冷却する電子冷却手段と、空気の循環により冷却する空気冷却手段と、冷却液の循環により冷却する液体冷却手段と、冷媒の圧縮及び膨張による気化により冷却する冷媒圧縮冷却手段と、冷媒溶液の加熱で得られる冷媒の気化により冷却する冷媒加熱冷却手段と、冷却ガス噴射により冷却する冷却ガス噴射冷却手段と、冷却剤により冷却する冷却剤冷却手段と、のうちの少なくとも１つを備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記液体冷却手段は、
冷却液を貯蔵する冷却液タンクと、
冷却液の循環により冷却する冷却部と、
前記冷却後の冷却液から放熱する放熱部と、
前記冷却液タンクから冷却液を送出して前記冷却部及び前記放熱部に冷却液を循環するポンプと、を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷媒圧縮冷却手段は、
液化された冷媒を膨張する膨張弁と、
前記膨張された冷媒の気化により冷却する冷却部と、
前記冷却後の冷媒を放熱して液化する放熱部と、
前記液化された冷媒を圧縮して前記膨張弁に送出する圧縮機と、を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷媒加熱冷却手段は、
冷媒溶液を加熱して気化する加熱部と、
前記気化された冷媒溶液を冷媒と溶媒に分離する分離部と、
前記分離された冷媒を放熱して液化する放熱部と、
前記液化された冷媒の気化により冷却する冷却部と、
前記気化された冷媒を前記分離された溶媒に溶解して冷媒溶液を生成する吸収部と、を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却ガス噴射冷却手段は、
冷却ガスを貯蔵する冷却ガス容器と、
前記冷却ガスを噴射する噴射部と、
前記噴射された冷却ガスにより冷却する冷却部と、を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却剤冷却手段は、
冷却剤を収納して冷却する冷却部を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却装置は、前記携帯画像撮影装置と外部機器との通信を介する通信手段を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段を取り付ける取付手段を備え、
前記冷却手段は、前記取付手段のみを冷却可能であり、
前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段の冷却前に前記取付手段のみを前記冷却手段に冷却させる制御手段を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記携帯画像撮影装置は、
前記撮像手段の周辺温度を検知する温度センサと、前記撮像手段の周辺湿度を検知する湿度センサとのうちの少なくとも１つと、
前記検知された温度及び湿度のうちの少なくとも１つと、目標冷却時間及び除湿の優先度とに基づいて、前記冷却手段を冷却制御する制御手段と、を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段を取り付ける取付手段を備え、
前記第１の冷却手段は、前記取付手段のみを冷却可能であり、
前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段の冷却前に前記取付手段のみを前記第１の冷却手段に冷却させる制御手段を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記携帯画像撮影装置は、
前記撮像手段の周辺温度を検知する温度センサと、前記撮像手段の周辺湿度を検知する湿度センサとのうちの少なくとも１つと、
前記検知された温度及び湿度のうちの少なくとも１つと、目標冷却時間及び除湿の優先度とに基づいて、前記第１及び第２の冷却手段を冷却制御する制御手段と、を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮された空気を前記撮像手段に噴射する噴射部とを備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記携帯画像撮影装置は、
前記撮像手段を収納する冷却室を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却室は、空気に代えて充填剤が充填されるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却室内の空気を減圧する真空ポンプを備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却室の内側及び外側のうちの少なくとも１つに設けられる断熱材を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記冷却室内に設けられる吸湿材を備えるとして構成してもよい。

また、例えば、前記吸湿材を加熱する加熱部を備えるとして構成してもよい。

請求項１に記載の発明によれば、携帯画像撮影装置に撮像手段及び冷却手段を備え、電源装置が電池又は発電手段を備え、携帯可能に、冷却手段により撮像手段を冷却するとともに、冷却手段に電力を供給するので、携帯画像撮影装置を小型軽量化でき、安価に、携帯画像撮影装置の撮像手段を冷却して画像ノイズを低減できる。また、非冷却の通常撮影時には、携帯画像撮影装置の内蔵電池のみの電力により撮影利用できるとともに、冷却撮影の場合に、電源装置から、大電力を要する冷却手段に電力を供給して、冷却される撮像手段による高感度撮影にも使用できる。

請求項３に記載の発明によれば、携帯画像撮影装置に撮像手段を備え、冷却装置が冷却手段を備え、携帯可能に、冷却手段により撮像手段を冷却するので、携帯画像撮影装置を小型軽量化でき、安価に、携帯画像撮影装置の撮像手段を冷却して画像ノイズを低減できる。また、多種の冷却方式や仕様の冷却装置を選択して携帯画像撮影装置に取り付けることができるので、汎用性を高めることができる。

請求項６に記載の発明によれば、携帯画像撮影装置に撮像手段及び第１の冷却手段を備え、冷却装置が冷却手段を備え、携帯可能に、第１の冷却手段により撮像手段を冷却し、第２の冷却手段により第１の冷却手段の放熱部分を冷却することができるので、携帯画像撮影装置を小型軽量化でき、安価に、携帯画像撮影装置の撮像手段を冷却して画像ノイズを低減できる。また、多種の冷却方式や仕様の冷却装置を選択して携帯画像撮影装置に取り付けることができるので、汎用性を高めることができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る第１〜第３の実施の形態及びその変形例を説明する。但し、発明の範囲は、図示例に限定されない。

（第１の実施の形態）
図１〜図９を参照して、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。先ず、図１〜図４を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１（ａ）に、本実施の形態のデジタルカメラ１の正面外観構成を示し、（ｂ）に背面外観構成を示す。図２に、デジタルカメラ１の電子回路構成を示す。図３に、デジタルカメラ１及び冷却電源ユニット４０の内部構成を示す。図４（ａ）に、デジタルカメラ１の冷却電源ユニット４０取り付け前の状態を示す背面外観構成を示し、（ｂ）に冷却電源ユニット４０取り付け後の状態を示す背面外観構成を示す。

図１に示すように、本実施の形態の携帯画像撮影装置としてのデジタルカメラ１は、略矩形の薄板状ボディの前面に、撮影レンズ２と、光学ファインダ窓４と、ストロボ発光部５と、測光／測距センサ１４と、放熱部１５と、を配設し、上面には電源キー６及びシャッタキー７を配する。また、側面に、メモリカードスロット３８ａと、電池部カバー１２ｂとを配し、電池部カバー１２ｂ内部に内蔵電池又は充電池としての電池１２ａが配される。

撮影レンズ２は、薄型のボディに搭載するために例えば単焦点レンズで且つ固定焦点であるものとし、ズーム動作や合焦動作は行なわないものとするが、これに限定されない。電源キー６は、１回押圧操作する毎に電源をオン／オフするキーである。シャッタキー７は、撮影モード時にレリーズを指示する一方で、メニュー選択等では設定／実行を指示するキーとしても機能するものとする。

放熱部１５は、後述するＣＣＤ（Charge Coupled Devices）２３を冷却する際の放熱を行う。メモリカードスロット３８ａは、記録媒体としてのメモリカードが着脱自在に装着される。メモリカードには、後述するフラッシュメモリ３８が封入されるものとする。

また、デジタルカメラ１の背面には、モードスイッチ（ＳＷ）８と、選択キー９と、十字キー１０と、光学ファインダ１１と、表示部１３と、冷却放熱部１５ａとを配する。

モードスイッチ８は、例えばスライドスイッチにより構成され、撮影モード、再生モード及び設定モードとを切換える。撮影モードは、さらに、通常撮影モードと、冷却して撮影する冷却撮影モードとに分けられる。冷却撮影モードは、さらに、すぐに撮影可能に冷却して撮影するクイック冷却モードと、除湿及び冷却して撮影する除湿＆冷却モードと、除湿を優先し除湿後に冷却して撮影する除湿優先後冷却モードとに分けられる。

選択キー９は、各種選択時に操作するキーである。表示部１３は、バックライト付きのカラー液晶パネルで構成されるもので、撮影モード時には電子ファインダとしてモニタ表示を行なう一方で、再生モード時には選択した画像を再生表示する。冷却放熱部１５ａは、ＣＣＤ２３の裏面で冷却及び放熱をする。

測光／測距センサ１４は、デジタルカメラ１の撮影環境としての光量などを測定したり、発光した光を被写体に当てて受光してその被写体までの距離を測定する。また、デジタルカメラ１の下面に後述する冷却電源ユニット４０と接続するための接続端子１９ａを有する。

次いで、図２を参照して、デジタルカメラ１の電子回路構成を説明する。撮影モードでのモニタリング状態においては、モータ（Ｍ）２１の駆動により絞り位置が移動される、上記撮影レンズ２を含むレンズ光学系２２の撮影光軸後方に配置された撮像素子である撮像手段としてのＣＣＤ２３が、タイミング発生器（ＴＧ）２４、垂直ドライバ２５によって走査駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力を１画面分出力する。

この光電変換出力は、アナログ値の信号の状態でＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２６でサンプルホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタルデータに変換され、カラープロセス回路２８で画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒが生成され、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ２９に出力される。

ＤＭＡコントローラ２９は、カラープロセス回路２８の出力する輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを、同じくカラープロセス回路２８からの複合同期信号、メモリ書込みイネーブル信号、及びクロック信号を用いて一度ＤＭＡコントローラ２９内部のバッファに書込み、ＤＲＡＭインタフェース（Ｉ／Ｆ）３０を介してバッファメモリとして使用されるＤＲＡＭ３１にＤＭＡ転送を行なう。

カメラ制御部３２は、ＣＰＵと、後述する色強調処理を含むＣＰＵで実行される動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ、及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成され、このデジタルカメラ１全体の制御動作を司るもので、上記輝度及び色差信号のＤＲＡＭ３１へのＤＭＡ転送終了後に、この輝度及び色差信号をＤＲＡＭインタフェース３０を介してＤＲＡＭ３１より読出し、ＶＲＡＭコントローラ３３を介してＶＲＡＭ３４に書込む。

デジタルビデオエンコーダ３５は、上記輝度及び色差信号をＶＲＡＭコントローラ３３を介してＶＲＡＭ３４より定期的に読出し、これらのデータを元にビデオ信号を発生して表示部１３に出力する。表示部１３は、上述した如く撮影モード時にはモニタ表示部（電子ファインダ）として機能するもので、デジタルビデオエンコーダ３５からのビデオ信号に基づいた表示を行なうことで、その時点でＶＲＡＭコントローラ３３から取込んでいる画像情報に基づく画像をリアルタイムに表示することとなる。

このように表示部１３にその時点での画像がモニタ画像としてリアルタイムに表示されている状態で、静止画撮影を行ないたいタイミングでキー入力部３６を構成するシャッタキー７を操作すると、トリガ信号を発生する。カメラ制御部３２は、このトリガ信号に応じてその時点でＣＣＤ２３から取込んでいる１画面分の輝度及び色差信号のＤＲＡＭ３１へのＤＭＡ転送の終了後、直ちにＣＣＤ２３からのＤＲＡＭ３１への経路を停止し、記録保存の状態に遷移する。

この記録保存の状態では、カメラ制御部３２がＤＲＡＭ３１に書込まれている１フレーム分の輝度及び色差信号をＤＲＡＭインタフェース３０を介してＹ，Ｃｂ，Ｃｒの各コンポーネント毎に縦８画素×横８画素の基本ブロックと呼称される単位で読出してＪＰＥＧ（Joint Photograph coding Experts Group）回路３７に書込み、このＪＰＥＧ回路３７でＡＤＣＴ（Adaptive Discrete Cosine Transform：適応離散コサイン変換）、エントロピ符号化方式であるハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮する。

そして、得た符号データを１画像のデータファイルとしてＪＰＥＧ回路３７から読出し、装着されるメモリカード内に封入されたフラッシュメモリ３８に書込む。さらにフラッシュメモリ３８は別にデジタルカメラ１に内蔵されていてもよい。

そして、１フレーム分の輝度及び色差信号の圧縮処理及びフラッシュメモリ３８への全圧縮データの書込み終了に伴なって、カメラ制御部３２はＣＣＤ２３からＤＲＡＭ３１への経路を再び起動する。キー入力部３６は、上述した電源キー６、シャッタキー７、モードスイッチ８、選択キー９及び十字キー１０から構成され、それらのキー操作に伴なう信号は直接カメラ制御部３２へ送出される。

再生モード時には、カメラ制御部３２がフラッシュメモリ３８に記録されている画像データを選択的に読出し、ＪＰＥＧ回路３７で画像撮影モード時にデータ圧縮した手順と全く逆の手順で圧縮されている画像データを伸長し、伸長した画像データをＶＲＡＭコントローラ３３を介してＶＲＡＭ３４に展開して記憶させた上で、このＶＲＡＭ３４より定期的に読出し、これらの画像データを元にビデオ信号を発生して表示部１３で再生出力させる。

なお、ここではキー入力部３６のシャッタキー７が２段階のストロークで動作し、一般的に「半押し」と表現されている第１段階の操作状態でＡＥ（自動露光）処理を始めとする撮影の準備を行ない、一般的に「全押し」と表現されている、より強く押圧操作した第２段階の操作状態で撮影を実行するものとする。

また、センサ入力部３９は、後述する冷却室２０内の後述する温度センサ１６ａ，１６ｂ、湿度センサ１６ｃ及び測光／測距センサ１４から入力される信号を介する。また、冷却制御部３２ａは、後述する冷却室２０の冷却を制御する（冷却部１７を制御する）。また、通信部３９ａは、接続端子１９ａを介して後述する冷却電源ユニット４０等の外部機器と情報の送受信を行う。

次いで、図３を参照して、デジタルカメラ１、及び電源装置としての冷却電源ユニット４０の内部構成を説明する。デジタルカメラ１内には、ＣＣＤ２３を冷却するためのペルチェ素子を有するペルチェ冷却モジュールからなる電子冷却手段としての冷却部１７と、冷却室２０とが設けられる。ペルチェ素子は、Ｎ型及びＰ型半導体を銅などの電極を介して接合し、その電極に流す直流電流の向きにより一方の電極方向から吸熱してもう一方の電極方向から発熱するペルチェ効果を利用する素子である。ペルチェ冷却モジュールは、Ｎ型及びＰ型半導体の複数の組を有して、一方の電極面（吸熱面）から吸熱してもう一方の電極面（発熱面）から発熱する。

また、ＣＣＤ２３を冷却室２０の中に収め、ＣＣＤ２３の裏面又は防水シートを張った回路基板１８ａの裏面に、Ａｌ，Ｃｕ等金属製のヒートパイプとしての熱伝導体１８を設け、その裏に冷却部１７のペルチェ素子の吸熱面を配して冷却する。冷却部１７の背面の発熱面にはＡｌ，Ｃｕ等のヒートシンクとしての放熱部１５を設けて外気に放熱する。

また、熱伝導体１８と冷却部１７の側面周囲に断熱材１８ｂを設け、ＣＣＤ２３を樹脂やセラミック製のパッケージや外枠としてのＣＣＤ取付枠２３ａを介して取り付けた回路基板１８ａと、熱伝導体１８及び冷却部１７を囲む断熱材１８ｂとを、Ａｌ，ステンレス等の冷却室筐体２０ａと放熱部１５とで両側からサンドイッチ状に挟み、防水パッキング１８ｃをかませてボルト及びナット１８ｄ等で締め付け固定する構造とし、冷却側と放熱側とをできるだけ断熱して、冷却効率を上げる。冷却室筐体２０ａには、断熱材２０ｂと、レンズ光学系２２を介して入射される光束が透過されるガラス２０ｃとが設けられる。

また、熱伝導体１８が、ＣＣＤ２３に対応する部分と、ＣＣＤ取付枠２３ａに対応する部分と、に分割されており、冷却部１７は、ＣＣＤ２３とＣＣＤ取付枠２３ａとを別々に冷却可能であるものとする。

なお、冷却部１７のペルチェ素子に接する両側金属の表面は、できれば鏡面状に平坦に磨き、また、ペルチェ素子と接する面には、熱伝導性の電気的絶縁剤のシリコン・グリス等を塗って密着させると、熱伝導性が高まる。また、ペルチェ素子自体の結露や、ペルチェ素子内部への結露水の浸透を防ぐために、ペルチェ素子の側端面には、シリコン・ラバー等の防水剤を充填しておくのが望ましい。

また、ＣＣＤ２３裏面には、サーミスタなどの温度センサ１６ａが設けられる。冷却室２０内には、自動シャッタ２０ｄ、冷却室内の温度，湿度を検知する温度センサ１６ｂ及び湿度センサ１６ｃが設けられる。

また、センサ入力部３９、カメラ制御部３２、電池１２ａ及び冷却制御部３２ａ等の回路は、断熱材１９により冷却室２０と断熱される。このため、冷却部１７は、冷却室２０のみ効率よく冷却する。また、 冷却や放熱方法や結露対策などは、冷却室２０に絞って対策すればよい。また、デジタルカメラ１は、冷却部１７への電力供給用、電池１２Ａａの充電用、ＰＣ（Personal Computer）等の外部機器接続用の接続端子１９ａを備える。

冷却電源ユニット４０は、冷却駆動用の大容量の電池４０ａ及び接続端子４０ｂを備える。図４に示すように、デジタルカメラ１は、冷却撮影モード時に、冷却電源ユニット４０を通信手段としての接続端子４０ｂ及び１９ａを介して接続して、消費電力の大きい冷却部１７などを電力供給する。

デジタルカメラ１本体内に冷却部１７、冷却室２０及び放熱部１５を内蔵しているものの、ペルチェ素子駆動など冷却用に必要とする大型の電源は、冷却電源ユニット４０から供給するので、デジタルカメラ１本体は小型にできる。また、ＣＣＤ２３周辺に設けた温度センサ１６ａ，１６ｂ、湿度センサ１６ｃからの計測値をカメラ制御部３２で監視しながら、冷却部１７を制御できる。

また、冷却電源ユニット４０には、外部機器接続のための、ＬＡＮ（Local Area Network）用のコネクタ４０ｃと、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）用のコネクタ４０ｄと、ＡＣアダプタ４１又は充電器用のコネクタ４０ｅと、が設けられて、各コネクタに各機器用のケーブルが接続されて、接続端子４０Ｂ，１９ａを介して、デジタルカメラ１への通信又は充電可能である。

次いで、図５〜図７を参照して、ＣＣＤの暗電流の温度特性及びペルチェ素子の駆動回路及び冷却特性を説明する。図５に、ＣＣＤの冷却温度に対する暗電流ノイズの特性を示す。図６に、冷却部１７の駆動回路例を示す。図７（ａ）に、ペルチェ素子の吸熱面と周囲の温度差に対する吸熱特性を示し、（ｂ）にペルチェ素子の吸熱面と発熱面との温度差に対する吸熱特性を示す。

図５に示すように、ＣＣＤの冷却温度に対する暗電流ノイズ（１画素１秒当りの暗電流）の特性は、０度〜−８０度前後までは、温度が約２０度下がるごとに、ＣＣＤの暗電流が約1／１０と、一桁づつ下がるのが分かる。したがって、ＣＣＤの撮像感度やＳ／Ｎ比も、温度を２０度冷却できると約１０倍に、４０度下げると約１００倍に上げられることが分かる。このように、ＣＣＤの冷却により暗電流ノイズを低減することができる。

次いで、図６に示すように、冷却部１７の駆動回路の一例として、冷却部１７のペルチェ素子の駆動電源を５〜１２ＶのＤＣ電源として、デジタルカメラ１回路から電磁リレー・スイッチの入切を制御して、デジタルカメラ１側と冷却側との電源を分離した構成を説明する。冷却部１７の駆動回路には、抵抗１７１，可変抵抗１７２と、サーミスタ１７３，１７４と、差動増幅器１７５と、コンデンサ１７６と、ＬＥＤ１７７と、トランジスタ１７８と、リレーＳＷ１７９とを有する。サーミスタ１７３，１７４は、温度センサ１６ａ，１６ｂの一例である。

ＣＣＤ２３の裏面と冷却室２０とにサーミスタ１７３，１７４を設け、その温度差を差動増幅器１７５で比較して、温度差があると、ＬＥＤ１７７を点灯させ、トランジスタ１７８及びリレーＳＷ１７９のオンにより冷却部１７に電流を流す。温度差が無くなると（冷却能力が飽和したと見なして）、ＬＥＤ１７７の消灯ともに、冷却部１７のペルチェ素子の電源を自動的に切るようにしている。カメラ制御部３２から、ペルチェ素子への電源入切の検知温度や、駆動電圧や電流を任意に設定制御したり、あるいは、湿度センサ１６ｃと組合せて、計測湿度が８０〜９０％ＲＨと結露点に近づくと、ペルチェ素子の電源を切って、冷却を一時中断し、湿度が下がると冷却を再開するなど、他の制御方法や駆動回路で構成してもよい。

また、図７（ｂ）に示すように、冷却部１７に流す駆動電流を１Ａから、２Ａ、３Ａと大きくするほどに、吸熱量の最大値（冷却能力）を大きく、冷却できる温度差（吸熱面温度−発熱面温度）を大きくできる。駆動電流を低減すると、冷却能力も限られ、このペルチェ素子例では、１Ａでは発熱面より約２７度下げるあたりが限界となる。また、実際には、同じ駆動電流で駆動しても、発熱面の放熱能力が小さいと、スペック通りには冷却できない。例えば、図７（ａ）に示すペルチェ素子の特性では、放熱能力＝２０Ｗ／℃の場合に比べ、３Ｗ／℃しかない場合には、吸熱量で５〜１０Ｗ、冷却温度差（吸熱面温度−周囲温度）で７〜１３℃ほど落ちるので、放熱能力を上げ、発熱面温度をいかに下げるかが、冷却温度を低くするためには重要となる。

次に、図８及び図９を参照して、デジタルカメラ１の冷却制御処理を説明する。図８に、冷却制御処理を示す。図９に、温度及び水蒸気圧に対する状態の遷移例を示す。

予め、デジタルカメラ１には、冷却電源ユニット４０が接続されているものとする。そして、ユーザによるモードスイッチ８を介する各種モードの選択入力があったことをトリガとして、カメラ制御部３２において、内蔵ＲＯＭから読み出されて内蔵ＲＡＭに展開された冷却制御プログラムと、内蔵ＣＰＵとの協働により、冷却制御処理が実行される。

先ず、選択入力されたモードが撮影モードであるか否かが判別される（ステップＳ１１）。撮影モードである場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ユーザによるキー入力部３６を介する操作入力により、露出条件などの撮影条件が設定される（ステップＳ１２）。そして、ユーザによるキー入力部３６を介する操作入力により、冷却目標温度、目標撮影感度などが設定される（ステップＳ１３）。そして、ユーザによるキー入力部３６を介する操作入力に基づいて、測光／測距センサ１４により、光量などや、被写体までの距離が測定され、またホワイトバランスが設定される（ステップＳ１４）。

そして、温度センサ１６ｂ及び湿度センサ１６ｃにより、冷却室２０内の温度（ｔ［℃］）及び湿度（ＲＨ［％］）が検知されて表示部１３に表示される（ステップＳ１５）。そして、選択入力されたモードが冷却撮影モードであるか否かが判別される（ステップＳ１６）。冷却撮影モードである場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、検知温度ｔ＞目標温度ｔｃであるか否かが判別される（ステップＳ１７）。検知温度ｔ＞目標温度ｔｃである場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、選択入力されたモードがクイック冷却モードであるか否かが判別される（ステップＳ１８）。

クイック冷却モードである場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、検知湿度ＲＨ＜８０％であるか否かが判別される（ステップＳ１９）。検知湿度ＲＨ＜８０％である場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、冷却制御部３２ａにより、ＣＣＤ２３を冷却するように冷却部１７に電流が流されて冷却動作される（ステップＳ２０）。そして、温度センサ１６ｂ及び湿度センサ１６ｃにより、冷却室２０内の温度ｔ及び湿度ＲＨが検知される（ステップＳ２１）。

そして、現在の検知温度ｔ≦目標温度ｔｃであるか否かが判別される（ステップＳ２２）。検知温度ｔ≦目標温度ｔｃである場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、冷却制御部３２ａにより、冷却部１７への通電が停止され冷却動作が停止される（ステップＳ２３）。検知温度ｔ＞目標温度ｔｃである場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、検知湿度ＲＨ≧９０％であるか否かが判別される（ステップＳ２４）。検知湿度ＲＨ≧９０％である場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、ステップＳ２３に移行される。検知湿度ＲＨ＜９０％である場合（ステップＳ２４；ＮＯ）、ステップＳ２０に移行される。

そして、ユーザによるキー入力部３６を介する操作入力により、ズーム処理、ＡＦ（オートフォーカス）処理、スルー画像表示処理、シャッタキー７半押しによる撮影準備処理が実行される（ステップＳ２５）。冷却撮影モードでない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、又は検知温度ｔ≦目標温度ｔｃである場合（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ２５に移行される。

そして、シャッタキー７全押しにより撮影操作がなされたか否かが判別される（ステップＳ２６）。撮影操作がなされた場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、図２において説明したような撮影処理がなされる（ステップＳ２７）。そして、ＪＰＥＧ回路３７により符号化された撮影画像データが、撮影時の検知温度及び湿度などの撮影条件情報とともに、フラッシュメモリ３８に記憶される（ステップＳ２８）。そして、キー入力部３６を介するキー入力処理及び表示部１３への表示処理などの、その他の処理が実行され（ステップＳ２９）、冷却制御処理が実行される。

クイック冷却モードでない場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、選択入力されたモードが除湿＆冷却モードであるか否かが判別される（ステップＳ３０）。除湿＆冷却モードである場合（ステップＳ３０；ＹＥＳ）、温度センサ１６ｂ及び湿度センサ１６ｃにより、現在の冷却室２０内の温度ｔ及び湿度ＲＨが検知される（ステップＳ３１）。そして、検知湿度ＲＨ＜６０％であるか否かが判別される（ステップＳ３２）。検知湿度ＲＨ≧８０％である場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、ステップＳ３２に移行される。

検知湿度ＲＨ≧６０％である場合（ステップＳ３２；ＮＯ）、除湿処理が実行され（ステップＳ２０）、ステップＳ３１に移行される。具体的に除湿処理は、冷却部１７により、ＣＣＤ取付枠２３ａのみを予冷却させ、先にＣＣＤ取付枠２３ａを結露させて湿度を下げる。

検知湿度ＲＨ＜６０％である場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、ステップＳ３４〜Ｓ３７が実行される。ステップＳ３４〜Ｓ３７は、ステップＳ２０〜Ｓ２４と同様である。検知湿度ＲＨ≧９０％である場合（ステップＳ３７；ＹＥＳ）、ステップＳ３１に移行される。

除湿＆冷却モードでない場合（ステップＳ３０；ＮＯ）、除湿優先後冷却モードであり、温度センサ１６ｂ及び湿度センサ１６ｃにより、現在の冷却室２０内の温度ｔ及び湿度ＲＨが検知される（ステップＳ３８）。そして、除湿目標の目標湿度ＲＨｃが算出される（ステップＳ３９）。目標湿度ＲＨｃは、目標冷却温度での飽和水蒸気圧に相当する現温度での目標湿度である。

そして、検知湿度ＲＨ≦目標湿度ＲＨｃであるか否かが判別される（ステップＳ４０）。検知湿度ＲＨ＞目標湿度ＲＨｃである場合（ステップＳ４０；ＮＯ）、除湿処理が実行され（ステップＳ４１）、ステップＳ３８に移行される。検知湿度ＲＨ≦目標湿度ＲＨｃである場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、ステップＳ４２〜Ｓ４４が実行される。ステップＳ４２〜Ｓ４４は、ステップＳ２０〜Ｓ２３と同様である。検知温度ｔ＞目標温度ｔｃである場合（ステップＳ４４；ＮＯ）、ステップＳ４２に移行される。

なお、除湿優先後冷却モードでは、ステップＳ３９において、目標湿度ＲＨｃを算出する構成としたが、除湿目標の水蒸気圧を算出する構成としてもよい。除湿目標の水蒸気は、目標冷却温度での飽和水蒸気圧である。この場合、ステップＳ４０において、現在の水蒸気圧が、除湿目標の水蒸気圧以下になったか否かが判別される。

図９に、クイック冷却モード、除湿＆冷却モード及び除湿優先後冷却モードのそれぞれについて、温度及び水蒸気圧に対する状態の遷移例が示される。最初の状態をＡ点とする。クイック冷却モードでは、冷却によりＡ→Ｂに遷移され、Ｂ点において冷却時間を短縮して撮影できる。除湿＆冷却モードでは、冷却によりＡ→Ｂに遷移され、除湿及び冷却を交互に繰り返してＣ点に遷移され、Ｃ点において撮影される。除湿優先後冷却モードでは、除湿によりＡ→Ｄに遷移され、その後、Ｃ点に遷移され、冷却前の除湿を優先して撮影される。

以上、本実施の形態によれば、デジタルカメラ１にＣＣＤ２３及び冷却部１７を備え、外付けの冷却電源ユニット４０が冷却用の大容量の電池４０ａを備え、携帯可能に、冷却部１７によりＣＣＤ２３を冷却するとともに、電池４０ａから冷却部１７に電力を供給するので、デジタルカメラ１を小型軽量化でき、安価に、携帯式のデジタルカメラ１のＣＣＤ２３を冷却できる。また、非冷却の通常撮影時には、内蔵電池１２ａのみの電力によりデジタルカメラ１で撮影利用できるとともに、冷却撮影の場合に、冷却電源ユニット４０から、大電力を要する冷却部１７に電力を供給して、冷却されるＣＣＤ２３による高感度撮影にも使用できる。

また、温度センサ１６ａ，１６ｂ及び湿度センサ１６ｃによる検知温度及び検知湿度と、クイック冷却モード、除湿＆冷却モード及び除湿優先後冷却モードのそれぞれとに基づいて、適切な除湿とともにＣＣＤ２３を冷却することができる。

なお、温度センサ１６ａ，１６ｂ及び湿度センサ１６ｃを用いる除湿構成は、図８及び図９を用いて説明した除湿構成に限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ２３冷却中に、温度センサ１６ａによるＣＣＤ２３裏面の検知温度が、所望の冷却温度に低下する前に、下記条件（１）〜（３）のいずれか１つの状態になった場合に、カメラ制御部３２により下記（４）又は（５）の制御を行う構成としてもよい。

（１）湿度センサ１６ｃによる検知湿度が８０〜９０％ＲＨ以上など、あらかじめ設定した所定の湿度以上、もしくは、結露点近くになった場合。
（２）温度センサ１６ｂによる冷却室２０内の検知温度、あるいはその温度での飽和水蒸気量に対応して、所定の湿度以上になった場合。
（３）温度センサ１６ａ及び１６ｂの検知温度の差、すなわちＣＣＤ２３裏面の冷却温度と冷却室２０内温度との温度差に対応して、所定の湿度以上になった場合。
（４）冷却部１７による冷却動作を一時停止させ、その時のＣＣＤ冷却温度による冷却撮影を可能とするように制御する。
（５）一時、冷却を停止した後、湿度が下がって、上記（１）〜（３）の条件を満たさなくなった場合に、冷却部１７の冷却動作を再開するように制御する。

（第１の実施の形態の変形例）
次に、図１０〜図１４を参照して、第１の実施の形態の変形例を説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）に、デジタルカメラの別の冷却構成例を示す。図１１（ａ），（ｂ）に、デジタルカメラの別の冷却構成例を示す。図１２（ａ）〜（ｃ）に、デジタルカメラの別の除湿構成例を示す。図１３（ａ），（ｂ）に、デジタルカメラの別の除湿構成例を示す。図１４（ａ）〜（ｃ）に、デジタルカメラの別の除湿構成例を示す。

図１０（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の別の冷却構成例として、冷却室２０を設けることなく、また、熱伝導体１８を介すことなく冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を直接冷却する構成としてもよい。冷却部１７ａは、ＣＣＤ取付枠２３ａ及びＣＣＤ２３をまとめて冷却する構成である。冷却部１７ａは、ＣＣＤ３２、ＣＣＤ取付枠２３ａ及び放熱部１５との間に、シリコン、グラス等の熱伝導性の電気絶縁剤を配する。また、冷却部１７ａは、シリコン、ラバー等の防水剤を、側面に配する。

また、図１０（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の別の冷却構成例として、冷却室２０を設けることなく、また、熱伝導体１８を介すことなくＣＣＤ取付枠２３ｂを介して、冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を、冷却する構成としてもよい。ＣＣＤ取付枠２３ｂは、ＣＣＤ２３の裏面を覆うように配される。

また、図１０（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１の別の冷却構成例として、冷却室２０を設けることなく、冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を、熱伝導体１８ｅを介して冷却する構成としてもよい。ＣＣＤ取付枠２３ｂは、ＣＣＤ２３の裏面を覆うように配される。

また、図１１（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の別の冷却構成例として、冷却室２０を設けることなく、重ねられた冷却部１７ｂ及び冷却部１７ｃでＣＣＤ２３の裏面を、熱伝導体１８ｅを介して冷却する構成としてもよい。冷却部１７ｂの発熱面を冷却部１７ｃの冷却面で冷却する。また、重ねる冷却部は、２以上としてもよい。

また、図１１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の別の冷却構成例として、冷却室筐体２０ａ１により冷却室２０Ａを設け、ＣＣＤ２３と、図２に示すカメラ制御部３２や他の電子部品などの電子回路部３２ｂとを冷却室２０Ａ内に収め、冷却部１７ｄにより、熱伝導体１８ｆを介して冷却する構成としてもよい。ＣＣＤ２３をこれら電子回路部３２ｂとともに冷却することで、電子回路部３２ｂの過熱を防ぎ、性能ＵＰ等も図ることができる。

また、図１２（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８ｅ及びＣＣＤ取付枠２３ｂを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却する構成としてもよい。冷却部１７ａの冷却により、ＣＣＤ取付枠２３ｂが先に冷却されて結露し、湿度が下がってからＣＣＤ２３が冷却されるので、ＣＣＤ２３の結露を低減する。

また、図１２（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８及びＣＣＤ取付枠２３ａを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却する構成としてもよい。第１の実施の形態では、温度及び湿度を検知したが、本除湿構成では、湿度センサ１６ｃにより、湿度のみを検知し、その検知湿度に基づいて、冷却部１７の冷却により、ＣＣＤ取付枠２３ａのみが先に冷却されて結露し、検知湿度が下がってからＣＣＤ２３が冷却されるので、ＣＣＤ２３の結露を低減する。

また、図１２（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８及びＣＣＤ取付枠２３ａを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却するとともに、冷却室２０を機密構造や防水構造として、冷却室２０内に、大気や空気に代えて、高純度の窒素ガスや不活性ガス、あるいは、透明で電気絶縁性で金属や半導体、樹脂等にも不活性で不燃性のフッ素系の不活性剤液体、「フロリレート」等の充填材４２を充填する構成としてもよい。また、ガラス２０ｃの側面に防水パッキング２０ｃ１が設けられ、また、防水シートに覆われた回路基板１８Ａａ１が設けられる。結露する水分自体をなくすため、ＣＣＤ２３の結露を完全に防ぐ。

また、図１３（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８及びＣＣＤ取付枠２３ａを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却するとともに、小型の真空ポンプ４３及びそのモータ４４をデジタルカメラ１内又は外付けの冷却モジュール内に設ける構成としてもよい。冷却室２０内に、パイプ４５を介して、真空ポンプ４３の吸入口を冷却室２０内に接続して、強制冷却前、あるいは、冷却中に湿度が結露点近くになると、冷却室２０内の空気とともに水分を吸込み、あるいは、真空にひいて、結露する水分を減らすことにより、ＣＣＤ２３の結露を防ぐ。

また、図１３（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８及びＣＣＤ取付枠２３ａを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却するとともに、小型の圧縮機４７及びそのモータ４８をデジタルカメラ１内又は外付けの冷却モジュール内に設ける構成としてもよい。冷却室２０内に、パイプ４６を介して、圧縮機４７の吐出し口を冷却室２０内に接続して、強制冷却前、あるいは、冷却中に湿度が結露点近くになると、ＣＣＤ２３表面近くに空気を吹付けるようにして、ＣＣＤ２３面の結露を防ぐ。また、圧縮機４７に代えて、ブロワ（空気吹付け機）としてもよい。

また、図１４（ａ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８ｅ及びＣＣＤ取付枠２３ｂを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却するとともに、冷却部１７ａの冷却面及び放熱部１５の間と周辺とに断熱材１８ｇ及び断熱性の絶縁シートに覆われた回路基板１８ｈを設け、冷却室筐体２０ａの周囲に断熱材２０ｂを設ける構成としてもよい。冷却部１７ａの冷却面と放熱部１５との間、冷却室２０と他の回路部との間を熱絶縁し、冷却効率を上げる（短時間で冷却できるようにする）とともに、結露の発生を防ぐ。

さらに、ガラス２０ｃを二重ガラスや２枚ガラスとするか、二重ガラスの間にガスを入れる等、曇りが生じるガラス面の断熱性を上げることとしてもよい。断熱材としては、ウレタンや発泡ウレタン、発泡スチロールなど合成樹脂や発泡材（フォーム）、グラスウールなど繊維系断熱材等を、また、筐体材料としては、ＦＲＰや硬化ウレタン、ポリプロピレン、ポリアセタール等の合成樹脂や、合成樹脂と上記断熱材とを積層にしたもの、などを利用できる。

また、図１４（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８及びＣＣＤ取付枠２３ｂを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却するとともに、冷却室筐体を吸湿性の冷却室筐体２０ｇとし、冷却室筐体２０ｇ内側に吸湿材２０ｅを設け、さらに、吸湿性及び防水性の絶縁シートに覆われた回路基板１８ｉを設ける構成としてもよい。ここでは、吸湿性を有する吸湿材を説明したが、吸湿材として、吸水材、乾燥材を含めてもよい。このため、冷却室２０内に水分が飽和した場合でも水分を吸収して、結露を少なくする。また、ＣＣＤ２３や冷却室筐体２０ｇのガラス面を、透明な吸水性ポリマー等、吸湿材料でコーティング処理したコーティング膜２０ｆを設ける構成としてもよい。

吸湿材（剤）や吸水材（剤）、乾燥剤としては、シリカ（ＳｉＯ₂）や、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、吸着性の高い多孔質の金属やセラミック、繊維、吸水性のポリマーなどや、袋詰めや個装にしたシリカゲルや、ゼオライト（結晶アルミケイ酸塩の含水アルカリ金属塩、または、アルカリ土類金属塩）、デシカイト（シリカアルミナゲルを主成分とする粘土）、クレイ（粘土）、生石灰（酸化カルシウム）、活性炭、無水塩化カルシウム等が利用できるが、その他の吸湿吸水性の材料や、図１４（ａ）の構成との組合せ、吸水性の断熱材等を用いてもよい。

また、図１４（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１の別の除湿構成例として、冷却室２０を設け、熱伝導体１８及びＣＣＤ取付枠２３ｂを介して冷却部１７ａでＣＣＤ２３の裏面を冷却するとともに、冷却室２０内に設けた吸湿性、吸水性、吸着性の多孔質の金属やセラミック、ポリマー等の多孔質素材２０ｈに、電熱ヒーター等の加熱手段としての加熱部２０ｉを設け、電気的に制御して、冷却室２０内空気を間欠的に暖気するとともに、吸湿材を加熱して吸湿性を制御したり、あるいは、吸着した微粒子を焼きとるか取り払って、吸湿吸水性を再生できるように構成してもよい。また、冷却室筐体２０ａを多孔質素材とし、加熱部で加熱する構成としてもよい。

また、第１の実施の形態及びその変形例の内、少なくとも２つを適宜組み合わせる構成としてもよい。例えば、図８の冷却制御処理のステップＳ３３，Ｓ４１の除湿処理を、図１３（ａ）の真空引きの処理にする構成としてもよい。

（第２の実施の形態）
図１５〜１９を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。図１５（ａ）に本実施の形態のデジタルカメラ１αの正面外観構成を示し、（ｂ）に背面外観構成を示す。図１６（ａ）にデジタルカメラ１αのカバー５１取り外しの状態を示す背面外観構成を示し、（ｂ）にデジタルカメラ１αの冷却モジュール５２取り付けの状態を示す背面外観構成を示し、（ｃ）に冷却モジュール５２の背面外観構成を示す。図１７に、デジタルカメラ１α及び冷却モジュール５２の内部構成を示す。図１８にデジタルカメラ１αの電源ユニット４０α取り付けの状態を示す正面外観構成を示す。図１９に、冷却モジュール５２の電子回路構成を示す。

本実施の形態のデジタルカメラ１αは、第１の実施の形態のデジタルカメラ１と構成が共通する部分があり、その異なる部分を主として説明する。図１５（ａ），（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１αは、デジタルカメラ１と同様であるが、冷却部を内蔵せず、後述する冷却モジュール５２を取り付けるためのカバー５１を設ける。

図１６（ａ）に示すように、冷却撮影する場合には、カバー５１をデジタルカメラ１αから取り外して、その取り外した部分に、図１６（ｂ）に示すような冷却装置としての冷却モジュール５２を取り付ける。

図１６（ｃ）に示すように、冷却モジュール５２は、ＣＣＤ２３を冷却し、冷却時の熱を放熱する冷却放熱部５３と、デジタルカメラ１α（の接続端子１９ｂ）と接続する接続端子５８とを有し、冷却制御部３２ｃと、冷却用電源としての電池５４と、通信手段としてのＬＡＮ，ＵＳＢ等のコネクタ５９ａと、を内蔵する。

また、図１７に示すように、デジタルカメラ１αは、ＣＣＤ２３と、ＣＣＤ取付枠２３ｂと、冷却室筐体２０ａと、断熱材２０ｂと、ガラス２０ｃと、ＣＣＤ２３の回路基板１８ａとにより、冷却室２０が構成される。また、ＣＣＤ取付枠２３ａに熱伝導体１８ｅが配され、熱伝導体１８ｅの周囲に断熱材１８ｂが配され、回路基板１８ａと、断熱材１８ｂとが、防水パッキング１８ｃをかませてボルト及びナット１８ｊで締め付け固定されている。さらに、デジタルカメラ１αには、熱伝導体１８ｅ及び断熱材１８ｂの背面に、外部に露出する熱伝導体１８ｋが設けられ、下面に接続端子１９ｂが設けられる。

また、冷却モジュール５２は、冷却放熱部５３に対応して、熱伝導体１８ｋに面が接する熱伝導体５５と、ペルチェ素子の冷却部１７ｄと、冷却部１７ｄの放熱部５３ａと、が設けられ、ボルト及びナット５６により締め付けて固定される。また、これらの冷却放熱する部材と、断熱材５７により断熱されて、冷却制御部３２ｃと、電池５４と、デジタルカメラ１αの接続端子１９ｂに接続される接続端子５８とが設けられる。冷却制御部３２ｃは、図３の冷却制御部３２ａ（の主要部分）を冷却モジュール５２内に移したものである。

図１９に示すように、冷却モジュール５２の電子回路構成は、大容量の電池５４と、電源回路５４ａと、充電制御部５４ｂと、冷却制御部３２ｃと、冷却駆動回路３２ｄと、通信部５９とが設けられる。電源回路５４ａは、電池５４からの電力を、冷却制御部３２ｃ及び冷却駆動回路３２ｄに出力する。充電制御部５４ｂは、ＡＣアダプタ４１から入力されるＤＣ電力を、充電のために、接続端子５８を介してデジタルカメラ１αに出力したり、冷却制御部３２ｃ及び冷却駆動回路３２ｄに出力する。冷却制御部３２ｃは、冷却駆動回路３２ｄを介して、電池５４及び充電制御部５４ｂからの電力を入力自在に、冷却部１７ｄを冷却制御する。

通信部５９は、ＵＳＢやＬＡＮ等のコネクタ５９ａと接続され、このコネクタを介する外部機器とデジタルカメラ１αのデータ送受信を介する。また、冷却モジュール５２には、ユーザの冷却オン／オフ指示などの操作入力を介する操作部や、冷却オン／オフなどの表示を行う表示部などを設ける構成としてもよい。また、その操作部及び表示部により、冷却モジュール５２側からデジタルカメラ１αを操作可能な構成としてもよい。

以上、本実施の形態によれば、デジタルカメラ１αにＣＣＤ２３を備え、外付けの冷却モジュール５２が冷却部１７ｄを備え、携帯可能に、冷却部１７ｄによりＣＣＤ２３を冷却するので、デジタルカメラ１αを小型軽量化でき、安価に、携帯式のデジタルカメラ１αのＣＣＤ２３を冷却して画像ノイズを低減できる。また、冷却モジュール５２が冷却用の大容量の電池５４を備えるので、デジタルカメラ１αをさらに小型軽量化できる。

（第３の実施の形態）
図２０を参照して、本発明に係る第３の実施の形態を説明する。図２０（ａ）に、本実施の形態のデジタルカメラ１β及び冷却モジュール６１の内部構成を示し、（ｂ）にダイヤフラム式圧縮機の外観構成を示す。

本実施の形態のデジタルカメラ１βは、第１の実施の形態のデジタルカメラ１と構成が共通する部分があり、その異なる部分を主として説明する。図２０（ａ）に示すように、デジタルカメラ１βは、デジタルカメラ１と同様であるが、後述する冷却モジュール６１を取り付けるために、冷却部１７ａ及び断熱材１８ｂの裏面に、外部に露出する熱伝導体１８ｋが設けられる。また、温度センサ及び湿度センサを備えず、検知温度及び検知湿度に基づく除湿制御を行わない構成とする。

デジタルカメラ１βは、冷却室２０が形成されるが、冷却装置としての冷却モジュール６１により、デジタルカメラ１βを覆うように（第２の）冷却室６０がさらに形成されて冷却される。冷却モジュール６１は、冷媒圧縮冷却手段としての、熱伝導体１８ｋに面が接する熱伝導体６２と、冷却用の大容量の電池６３と、スイッチ６４ａと、パイプ６５上に設けられる、圧縮機６６と、放熱部（液化凝縮器）６７と、膨張弁６８と、冷却部（蒸発器）６９と、を備えて構成される。また、冷却モジュール６１は、デジタルカメラ１βと接続端子１９ｂを介して、接続端子６０ａにより電力供給及び通信可能に接続される。

操作ボタン６４は、ユーザからの冷却オン／オフ指示を受け付ける。スイッチ６４ａは、操作ボタン６４の操作入力に基づいて、電池６３から圧縮機６６への電力供給をオン／オフする。パイプ６５内には、フロン、代替フロン等の冷媒が封入されている。例えば、フロンは、常温常圧では気体であり、加圧すると液化し、減圧すると気化し、気化熱により熱を奪い冷却される。

圧縮機６６には、例えば、圧電素子を用いた小型のバイモルフ型圧縮機を用いる。圧電素子は、電圧を印加する方向によって“伸びる”または“縮む”性質を有し、圧電バイモルフ振動子に電圧を印加すると、一方の圧電素子は“伸び”、他方の圧電素子は“縮む”ことにより、変形方向が横方向→縦方向に代わり、屈曲動作をする。したがって、交流電圧を印加することで連続した変位動作を繰り返す。その変位量（振幅）は電圧にほぼ比例し、変位の回数（速度）は周波数と同じになる。

バイモルフ型ポンプは、圧電バイモルフ振動子の変位動作を直接、ポンプ動作の駆動源として利用し、ポリプロピレンや ポリアセタール、耐薬品性の ポリフェニレンサルファイト、フッ素樹脂など、 合成樹脂製の筐体等に実装したもので、小型で低電力のポンプを実現でき、ＣＣＤの液体冷却式の冷却モジュール用に、冷却液を循環する小型ポンプとして利用できる。もちろん、圧縮機６６として、半導体微細加工技術や最近のマイクロマシン加工技術やナノテクノロジー材料等により、シリコン基板上などに微細なピストン構造や圧縮構造、モーター構造等を形成し、小型低電力で高出力のポンプを製造するなど、その他方式の小型ポンプを利用してもよい。

例えば、圧縮機６６として、図２０（ｂ）に示すダイヤフラム式圧縮機を用いる構成としてもよい。ダイヤフラム式圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮部６６１と、圧縮部６６１を駆動するモータ部６６２とを備える。そして、圧縮部６６１には、冷媒の吸入口６６３及び吐出口６６４を有する。

膨張弁６８では、パイプ６５の冷媒の通過量を調整する。放熱部６７は、外部に面するように設けられ、冷媒を放熱して液化する。冷却部６９は、熱伝導体６２に接するように設けられ、冷媒を気化して熱伝導体６２を冷却する。

圧縮機６６により圧縮されて高温になった冷媒ガスは、放熱部６７に送出されて、その熱が放熱されて液化される。その液化した冷媒は、膨張弁６８を介して冷却部６９に送出され、急激に膨張した冷媒は気化されて気化熱を奪い、熱伝導体６２が冷却される。その気化した冷媒は、圧縮機６６に送出されて、冷媒がパイプ６５を循環する。冷却された熱伝導体６２は、熱伝導体１８ｋを介して冷却部１７ａの発熱面を冷却し、ＣＣＤ２３が冷却部１７ａ１つで冷却する構成よりも、さらに冷却効率を高めることができる。

例えば、ノイズ低減が要求される普通の冷却撮影モードと、さらなるノイズ低減が要求される２段冷却撮影モードと、が用意され、デジタルカメラ１β１台により冷却撮影モードの冷却撮影を行い、デジタルカメラ１β及び冷却モジュール６１により２段冷却撮影モードの冷却撮影が行われる構成としてもよい。

以上、本実施の形態によれば、デジタルカメラ１βにＣＣＤ２３及び冷却部１７ａを備え、外付けの冷却モジュール６１が冷却部６９を備え、携帯可能に、冷却部１７ａによりＣＣＤ２３を冷却し、冷却部６９により冷却部１７ａ及びＣＣＤ２３を冷却するので、デジタルカメラ１βを小型軽量化でき、安価に、携帯式のデジタルカメラ１βのＣＣＤ２３を冷却して画像ノイズを低減できるとともに、放熱効果やＣＣＤ冷却効率を上げることができる。また、冷却モジュール６１が冷却用の大容量の電池６３を備え、冷却部１７ａ、圧縮機６６に電力供給するので、デジタルカメラ１βをさらに小型軽量化できる。

なお、本実施の形態では、冷却を冷却部１７ａ及び冷却部６９の２段階としたが、３段階以上の冷却構造としてもよい。

（第２、第３の実施の形態の変形例）
第２の実施の形態では、冷却モジュール５２による電子冷却の場合を説明し、第３の実施の形態では、冷却部１７ａによる電子冷却及び冷却モジュール６１の冷媒圧縮式冷却の場合を説明した。しかし、外部の冷却モジュールに、その他の冷却方式を用いる構成としてもよい。

ここでは、図２１〜図２８を参照して、第２、第３の実施の形態の変形例を説明する。図２１に、冷媒圧縮式の冷却構成例を示す。図２２に、電子冷却及び冷媒圧縮式の冷却構成例を示す。図２３に、電子冷却及び空気冷却式の冷却構成例を示す。図２４に、電子冷却及び液体冷却式の冷却構成例を示す。図２５（ａ）に、デジタルカメラ１αのカバー５１取り外しの状態を示す背面外観構成を示し、（ｂ）にデジタルカメラ１αの冷却モジュール１００取り付けの状態を示す背面外観構成を示し、（ｃ）に冷却モジュール１００の背面外観構成を示す。図２６に、冷媒加熱式の冷却構成例を示す。図２７に、冷却ガス噴射式の冷却構成例を示す。図２８に、冷却剤式の冷却構成例を示す。

図２１に示すように、第３の実施の形態で説明した冷媒圧縮式の冷却構成を第２の実施の形態に適用する構成として、デジタルカメラ１αに冷却モジュール６１ａを取り付ける構成としてもよい。冷却モジュール６１ａにおいて、電池６３ａからの電力供給により圧縮機６６を起動し、放熱部６７、膨張弁６８、冷却部６９を順に介する冷媒の循環により、熱伝導体６２，１８ｋ及びＣＣＤ取付枠２３ｂを順に介してＣＣＤ２３が冷却される。

また、図２２に示すように、第３の実施の形態の変形例である電子冷却及び冷媒圧縮式の冷却構成として、デジタルカメラ１βに、冷媒圧縮式の冷却モジュール６１ｂを取り付ける構成としてもよい。冷却モジュール６１ｂにおいて、パイプ６５上に、圧縮機６６と、放熱部６７と、熱交換器７１と、膨張弁６８と、冷媒タンク７２と、開閉器６８ａと、冷却部６９と、アキュムレータ７３と、熱交換器７１と、逆止弁６８ｂとを順に介して冷媒が循環される。熱交換器７１において、放熱後の液化された冷媒と、冷却後の気化された冷媒との間で熱交換がなされるので、効率的に放熱及び冷却がなされる。

冷媒タンク７２は、液化した冷媒を貯め、開閉器６８ａにより適量の冷媒が冷却部６９に送出される。アキュムレータ７３は、冷媒気体の圧力を高めて出力し、また逆止弁６８ｂにより冷媒の逆流が防止されるので、圧縮機６６に冷媒気体を確実に送出できる。このように、熱交換器７１、冷媒タンク７２、アキュムレータ７３等により、さらに冷却効率を上げるように構成してもよい。また、この構成を第２の実施の形態に適用してもよい。

また、図２３に示すように、第３の実施の形態の変形例である電子冷却及び空気冷却式の冷却構成として、電子冷却式のデジタルカメラに空気冷却式の冷却モジュール８０を取り付ける構成としてもよい。このデジタルカメラは、冷却室２０、ＣＣＤ２３、ＣＣＤ取付枠２３ａ、熱伝導体１８及び電子冷却の冷却部１７と、ヒートシンクの放熱部１５ｂを備える。

冷却モジュール８０は、空気冷却手段として、筐体８１に、放熱部１５ｂの背面に位置するファン８２と、ファン８２を駆動するモータ８３とが設けられ、筐体８１が取付具８４を介してボルト及びナット８５によりデジタルカメラと締め付けて固定される。ファン８２の回転により、外部から空気を送って、放熱部１５ｂの放熱効果を高めることができる。風の向きは一般の放熱ファンとは逆に、外側から内部の放熱板に向かって吹き付ける方向がよい。また、空気冷却式の冷却構成を第２の実施の形態に適用してもよい。

また、図２４に示すように、第３の実施の形態の変形例である電子冷却及び液体冷却式の冷却構成として、電子冷却式のデジタルカメラに液体冷却式の冷却モジュール９０を取り付ける構成としてもよい。このデジタルカメラは、冷却室２０、ＣＣＤ２３、ＣＣＤ取付枠２３ａ、熱伝導体１８及び電子冷却の冷却部１７と、熱伝導体１８ｌを備える。

冷却モジュール９０は、Ａｌ、Ｃｕなど熱伝導性金属製の底部９１ａと、給水孔９２ａ及び排水孔９２ｂが設けられる蓋部９１ｂと、が防水パッキング９３ａを介してボルト及びナット９３ｂにより締め付けて固定され、冷却液を貯める液冷室９４が構成される。また、ホース９５は、給水孔９２ａに取り付けられる給水孔取付口９５ａを一端に有し、排水孔９２ｂに取り付けられる排水孔取付口９５ｂをもう一端に有する。ホース９５上には、排水孔取付口９５ｂから、放熱部（ラジエータ）９６と、冷却液タンク９７と、圧電式等の小型のポンプ９８とが順に設けられる。

ポンプ９８により冷却液タンク９７から吸水した冷却液は、給水孔９２ａを介して液冷室９４に送出され、その冷却液により底部９１ａ及び熱伝導体１８ｌを介して冷却部１７の発熱面が冷却される。その冷却により高温になった冷却液は、排水孔９２ｂを介して蛇行状等の配管を設けた放熱部９６で冷やされ、冷却液タンク９７に蓄えられた後、ポンプ９８で再循環させる。液冷室９４の底部９１ａの金属の内側にもヒートシンク同様の凹凸部があるので、放熱性がよい。また、底部９１ａに、渦巻状や蛇行状の溝や配管を設け、その中を冷却液が通るようにして、放熱性をよくする構成としてもよい。さらに、放熱部９６に、さらに空冷ファンを設けて放熱性を向上させてもよい。

冷却液には、グリコール系の不凍液や、フッ素系の不活性剤等の液体を用いればよい。 例えば、「フロリナート」など、電気絶縁性で熱伝導性で、金属や半導体、樹脂等に対して不活性なフッ素系の不活性液体を用いると、万一、冷却液が回路に漏れたり浸水した場合でも、回路がショートしたり錆びや故障の恐れがなく、不燃性なので発火することもない。

また、図２５に示すように、第３の実施の形態の変形例である電子冷却及び液体冷却式の冷却構成として、デジタルカメラ１βに液体冷却式の冷却モジュール１００を取り付ける構成としてもよい。図２５（ａ），（ｂ）に示すように、電子冷却式のデジタルカメラ１β背面のカバー５１ａをはずして、冷却モジュール１００を、ＣＣＤ２３裏面の熱伝導体１８ｋと接続端子１９ｂに取り付ける。

図２５（ｃ）に示すように、冷却モジュール１００は、液体冷却冷却手段としての、防水パンケース１０１内に、冷却部１０２と、ポンプ１０３と、冷却液タンク１０４と、放熱部（ラジエータ部）１０５とを収納し、さらに、冷却駆動回路１０６と、電池１０７と、通風孔１０８と、接続端子１０９とを備える。デジタルカメラ１β内蔵のペルチェ素子の冷却部１７ａの電源と、ポンプ１０３等の電源とは、冷却モジュール１００内蔵の大容量の電池１０７から供給され、冷却部の動作は、接続端子１０９，１９ｂを介してカメラ制御部３２から制御できる。

放熱部１０５は、防水パンケース１０１内に設けることとしたが、放熱部を防水パンケース１０１外や冷却モジュール１００筐体外面に設けてもよい。また、空冷用に冷却モジュール１００筐体に通風孔１０８や空冷ファンを設け、その背後に設置する。冷却モジュール１００の下部には、デジタルカメラ１β本体の接続端子１９ｂと接続する接続端子１０９を設けてデジタルカメラ１βと接続し、デジタルカメラ１β本体から冷却制御用信号を入力し、ポンプ１０３を駆動するとともに、デジタルカメラ１β本体内蔵の冷却部１７ａにも駆動電力を供給できるようにした。

また、図２６に示すように、第２の実施の形態の変形例である電子冷却及び冷媒加熱式の冷却構成として、デジタルカメラ１αに冷却モジュール１１０を取り付ける構成としてもよい。冷却モジュール１１０は、Ａｌ、Ｃｕなど熱伝導性金属製の熱伝導体１１１と、ＬＰガスやブタンガスなどのガスボンベ（又はガスライタ）１１２から供給されるガスを燃やすバーナ機能、及びＡＣアダプタ４１又は車のシガレットライタなどのＤＣ電源４１ａから電源部１１２ａを介して供給される電力により加熱するヒータ機能を有する加熱部１１３を備える。

また、冷却モジュール１１０は、冷媒加熱冷却手段としての、冷媒を送出するパイプ１１４上に、発生器１１５と、精留器（セパレータ）１１６と、凝縮器（コンデンサ部）１１７と、膨張弁１１７ａと、冷却部１１８と、吸収器１１９とが設けられる。冷媒液としては、アンモニアと水との混合液を用いる場合を説明するが、水と臭化リチウムなどとの混合液を冷媒液として用いる構成としてもよい。また、冷却部１１８及び吸収器１１９内のアンモニアなどが通過する管には、水素ガスが封入されているものとする。

先ず、加熱部１１３の加熱により発生器１１５において、アンモニア＋水の気体が発生する。アンモニア＋水の気体は、精留器１１６により、気体のアンモニアガスと、液体の水とに分離される。分離されたアンモニアガスは、凝縮器１１７により外気で冷却されて液化する。この液化時に発生した熱は放熱される。液化されたアンモニアは、膨張弁１１７ａを介して冷却部１１８に送出される。冷却部１１８において、液化されたアンモニアが、封入されている水素ガスに触れて気化されて、気化熱を奪うことにより、熱伝導体１１１が冷却される。

液体アンモニアは、水素に触れると気化するという性質を有する。つまり、水素ガスは触媒的な働きをして、液体アンモニアがアンモニアガスに気化するのを促進させ、冷却効果を高める。冷却された熱伝導体１１１は、熱伝導体１８ｋ及びＣＣＤ取付枠２３ｂを介してＣＣＤ２３を冷却する。

気化されたアンモニアは、水素とともに吸収器１１９に送出される。一方、精留器１１６により分離された水は、吸収器１１９に送出される。吸収器１１９において、気化されたアンモニアが水に溶解して、その混合液が再び発生器１１５に送出され、アンモニア＋水が循環される。また、吸収器１１９において、水素が冷却部１１８に送出されて、水素が循環する。

この構成では、アンモニアや水を封入した特殊な熱交換器を必要とするが、大きな圧縮機が不要で小型化できる上、電源以外にも、ランタン用ＬＰガスボンベ１１２、ＡＣアダプタ４１、ＤＣ電源４１ａなどを用いる加熱部１１３を用いることができるので、戸外や車載用途など、大きな電源が得られない場合には、エネルギー源の選択肢が増えて便利である。また、冷却モジュール１１０を、戸外やキャンプ用の携帯コンロや携帯ランタンと兼用の構造にして、加熱部分を冷却モジュール１１０用の加熱部１１３と兼用できる構成にしてもよい。

また、冷却部１１８及び吸収器１１９内の管に水素ガスが封入される例を説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも冷却部１１８及び吸収器１１９内の管に水素ガスが封入される構成としてもよい。例えば、冷却モジュール１１０内の、アンモニアなどが循環する管全体に水素が封入される構成としてもよい。さらに、水素ガスを用いない構成としてもよい。

また、図２７に示すように、第２の実施の形態の変形例である電子冷却及び冷却ガス噴射式の冷却構成として、デジタルカメラ１αと同様のデジタルカメラに冷却モジュール１２０を取り付ける構成としてもよい。ここで用いるデジタルカメラは、デジタルカメラ１αの熱伝導体１８ｅに代えて熱伝導体１８ｍを備える。

冷却モジュール１２０は、冷却ガス噴射冷却手段としての、Ａｌ、Ｃｕなど熱伝導性金属製の熱伝導体１２１と、筐体１２２と、小型で取り外し可能な冷却ガスのガスボンベ１２３と、筐体１２２にガスボンベ１２３の噴射口を固定するための接続口１２２ａとを備える。また、冷却モジュール１２０は、パイプ１２４上に、バルブ１２５と、減圧弁１２６と、噴射ノズル１２７と、断熱材１２８ａを有する冷却部１２８と、排気孔１２４ａとを備える。

冷却ガスとしては、液体酸素（沸点―１９３℃）、液体窒素（沸点―１９６℃）などの超低温の冷却ガスや、その混合ガスや、液体炭酸ガス（沸点―７８℃）や、ＨＦＣ１３４ａ（沸点―５８℃）等の代替フロンガスや瞬間冷却剤などとする。ガスボンベ１２３から噴射される冷却ガスは、バルブ１２５及び減圧弁１２６を介して噴射ノズル１２７から噴射される。冷却部１２８は、噴射された冷却ガスにより冷却され、熱伝導体１２１が冷却される。冷却された熱伝導体１２１により、熱伝導体１８ｋ，１８ｍ及びＣＣＤ取付枠２３ｂを介して、ＣＣＤ２３が冷却される。冷却後の冷却ガスは、排気孔１２４ａから排気される。

この構成によれば、冷却ガスは使い捨てで排気するので、短時間しか利用できないが、ガスボンベ１２３を冷却モジュール１２０にセットするだけで冷却でき、特別な電源が不要なので、戸外用途などにも便利である。

また、図２８に示すように、第２の実施の形態の変形例である電子冷却及び冷却剤式の冷却構成として、図２７で用いたデジタルカメラに冷却モジュール１３０を取り付ける構成としてもよい。

冷却モジュール１３０は、冷却剤冷却手段としての、Ａｌ、Ｃｕなど熱伝導性金属製の底部１３１ａと、調節弁１３２を有する蓋部１３１ｂと、底部１３１ａ周囲の断熱材１３３とを備え、底部１３１ａ及び蓋部１３１ｂがロック１３４により締め付け固定されて、冷却剤を収納する冷却室１３５が形成される。また、ボルト及びナットを有する取付具１３４ａにより底部１３１ａ及びデジタルカメラが締め付け固定される。

冷却剤としては、例えば、冷蔵庫１４０の冷凍室で冷凍してクーラーボックス等に用いる、ＣＭＣ （カルボキシ・セルロース） 合成物や、高吸水性ポリマー等の冷却剤や、ポリアクリル酸ナトリウム、エチレングリコール等のゲル化冷却剤や、メタノール系の液状冷却剤などを用いる冷却パック１３６を用いてもよい。また、冷却剤として、水を混ぜるか、袋を叩いて中の水袋を破って混ぜると、急速に冷却する硝酸アンモニウムや硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、など無機アンモニウム塩、等の瞬間冷却剤や、保冷剤、冷却シートなどの冷却パック１３７を用いてよい。さらに、冷却剤として、袋入りやペレット状のドライアイス（固形炭酸ガス）（−７８℃）などの冷却パック１３８を用いてもよい。

上記冷却剤の温度はドライアイス以外は、せいぜい＋５℃〜 −１０℃程度のものが多いが、簡易に零度〜氷温程度の弱冷却で冷却撮影したり、電子冷却の冷却部の二次冷却や予冷却などにも有効である。特に、冷蔵庫１４０の冷凍室での凍結なしに袋を破るだけで利用できる瞬間冷却剤などは、戸外にも携行できるので便利である。本例では、凍結や低温状態になった冷却剤を、冷却モジュールの中にセットするだけで、特別な電源なしに利用できるので便利である。

本第２及び第３の実施の形態の変形例によれば、冷却モジュールの冷却部は、電子冷却の冷却部に限定されるものではなく、多種の冷却方式や仕様とすることができる。このように、デジタルカメラ１α，１βに、多種の冷却方式や仕様の冷却モジュールを選択して取り付けることができ、電源などの動力源も冷却方法に合せることができるので、汎用性が高い利点がある。

以上、説明したように、上記各実施の形態及びその変形例によれば、天体望遠鏡用の特殊カメラではなく、一般の小型薄型デジタルカメラでも、安価に、冷却電源ユニットを取り付けるか、冷却モジュールを取り付けるだけで、超高感度カメラや、長時間露光できるカメラ、短時間露光の高速撮影でもきれいに写せるカメラ、夜間や星明りでも撮影できるカメラなどが、容易に実現できる。

なお、上記各実施の形態及びその変形例で説明した詳細な部分は上記内容に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

例えば、上記各実施の形態及びその変形例の少なくとも２つの構成を適宜組み合わせて構成してもよい。例えば、第１の実施の形態及びその変形例で説明した除湿構成を、第２及び第３の実施の形態並びにその変形例に適用する構成としてもよい。

また、上記第２、第３の実施の形態及びその変形例において、冷却部駆動用の電源、あるいは、ＣＣＤ２３の冷却部や、冷却モジュールの冷却部を、デジタルカメラのＣＣＤ２３裏面や、接続端子を介した外部から着脱可能に取り付けるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ２３自体も冷却モジュールに内蔵して、ＣＣＤ２３ごと交換するようにして、ＣＣＤの撮像信号を接続端子を介してからデジタルカメラ１に送信するように構成してもよい。また、ＣＣＤが増えて若干高価になるが、ＣＣＤを冷却撮影専用の素子にしたり、結露の影響のない（ＣＣＤ半導体基板の裏面から受光して赤外線や紫外線領域の撮像を行う）背面照射（BI）タイプのＣＣＤとしたり、ＣＣＤと冷却部の構造を一体化して冷却や放熱の効率を上げた冷却部を構成することもできる。

また、上記各実施の形態及びその変形例において、携帯画像撮影装置としてデジタルカメラ１，１α，１βを用いる構成としたが、これに限定されない。携帯画像撮影装置として、撮影機能付の携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯機器としてもよい。

また、上記各実施の形態及びその変形例において、電源を要する冷却方式の場合に、冷却電源ユニット、冷却モジュールに、電池を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、電池に代えて、手動式等の発電手段を設ける構成としてもよい。

また、液体冷却手段としては、第３の実施の形態の変形例である図２５に示す構成を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ２３などの撮像素子の半導体チップやその基盤、パッケージ自体に、冷却用の液体が循環流入する流路やパイプ、溝、凹凸などを微細加工して設け、直接ＣＣＤ２３などの撮像素子を液体で冷却する液体冷却手段としてもよい。

（ａ）は、本発明に係る第１の実施の形態のデジタルカメラ１の正面外観構成を示す図である。（ｂ）は、デジタルカメラ１の背面外観構成を示す図である。 デジタルカメラ１の電子回路構成を示す図である。 デジタルカメラ１及び冷却電源ユニット４０の内部構成を示す図である。 （ａ）は、デジタルカメラ１の冷却電源ユニット４０取り付け前の状態を示す背面外観構成を示す図である。（ｂ）は、冷却電源ユニット４０取り付け後の状態を示す背面外観構成を示す図である。 ＣＣＤの冷却温度に対する暗電流ノイズの特性を示す図である。 冷却部１７の駆動回路例を示す図である。 （ａ）は、ペルチェ素子の吸熱面と周囲の温度差に対する吸熱特性を示す図である。（ｂ）は、ペルチェ素子の吸熱面と発熱面との温度差に対する吸熱特性を示す図である。 冷却制御処理を示すフローチャートである。 温度及び水蒸気圧に対する状態の遷移例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、デジタルカメラの別の冷却構成例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、デジタルカメラの別の冷却構成例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、デジタルカメラの別の除湿構成例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、デジタルカメラの別の除湿構成例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、デジタルカメラの別の除湿構成例を示す図である。 （ａ）は、本発明に係る第２の実施の形態のデジタルカメラ１αの正面外観構成を示す図である。（ｂ）は、デジタルカメラ１αの背面外観構成を示す図である。 （ａ）は、デジタルカメラ１αのカバー５１取り外しの状態を示す背面外観構成を示す図である。（ｂ）は、デジタルカメラ１αの冷却モジュール５２取り付けの状態を示す背面外観構成を示す図である。（ｃ）は、冷却モジュール５２の背面外観構成を示す図である。 デジタルカメラ１α及び冷却モジュール５２の内部構成を示す図である。 デジタルカメラ１αの電源ユニット４０α取り付けの状態を示す正面外観構成を示す図である。 冷却モジュール５２の電子回路構成を示す図である。 （ａ）は、本発明に係る第３の実施の形態のデジタルカメラ１β及び冷却モジュール６１の内部構成を示す図である。（ｂ）は、圧縮機６６の外観構成を示す図である。 冷媒圧縮式の冷却構成例を示す図である。 電子冷却及び冷媒圧縮式の冷却構成例を示す図である。 電子冷却及び空気冷却式の冷却構成例を示す図である。 電子冷却及び液体冷却式の冷却構成例を示す図である。 （ａ）は、デジタルカメラ１αのカバー５１取り外しの状態を示す背面外観構成を示す図である。（ｂ）は、デジタルカメラ１αの冷却モジュール１００取り付けの状態を示す背面外観構成を示す図である。（ｃ）は、冷却モジュール１００の背面外観構成を示す図である。 冷媒加熱式の冷却構成例を示す図である。 冷却ガス噴射式の冷却構成例を示す図である。 冷却剤式の冷却構成例を示す図である。

符号の説明

１，１α，１β デジタルカメラ
２ 撮影レンズ
４ 光学ファインダ窓
５ ストロボ発光部
６ 電源キー
７ シャッタキー
８ モードスイッチ
９ 選択キー
１０ 十字キー
１１ 光学ファインダ
１２ａ 内蔵電池
１２ａ 電池
１２ｂ 電池部カバー
１３ 表示部
１４ 測距センサ
１５，１５ｂ 放熱部
１５ａ 冷却放熱部
１６ａ，１６ｂ 温度センサ
１６ｃ 湿度センサ
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 冷却部
１７１ 抵抗
１７２ 可変抵抗
１７３，１７４ サーミスタ
１７５ 差動増幅器
１７６ コンデンサ
１７８ トランジスタ
１７９ リレーＳＷ
１８，１８ｅ，１８ｆ，１８ｋ，１８ｌ，１８ｍ 熱伝導体
１８ａ，１８ａ１，１８ｈ，１８ｉ 回路基板
１８ｂ，１８ｇ 断熱材
１８ｃ 防水パッキング
１８ｄ，１８ｊ ボルト及びナット
１９ 断熱材
１９ａ，１９ｂ 接続端子
２０，２０Ａ 冷却室
２０ａ，２０ａ１，２０ｇ 冷却室筐体
２０ｂ 断熱材
２０ｃ ガラス
２０ｃ１ 防水パッキング
２０ｄ 自動シャッタ
２０ｆ コーティング膜
２０ｅ 吸湿材
２０ｈ 多孔質素材
２０ｉ 加熱部
２１ モータ
２２ レンズ光学系
２３ ＣＣＤ
２３ａ，２３ｂ ＣＣＤ取付枠
２４ タイミング発生器
２５ 垂直ドライバ
２６ サンプルホールド回路
２７ Ａ／Ｄ変換器
２８ カラープロセス回路
２９ ＤＭＡコントローラ
３０ ＤＲＡＭインタフェース
３１ ＤＲＡＭ
３２ カメラ制御部
３２ａ，３２ｃ 冷却制御部
３２ｂ 電子回路部
３２ｄ 冷却駆動回路
３３ ＶＲＡＭコントローラ
３４ ＶＲＡＭ
３５ デジタルビデオエンコーダ
３６ キー入力部
３７ ＪＰＥＧ回路
３８ フラッシュメモリ
３８ａ メモリカードスロット
３９ センサ入力部
３９ａ 通信部
４０ 冷却電源ユニット
４０ａ 電池
４０ｂ 接続端子
４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ コネクタ
４０α 電源ユニット
４１ ＡＣアダプタ
４２ 充填材
４３ 真空ポンプ
４４ モータ
４５，４６ パイプ
４７ 圧縮機
４８ モータ
５１ カバー
５１ａ カバー
５２ 冷却モジュール
５３ 冷却放熱部
５３ａ 放熱部
５４ 電池
５４ａ 電源回路
５４ｂ 充電制御部
５５ 熱伝導体
５６ ボルト及びナット
５７ 断熱材
５８ 接続端子
５９ 通信部
５９ａ コネクタ
６０ 冷却室
６０ａ 接続端子
６１，６１ａ，６１ｂ 冷却モジュール
６２ 熱伝導体
６３ 電池
６３ａ 電源部
６４ 操作ボタン
６４ａ スイッチ
６４ 圧縮機
６５ パイプ
６６ ダイヤフラム式圧縮機
６６１ 圧縮部
６６２ モータ部
６６３ 吸入口
６６４ 吐出口
６７ 放熱部
６８ 膨張弁
６８ａ 開閉器
６８ｂ 逆止弁
６９ 冷却部
７１ 熱交換器
７２ 冷媒タンク
７３ アキュムレータ
８０ 冷却モジュール
８１ 筐体
８２ ファン
８３ モータ
８４ 取付具
８５ ボルト及びナット
９０ 冷却モジュール
９１ａ 底部
９１ｂ 蓋部
９２ａ 給水孔
９２ｂ 排水孔
９３ｂ ボルト及びナット
９３ａ 防水パッキング
９４ 液冷室
９５ ホース
９５ａ 給水孔取付口
９５ｂ 排水孔取付口
９６ 放熱部
９７ 冷却液タンク
９８ ポンプ
１００ 冷却モジュール
１０１ 防水パンケース
１０２ 冷却部
１０３ ポンプ
１０４ 冷却液タンク
１０５ 放熱部
１０６ 冷却駆動回路
１０７ 電池
１０８ 通風孔
１０９ 接続端子
１１０ 冷却モジュール
１１１ 熱伝導体
１１２ ガスボンベ
１１２ａ 電源部
１１３ 加熱部
１１４ パイプ
１１５ 発生器
１１６ 精留器
１１７ 凝縮器
１１７ａ 膨張弁
１１８ 冷却部
１１９ 吸収器
１２０ 冷却モジュール
１２１ 熱伝導体
１２２ａ 接続口
１２２ 筐体
１２３ ガスボンベ
１２４ パイプ
１２４ａ 排気孔
１２５ バルブ
１２６ 減圧弁
１２７ 噴射ノズル
１２８ 冷却部
１２８ａ 断熱材
１３０ 冷却モジュール
１３１ａ 底部
１３１ｂ 蓋部
１３２ 調節弁
１３３ 断熱材
１３４ ロック
１３４ａ 取付具
１３５ 冷却室
１３６ 冷却パック
１３７ 冷却パック
１３８ 冷却パック
１４０ 冷蔵庫

Claims (25)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をペルチェ効果により冷却する冷却手段と、を備える携帯画像撮影装置と、
   前記冷却手段に電力を供給する電池又は発電手段を備え、前記携帯画像撮影装置に着脱可能な電源装置と、を備えることを特徴とする携帯画像撮影システム。
2. 前記電源装置は、前記携帯画像撮影装置と外部機器との通信を介する通信手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯画像撮影システム。
3. 被写体を撮像する撮像手段を備える携帯画像撮影装置と、
   前記撮像手段を冷却する冷却手段を備え、前記携帯画像撮影装置に着脱可能な冷却装置と、を備えることを特徴とする携帯画像撮影システム。
4. 前記冷却装置は、前記冷却手段に電力を供給する電池又は発電手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の携帯画像撮影システム。
5. 前記冷却手段は、ペルチェ効果により冷却する電子冷却手段と、空気の循環により冷却する空冷冷却手段と、冷却液の循環により冷却する液体冷却手段と、冷媒の圧縮及び膨張による気化により冷却する冷媒圧縮冷却手段と、冷媒溶液の加熱で得られる冷媒の気化により冷却する冷媒加熱冷却手段と、冷却ガス噴射により冷却する冷却ガス噴射冷却手段と、冷却剤により冷却する冷却剤冷却手段と、のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の携帯画像撮影システム。
6. 被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をペルチェ効果により電子冷却する第１の冷却手段と、を備える携帯画像撮影装置と、
   前記第１の冷却手段及び前記撮像手段を冷却する第２の冷却手段を備え、前記携帯画像撮影装置に着脱可能な冷却装置と、を備えることを特徴とする携帯画像撮影システム。
7. 前記冷却装置は、前記第１及び第２の冷却手段に電力を供給する電池又は発電手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の携帯画像撮影システム。
8. 前記第２の冷却手段は、ペルチェ効果により冷却する電子冷却手段と、空気の循環により冷却する空冷冷却手段と、冷却液の循環により冷却する液体冷却手段と、冷媒の圧縮及び膨張による気化により冷却する冷媒圧縮冷却手段と、冷媒溶液の加熱で得られる冷媒の気化により冷却する冷媒加熱冷却手段と、冷却ガス噴射により冷却する冷却ガス噴射冷却手段と、冷却剤により冷却する冷却剤冷却手段と、のうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の携帯画像撮影システム。
9. 前記液体冷却手段は、
   冷却液を貯蔵する冷却液タンクと、
   冷却液の循環により冷却する冷却部と、
   前記冷却後の冷却液から放熱する放熱部と、
   前記冷却液タンクから冷却液を送出して前記冷却部及び前記放熱部に冷却液を循環するポンプと、を備えることを特徴とする請求項５又は８に記載の携帯画像撮影システム。
10. 前記冷媒圧縮冷却手段は、
    液化された冷媒を膨張する膨張弁と、
    前記膨張された冷媒の気化により冷却する冷却部と、
    前記冷却後の冷媒を放熱して液化する放熱部と、
    前記液化された冷媒を圧縮して前記膨張弁に送出する圧縮機と、を備えることを特徴とする請求項５、８又は９に記載の携帯画像撮影システム。
11. 前記冷媒加熱冷却手段は、
    冷媒溶液を加熱して気化する加熱部と、
    前記気化された冷媒溶液を冷媒と溶媒に分離する分離部と、
    前記分離された冷媒を放熱して液化する放熱部と、
    前記液化された冷媒の気化により冷却する冷却部と、
    前記気化された冷媒を前記分離された溶媒に溶解して冷媒溶液を生成する吸収部と、を備えることを特徴とする請求項５、８、９又は１０に記載の携帯画像撮影システム。
12. 前記冷却ガス噴射冷却手段は、
    冷却ガスを貯蔵する冷却ガス容器と、
    前記冷却ガスを噴射する噴射部と、
    前記噴射された冷却ガスにより冷却する冷却部と、を備えることを特徴とする請求項５、８、９、１０又は１１に記載の携帯画像撮影システム。
13. 前記冷却剤冷却手段は、
    冷却剤を収納して冷却する冷却部を備えることを特徴とする請求項５、８、９、１０、１１又は１２に記載の携帯画像撮影システム。
14. 前記冷却装置は、前記携帯画像撮影装置と外部機器との通信を介する通信手段を備えることを特徴とする請求項３から１１のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
15. 前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段を取り付ける取付手段を備え、
    前記冷却手段は、前記取付手段のみを冷却可能であり、
    前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段の冷却前に前記取付手段のみを前記冷却手段に冷却させる制御手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
16. 前記携帯画像撮影装置は、
    前記撮像手段の周辺温度を検知する温度センサと、前記撮像手段の周辺湿度を検知する湿度センサとのうちの少なくとも１つと、
    前記検知された温度及び湿度のうちの少なくとも１つと、目標冷却時間及び除湿の優先度とに基づいて、前記冷却手段を冷却制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１から５及び１５のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
17. 前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段を取り付ける取付手段を備え、
    前記第１の冷却手段は、前記取付手段のみを冷却可能であり、
    前記携帯画像撮影装置は、前記撮像手段の冷却前に前記取付手段のみを前記第１の冷却手段に冷却させる制御手段を備えることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
18. 前記携帯画像撮影装置は、
    前記撮像手段の周辺温度を検知する温度センサと、前記撮像手段の周辺湿度を検知する湿度センサとのうちの少なくとも１つと、
    前記検知された温度及び湿度のうちの少なくとも１つと、目標冷却時間及び除湿の優先度とに基づいて、前記第１及び第２の冷却手段を冷却制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項６から８及び１７のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
19. 空気を圧縮する圧縮機と、
    前記圧縮された空気を前記撮像手段に噴射する噴射部とを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
20. 前記携帯画像撮影装置は、
    前記撮像手段を収納する冷却室を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
21. 前記冷却室は、空気に代えて充填剤が充填されることを特徴とする請求項２０に記載の携帯画像撮影システム。
22. 前記冷却室内の空気を減圧する真空ポンプを備えることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の携帯画像撮影システム。
23. 前記冷却室の内側及び外側のうちの少なくとも１つに設けられる断熱材を備えることを特徴とする請求項２０から２２のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
24. 前記冷却室内に設けられる吸湿材を備えることを特徴とする請求項２０から２３のいずれか一項に記載の携帯画像撮影システム。
25. 前記吸湿材を加熱する加熱部を備えることを特徴とする請求項２４に記載の携帯画像撮影システム。

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