JP2011124784A - 監視用カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性能の向上と小型化維持の両立が得られ、高性能且つ小型の監視用カメラを提供すること。
【解決手段】発熱が多い回路が搭載されている回路基板３、４の２枚の回路基板について、それぞれを筐体１のトップフレーム２０とボトムフレーム２２の内壁面と平行に近接して配置し、伝熱シート６、７を間に介在させることにより、回路基板３、４から筐体１に熱が直接伝達され、筐体１から外気に直接、熱が放散されて行くようにするとともに、ボトムフレーム２２の外壁面に複数の細条溝８で区分された放熱フィン９を設け、外気に対する伝熱面積を広げて更に熱放散の効率上昇が得られるようにしたもの。
【選択図】図２

Description

本発明は、監視用のテレビジョンカメラに係り、特に、比較的小型の監視用カメラにおける回路基板の放熱に関する。

近年、治安維持に対する関心の高まりは著しく、このため、テレビジョンカメラを用いた監視用カメラの設置数増加は、ほとんどとどまるところを知らない趨勢にある。
また、これと並行して、監視用の小型テレビジョンカメラの性能向上も著しく、例えば治安維持に大いに貢献しているが、これに伴ってカメラの消費電力も増加し発熱量が多くなることから、監視用カメラについては、放熱が重要課題として無視できなくなっている。

そこで、監視用カメラの放熱構造については従来から種々の提案がなされ、実用化されているが、ここで、その一例について、以下、従来技術として図４と図５により説明する。
ここに示した従来技術による監視用カメラＸは、自然空冷方式、つまり外気の自然な流れを利用した冷却方式によりカメラの放熱が得られるようにしたもので、図４は監視用カメラの斜視図で、図５はカメラの筐体の側断面(a)と縦断面(b)を示したものであり、これらの図において、１は筐体、Ｓは撮像部、３、４は回路基板、５は放熱フィン、そして６はスリットである。

そして、まず、筐体１は、細長い箱型に造られ、一方の端面には、図４に示されているように、例えばＣＭＯＳやＣＣＤなどの光電変換素子と撮像用のレンズとを備えた撮像部２００設けられ、内部には、図５に示されているように、複数枚の回路基板の中で、発熱量が多い回路が搭載されている回路基板３、４については、筐体１内で縦に配置している。このとき放熱フィン５は、一方の回路基板３に取り付けられている。
そして、スリット６は、筐体１の縦長になっている部分の角部のそれぞれに設けられていて、筐体１の内部を外部に連通させるための通気孔(風穴)として機能する。

そこで、この監視用カメラＸに動作用の電力を供給し、撮像動作が開始されるようにすると、回路基板３、４に搭載されている回路素子、特に半導体素子に電流が流れて発熱し、回路基板３、４の温度が上昇する。
これに伴って筐体１の中にある空気の温度も上昇し、温められた空気が上側にあるスリットを通って内部から大気中に流出して行くようになり、これに伴ってスリット６の中で筐体１の下側にあるスリットから外気が内部に流入するようになって、図５(b)に示すように、内部に対流Ｃが現れる。

このとき回路基板３、４が縦に配置されているので、対流Ｃはこれらの回路基板３、４に沿って流れ、従って、回路基板３と回路基板４の熱は効率良く対流Ｃに乗ることができ、そのまま効率良く外部に運び出されるようになる。
そして、この結果、自然空冷方式による放熱が得られ、監視用カメラＸの温度上昇を適正な範囲に抑え、正常な撮像動作が保てるようにするのである。
このとき、特に発熱が多い回路が搭載されている回路基板３には放熱フィン５が設けてあり、これにより回路基板３からの熱の伝導を促進し、当該回路基板３の放熱が効果的に得られるようにしている。

特開平０７−２６４４５０号公報 特開平０４−１１１５８０号公報

上記従来技術は、監視用カメラの更なる性能向上と小型化に配慮がされているとは言えず、放熱性能のより一層の向上に問題が有った。
カメラの高性能化は、発熱量の増加と処理回路素子の高密度化をもたらすので、放熱性能のより一層の向上が要求されるが、反面、この高密度化はカメラ内部におけるスペースの減少につながるので、放熱性能の向上が阻害され、従って、従来技術では、放熱性能のより一層の向上に問題が生じてしまうのである。

具体的に説明すると、次の通りである。
(1) 従来技術では、小型化により空気の流路が狭くなり、通風が悪く
なって放熱効率が低下してしまう。
(2) 従来技術の場合、筐体に風穴が必要なため、内部に塵埃が侵入し
易くなる上、目詰まりの虞も生じてしまう。
本発明の目的は、放熱性能の向上と小型化維持の両立が得られ、高性能且つ小型の監視用カメラを提供することにある。

上記目的は、少なくとも筐体と撮像部を備え、前記筐体の中に搭載されている回路基板の放熱を自然空冷方式により行うようにした監視用カメラにおいて、前記回路基板を前記筐体の中で前記底面部の内壁面と平行に近接して配置させた上で前記回路基板と前記底面部の内壁面の間に介在させた伝熱シートと、前記筐体の底面外壁面に複数の細条溝で区分された放熱フィンとを設け、前記回路基板の熱が前記伝熱シートを介して前記底面部の内壁面に伝達し、前記底面外壁面にある放熱フィンから外気に伝達されることにより放熱が得られるようにして達成される。

本発明によれば、風穴が不要なので、筐体を密閉構造にすることができ、従って、筐体内に塵埃が侵入し堆積する虞がないので、信頼性の維持が容易になり、メンテナンスフリーに簡単に対応することができる。
また、本発明によれば、筐体内に対流のためのスペースを残す必要がないので、より一層の小型化と高性能化が容易に得られ、この結果、高性能カメラの設置箇所に制限が生じる虞が少なくなり、従って、高性能カメラによる高画質のモニターのもとで信頼性の高い監視を行うことができる。

本発明に係る監視用カメラの一実施の形態を示す上面斜視図である。 本発明に係る監視用カメラの一実施の形態を示す下面斜視図である。 本発明に係る監視用カメラの一実施の形態における筐体の断面図である。 従来技術による監視用カメラの一例を示す正面斜視図である。 従来技術による監視用カメラの一例における筐体の断面図である。

以下、本発明による監視用カメラについて、図示の実施形態により詳細に説明する。
図１と図２は、本発明による監視用カメラの一実施の形態をＹとして、その外観を示したものである。
そして、この監視用カメラＹの場合も、カメラ本体が細長い箱状の筐体１で構成され、その一方の端部に撮像部Ｓを備えている点では、図４と図５の従来技術による筐体１の場合と同じである。

しかし、ここで、まず、図１に示すように、その筐体１の縦長になっている部分の角部にスリットが無い点で、従来技術の場合と大きく異なっており、次に、図２に示すように、筐体１の底部に細条溝により区画された放熱フィンが設けられている点で従来技術の場合と大きく異なっている。
ここで、この監視用カメラＹの場合、説明のため、筐体１の天井部分をトップフレーム２０とし、背面部分はバックフレーム２１、底面部分はボトムフレーム２２、撮像部となる前面分はフロントフレーム２３としている。

次に、図３(a)、(b)は、監視用カメラＹの断面図で、このとき図３(a) は側断面図で、同じく図３(b) は図３(a) のＢ−Ｂ線による縦断面図であり、このとき図示の矢印は、熱の伝導経路を表したもので、白抜き矢印は固体部材内での熱の流れを表し、黒塗り矢印は外気中での熱の流れを表している。
そして、この監視用カメラＹには解像度が優れた高性能のテレビジョンカメラが搭載され、これに応じて処理回路も高性能の回路で構成され、この結果、回路基板が多く必要とされ、このため図示してない回路基板も含めて多くの回路基板が搭載されているが、ここでは回路基板３、４の２枚だけが図示してある。

ここで、これらの回路基板３、４は、カメラ内に搭載されている回路基板の中でも特に発熱が多い回路が搭載されている回路基板であり、これらについては、それぞれを筐体１の内壁面に近接して平行に配置した上で、間に伝熱シート６、７を介在させることにより、各回路基板から筐体１を構成している部材に熱が直接伝達され、筐体１の外壁面から外気に熱伝導して大気中に放散されて行くようにしている。

具体的に説明すると、まず、ここでは、回路基板３は、ボトムフレーム２２に、図示してない取付部により、当該ボトムフレーム２２の内壁面に近接して平行に取り付けられている。
そして、このとき、回路基板３は、その裏面、つまり部品が搭載されている面とは反対側の面がボトムフレーム２２の内壁面に向かっている状態で取り付けられ、それらの間に伝熱シート７が介在され、空隙が残らないようにしてあり、これにより回路基板３の熱が、伝熱シート７を介してボトムフレーム２２の内壁面に効率的に伝達されるようにしてある。

次に、回路基板４は、トップフレーム２０に、図示してない取付部により、当該トップフレーム２０の内壁面に近接して平行に取り付けられている。
そして、この回路基板４も、その裏面、つまり部品が搭載されている面とは反対側の面がトップフレーム２０の内壁面に向かっている状態で取り付けられ、このときも回路基板４とトップフレーム２２の内壁面の間には伝熱シート６が介在され、空隙が残らないようにしてあり、これにより回路基板４の熱が、伝熱シート６を介してトップフレーム２０の内壁面に効率的に伝達されるようにしてある。

このとき、ボトムフレーム２２は、図３(b) に明瞭に表されているように、かなりの厚みをもった部分として作られ、そこには複数の細条溝８が形成してある。
ここで、各細条溝８は、ボトムフレーム２２の厚みをもった部分を区分し、全体としてボトムフレーム２２の外壁面に放熱フィン９を形成させる働きをする。

次に、この監視用カメラＹにおける冷却作用について説明する。
ここで、まず、伝熱シート６、７は、例えばゲル状の熱伝導用粘着シートや熱伝導性ゴムなど、絶縁材としてはかなり良好な熱伝導性を備えたものが用いられる。なお、これらのゲル状の熱伝導用粘着シートや熱伝導性ゴムは、何れも一般的に市販されているものであり、従って周知のものである。
そして、この結果、各伝熱シート６、７は、その厚み方向に良好な熱伝導路を形成するようになる。

そうすると、まず、回路基板３は、伝熱シート７の存在により、ボトムフレーム２２に向かう熱の経路に空隙による過大な熱抵抗を受ける虞のない良好な伝達路を備えていることになり、次に、回路基板４は、伝熱シート６の存在により、同じくトップフレーム２０に向かう熱の経路に空隙による過大な熱抵抗を受ける虞のない良好な伝達路を備えていることになる。

また、これと平行して、筐体１を形成するトップフレーム２０とバックフレーム２１、ボトムフレーム２２及びフロントフレーム２３は、全て金属材で構成してある。
このときの金属材としては、例えばアルミニウムやマグネシウム、アルミニウム合金やマグネシウム合金など、特に熱伝導性の良好な金属材料を使用するのが望ましい。
この場合、加工方法としては板金プレス加工でも鋳型加工でもよい。

そこで、いま、監視用カメラＹに動作用の電力が供給され、撮像動作が開始されるようにすると、回路基板３、４に搭載されている回路素子、特に半導体素子に電流が流れて発熱し、これら回路基板３、４の温度が上昇する。
このとき、まず、回路基板３は、上記したように、ボトムフレーム２２に向かう熱の良好な伝達路を備えており、従って、回路基板３の温度上昇に伴って、当該回路基板３の熱がボトムフレーム２２に移動し、ボトムフレーム２２に温度の上昇をもたらす。

次に、回路基板４は、これも上記したように、トップフレーム２０に向かう熱の良好な伝達路を備えているので、回路基板４の温度上昇に伴い、当該回路基板４の熱がトップフレーム１Ｔに移動し、トップフレーム２０に温度の上昇をもたらす。
このとき、トップフレーム２０とボトムフレーム２２は、上記したように、全て金属材で構成され、しかも、特に熱伝導性の良好な金属材で構成されている。

そこで、これらトップフレーム２０とボトムフレーム２２に、上記したように、各回路基板３、４から熱が伝達されると、直ちに表面温度の上昇として現れ、外気に対して大きな温度勾配を持つようになり、この結果、外気による筐体１の外面からの熱の取り込みが活発になって大きな放熱作用が得られるようになる。
しかも、このとき、ボトムフレーム２２は、外壁面に放熱フィン９が形成されていて、外気との接触面積が広くされているので、その分、極めて大きな放熱作用が得られる。

また、この監視用カメラＹの場合、フロントフレーム２３も金属材で構成してあるので、トップフレーム２０とボトムフレーム２２の熱はフロントフレーム２３にも伝達され、フロントフレーム２３の外壁も放熱面となり、そこに触れている外気に放散されてゆくようになるので、更に良好な放熱作用が得られるようになる。

さらに、この監視用カメラＹの場合、特に図３(a) から明らかなように、バックフレーム２１がボトムフレーム２２の延長部分として、ボトムフレーム２２と一体に構成されている。
従って、この監視用カメラＹにおいては、ボトムフレーム２２の熱はバックフレーム２１にも伝達され、この結果、バックフレーム２１の外壁も放熱面となり、そこに触れている外気に放散されてゆくようになるので、この点でも、更に良好な放熱作用が得られるようになる。

従って、この実施形態によれば、カメラの筐体１に開口を設けなくても、必要な放熱性能が容易に得られることになり、この結果、動作中での温度上昇を所望の範囲に容易に抑えることができる。

Ｙ 監視用カメラ
Ｓ 撮像部(監視用カメラの撮像部)
１ 筐体(カメラの筐体)
２０ トップフレーム
２１ バックフレーム
２２ ボトムフレーム
１３ フロントフレーム
３、４ 回路基板
６、７ 伝熱シート
８ 細条溝
９ 放熱フィン

Claims (1)

1. 少なくとも筐体と撮像部を備え、前記筐体の中に搭載されている回路基板の放熱を自然空冷方式により行うようにした監視用カメラにおいて、
   前記回路基板を前記筐体の中で前記底面部の内壁面と平行に近接して配置させた上で前記回路基板と前記底面部の内壁面の間に介在させた伝熱シートと、前記筐体の底面外壁面に複数の細条溝で区分された放熱フィンとを設け、
   前記回路基板の熱が前記伝熱シートを介して前記底面部の内壁面に伝達し、前記底面外壁面にある放熱フィンから外気に伝達されることにより放熱が得られるように構成したことを特徴とする監視用カメラ。

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