JPH08172557A - 低温領域用テレビジョンカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲への熱放散を抑えながら、テレビジョン
カメラ本体の保温が充分に得られるようにした低温領域
用テレビジョンカメラ装置を提供すること。 【構成】 撮像部本体１を本体容器２に収容し、ペルチ
エ効果を利用した熱電素子４を、スペーサ３を介して本
体容器２に接触させ、全体を熱絶縁体の包囲体６で被覆
し、熱電素子４に通電することにより、周囲の熱を吸収
し、集めた熱を本体容器２に移動させ、この容器２の温
度を上げるようにしたもの。 【効果】 電熱装置などの加熱装置を用いることなく、
テレビジョンカメラ本体の保温ができるので、それ自体
による発熱は極めて少なく、場合によっては吸熱作用す
ら得られるので、周囲環境に乱れを与える虞れを充分に
抑えることができ、ＬＮＧ中などの極低温状態でも気泡
が発生しないので、撮像視界が妨げられる虞れも全くな
く、常に良好な撮像画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温状態で使用するテ
レビジョンカメラ装置に係り、特に液化天然ガス容器内
や、冷凍倉庫内など、極低温領域での撮像、監視に好適
な低温領域用テレビジョンカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ほとんどの電気機器は、いずれにしろ使
用温度に限度があり、許容温度が定められている。従っ
て、許容温度よりも高い温度で使用するためには、防熱
や耐熱装備、或いは冷却装置などを要し、他方、低い温
度で使用するためには、防寒装備、耐低温装備、或いは
保温加熱装置などを必要し、このことは、テレビジョン
カメラでも例外ではない。

【０００３】ところで、近年、テレビジョンカメラの光
電変換部として、ＣＣＤなどと呼ばれる半導体固体撮像
装置が使用されるようになってきているが、この固体撮
像装置は、比較的温度変化による特性変化が大きく、こ
のため、例えば、ＬＮＧ(液化天然ガス)容器内の撮像、
監視のために用いられるテレビジョンカメラでは、従来
から、例えば電熱による加熱装置を用い、零下百数十度
という極低温状態においても、使用中、その撮像部本体
は、例えば０℃〜−２０℃の範囲内の所定の温度で一定
に保たれるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】上記従来技術は、
テレビジョンカメラの加熱に伴う周囲への熱放散につい
て配慮がされておらず、周囲の温度環境を乱してしまう
という問題があった。例えば、上記したＬＮＧ容器内
で、テレビジョンカメラをＬＮＧ中に浸して使用した場
合、テレビジョンカメラの容器からの熱放散のため、Ｌ
ＮＧの温度が上昇してしまい、ＬＮＧの気化が促進され
てしまったり、気泡が発生して撮像視界が乱されてしま
い、良好な画像が得られなくなってしまったりするので
ある。

【０００５】本発明の目的は、周囲への熱放散を抑えな
がら、テレビジョンカメラ本体の保温が充分に得られる
ようにした低温領域用テレビジョンカメラ装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、耐低温性の
材質で作られた密閉容器に収容され、該容器の一部に設
けられている透明窓から外部を撮像するようにしたテレ
ビジョンカメラ装置において、テレビジョンカメラの撮
像部本体を収容する空間部と、該撮像部本体による撮像
用の開孔部とを備えた熱伝導性材料からなる本体容器
と、該本体容器の外側に熱移動方向の一方の端部が接触
された熱電素子と、上記本体容器の上記開孔部を除き、
該本体容器と上記熱電素子を一括して包囲した断熱性材
料の包囲体とを用いることにより達成される。なお、こ
こで、テレビジョンカメラの撮像部本体とは、撮像用レ
ンズと光電変換装置からなり、被写体を撮像して画像信
号を得る部分のことである。

【０００７】

【作用】上記熱電素子は、それに通電することにより、
ペルチエ効果によるヒートポンプ機能を発揮し、周囲か
ら熱を吸収し、この周囲から集めた熱を撮像部本体が収
容されている容器に移動させ、その温度を上げるように
働く。

【０００８】このとき、熱電素子により移動させられた
熱量は、該素子に通電したことによる発熱量よりも充分
に多くすることができるから、余分な熱が周囲に放散さ
れるのを充分に抑えながら、撮像部本体の温度を、周囲
の温度よりも充分に高くすることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明による低温領域用テレビジョン
カメラ装置について、図示の実施例により詳細に説明す
ると、図は、何れも本発明の一実施例で、図１のＡはテ
レビジョンカメラ本体で、Ｂは制御装置を示し、図２の
Ｃはカメラ容器部を示している。まず、図１のテレビジ
ョンカメラ本体Ａは、撮像部本体１と、本体容器２、ス
ペーサ３、熱電素子４、温度検出素子５、包囲体６、そ
れに接続配線用電線７で構成されている。

【００１０】撮像部本体１は撮像用のレンズと、ＣＣＤ
などの固体撮像装置を中心として構成され、被写体を撮
像して画像信号を発生する働きをする部分である。本体
容器２は熱伝導性のよい銅、アルミニウム(合金)などの
材料で作られ、撮像部本体１を収容する空間部２ａと、
撮像用の開孔部２ｂ、それに円板状になった熱導入部２
ｃとで構成されている。スペーサ３は熱伝導性の良い、
例えば銅、アルミニウムなどの材料の円板で作られ、周
囲から熱を集めるためのフィン(ひれ)として働くように
してある。

【００１１】熱電素子４はサーモ・モジュールなどとも
呼ばれるもので、例えば図示のように円板状に作られ、
この実施例では、スペーサ２を介して３枚の熱電素子４
を積み重ね、その一方の端部を本体容器２に接触させた
状態にしてある。そして、この熱電素子４はペルチエ効
果を利用した素子で、通電(電流が流されること)される
ことによりヒートポンプとして働き、周囲の熱を吸収
し、集めた熱を本体容器２に移動させ、この容器２の温
度を上げる働きをする。

【００１２】温度検出素子５はサーミスタなどからな
り、本体容器２の空間部２ａ内の温度を検出し、それに
応じた信号を発生する働きをする。包囲体６は発泡ウレ
タン樹脂などの断熱性材料で作られ、図示のように、本
体容器２の開孔部２ｂに合わせて形成してある開孔６ａ
を残して、本体容器２とスペーサ３、それに熱電素子４
なども含めて、全体を包込んだ状態で所定の形状に成形
したものである。

【００１３】そして、配線用の電線７は複数本の絶縁電
線群からなり、テレビジョンカメラ本体Ａ内の撮像部本
体１と、熱電素子４、それに温度検出素子５を、それぞ
れ制御装置Ｂに接続する働きをする。

【００１４】次に、図２のカメラ容器部Ｃは、ハウジン
グ８と、透明窓部材９、前部ブラケット１０、後部ブラ
ケット１１、コネクタ(接続金具)１２、そしてフレキシ
ブルチューブ１３で構成されている。

【００１５】ハウジング８は、例えば商品名がテフロン
などとして知られている、耐低温性の合成樹脂(４ふっ
化エチレン樹脂)で作られた略円筒形の部材で、内部に
テレビジョンカメラ本体Ａを収容する空所８ａが形成し
てある。そして、この空所８ａ内にテレビジョンカメラ
本体Ａを挿入配置したとき、その開孔６ａが対向する部
分に、ガラス板からなる透明窓部材９が設けてある。

【００１６】前部ブラケット１０と後部ブラケット１１
は、それぞれ蓋体として働き、内部にテレビジョンカメ
ラ本体Ａを収容したあと、図示のように、ボルト、ナッ
トでハウジング８の両端面に取付けられ、内部を密閉状
態にする働きをする。このとき、前部ブラケット１０に
は、円錐状の開孔窓１０ａが形成してあり、これによ
り、内部に収容されたテレビジョンカメラ本体Ａの撮像
部本体１による外部の撮像が可能になるようにしてあ
る。

【００１７】また、このとき、後部ブラケット１１に
は、耐低温性の合成樹脂で作られた蛇腹状のフレキシブ
ルチューブ１３が、コネクタ(接続金具)１２によって取
付けてあり、このフレキシブルチューブ１３内に接続配
線用の複数本に電線７を収容することにより、保護が得
られるようしてある。

【００１８】次に、この実施例の動作について説明す
る。テレビジョンカメラを動作状態にすると、制御装置
Ｂは、熱電素子４に所定の極性の電流を供給するように
構成されている。そうすると、熱電素子４による熱の移
動作用が現われ、スペーサ３を介して周囲から熱を吸収
し、これが本体容器２に集められてゆくようになる。そ
して、この結果、本体容器１の温度が上昇して行く。

【００１９】一方、制御装置Ｂは、温度検出素子５から
の信号により本体容器２の温度を検出し、これに応じて
熱電素子４に供給されている電流値を制御し、本体容器
２の温度が一定に保たれるようにする。

【００２０】そこで、いま、このテレビジョンカメラの
周囲温度が低下し、この結果、本体容器２の温度が低下
し始めたとすると、これに応じて制御装置Ｂは、熱電素
子４に供給されている電流を増加させ、熱電素子４によ
る熱移動作用を強くし、本体容器２に集められてくる熱
量を多くする。この結果、本体容器２の温度は、周囲の
温度よりも遥かに高い、例えば−４℃などの所定の一定
温度に制御されることになる。

【００２１】従って、この実施例によるテレビジョンカ
メラは、例えばＬＮＧなど極低温状態にある液体中に浸
され、或いは極低温雰囲気中に置かれた場合でも、その
撮像部本体１の温度は所定値に一定に保たれ、正常な状
態で撮像を行なうことができる。

【００２２】ここで、本発明の或る実施例によれば、零
下１９２℃の液体窒素中に浸したテレビジョンカメラに
おいて、熱電素子の電流値が１.２Ａのとき、上記した
ように、本体容器内を−４℃の温度に保持することかで
きた。

【００２３】そして、このとき、この実施例では、電熱
装置などの加熱装置を備えていないから、それ自体によ
る発熱は極めて少なく、場合によっては吸熱作用すら得
られるので、周囲環境に乱れを与える虞れを充分に抑え
ることができ、ＬＮＧ中でも透明窓部材９による気泡の
発生が無いので、撮像視界が妨げられる虞れも全くな
く、常に良好な撮像画像を得ることができる。

【００２４】なお、以上の実施例では、撮像部本体がＣ
ＣＤなどの固体撮像装置で構成されているが、本発明
は、光電変換部の構成に係わらず適用可能であり、どの
ような撮像装置により実施しても良いことは言うまでも
ない。

【００２５】また、上記実施例で使用している断熱性材
料についても、４ふっ化エチレン樹脂や発砲ウレタン樹
脂に限らず、必要な断熱特性を備えていれば、どのよう
な材料により本発明を実施しても良いことは言うまでも
ない。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、電熱装置などの加熱装
置を用いることなく、テレビジョンカメラ本体の保温が
できるので、それ自体による発熱は極めて少なく、場合
によっては吸熱作用すら得られるので、周囲環境に乱れ
を与える虞れを充分に抑えることができ、ＬＮＧ中など
の極低温状態でも気泡が発生しないので、撮像視界が妨
げられる虞れも全くなく、常に良好な撮像画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による低温領域用テレビジョンカメラ装
置の一実施例におけるテレビジョンカメラ本体の説明図
である。

【図２】本発明による低温領域用テレビジョンカメラ装
置の一実施例におけるカメラ容器部の説明図である。

【符号の説明】

１ 撮像部本体 ２ 本体容器 ２ａ 空間部 ２ｂ 開孔部 ２ｃ 熱導入部 ３ スペーサ ４ 熱電素子(ペルチェ効果素子) ５ 温度検出素子 ６ 包囲体 ７ 配線用電線 ８ ハウジング ８ａ 空所 ９ 透明窓部材 １０ 前部ブラケット １０ａ 開孔窓 １１ 後部ブラケット １２ 接続金具 １３ フレキシブルチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 幸弘 神奈川県横浜市鶴見区末広町一丁目７番７ 号 東京瓦斯株式会社生産技術センター内 (72)発明者 梅村 昌和 大阪府大阪市此花区北港一丁目１番16号 大阪瓦斯株式会社生産技術センター内 (72)発明者 岩崎 雅巳 愛知県名古屋市熱田区桜田町19番18号 東 邦瓦斯株式会社内 (72)発明者 井崎 康昭 東京都新宿区高田馬場三丁目18番25号 日 立電子株式会社ビデオシステム事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐低温性の材質で作られた密閉容器に収
   容され、該容器の一部に設けられている透明窓から外部
   を撮像するようにしたテレビジョンカメラ装置におい
   て、 テレビジョンカメラの撮像部本体を収容する空間部と、
   該撮像部本体による撮像用の開孔部とを備えた熱伝導性
   材料からなる本体容器と、 該本体容器の外側に熱移動方向の一方の端部が接触され
   た熱電素子と、 上記本体容器の上記開孔部を除き、該本体容器と上記熱
   電素子を一括して包囲した断熱性材料からなる包囲体と
   を用い、 該包囲体を上記密閉容器内に収容し、上記熱電素子に通
   電することにより、該熱電素子が周囲から吸収した熱が
   上記本体容器に移動させられるように構成したことを特
   徴とする低温領域用テレビジョンカメラ装置。