温度制御装置及びその制御方法、プログラム
【課題】低温状況でファンの回転不良が発生しても、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供する。
【解決手段】ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンの回転数を測定する。測定した回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する。
【解決手段】ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンの回転数を測定する。測定した回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置及び制御方法、プログラムに関し、特に、低温環境下における監視カメラ用ヒータ制御装置及び制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、監視カメラを寒冷地や冷凍庫内のような、一定温度より低い低温状況で使用する要求が存在する。監視カメラのような、多数の部品で構成された装置では、用いられている様々な部品毎の使用可能温度を揃えることは難しいため、様々な使用可能温度範囲をもった部品が混在することになる。そのため、装置全体として正常に動作できる範囲が一部の部品によって決まってしまい、低温状況下では使用可能温度範囲が最も高い部品に依存することになる。これを改善するために、本体内部にヒータを設け、ヒータの発熱によって監視カメラ内部を温めて、使用可能温度が高い部品に合わせた温度にすることで監視カメラを正常に起動させる技術が知られている。
【０００３】
ここで、ヒータによって発生した熱を周囲に効率的に伝えるために、ヒータに隣接した箇所にファンを備え、回転によって生じる気流によって熱を拡散させる方法が知られている。
【０００４】
しかし、低温状況ではファンの軸部分に使用されている潤滑剤（グリス）の粘度が通常よりも高くなり、回転時の負荷が大きくなって回転数が低下もしくは停止するなどの回転不良が発生するため、ヒータの周辺が過熱されることが起こりうる。その場合、温度が局所的に上昇してしまい、ヒータの過熱防止用の温度ヒューズが断線するなど、動作不良が発生しうる。
【０００５】
このような問題を防ぐため、ファンに通常よりも大きな電力を与え、ファンの回転数を維持するように制御して駆動することで、ファンを通常通り回転させる手法が知られている。例えば、特許文献１では、送風機の目標回転数を維持するような駆動方法が開示されている。また、周囲の温度に応じて発熱量を調節可能にする方法が知られている。例えば、特許文献２では、温度差に基づいて、複数あるヒータの通電本数を切り替える制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０６７４２号公報
【特許文献２】特開２０００−００６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ファンの回転数を維持するように制御してヒータで発生した熱を拡散させる方法では、負荷の変化に応じて入力電圧を変化させる機構と、負荷に依らず回転数を維持することが可能なファンを必要とする。この場合、通常よりも大きな電力が必要となるため、コストの面などで不利となってしまう。
【０００８】
また、過熱が起こらないようにヒータによる発熱を抑制すると、起動可能状態にするまでに時間がかかってしまう。さらに温度に応じて発熱を制御する場合にはヒータ部分とファンの間の温度差や、ファンの軸部分に用いられているグリスの劣化等の影響があるため、過熱を完全に防ぐことができない。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、低温状況でファンの回転不良が発生しても、低コストで、デバイス内部での局所過熱が起こりにくい温度制御装置及びその制御方法、プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明による温度制御装置は以下の構成を備える。即ち、
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置であって、
ヒータユニットと、
前記ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンと、
前記ファンの回転数を測定する測定手段と、
前記測定手段によって得られた回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御手段と
を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低温状況でファンの回転不良が発生しても、低コストで、デバイス内部での局所過熱が起こりにくい温度制御装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の監視カメラを示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の監視カメラの内部構造を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態の監視カメラを構成する温度センサが示す温度Ｔと、温度Ｔに対応する監視カメラの動作を示す図である。
【図４】本発明の実施例１を説明する動作フローチャートである。
【図５】本発明の実施例２を説明する動作フローチャートである。
【図６】本発明の実施例３を説明する動作フローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の監視カメラを構成するシステム構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態の監視カメラの模式図である。図中（ａ）は監視カメラの正面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。
【００１５】
図１中、１０１は撮影ユニットを示している。また、１０２は撮影ユニット１０１を保護するためのハウジング構造を示しており、ハウジング構造１０２の一部には透光性の撮像窓１０３を備えている。
【００１６】
図２は図１の監視カメラの内部配置を模式的に示す図であり、図７はそのシステム構造を模式的に示す図である。
【００１７】
撮影対象からの入射光はレンズユニット２０１によって集光され、内部の固体撮像素子で映像信号に変換された後、制御ユニット２０２の中にある画像処理回路２１１によって画像処理され、通信部２１２へと送信される。通信部２１２は外部との通信を行い、画像処理された映像信号を外部に送信する。ここで、制御ユニット２０２は、監視カメラ等のデバイス内部の温度を制御する温度制御装置として機能する。
【００１８】
制御ユニット２０２は、また、レンズユニット２０１の制御を行うレンズユニット制御部２１３、ヒータユニット２０３、ファン２０５の制御を行うヒータ・ファン制御部２１４、撮影ユニット１０１全体の電源を制御する電源制御部２１５を備える。制御ユニット２０２は、また、温度センサ２０７を備えており、周囲の温度（環境温度）をモニター（測定）することができる。これを用いて、制御ユニット２０２は、温度がある一定値を超えた場合には加熱が不要と判断し、ヒータ・ファン制御部２１４からヒータユニット２０３に対して加熱を終了させることもできる。
【００１９】
これら制御ユニット２０２を構成する部品のうち、少なくともヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５と及び温度センサ２０７は、その他の部品よりも低温で動作可能となっている。そのため、これらの部品は、他の部品よりも動作可能範囲が狭く、低温で動作しない部分が存在しても、ヒータユニット２０３を制御することによって温度を上昇させ、動作可能状態にすることができる。
【００２０】
また、制御ユニット２０２は、上記部品以外に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のハードウェアを備え、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに読み込み実行させることで、各部品の動作を制御することもできる。
【００２１】
ヒータユニット２０３は、ヒータ線２０６を１つ以上（１本／複数本）備えており、制御ユニット２０２からの制御信号あるいはファン２０５から送信される回転数に応じて、ヒータ線２０６での発熱量を変化させることができる。
【００２２】
尚、本実施形態では、発熱のためにヒータ線を使用しているが、他の発熱体、例えば、抵抗等を使用してもよい。発熱量を変化させる手法はいくつかあり、複数本のヒータ線を用いて、通電する本数を切り換える手法や、通電する際の電圧を変化させる手法、あるいはパルス状に通電し、そのオンオフＤｕｔｙ比を変化させる手法等がある。ヒータユニット２０３は、また、過昇温防止用に温度ヒューズ２０４を備えており、ヒータ線２０６によって周囲が過熱され、温度が一定値を超えるとヒータ線２０６への通電を物理的に遮断し、過昇温を防止することができる。安全のため、温度ヒューズ２０４はヒータ線２０６と同一基板上にあることが望ましい。
【００２３】
ファン２０５は、ヒータ線２０６によって発生した熱を拡散させ、効率的に周囲に伝達するために設けられている。ファン２０５の軸受け部分には摩擦低減用のグリスが存在するが、温度が低くなると粘性が低下して摩擦が大きくなる。この温度特性により、投入電圧が等しくても温度によって回転数が異なっている。また、ファン２０５は、回転数センサ２５１を備えており、回転数センサ２５１の出力から実際の回転数をモニター（測定）することが可能である。モニター方法としては、フォトインタラプタのような光学センサを用いる方法や、ホール素子のような磁気センサを用いる方法があり、回転数をデジタル信号として得ることができる。ファン２０５は、このデジタル信号をヒータユニット２０３または制御ユニット２０２に対して送信している。
【００２４】
図３は温度センサ２０７が示す温度Ｔと、対応する監視カメラの動作を示す図である。
【００２５】
温度Ｔ１及びＴ２はそれぞれ、一部の部品が動作可能となる温度、及び全ての部品が動作可能になる温度である。ここで一部の部品とは、ヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５、ヒータ線２０６、ファン２０５及び温度センサ２０７を含む。
【００２６】
温度ＴがＴ２よりも高い場合は、監視カメラは正常に動作することができる。
【００２７】
温度ＴがＴ２よりも低く、かつＴ１よりも高い場合、ヒータ・ファン制御部２１４がヒータ線２０６とファン２０５を駆動し、監視カメラ内部の温度を上昇させる。ファン２０５の回転数は温度Ｔに応じて変化する。回転数が少ない場合は熱を拡散させる能力が低いため、過熱が起こらないようにヒータ線２０６の発熱量を小さく、回転数が多い場合は熱の拡散能力が高いため、ヒータ線２０６の発熱量を大きくするように、ヒータ・ファン制御部２１４が制御している。このとき、ファン２０５の回転数のモニターは３０秒おき等のある一定時間間隔で行われ、温度Ｔの上昇に伴ってファン２０５の回転数が多くなると、ヒータ線２０６の発熱量も大きくなるように制御される。
【００２８】
温度ＴがＴ１よりも低い場合は、温度ＴがＴ１を超えるまで定期的（例えば、２分おき程度）に起動動作を行い、通電による各部品の自己発熱を利用して昇温させている。
【００２９】
温度ＴがＴ＜Ｔ２で起動された場合、一部の部品については動作範囲温度まで昇温される間の動作状態は保証されないため、監視カメラの映像が乱れたり映らなかったりなど、正常な動作を行わない可能性がある。そのため、全て動作可能な温度Ｔ２に達した段階で、ヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５、ヒータ線２０６、ファン２０５及び温度センサ２０７を除いて再起動し、正常に起動されるようにしている。
以下、具体的な実施例について説明する。
【００３０】
＜実施例１＞
図４は本発明の実施例１の監視カメラの動作形態の一つを表すフローチャートである。本実施例１では、ヒータユニット２０３はヒータ線２０６を８本備えており、通電する本数を切り替えることができる。以下、フローチャートに従って処理動作を説明する。
【００３１】
（Ｓ４０１）監視カメラの起動開始。
【００３２】
（Ｓ４０２）制御ユニット２０２は、温度センサ２０７の値から温度Ｔを測定する。
【００３３】
（Ｓ４０３）温度ＴがＴ１よりも低い場合（Ｔ＜Ｔ１）、Ｓ４２１へ移行する。温度ＴがＴ１よりも高く、かつＴ２よりも低い場合（Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２）、Ｓ４０４に移行する。温度ＴがＴ２よりも高い場合（Ｔ＞Ｔ２）、Ｓ４１１に移行する。
【００３４】
（Ｓ４０４）制御ユニット２０２は、前回のファン２０５の回転数を回転数センサ２５１で測定してから、一定時間（例えば、３０秒）経過しているか否かを判定する。一定時間経過している場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、Ｓ４０５へ移行する。一方、一定時間経過していない場合あるいは測定していない場合（Ｓ４０４でＮＯ）、Ｓ４０２へ移行する。
【００３５】
（Ｓ４０５）制御ユニット２０２は、回転数センサ２５１でファン２０５の回転数を測定する。
【００３６】
（Ｓ４０６）制御ユニット２０２は、Ｓ４０５で測定した回転数に応じて、Ｓ４０７へ移行する。測定した回転数が、１５０ｒｐｍ未満の場合、Ｓ４０７１に移行する。１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ４０７２へ移行する。１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ４０７３へ移行する。３０００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ４０７４へ移行する。
【００３７】
（Ｓ４０７）
Ｓ４０７１：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６への通電は行わない。つまり、制御ユニット２０２は、ヒータユニット２０３をＯＦＦにする。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００３８】
Ｓ４０７２：制御ユニット２０２は、８本のヒータ線２０６のうち３本に通電する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００３９】
Ｓ４０７３：制御ユニット２０２は、８本のヒータ線のうち５本に通電する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００４０】
Ｓ４０７４：制御ユニット２０２は、８本のヒータ線全てに通電する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００４１】
このように、Ｓ４０７の処理で、ファンの回転数に応じて、通電するヒータ本数を変更するよう制御する。これにより、ヒータユニット２０３の発熱量を制御することができる。Ｓ４０７の処理終了後、図４の処理流れを繰り返し実行するため、Ｓ４０２の処理に戻る。
【００４２】
（Ｓ４１１）制御ユニット２０２は、一部の部品として、ヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５、ヒータ線２０６、ファン２０５及び温度センサ２０７を除き、他の備品を再起動する。
【００４３】
（Ｓ４２１）制御ユニット２０２は、一定時間（例えば、２分間）待機する。その後、Ｓ４０１へ移行する。
【００４４】
以上説明したように、実施例１によれば、図１、図２及び図７の実施形態において図４の処理を実行することで、低温状況でファンの回転不良が発生しても、ヒータの通電本数を変更する。これにより、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供することができる。
【００４５】
＜実施例２＞
図５は本発明の実施形態の監視カメラにおいて、実施例１とは異なる動作形態の一つを表すフローチャートである。本実施例２において、ヒータユニット２０３はヒータ線２０６を１本備えており、通電する際の電圧を切り替えることができる。以下、フローチャートに従って処理動作を説明する。
【００４６】
（Ｓ４０１）〜（Ｓ４０５）実施例１と同様の動作を行う。
【００４７】
（Ｓ４０６）制御ユニット２０２は、Ｓ４０５で測定した回転数に応じて、Ｓ５０７へ移行する。測定した回転数が、１５０ｒｐｍ未満の場合、Ｓ５０７１に移行する。１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ５０７２へ移行する。１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ５０７３へ移行する。３０００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ５０７４へ移行する。
【００４８】
（Ｓ５０７）
Ｓ５０７１：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に電圧印加は行わない。つまり、制御ユニット２０２は、ヒータユニット２０３をＯＦＦにする。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００４９】
Ｓ５０７２：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に２０Ｖ印加する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５０】
Ｓ５０７３：制御ユニット２０２は、ヒータ線に２５Ｖ印加する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５１】
Ｓ５０７４：制御ユニット２０２は、ヒータ線に３０Ｖ印加する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５２】
尚、ヒータ線２０６に印加する電圧の変更は、具体的には、ヒータ・ファン制御部２１４を通して電源制御部２１５がファン２０５の回転数に応じて印加電圧を変更することで可能になる。これにより、ヒータユニット２０３の発熱量を制御することができる。
【００５３】
（Ｓ４１１）、（Ｓ４２１）実施例１と同様の動作を行う。
【００５４】
以上説明したように、実施例２によれば、図１、図２及び図７の実施形態において図５の処理を実行することで、低温状況でファンの回転不良が発生しても、ヒータに印加する電圧を変更する。これにより、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供することができる。
【００５５】
＜実施例３＞
図６は本発明の実施形態の監視カメラにおいて、実施例１とは異なる動作形態の一つを表すフローチャートである。本実施例３において、ヒータユニット２０３はヒータ線２０６を１本備えており、通電する際の電圧Ｄｕｔｙを変更することができる。以下、フローチャートに従って処理動作を説明する。
【００５６】
（Ｓ４０１）〜（Ｓ４０５）実施例１と同様の動作を行う。
【００５７】
（Ｓ４０６）制御ユニット２０２は、Ｓ４０５で測定した回転数に応じてＳ５０７へ移行する。測定した回転数が、１５０ｒｐｍ未満の場合、Ｓ６０７１に移行する。１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ６０７２へ移行する。１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ６０７３へ移行する。３０００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ６０７４へ移行する。
【００５８】
（Ｓ６０７）
Ｓ６０７１：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を０％にする。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５９】
Ｓ６０７２：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を５０％にする。制御ユニット２０２は、Ｓ４０２へ移行する。
【００６０】
Ｓ６０７３：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を７５％にする。Ｓ４０２へ移行する。
【００６１】
Ｓ６０７４：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を１００％にする。Ｓ４０２へ移行する。
【００６２】
尚、ヒータ線に印加する電圧Ｄｕｔｙ比の変更は、ヒータ・ファン制御部２１４がファン２０５の回転数に応じてヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を決定し、電源制御部２１５が生成する印加電圧をＯＮ／ＯＦＦすることで可能となる。これにより、ヒータユニット２０３の発熱量を制御することができる。
【００６３】
（Ｓ４１１）、（Ｓ４２１）実施例１と同様の動作を行う。
【００６４】
以上説明したように、実施例３によれば、図１、図２及び図７の実施形態において図６に処理を実行することで、低温状況でファンの回転不良が発生しても、ヒータに印加する電圧のＤｕｔｙ比を変更する。これにより、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供することができる。
【００６５】
＜実施例４＞
用途や目的に応じて、上記実施例１乃至３を任意に組み合わせて、ヒータユニット２０３の発熱量を制御するようにしても良い。
【００６６】
また、上記実施例では、環境温度の制御対象として、監視カメラ内部の環境温度としているが、これに限定されず、本発明は、温度制御が必要となる各種デバイスに適用できることは言うまでもない。
【００６７】
尚、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置及び制御方法、プログラムに関し、特に、低温環境下における監視カメラ用ヒータ制御装置及び制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、監視カメラを寒冷地や冷凍庫内のような、一定温度より低い低温状況で使用する要求が存在する。監視カメラのような、多数の部品で構成された装置では、用いられている様々な部品毎の使用可能温度を揃えることは難しいため、様々な使用可能温度範囲をもった部品が混在することになる。そのため、装置全体として正常に動作できる範囲が一部の部品によって決まってしまい、低温状況下では使用可能温度範囲が最も高い部品に依存することになる。これを改善するために、本体内部にヒータを設け、ヒータの発熱によって監視カメラ内部を温めて、使用可能温度が高い部品に合わせた温度にすることで監視カメラを正常に起動させる技術が知られている。
【０００３】
ここで、ヒータによって発生した熱を周囲に効率的に伝えるために、ヒータに隣接した箇所にファンを備え、回転によって生じる気流によって熱を拡散させる方法が知られている。
【０００４】
しかし、低温状況ではファンの軸部分に使用されている潤滑剤（グリス）の粘度が通常よりも高くなり、回転時の負荷が大きくなって回転数が低下もしくは停止するなどの回転不良が発生するため、ヒータの周辺が過熱されることが起こりうる。その場合、温度が局所的に上昇してしまい、ヒータの過熱防止用の温度ヒューズが断線するなど、動作不良が発生しうる。
【０００５】
このような問題を防ぐため、ファンに通常よりも大きな電力を与え、ファンの回転数を維持するように制御して駆動することで、ファンを通常通り回転させる手法が知られている。例えば、特許文献１では、送風機の目標回転数を維持するような駆動方法が開示されている。また、周囲の温度に応じて発熱量を調節可能にする方法が知られている。例えば、特許文献２では、温度差に基づいて、複数あるヒータの通電本数を切り替える制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０６７４２号公報
【特許文献２】特開２０００−００６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ファンの回転数を維持するように制御してヒータで発生した熱を拡散させる方法では、負荷の変化に応じて入力電圧を変化させる機構と、負荷に依らず回転数を維持することが可能なファンを必要とする。この場合、通常よりも大きな電力が必要となるため、コストの面などで不利となってしまう。
【０００８】
また、過熱が起こらないようにヒータによる発熱を抑制すると、起動可能状態にするまでに時間がかかってしまう。さらに温度に応じて発熱を制御する場合にはヒータ部分とファンの間の温度差や、ファンの軸部分に用いられているグリスの劣化等の影響があるため、過熱を完全に防ぐことができない。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、低温状況でファンの回転不良が発生しても、低コストで、デバイス内部での局所過熱が起こりにくい温度制御装置及びその制御方法、プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明による温度制御装置は以下の構成を備える。即ち、
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置であって、
ヒータユニットと、
前記ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンと、
前記ファンの回転数を測定する測定手段と、
前記測定手段によって得られた回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御手段と
を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低温状況でファンの回転不良が発生しても、低コストで、デバイス内部での局所過熱が起こりにくい温度制御装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の監視カメラを示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の監視カメラの内部構造を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態の監視カメラを構成する温度センサが示す温度Ｔと、温度Ｔに対応する監視カメラの動作を示す図である。
【図４】本発明の実施例１を説明する動作フローチャートである。
【図５】本発明の実施例２を説明する動作フローチャートである。
【図６】本発明の実施例３を説明する動作フローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の監視カメラを構成するシステム構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態の監視カメラの模式図である。図中（ａ）は監視カメラの正面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。
【００１５】
図１中、１０１は撮影ユニットを示している。また、１０２は撮影ユニット１０１を保護するためのハウジング構造を示しており、ハウジング構造１０２の一部には透光性の撮像窓１０３を備えている。
【００１６】
図２は図１の監視カメラの内部配置を模式的に示す図であり、図７はそのシステム構造を模式的に示す図である。
【００１７】
撮影対象からの入射光はレンズユニット２０１によって集光され、内部の固体撮像素子で映像信号に変換された後、制御ユニット２０２の中にある画像処理回路２１１によって画像処理され、通信部２１２へと送信される。通信部２１２は外部との通信を行い、画像処理された映像信号を外部に送信する。ここで、制御ユニット２０２は、監視カメラ等のデバイス内部の温度を制御する温度制御装置として機能する。
【００１８】
制御ユニット２０２は、また、レンズユニット２０１の制御を行うレンズユニット制御部２１３、ヒータユニット２０３、ファン２０５の制御を行うヒータ・ファン制御部２１４、撮影ユニット１０１全体の電源を制御する電源制御部２１５を備える。制御ユニット２０２は、また、温度センサ２０７を備えており、周囲の温度（環境温度）をモニター（測定）することができる。これを用いて、制御ユニット２０２は、温度がある一定値を超えた場合には加熱が不要と判断し、ヒータ・ファン制御部２１４からヒータユニット２０３に対して加熱を終了させることもできる。
【００１９】
これら制御ユニット２０２を構成する部品のうち、少なくともヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５と及び温度センサ２０７は、その他の部品よりも低温で動作可能となっている。そのため、これらの部品は、他の部品よりも動作可能範囲が狭く、低温で動作しない部分が存在しても、ヒータユニット２０３を制御することによって温度を上昇させ、動作可能状態にすることができる。
【００２０】
また、制御ユニット２０２は、上記部品以外に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のハードウェアを備え、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに読み込み実行させることで、各部品の動作を制御することもできる。
【００２１】
ヒータユニット２０３は、ヒータ線２０６を１つ以上（１本／複数本）備えており、制御ユニット２０２からの制御信号あるいはファン２０５から送信される回転数に応じて、ヒータ線２０６での発熱量を変化させることができる。
【００２２】
尚、本実施形態では、発熱のためにヒータ線を使用しているが、他の発熱体、例えば、抵抗等を使用してもよい。発熱量を変化させる手法はいくつかあり、複数本のヒータ線を用いて、通電する本数を切り換える手法や、通電する際の電圧を変化させる手法、あるいはパルス状に通電し、そのオンオフＤｕｔｙ比を変化させる手法等がある。ヒータユニット２０３は、また、過昇温防止用に温度ヒューズ２０４を備えており、ヒータ線２０６によって周囲が過熱され、温度が一定値を超えるとヒータ線２０６への通電を物理的に遮断し、過昇温を防止することができる。安全のため、温度ヒューズ２０４はヒータ線２０６と同一基板上にあることが望ましい。
【００２３】
ファン２０５は、ヒータ線２０６によって発生した熱を拡散させ、効率的に周囲に伝達するために設けられている。ファン２０５の軸受け部分には摩擦低減用のグリスが存在するが、温度が低くなると粘性が低下して摩擦が大きくなる。この温度特性により、投入電圧が等しくても温度によって回転数が異なっている。また、ファン２０５は、回転数センサ２５１を備えており、回転数センサ２５１の出力から実際の回転数をモニター（測定）することが可能である。モニター方法としては、フォトインタラプタのような光学センサを用いる方法や、ホール素子のような磁気センサを用いる方法があり、回転数をデジタル信号として得ることができる。ファン２０５は、このデジタル信号をヒータユニット２０３または制御ユニット２０２に対して送信している。
【００２４】
図３は温度センサ２０７が示す温度Ｔと、対応する監視カメラの動作を示す図である。
【００２５】
温度Ｔ１及びＴ２はそれぞれ、一部の部品が動作可能となる温度、及び全ての部品が動作可能になる温度である。ここで一部の部品とは、ヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５、ヒータ線２０６、ファン２０５及び温度センサ２０７を含む。
【００２６】
温度ＴがＴ２よりも高い場合は、監視カメラは正常に動作することができる。
【００２７】
温度ＴがＴ２よりも低く、かつＴ１よりも高い場合、ヒータ・ファン制御部２１４がヒータ線２０６とファン２０５を駆動し、監視カメラ内部の温度を上昇させる。ファン２０５の回転数は温度Ｔに応じて変化する。回転数が少ない場合は熱を拡散させる能力が低いため、過熱が起こらないようにヒータ線２０６の発熱量を小さく、回転数が多い場合は熱の拡散能力が高いため、ヒータ線２０６の発熱量を大きくするように、ヒータ・ファン制御部２１４が制御している。このとき、ファン２０５の回転数のモニターは３０秒おき等のある一定時間間隔で行われ、温度Ｔの上昇に伴ってファン２０５の回転数が多くなると、ヒータ線２０６の発熱量も大きくなるように制御される。
【００２８】
温度ＴがＴ１よりも低い場合は、温度ＴがＴ１を超えるまで定期的（例えば、２分おき程度）に起動動作を行い、通電による各部品の自己発熱を利用して昇温させている。
【００２９】
温度ＴがＴ＜Ｔ２で起動された場合、一部の部品については動作範囲温度まで昇温される間の動作状態は保証されないため、監視カメラの映像が乱れたり映らなかったりなど、正常な動作を行わない可能性がある。そのため、全て動作可能な温度Ｔ２に達した段階で、ヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５、ヒータ線２０６、ファン２０５及び温度センサ２０７を除いて再起動し、正常に起動されるようにしている。
以下、具体的な実施例について説明する。
【００３０】
＜実施例１＞
図４は本発明の実施例１の監視カメラの動作形態の一つを表すフローチャートである。本実施例１では、ヒータユニット２０３はヒータ線２０６を８本備えており、通電する本数を切り替えることができる。以下、フローチャートに従って処理動作を説明する。
【００３１】
（Ｓ４０１）監視カメラの起動開始。
【００３２】
（Ｓ４０２）制御ユニット２０２は、温度センサ２０７の値から温度Ｔを測定する。
【００３３】
（Ｓ４０３）温度ＴがＴ１よりも低い場合（Ｔ＜Ｔ１）、Ｓ４２１へ移行する。温度ＴがＴ１よりも高く、かつＴ２よりも低い場合（Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２）、Ｓ４０４に移行する。温度ＴがＴ２よりも高い場合（Ｔ＞Ｔ２）、Ｓ４１１に移行する。
【００３４】
（Ｓ４０４）制御ユニット２０２は、前回のファン２０５の回転数を回転数センサ２５１で測定してから、一定時間（例えば、３０秒）経過しているか否かを判定する。一定時間経過している場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、Ｓ４０５へ移行する。一方、一定時間経過していない場合あるいは測定していない場合（Ｓ４０４でＮＯ）、Ｓ４０２へ移行する。
【００３５】
（Ｓ４０５）制御ユニット２０２は、回転数センサ２５１でファン２０５の回転数を測定する。
【００３６】
（Ｓ４０６）制御ユニット２０２は、Ｓ４０５で測定した回転数に応じて、Ｓ４０７へ移行する。測定した回転数が、１５０ｒｐｍ未満の場合、Ｓ４０７１に移行する。１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ４０７２へ移行する。１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ４０７３へ移行する。３０００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ４０７４へ移行する。
【００３７】
（Ｓ４０７）
Ｓ４０７１：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６への通電は行わない。つまり、制御ユニット２０２は、ヒータユニット２０３をＯＦＦにする。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００３８】
Ｓ４０７２：制御ユニット２０２は、８本のヒータ線２０６のうち３本に通電する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００３９】
Ｓ４０７３：制御ユニット２０２は、８本のヒータ線のうち５本に通電する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００４０】
Ｓ４０７４：制御ユニット２０２は、８本のヒータ線全てに通電する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００４１】
このように、Ｓ４０７の処理で、ファンの回転数に応じて、通電するヒータ本数を変更するよう制御する。これにより、ヒータユニット２０３の発熱量を制御することができる。Ｓ４０７の処理終了後、図４の処理流れを繰り返し実行するため、Ｓ４０２の処理に戻る。
【００４２】
（Ｓ４１１）制御ユニット２０２は、一部の部品として、ヒータ・ファン制御部２１４、電源制御部２１５、ヒータ線２０６、ファン２０５及び温度センサ２０７を除き、他の備品を再起動する。
【００４３】
（Ｓ４２１）制御ユニット２０２は、一定時間（例えば、２分間）待機する。その後、Ｓ４０１へ移行する。
【００４４】
以上説明したように、実施例１によれば、図１、図２及び図７の実施形態において図４の処理を実行することで、低温状況でファンの回転不良が発生しても、ヒータの通電本数を変更する。これにより、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供することができる。
【００４５】
＜実施例２＞
図５は本発明の実施形態の監視カメラにおいて、実施例１とは異なる動作形態の一つを表すフローチャートである。本実施例２において、ヒータユニット２０３はヒータ線２０６を１本備えており、通電する際の電圧を切り替えることができる。以下、フローチャートに従って処理動作を説明する。
【００４６】
（Ｓ４０１）〜（Ｓ４０５）実施例１と同様の動作を行う。
【００４７】
（Ｓ４０６）制御ユニット２０２は、Ｓ４０５で測定した回転数に応じて、Ｓ５０７へ移行する。測定した回転数が、１５０ｒｐｍ未満の場合、Ｓ５０７１に移行する。１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ５０７２へ移行する。１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ５０７３へ移行する。３０００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ５０７４へ移行する。
【００４８】
（Ｓ５０７）
Ｓ５０７１：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に電圧印加は行わない。つまり、制御ユニット２０２は、ヒータユニット２０３をＯＦＦにする。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００４９】
Ｓ５０７２：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に２０Ｖ印加する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５０】
Ｓ５０７３：制御ユニット２０２は、ヒータ線に２５Ｖ印加する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５１】
Ｓ５０７４：制御ユニット２０２は、ヒータ線に３０Ｖ印加する。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５２】
尚、ヒータ線２０６に印加する電圧の変更は、具体的には、ヒータ・ファン制御部２１４を通して電源制御部２１５がファン２０５の回転数に応じて印加電圧を変更することで可能になる。これにより、ヒータユニット２０３の発熱量を制御することができる。
【００５３】
（Ｓ４１１）、（Ｓ４２１）実施例１と同様の動作を行う。
【００５４】
以上説明したように、実施例２によれば、図１、図２及び図７の実施形態において図５の処理を実行することで、低温状況でファンの回転不良が発生しても、ヒータに印加する電圧を変更する。これにより、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供することができる。
【００５５】
＜実施例３＞
図６は本発明の実施形態の監視カメラにおいて、実施例１とは異なる動作形態の一つを表すフローチャートである。本実施例３において、ヒータユニット２０３はヒータ線２０６を１本備えており、通電する際の電圧Ｄｕｔｙを変更することができる。以下、フローチャートに従って処理動作を説明する。
【００５６】
（Ｓ４０１）〜（Ｓ４０５）実施例１と同様の動作を行う。
【００５７】
（Ｓ４０６）制御ユニット２０２は、Ｓ４０５で測定した回転数に応じてＳ５０７へ移行する。測定した回転数が、１５０ｒｐｍ未満の場合、Ｓ６０７１に移行する。１５０ｒｐｍ以上１５００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ６０７２へ移行する。１５００ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ未満の場合、Ｓ６０７３へ移行する。３０００ｒｐｍ以上の場合、Ｓ６０７４へ移行する。
【００５８】
（Ｓ６０７）
Ｓ６０７１：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を０％にする。その後、Ｓ４０２へ移行する。
【００５９】
Ｓ６０７２：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を５０％にする。制御ユニット２０２は、Ｓ４０２へ移行する。
【００６０】
Ｓ６０７３：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を７５％にする。Ｓ４０２へ移行する。
【００６１】
Ｓ６０７４：制御ユニット２０２は、ヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を１００％にする。Ｓ４０２へ移行する。
【００６２】
尚、ヒータ線に印加する電圧Ｄｕｔｙ比の変更は、ヒータ・ファン制御部２１４がファン２０５の回転数に応じてヒータ線２０６に印加する電圧のＤｕｔｙ比を決定し、電源制御部２１５が生成する印加電圧をＯＮ／ＯＦＦすることで可能となる。これにより、ヒータユニット２０３の発熱量を制御することができる。
【００６３】
（Ｓ４１１）、（Ｓ４２１）実施例１と同様の動作を行う。
【００６４】
以上説明したように、実施例３によれば、図１、図２及び図７の実施形態において図６に処理を実行することで、低温状況でファンの回転不良が発生しても、ヒータに印加する電圧のＤｕｔｙ比を変更する。これにより、局所過熱が起こりにくい監視カメラを低コストで提供することができる。
【００６５】
＜実施例４＞
用途や目的に応じて、上記実施例１乃至３を任意に組み合わせて、ヒータユニット２０３の発熱量を制御するようにしても良い。
【００６６】
また、上記実施例では、環境温度の制御対象として、監視カメラ内部の環境温度としているが、これに限定されず、本発明は、温度制御が必要となる各種デバイスに適用できることは言うまでもない。
【００６７】
尚、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置であって、
ヒータユニットと、
前記ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンと、
前記ファンの回転数を測定する測定手段と、
前記測定手段によって得られた回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御手段と
を備える温度制御装置。
【請求項２】
前記ヒータユニットは、複数の発熱体を備えており、
前記制御手段は、使用する発熱体の数を制御することによって、前記ヒータユニットの発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヒータユニットに印加する印加電圧を制御することによって、前記ヒータユニットの発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ヒータユニットに印加する電圧のオンオフＤｕｔｙ比を制御することによって、前記ヒータユニットの発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記ヒータユニットと同一基板上に温度ヒューズを備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記測定手段は、一定時間間隔で前記ファンの回転数を測定する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置を備えた監視カメラ。
【請求項８】
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置の制御方法であって、
ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンの回転数を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定した回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御工程と
を有する温度制御装置の制御方法。
【請求項９】
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンの回転数を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定した回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御工程と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置であって、
ヒータユニットと、
前記ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンと、
前記ファンの回転数を測定する測定手段と、
前記測定手段によって得られた回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御手段と
を備える温度制御装置。
【請求項２】
前記ヒータユニットは、複数の発熱体を備えており、
前記制御手段は、使用する発熱体の数を制御することによって、前記ヒータユニットの発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヒータユニットに印加する印加電圧を制御することによって、前記ヒータユニットの発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ヒータユニットに印加する電圧のオンオフＤｕｔｙ比を制御することによって、前記ヒータユニットの発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記ヒータユニットと同一基板上に温度ヒューズを備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記測定手段は、一定時間間隔で前記ファンの回転数を測定する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置を備えた監視カメラ。
【請求項８】
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置の制御方法であって、
ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンの回転数を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定した回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御工程と
を有する温度制御装置の制御方法。
【請求項９】
デバイス内部の環境温度を制御する温度制御装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
ヒータユニットによって発生した熱を拡散するためのファンの回転数を測定する測定工程と、
前記測定工程によって測定した回転数に応じて、前記ヒータユニットの発熱量を制御する制御工程と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４３６５１（Ｐ２０１２−２４３６５１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４１１３（Ｐ２０１１−１１４１１３）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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