JP2006293814A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器に内蔵されている熱源の負荷を適正に変更して、電子機器の筐体の表面温度を制御する温度制御装置を提供する。
【解決手段】 電子機器に組み込まれて、当該電子機器に内蔵されている熱源（９）の負荷を変更して、当該電子機器の筐体（Ａｔｃ）の表面温度（ＴＣ）を制御する温度制御装置（ＨＣ）において、人体接触検出手段器（２，３、７）は筐体（Ａｔｃ）に人体が触れていることを検出し、温度センサ（１）は筐体（Ａｔｃ）の表面温度（ＴＣ）を測定し、温度センサ（１０）は熱源（９）の発熱温度（Ｔ）を検出し、熱源制御器（７）は人体が触れていることが検出されている時に、表面温度（ＴＣ）が第１の所定表面温度（Ｔｔｈ）より高いばあいには、熱源（９）の負荷を第１の所定負荷（Ｌ１）だけ低減させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器に内蔵される温度制御装置に関する。

従来、電子機器に内蔵される温度制御装置としては、温度センサと熱源制御器とで構成されるもの（例えば、特許文献１）が広く知られている。そのような温度制御装置は、情報処理装置に組み込まれて、温度センサで情報処理装置の内部熱源の発熱を監視すると共に、熱源制御装置によって熱源の駆動管理を行う。

図３に示すように、上述の従来の温度制御装置ＨＣｃは、温度センサ３２および熱源制御器３３を含む。温度センサ３２は、情報処理装置（図示せず）における熱源３１の発熱温度Ｔを計測して、温度信号Ｓｔを生成する。なお、熱源３１は、通常ＣＰＵである。熱源３１であるＣＰＵの負荷が大きくなって発熱量が大きくなると、当然も発熱温度Ｔも上昇する。よって、熱源制御器３３は、温度信号Ｓｔに基づいて、熱源３１の発熱温度Ｔが所定温度Ｔｔｈを超えたと判断される場合に、熱源３１であるＣＰＵの処理速度を低下させることによって発熱量を小さくして、ＣＰＵの温度の低下を図る。
特許第２９５０３２０号公報

しかしながら、上述の温度制御装置ＨＣｃでは、電子機器の内部に収容された熱源の発熱温度Ｔを検出して、検出された発熱温度Ｔが所定温度以上であれば、熱源の省電力機能を動作させることにより電子機器の内部及び表面の温度上昇を抑える。つまり、温度制御の基準が電子機器に内装されている熱源の温度であり、実際にユーザが手や膝などの体の一部を触れて熱さを感じたり、低温火傷を引き起こしたりする原因となる電子機器の筐体表面、たとえばノートブックコンピュータにおけるパームレストや底面の表面温度が温度制御の基準となっていない。

つまり、ユーザが電子機器の使用に当たって、その発熱に起因して不快感を覚えるのは、電子機器の内部熱源の温度ではく、筐体の表面（特に、パームレストおよび底面）の温度であることは言うまでもない。さらに、例え低温であっても、長時間にわたって、一定以上の温度にさられると、ユーザは低温火傷などの損傷を負う。

電子機器の内部の熱源による発熱挙動の結果が、筐体の表面に現れて、その温度が変化するまでには時間差があることはよく知られている。また、筐体の表面は空気に曝されているために内部に比べて放熱性が良く、筐体の表面温度の変化は、熱源の発熱挙動と正比例の関係にはない。また、筐体表面であっても、ユーザの手が置かれているパームレストや、膝の上に置かれている場合の底面からの空中放熱は不十分であり、表面温度の変化挙動はさらに異なる。

このような理由から、内蔵されている熱源の検出温度に基づいて、熱源の発熱挙動を制御することによって、電子機器の温度を制御する従来の温度制御装置においては、ユーザにとって相応しい、筐体表面、パームレスト、および底面での適正な温度制御は不可能である。また、低温火傷などの可能性を考慮して、ＣＰＵの制御温度を低めに設定すると、省電力機能を過剰に働かせてしまい、機器の動作を必要以上に遅くしてしまい、ＣＰＵのリソースを有効に利用できない。よって、本発明は、電子機器に内蔵されている熱源の負荷を適正に変更して、電子機器の筐体の表面温度を制御する温度制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、電子機器に組み込まれて、当該電子機器に内蔵されている熱源の負荷を変更して、当該電子機器の筐体の表面温度を制御する温度制御装置であって、
前記筐体に人体が触れていることを検出する人体接触検出手段と、
前記筐体の表面温度を測定する表面温度測定手段と、
前記熱源の発熱温度を検出する発熱温度検出手段と、
前記人体接触検出手段によって、人体が触れていることが検出されている時に、前記検出された表面温度が、第１の所定表面温度より高いばあいには、前記熱源の負荷を第１の所定負荷だけ低減させる熱源制御手段える。

本発明に係る温度制御装置においては、電子機器に過剰な省電力機能を働かせてしまい機器の動作を必要以上に遅くさせることなく、人体が接触する箇所の温度を十分に低下させ、さらに長時間接触することによる低温火傷を防止できる、信頼性の高い優れた温度制御ができる。

以下に、図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る温度制御装置について説明する。図１に示すように、温度制御装置ＨＣは、第１の温度センサ１、第１の電極２、第１の人体抵抗検出器３、第２の温度センサ４、第２の電極５、第２の人体抵抗検出器６、熱源制御器７、タイマー８、第３の温度センサ１０、および第４の温度センサ１２を含む。タイマー８は、時間の経過を測定する時計であって、クロック信号Ｓｃｋを生成する。

第１の電極２は、パームレストなどのユーザが手を触れ易い、電子機器の筐体の表面に設けられている。第１の電極２は、所定の電圧が印可された２つの導電性端子からなり、ユーザなどがその二つの導電性端子に同時に接触することによって、回路が形成されて、微弱な電流が流れる。そして、接触するものによって電流値が変化する第１の接触検出信号Ｓｃ１が第１の電極２から出力される。第１の人体抵抗検出器３は、第１の電極２から入力される第１の接触検出信号Ｓｃ１に基づいて、第１の電極２に接触しているものの電気抵抗値Ｒ１を検出して、第１の電気抵抗値信号Ｓｒ１を生成する。第１の温度センサ１は、第１の電極２の近傍に設けられて、その部分の筐体の第１の表面温度Ｔｃ１を検出して、第１の表面温度信号Ｓｔｃ１を生成する。

なお、上述の「近傍」とは、ユーザが電子機器を使用時には通常手を置いたり、膝などが接したりする部分であり、本発明における温度制御の対象となる部分である。この意味において、第１の温度センサ１および第１の電極２の設けられている部分とその近傍を、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１と呼ぶ。

第２の電極５も、第１の電極２と同様に、パームレストなどのユーザが手を触れ易い、電子機器の筐体の表面に設けられて、ユーザなどの接触に応じて変化する第２の接触検出信号Ｓｃ２を出力する。第２の人体抵抗検出器６は、第２の電極５から入力される第２の接触検出信号Ｓｃ２に基づいて、第２の電極５に接触しているものの電気抵抗値Ｒ２を検出して、第２の電気抵抗値信号Ｓｒ２を生成する。

なお、電子機器がノートブック型パーソナルコンピュータである場合には、２つのパームレスト部のそれぞれに第１の電極２と第２の電極５を個別に設けることが望ましい。第２の温度センサ４も、第１の温度センサ１と同様に、第２の電極５の近傍に設けられて、その部分の筐体の第２の表面温度Ｔｃ２を検出して、第２の表面温度信号Ｓｔｃ２を生成する。なお、第２の温度センサ４および第２の電極５の「近傍」も、上述の第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１と同様に、本発明における鬼童制御の対象となる部分であるので、第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２と呼ぶ。

第３の温度センサ１０は、電子機器の内部に設けられている第１の熱源９の発熱温度Ｔ１を検出して、第１の熱源温度信号Ｓｔ１を生成する。第４の温度センサ１２も、第３の温度センサ１０と同様に、電子機器の内部に設けられている第２の熱源１１の発熱温度Ｔ２を検出して、第２の熱源温度信号Ｓｔ２を生成する。なお、第１の熱源９は第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１の第１の表面温度Ｔｃ１に影響を与える熱源であり、第２の熱源１１は第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２の表面温度Ｔｃ２に影響を与える熱源である。なお、発熱温度Ｔ１および発熱温度Ｔ２を、必要に応じて、それぞれ、第１の発熱温度Ｔ１および第２の発熱温度Ｔ２と呼んで識別する。

熱源制御器７は、第１の温度センサ１から入力される第１の表面温度信号Ｓｔｃ１に基づいて、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１での第１の表面温度Ｔｃ１を検出する。さらに、熱源制御器７は、第１の人体抵抗検出器３から入力される第１の接触検出信号Ｓｃ１に基づいて、ユーザが第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１に接触している（つまり、パームレストに手を置いている）か否かを判断する。

同様に、熱源制御器７は、第２の温度センサ４から入力される第２の表面温度信号Ｓｔｃ２に基づいて、第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２での第２の表面温度Ｔｃ２を検出する。さらに、熱源制御器７は、第２の人体抵抗検出器６から入力される第１の接触検出信号Ｓｃ２に基づいて、ユーザが第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２に接触している（つまり、パームレストに手を置いている）か否かを判断する。

次に、熱源制御器７による電子機器の温度制御の方法について説明する。本発明は、ユーザが手を触れている部分の表面温度を、対応する熱源の負荷を変化させて制御するものである。つまり、第１の熱源９の負荷を変化させて、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１の第１の表面温度Ｔｃ１を制御する。同様に、第２の熱源１１の負荷を変化させて、第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２の表面温度Ｔｃ２を制御する。

本実施の形態においては、第１の温度センサ１、第１の電極２、第１の人体抵抗検出器３、熱源制御器７、タイマー８、第１の熱源９、および第３の温度センサ１０が第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１の第１の表面温度Ｔｃ１の調整を行う第１の温度制御系Ｓｙｓ１を形成している。同様に、第２の温度センサ４、第２の電極５、第２の人体抵抗検出器６、熱源制御器７、タイマー８、第２の熱源１１、および第４の温度センサ１２が第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２の表面温度Ｔｃ２の調整を行う第２の温度制御系Ｓｙｓ２を構成する。なお、第１の温度制御系Ｓｙｓ１と第２の温度制御系Ｓｙｓ２とを、必要に応じて温度制御系Ｓｙｓと総称する。

第１の温度制御系Ｓｙｓ１と第２の温度制御系Ｓｙｓ２は、同時にあるいは個別に動作できる。よって、以下に、第１の温度制御系Ｓｙｓ１を例に、本発明における温度制御について説明する。熱源制御器７は、第１の表面温度信号Ｓｔｃ１に基づいて、第１の表面温度Ｔｃ１を常時モニターしている。そして、熱源制御器７は、第１の接触検出信号Ｓｃ１に基づいて、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１がユーザにより接触されていると判断される場合には、クロック信号Ｓｃｋに基づいて、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１での接触時間の計測を開始する。

そして、第１の表面温度Ｔｃ１が第１の所定表面温度Ｔｃｔｈ１より高いと判断される場合には、第１の熱源９の省電力機能を働かせて、第１の熱源温度信号Ｓｔ１に基づいて、第１の発熱温度Ｔ１が第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１になるまで第１の熱源９の負荷を第１の所定第１熱源負荷Ｌ１ａまで下げる。また、クロック信号Ｓｃｋに基づいて、ユーザが長時間連続して接触している場合には通常よりも省電力機能を多く、つまり、第１の発熱温度Ｔ１が第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１ａより低い第２の所定第１発熱温度Ｔｔｈ２ａになるまで、第１の所定第１熱源負荷Ｌ１ａよりさらに低い第２の所定第熱源の所定負荷Ｌ２ａまで第１の熱源９の負荷を下げる。このようにして、ユーザが接触している部分（第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１）の温度をより低くするようにして低温火傷を防止する。

なお、第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１ａと第２の所定第１発熱温度Ｔｔｈ２ａとの間には、温度制御装置ＨＣが適用される電子機器に応じてそれぞれ適宜設定されるものである。また、第２の温度制御系Ｓｙｓ２においても、第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１ａおよび第２の所定第１発熱温度Ｔｔｈ２ａと同様に、第１の所定第２発熱温度Ｔｔｈ１ｂおよび第２の所定第２発熱温度Ｔｔｈ２ｂが設定されている。

上述の方法においては、温度調整の開始の判断は第１の表面温度Ｔｃ１に基づきながら、調整後の温度の確認は第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１ａあるいは第２の所定第１発熱温度Ｔｔｈ２ａに基づいている。上述のように、温度制御装置ＨＣが用いられる電子機器に応じて、第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１ａおよび第２の所定第１発熱温度Ｔｔｈ２ａを適正に設定することによって、本発明の目的とする電子機器の表面温度制御を実現できる。

しかしながら、第１の所定第１発熱温度Ｔｔｈ１ａおよび第２の所定第１発熱温度Ｔｔｈ２ａの代わりに、第１の所定第１表面温度Ｔｃｔｈ１ａおよび第２の所定第１表面温度Ｔｃｔｈ２ｂを用いることにより、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１の表面温度Ｔｃをより確実に制御できる。第１の所定第１表面温度Ｔｃｔｈ１ａおよび第２の所定第１表面温度Ｔｃｔｈ２ｂは、それぞれ第１の温度センサ１によって検出される第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１での表面温度Ｔｃ１であり、第２の所定第１表面温度Ｔｃｔｈ２ａは低温火傷の可能性を考慮して第１の所定第１表面温度Ｔｃｔｈ１ａより所定の温度だけ低く設定される。なお、第２の温度制御系Ｓｙｓ２においても、同様に第１の所定第２表面温度Ｔｃｔｈ１ｂおよび第２の所定第２表面温度Ｔｃｔｈ２ｂが設定される。

以下に、図２を参照して、本発明に係る温度制御装置ＨＣをノートブック型パーソナルコンピュータ（以降、「ＰＣ」と略称）に適用した例について説明する。図２に示すように、ユーザがＰＣのキーボード操作時に手を置くパームレスト部にパームレスト温度センサ２１およびパームレスト電極２２が配置され、さらに膝の上に置いて使用する場合に備えて膝が触れる底面部に底面温度センサ２４および底面電極２５が配置されている。なお、パームレスト電極２２および底面電極２５はそれぞれ、上述の第１の電極２および第２の電極５に対応している。つまり、パームレスト部は、第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１に対応している。

ＣＰＵ２６およびＣＰＵ温度センサ２７は、それぞれ、上述の第１の熱源９および第３の温度センサ１０に対応している。そして、メモリ２８およびメモリ温度センサ２９は、それぞれ上述の第２の熱源１１および第４の温度センサ１２に対応している。つまり、底面は、第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２に対応している。

なお、上述の第１の人体抵抗検出器３、第２の人体抵抗検出器６、タイマー８、および熱源制御器７の機能は、ＣＰＵ２６自身によって実現されている。つまり、パームレスト温度センサ２１、パームレスト電極２２、ＣＰＵ２６、およびＣＰＵ温度センサ２７は、上述の第１の温度制御系Ｓｙｓ１に相当している。そして、底面温度センサ２４、底面電極２５、ＣＰＵ２６、メモリ２８、およびメモリ温度センサ２９が上述の第２の温度制御系Ｓｙｓ２に相当する。なお、温度制御系Ｓｙｓは、第１の温度制御系Ｓｙｓ１および第２の温度制御系Ｓｙｓ２の例以外にも、電子機器において、熱源と対応する表面温度制御対象領域Ａｔｃとの関係において任意に構成できることは言うまでもない。

このように構成することによって、これにより人体がパソコンのどの部分（本例においては、パームレスト部と底面部）に接触しているかが検出できる。またパームレスト温度センサ２１および底面温度センサ２４によって、人体が接触している部分の温度を検出する。パームレスト（第１の表面温度制御対象領域Ａｔｃ１）に手が触れていることが検出され、底面（第２の表面温度制御対象領域Ａｔｃ２）には膝が触れていないことが検出さる場合には、ＣＰＵ２６（第１の熱源９）のみ省電力機能を働かせてパームレストの温度（第１の表面温度Ｔｃ１）を下げる。

このように構成することにより、人体が接触している部分の温度のみを下げることが可能になり、省電力機能も部分的に働かせることで動作速度の低下も必要最低限に抑えることが可能となる。

また、タイマーにより人体が接触している時間を検出して、長時間連続して接触している場合には通常よりも省電力機能を多く働かせて接触部の温度をより低くするようにして低温火傷を防止する。

本発明にかかる温度制御装置は、人体が直接触れる部分を有する部分を有するノートブック型パーソナル等に利用できる。

本発明の実施の形態に係る温度制御装置の構成を示すブロック図 本発明に係る温度制御装置をノートブック型パーソナルコンピュータに提要した場合の例を示す図 従来の温度制御装置の構成を示すブロック図

符号の説明

ＨＣ、ＨＣｃ 温度制御装置
Ｓｙｓ１ 第１の温度制御系
Ｓｙｓ２ 第２の温度制御系
１ 第１の温度センサ
２ 第１の電極２
３ 第１の人体抵抗検出器
４ 第２の温度センサ
５ 第２の電極
６ 第２の人体抵抗検出器
７ 熱源制御器
８ タイマー
９ 第１の熱源
１０ 第３の温度センサ
１１ 第２の熱源
１２ 第４の温度センサ
２１ パームレスト温度センサ
２２ パームレスト電極
２４ 底面温度センサ
２５ 底面電極
２６ ＣＰＵ
２７ ＣＰＵ温度センサ
２８ メモリ
２９ メモリ温度センサ
３１ 熱源
３２ 温度センサ
３３ 熱源制御器

Claims (11)

1. 電子機器に組み込まれて、当該電子機器に内蔵されている熱源の負荷を変更して、当該電子機器の筐体の表面温度を制御する温度制御装置であって、
   前記筐体に人体が触れていることを検出する人体接触検出手段と、
   前記筐体の表面温度を測定する表面温度測定手段と、
   前記人体接触検出手段によって、人体が触れていることが検出されている時に、前記測定された表面温度が第１の所定表面温度より高い場合には、前記熱源の負荷を第１の所定負荷に低減させる熱源制御手段を備える温度調節装置。
2. 前記熱源の発熱温度を測定する発熱温度測定手段をさらに備え、
   前記熱源制御手段は、前記発熱温度が、第１の所定の発熱温度になるまで、前記熱源の負荷の低減を維持することを特徴とする、請求項１に記載の温度制御装置。
3. 前記熱源制御手段は、前記表面温度が、第１の所定の表面温度になるまで、前記熱源の負荷低減を維持することを特徴とする、請求項１に記載の温度制御装置。
4. 前記人体接触検出手段は、電極を含み、人体が当該電極に触れたときの電流値の変化に基づいて、人体による接触を検出することを特徴とする、請求項１に記載の温度制御装置。
5. 前記電子機器はノートブック型パーソナルコンピュータであり、前記熱源はＣＰＵであることを特徴とする、請求項４に記載の温度制御装置。
6. 前記人体接触検出手段および前記表面温度測定手段は、前記ノートブック型パーソナルコンピュータのパームレスト部に設けられることを特徴とする、請求項５に記載の温度制御装置。
7. 前記電子機器はノートブック型パーソナルコンピュータであり、前記熱源はメモリであることを特徴とする、請求項４に記載の温度制御装置。
8. 前記人体接触検出手段および前記表面温度測定手段は、前記ノートブック型パーソナルコンピュータの底面部に設けられることを特徴とする、請求項７に記載の温度制御装置。
9. さらに、時計手段を備え、前記熱源制御手段は、筐体に人体が触れている時間が所定時間以上である場合には、前記熱源の負荷を前記第１の所定負荷より小さな第２の所定負荷に低減させることを特徴とする、請求項１に記載の温度調節装置。
10. さらに、時計手段を備え、前記熱源制御手段は、筐体に人体が触れている時間が所定時間以上である場合には、前記熱源の負荷を前記第１の所定負荷より小さな第２の所定負荷に低減さて、前記発熱温度を前記第１の所定発熱温度より低い第２の所定発熱温度に低下させることを特徴とする、請求項２に記載の温度制御装置。
11. さらに、時計手段を備え、前記熱源制御手段は、筐体に人体が触れている時間が所定時間以上である場合には、前記熱源の負荷を前記第１の所定負荷より小さな第２の所定負荷に低減さて、前記表面温度を前記第１の所定表面温度より低い第２の所定表面温度Ｔｃｔｈ２第２の所定発熱温度に低下させることを特徴とする、請求項３に記載の温度制御装置。
    

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