特許 6881840 画像監視装置及び画像監視装置の温度制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6881840

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】画像監視装置及び画像監視装置の温度制御方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/55 20210101AFI20210524BHJP

   G21F 3/00 20060101ALI20210524BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20210524BHJP

   G03B 17/17 20210101ALI20210524BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20210524BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20210524BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   G03B17/55

   G21F3/00 Z

   G03B17/02

   G03B17/17

   G03B15/00 S

   H04N5/225 100

   H04N5/225 430

   G03B17/56 H

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-79181(P2017-79181)

(22)【出願日】2017年4月12日

(65)【公開番号】特開2018-180257(P2018-180257A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年2月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 直人

(72)【発明者】

【氏名】小林 広幸

(72)【発明者】

【氏名】相川 徹郎

(72)【発明者】

【氏名】倉橋 和信

(72)【発明者】

【氏名】井上 浩美

(72)【発明者】

【氏名】川副 英次

【審査官】 登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５２２２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２１１８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０２７５９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２３３１３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ １７／５５

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｇ０３Ｂ １７／１７

Ｇ０３Ｂ １７／５６

Ｇ２１Ｆ ３／００

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光が通過可能な窓が設けられて、カメラが内部に収容され、内部が真空状態にされた収容容器と、
前記収容容器の内部に設けられて、供給される電流によって前記カメラの熱を一方の面から吸熱して、他方の面に放熱する冷却部と、
前記収容容器を閉止するとともに外気に接して設けられて、前記冷却部からの放熱を前記収容容器の外部に放出する放熱部と、
一方の面が前記カメラの撮像素子の背面に接続して設けられて、前記カメラの熱を前記冷却部に接続された他方の面に伝導する第１熱伝導部と、
一方の面が前記冷却部に接続して設けられて、前記冷却部からの放熱を前記放熱部に接続された他方の面に伝導する第２熱伝導部と、を備え、
前記冷却部、前記第１熱伝導部、及び前記第２熱伝導部は、前記収容容器と接しないように、前記収容容器の内面から一定の空間を隔てて収容され、前記カメラの熱が、前記第１熱伝導部、前記冷却部、前記第２熱伝導部、前記放熱部の順に伝わる経路が形成されていることを特徴とする画像監視装置。

【請求項2】

前記カメラの温度を測定する温度センサと、
測定された温度に基づいて前記冷却部に供給する電流を調整する制御装置と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像監視装置。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記温度センサで測定された温度を取得するデータ受付部と、
予め保存された設定温度と取得された温度とを比較して、前記設定温度になるように前記冷却部に供給する電流を調整する電流調整部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像監視装置。

【請求項4】

前記冷却部は、前記カメラと前記放熱部との間に複数配設されて、
前記制御装置は、前記冷却部のそれぞれに流す電流を調整することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像監視装置。

【請求項5】

前記窓は、前記収容容器の側面に設けられて、
前記カメラは、前記窓と平行に設けられたレンズを介して入射した光を反射して、光軸を９０度変更する反射ミラーを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像監視装置。

【請求項6】

前記カメラの撮像素子の周囲に、放射線を遮蔽する遮蔽材を設けることを特徴とする請求項５に記載の画像監視装置。

【請求項7】

前記窓の外表面に親水性フィルムを取り付けることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像監視装置。

【請求項8】

光が通過可能な窓が設けられて、カメラが内部に収容され、内部が真空状態にされた収容容器が設けられており、
前記収容容器の内部に設けられた冷却部を用いて、供給される電流によって前記カメラの熱を一方の面から吸熱して、他方の面に放熱するステップと、
前記収容容器を閉止するとともに外気に接した放熱部を用いて、前記冷却部からの放熱を前記収容容器の外部に放出するステップと、
一方の面が前記カメラの撮像素子の背面に接続して設けられた第１熱伝導部を用いて、前記カメラの熱を前記冷却部に接続された他方の面に伝導するステップと、
一方の面が前記冷却部に接続して設けられた第２熱伝導部を用いて、前記冷却部からの放熱を前記放熱部に接続された他方の面に伝導するステップと、を含み、
前記冷却部、前記第１熱伝導部、及び前記第２熱伝導部は、前記収容容器と接しないように、前記収容容器の内面から一定の空間を隔てて収容され、前記カメラの熱が、前記第１熱伝導部、前記冷却部、前記第２熱伝導部、前記放熱部の順に伝わる経路が形成されていることを特徴とする画像監視装置の温度制御方法。

【請求項9】

前記カメラの温度を測定するステップと、
測定された温度に基づいて前記冷却部に供給する電流を調整するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の画像監視装置の温度制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、プラントの内部を撮影して監視するための画像監視装置及び画像監視装置の温度制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力プラントでは、使用済み核燃料を水中で保存する燃料貯蔵用プールや炉心等の状況を把握して、異常が発生した場合でも迅速に対応するために、監視用のカメラを燃料貯蔵用プール等の設備上方に設置して、常時監視を行う必要がある。

【0003】

そして、原子力プラント内を監視するための画像監視装置には、地震や津波などにより炉心溶融事故などの緊急事象が発生した際においても、炉心や燃料貯蔵用プール等の重要設備のモニターを継続できることが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−３５１６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

原子力プラントで緊急事象が発生した場合、プラントの内部は１００℃を超えるような高温、高湿度状態となり、さらに放射線量が極めて高い状態となるおそれがある。このような劣悪な状況下では、撮影用のカメラの撮像素子が高温によって破損するなど、従来のカメラの構造では撮影機能を維持することは困難であった。

【0006】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、高温状態等の劣悪な環境においても、安定的に撮影機能を維持できる画像監視装置及び画像監視装置の温度制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態に係る画像監視装置は、光が通過可能な窓が設けられて、カメラが内部に収容され、内部が真空状態にされた収容容器と、前記収容容器の内部に設けられて、供給される電流によって前記カメラの熱を一方の面から吸熱して、他方の面に放熱する冷却部と、前記収容容器を閉止するとともに外気に接して設けられて、前記冷却部からの放熱を前記収容容器の外部に放出する放熱部と、一方の面が前記カメラの撮像素子の背面に接続して設けられて、前記カメラの熱を前記冷却部に接続された他方の面に伝導する第１熱伝導部と、一方の面が前記冷却部に接続して設けられて、前記冷却部からの放熱を前記放熱部に接続された他方の面に伝導する第２熱伝導部と、を備え、前記冷却部、前記第１熱伝導部、及び前記第２熱伝導部は、前記収容容器と接しないように、前記収容容器の内面から一定の空間を隔てて収容され、前記カメラの熱が、前記第１熱伝導部、前記冷却部、前記第２熱伝導部、前記放熱部の順に伝わる経路が形成されていることを特徴とする。

【0008】

本発明の実施形態に係る画像監視装置の温度制御方法は、光が通過可能な窓が設けられて、カメラが内部に収容され、内部が真空状態にされた収容容器が設けられており、前記収容容器の内部に設けられた冷却部を用いて、供給される電流によって前記カメラの熱を一方の面から吸熱して、他方の面に放熱するステップと、前記収容容器を閉止するとともに外気に接した放熱部を用いて、前記冷却部からの放熱を前記収容容器の外部に放出するステップと、一方の面が前記カメラの撮像素子の背面に接続して設けられた第１熱伝導部を用いて、前記カメラの熱を前記冷却部に接続された他方の面に伝導するステップと、一方の面が前記冷却部に接続して設けられた第２熱伝導部を用いて、前記冷却部からの放熱を前記放熱部に接続された他方の面に伝導するステップと、を含み、前記冷却部、前記第１熱伝導部、及び前記第２熱伝導部は、前記収容容器と接しないように、前記収容容器の内面から一定の空間を隔てて収容され、前記カメラの熱が、前記第１熱伝導部、前記冷却部、前記第２熱伝導部、前記放熱部の順に伝わる経路が形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態により、高温状態等の劣悪な環境においても、安定的に撮影機能を維持できる画像監視装置及び画像監視装置の温度制御方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る画像監視装置の構成を示す縦断面図。

【図2】本実施形態に係る画像監視装置において、カメラが冷却される状態を示す説明図。

【図3】本実施形態に係る画像監視装置の構成を示す斜視図。

【図4】原子炉建屋内の燃料貯蔵プールを監視するために、本実施形態に係る画像監視装置を設置する場合の一例を示す構成図。

【図5】本実施形態に係る画像監視制御装置の温度制御方法を示すフローチャート。

【図6】第１実施形態に係る画像監視装置の変形例を示す縦断面図。

【図7】第２実施形態に係る画像監視装置の構成を示す縦断面図。

【図8】第３実施形態に係る画像監視装置の構成を示す縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す第１実施形態に係る画像監視装置１０は、収容容器１１と、収容容器１１の内部に設けられたカメラ１３と、供給される電流によってカメラ１３が有する熱を一方の面から吸熱して、他方の面に放熱する冷却部１６と、収容容器１１を閉止するとともに外気に接して設けられて、冷却部１６からの放熱を収容容器１１の外部に放出する放熱部２０と、を少なくとも備えている。

【0012】

このように画像監視装置１０は、収容容器１１に内装されたカメラ１３の熱を、冷却部１６を用いて吸熱して、この熱を放熱部２０から収容容器１１の外部に放出することにより、簡易な構成でカメラ１３を一定の温度に保持することができ、高温環境にカメラ１３が設置された場合であっても、安定的にカメラ１３の撮影機能を維持できる。

【0013】

具体的な構成について説明する。
収容容器１１は、中空状の容器であり、撮影対象に対向する面には、ガラス等で形成されて容器内部に光が通過可能な窓１２が設けられている。収容容器１１の内部には、カメラ１３、冷却部１６、第１熱伝導部１７、及び第２熱伝導部１９が収容される。そして、収容容器１１の下部には放熱部２０が接続されて収容容器１１の空間が閉止される。

【0014】

冷却部１６、第１熱伝導部１７、及び第２熱伝導部１９は、収容容器１１と接しないように、収容容器１１の内面から一定の空間を隔てて収容される。

【0015】

また、収容容器１１の内部は、収容容器１１に設けた吸気口（図示省略）を用いて吸気をして、真空状態にすることが望ましい。真空状態にすることで、収容容器１１の内部は断熱されて、外部からの熱の流入を防止できる。

【0016】

カメラ１３は、窓１２から入射した光を集光するレンズ１４と、レンズ１４を介して入射した光を電気信号に変換する撮像素子１５と、を備えている。撮像素子１５のイメージセンサとしては、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の半導体素子が用いられる。なお、図１では、カメラ本体に設けられる絞り、シャッター等の構成は省略して記載している。

【0017】

温度センサ２２は、サーミスタや熱電対などを用いてカメラ１３（特に撮像素子１５）の温度を測定するセンサである。温度センサ２２は、カメラ１３の温度を把握できる位置に配置される。例えば図１に示すように撮像素子１５の端部に配置される。なお、測定した温度情報を用いた画像監視装置１０の温度制御方法については後述する。

【0018】

第１熱伝導部１７は、熱伝導性の高い板状の金属である。第１熱伝導部１７は、一方の面がカメラ１３の撮像素子１５の背面（光の入射面とは反対の面）に接続して設けられ、他方の面は冷却部１６に接続されている。第１熱伝導部１７は、カメラ１３が有する熱を冷却部１６に伝導する。第１熱伝導部１７に用いられる材料として、熱伝導性が高く、かつ高温環境下で安定的な金属（例えば銅）を用いる。

【0019】

冷却部１６を撮像素子１５に直接接続した場合、冷却部１６により撮像素子１５が直接冷却されることになる。この場合、急激な温度変化が生じることで撮像素子１５の動作に影響を与えるおそれがある。撮像素子１５と冷却部１６との間に第１熱伝導部１７を設けて、第１熱伝導部１７から伝導された熱を冷却部１６で吸熱する構成とすることで、撮像素子１５において急激な温度変化が生じることを防止できる。

【0020】

冷却部１６は、供給される電流によって、第１熱伝導部１７を介して伝導されたカメラ１３の熱を一方の面から吸熱して、他方の面に接続された第２熱伝導部１９に放熱する素子である。冷却部１６としては、ペルチェ素子が例示される。

【0021】

ペルチェ素子は、２つの異種金属または半導体を電気的に直列に接合して直流電流を流すことで、一方の面の熱を他方の面に移動可能な素子である。ペルチェ素子は、供給する電流値に応じて一方の面からの吸熱量を調整することができる。また、ペルチェ素子は、供給する電流の方向を逆にすることで、吸熱面と放熱面と反対に形成することができる。つまり、通常の冷却動作とは逆にカメラ１３に熱を与えて昇温させることもできる。

【0022】

第２熱伝導部１９は、第１熱伝導部１７と同様に熱伝導性の高い板状の金属である。第２熱伝導部１９は、一方の面が冷却部１６に接続して設けられており、他方の面が放熱部２０に接続されている。第２熱伝導部１９は、冷却部１６から放熱された熱を放熱部２０に伝導する。

【0023】

小型の冷却部１６とサイズの大きな放熱部２０とを直接接続した場合、冷却部１６からの熱が発散して放熱部２０に十分に伝わらない場合がある。冷却部１６と放熱部２０との間に放熱部２０のサイズに近い第２熱伝導部１９を設ける構成とすることで、小型の冷却部１６を用いた場合であっても、冷却部１６からの熱を放熱部２０に対して効率的に伝えることができる。

【0024】

放熱部２０は、第２熱伝導部１９に接続されて収容容器１１を閉止するとともに外気に接して設けられている。放熱部２０は、熱伝導性の高い金属で形成されており、第２熱伝導部１９から伝導された熱を収容容器１１の外部に放出する。放熱部２０の下部には、外気との接触面積を増加させるために、複数の金属板をフィン状に配列した、または、棒状の金属を複数配列した突起部２１が設けられている。

【0025】

また、窓１２の外表面に親水性フィルムを取り付けても良い。１００℃に達するような高温状態となった燃料貯蔵用プール５０の上方に収容容器１１を設置する場合（図４参照）、プール内の水の蒸発により水蒸気が発生して、撮影環境が霧雰囲気となる。この場合、窓１２に水滴が付着して視認性が悪化するおそれがある。

【0026】

窓１２の表面に親水コーティングされた親水フィルムを窓１２に取り付け、窓１２を下方向に向けて、かつ収容容器１１を斜めに傾けて配置することで、窓１２に付着した水滴は下に流れ落ちるため、窓１２への水滴付着が防止されて、視認性低下を防止することができる。

【0027】

図２は、本実施形態に係る画像監視装置１０において、カメラ１３が冷却される状態を示す説明図である。

【0028】

冷却部１６に電流が供給されることにより、カメラ１３の熱は第１熱伝導部１７を介して冷却部１６に伝導される。そして、冷却部１６は、伝導された熱を吸熱して、第２熱伝導部１９に放熱する。

【0029】

そして、第２熱伝導部１９は、冷却部１６から放熱された熱を放熱部２０に伝導する。最後に、放熱部２０は、第２熱伝導部１９から伝導された熱を収容容器１１の外部に放出する。

【0030】

２つの伝導部及び冷却部１６が、収容容器１１と接していないため、カメラ１３の熱が容器方向に逃げる事は無く、カメラ１３の熱は伝導性の高い第１熱伝導部１７に全て伝わり、放熱部２０まで順次伝導されていくため、効率的に熱を外部に放出することができる。

【0031】

図３は、本実施形態に係る画像監視装置１０の構成を示す斜視図である（適宜、図１参照）。

【0032】

収容容器１１には、３つのケーブル２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）を容器外に引き出すためのケーブル引出口２４が設けられている。３つのケーブル２３は、制御装置２５に接続されている。

【0033】

カメラ制御用ケーブル２３ａは、容器内部でカメラ１３と接続されており、カメラ１３における撮影条件（シャッタースピード等）に関する制御信号について送受信する。また、カメラ制御用ケーブル２３ａは、温度センサ２２に接続されており、温度センサ２２で測定された温度情報を制御装置２５に送信する。

【0034】

カメラ映像通信ケーブル２３ｂは、容器内部でカメラ１３に接続されており、カメラ１３の映像信号を制御装置２５に送信する。

【0035】

冷却部制御用ケーブル２３ｃは、容器内部で冷却部１６に接続されており、制御装置２５から供給された直流電流を冷却部１６に送る。制御装置２５は、温度センサ２２で測定されたカメラ１３の温度に基づいて冷却部１６に供給される電流値を調整して、冷却部１６の吸熱量を制御する。

【0036】

続いて、画像監視装置１０の温度制御方法を具体的に説明する。

【0037】

図４は、原子炉建屋内の燃料貯蔵用プール５０を監視するために画像監視装置１０を設置する場合の一例を示す構成図である。なお、図４では、図３で示した３つのケーブル２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）を１つのケーブル２３として記載している。

【0038】

カメラ１３を内装する収容容器１１は、原子炉建屋内のギャラリー室の底面に対して斜めに固定して配置されている。容器内から引き出されたケーブル２３は、建屋外部まで延設されて制御装置２５に接続される。

【0039】

制御装置２５は、データ受付部２６と、入力表示部２７と、温度データ保存部２８と、電流調整部２９と、を備える。

【0040】

なお、制御装置２５を構成する各ユニットの機能は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である記憶回路に保持された所定のプログラムコードを、FPGA（Field Programmable Gate Array）、PLD(programmable logic device)、GPU（Graphics Processing Unit）、またはCPU（Central Processing Unit）などのプロセッサなどの電子回路において実行することによって実現しても良く、このようなソフトウェア処理に限らず、例えば、ＡＳＩＣ等の電子回路を用いたハードウェア処理で実現しても良いし、ソフトウェア処理とハードウェア処理とを組み合わせて実現しても良い。

【0041】

データ受付部２６は、ケーブル２３を介して、カメラ１３から送信された映像信号、温度センサ２２で測定されたカメラ１３の温度情報、カメラ１３の制御に関する制御信号等を受信する。

【0042】

入力表示部２７では、受信した映像信号に基づいて燃料貯蔵用プール５０の監視が行われる。また、監視員により、カメラ１３の撮影条件の設定が入力された場合に、カメラ１３の設定に係る制御信号をカメラ１３に送信する。

【0043】

温度データ保存部２８は、カメラ１３の撮像素子１５が最適に動作可能となる設定温度（設定温度範囲）が保存されている。なお、この設定温度は、監視員により適宜変更可能である。

【0044】

電流調整部２９は、データ受付部２６から、温度センサ２２で測定されたカメラ１３の温度情報を入力する。そして、測定されたカメラ１３の温度と予め保存されている設定温度とを比較して、測定温度が設定温度を超える場合には、冷却部１６に供給する電流値を調整（増減）する。

【0045】

電流調整部２９は、測定温度が設定温度でない場合に、カメラ１３の温度が設定温度になるために必要となる電流値を、測定温度のそれぞれについて予め保存している。測定温度それぞれに対して必要となる電流値は、実際の実験データやシミュレーションにより予め求める。

【0046】

なお、測定温度が設定温度を下回る場合、撮像素子１５を最適に動作させるためには設定温度で維持されることが望ましいため、冷却部１６に供給する電流の向きを逆に変更して、カメラ１３に熱を与えて昇温させても良い。

【0047】

収容容器１１内を真空状態にした場合、容器内への熱の流入は無くなるため、カメラ１３自身の発熱による温度上昇のみとなる。このため、冷却部１６に一定の電流を供給して、撮像素子１５の発熱を冷却部１６で吸熱して、放熱部２０から外部へ放熱することで、撮像素子１５の温度を最適な設定温度に保持することができる。

【0048】

しかし、長期間監視を行った場合、容器内の真空度は徐々に低下して、さらに撮像素子１５の基板から発生するアウトガスの影響で真空度が劣化することで熱の流入が起こり得る。この場合、撮像素子１５の発熱量に容器内に流入する熱量が加算されるため、撮像素子１５の発熱量に対応する電流のみでは徐々にカメラ１３の温度は上昇することになる。

【0049】

本実施形態では、電流調整部２９を備えることで、測定されたカメラ１３の温度に基づいて電流値を調整することで、外部からの熱の流入があった場合であっても、撮像素子１５を冷却してカメラ１３の温度を一定に保持することができる。

【0050】

また、建屋外部の制御装置２５に接続されたケーブル２３を用いて冷却部１６に電流を供給することでカメラ１３の冷却ができるため、ケーブル２３の配設は容易であり、水冷用の装置等、大規模な装置を必要としないため、画像監視装置１０を簡易かつコンパクトな構成とすることができる。

【0051】

図５は、画像監視装置１０における温度制御方法を示すフローチャートである（適宜、図１、図４参照）。なお、冷却部１６には、最初に、通常の撮像素子１５の発熱量に対応する一定の電流が流れているものとする。

【0052】

温度センサ２２は、カメラ１３の温度を測定して、測定した温度を制御装置２５に送信する（Ｓ１０）。

【0053】

電流調整部２９は、測定温度が温度データ保存部２８で保存されている設定温度を超える場合、冷却部１６に流す電流を調整する（Ｓ１１：ＹＥＳ、Ｓ１２）。
一方、測定温度が設定温度の場合は、冷却部１６に流す電流を調整せずに保持する（Ｓ１１：ＮＯ）。

【0054】

冷却部１６に流す電流を調整されることで、カメラ１３が冷却される（Ｓ１３）。そして、電流調整部２９は、カメラ１３の温度が設定温度になるまで、電流を調整して冷却を継続する（Ｓ１４：ＮＯ）。

【0055】

一方、カメラ１３の温度が設定温度になった場合、通常の電流値に戻して温度制御を継続する（Ｓ１４：ＹＥＳ）。

【0056】

このように、カメラ１３の温度情報を参照しながら温度調整を行うことで、高温環境であっても、カメラ１３を一定の温度に保持することができ、カメラ１３の撮影性能を安定的に維持することができる。

【0057】

図６は、第１実施形態に係る画像監視装置１０の変形例を示す縦断面図である。

【0058】

圧着部３０は、第１熱伝導部１７が内部に挿入されて、第１熱伝導部１７に接続された板３１と、一端が放熱部２０に接続されて板３１を支持する支持部３２と、から構成されている。そして、板３１に形成された貫通孔を介してネジ３３等を用いて板３１と支持部３２とが圧着される。

【0059】

板３１と支持部３２との圧着により、板３１と接続された第１熱伝導部１７が下方向に押し付けられて、第１熱伝導部１７、冷却部１６、及び第２熱伝導部１９は互いに密着する。第１熱伝導部１７、冷却部１６、及び第２熱伝導部１９が、密着することで、カメラ１３の熱はロスすること無く放熱部２０に伝導することができる。

【0060】

空冷ファン３４は、放熱部２０の近傍に設けられて、放熱部２０に対して送風を行うファンである。放熱部２０に常時送風を行うことで、放熱部２０の放熱効率を高めることができる。

【0061】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る画像監視装置１０の構成を示す縦断面図である。図７において第１実施形態（図１）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

【0062】

なお、図７では、撮像素子１５で取得された信号等を処理するためのＦＰＧＡ基板３７を、撮像素子１５とは別に収容容器１１内に取り付けた場合の例を示している。ＦＰＧＡ基板３７は、撮像素子１５の端部において撮像素子１５の入射面に垂直に配置されている。第１熱伝導部１７は、ＦＰＧＡ基板３７及び撮像素子１５の背面に設けられて、それぞれの熱を冷却部１６に伝導する。

【0063】

ところで、一般的なカメラでは、図１のようにレンズ１４のレンズ面と撮像素子１５の入射面が平行に配置されている。つまり、窓１２から入射した光は、レンズ１４を介して撮像素子１５に直接入射する。この場合、撮影対象の方向から放射線が発生している場合、光とともに放射線も撮像素子１５に直接入射する。

【0064】

カメラ１３に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子１５は、放射線が照射した場合、放射線はセンサを構成する各画素の機能に影響を与えて、撮像される画像にランダムノイズが発生するおそれがある。画像にランダムノイズが発生している状態では、撮影対象の視認性が低下する。さらに、放射線の線量が高い場合は、撮像素子１５に損傷が発生する場合もある。

【0065】

そこで、第２実施形態における画像監視装置１０は、収容容器１１の側面に窓１２を設ける。そして、カメラ１３は、窓１２と平行に設けられたレンズ１４を介して入射した光を反射して、光軸を９０度変更する反射ミラー３５を備える。反射ミラー３５で反射された光は、図示しないレンズを介して撮像素子１５に入射する。

【0066】

収容容器１１に設けられた窓１２の入光面と、撮像素子１５の入射面とは直交する位置関係となる。このため、窓１２から入射した放射線は、撮像素子１５に直接入射することは無く、撮像素子１５に対する放射線の影響を低減する事ができる。

【0067】

さらに、ＦＰＧＡ基板３７及び撮像素子１５の周囲に、放射線を遮蔽する遮蔽材３６を設けても良い。遮蔽材３６としては、放射線を遮蔽可能な金属である鉛等を用いる。なお、遮蔽維持した状態で薄く、重量を小さくする観点から、密度の高い金属（例えばタングステン）が好ましい。

【0068】

このように、カメラ１３に反射ミラー３５を設けて、遮蔽材３６を配置することとで、撮像素子１５へ入射する放射線を除去することはできるため、放射線量の高い場所においても、撮影性能を維持することができる。

【0069】

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る画像監視装置１０の構成を示す縦断面図である。図８において第１実施形態（図１）と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

【0070】

第３実施形態における画像監視装置１０では、カメラ１３と放熱部２０との間に複数の冷却部１６（１６_１、１６_２）が配設される。２つの冷却部１６の間は、インジウム等の接合部材３８で接合される。なお、図８では、２つの冷却部１６を配置する例を示しているが、冷却部１６をさらに増加させて多層にして配置しても良い。

【0071】

制御装置２５（図３）は、温度センサ２２から送信される温度情報に基づいて、カメラ１３の温度が設定温度となるように、冷却部１６_１、１６_２のそれぞれに流す電流を調整する。

【0072】

具体的には、撮像素子１５から遠い位置に配置された冷却部１６_２について、制御装置２５で大、中、小と大まかな３つの電流値を設定可能にしておく。制御装置２５は、温度センサ２２から送信される温度情報に基づいていずれかの電流値に設定して、常時電流を供給する。一方、冷却部１６_１については、温度センサ２２から送信される温度情報に基づいて電流値が細かく調整される。

【0073】

なお、測定されたカメラ１３の温度に対して、冷却部１６_１と冷却部１６_２の温度の最適な組合せ（カメラ１３が設定温度となるような組合せ）は、実際の実験データやシミュレーションにより予め求める。

【0074】

このように、複数の冷却部１６を設けて電流を調整することで、カメラ１３の温度が設定温度となるように、精度よく冷却することができる。

【0075】

以上述べた各実施形態の画像監視装置によれば、収容容器に内装されたカメラが有する熱を、冷却部を用いて吸熱して、この熱を放熱部から収容容器の外部に放出することにより、１００℃を超えるような高温、高湿度（１００％）、及び高放射線の環境のような劣悪な環境においても、簡易な構成でカメラを冷却することが可能となり、安定的に撮影機能を維持できる。

【0076】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。なお、本実施形態では、原子力プラント内に画像監視装置を設置する構成を例に説明したが、高温等の環境下（例えば火力プラントの内部）においてカメラ撮影が必要とされる場合にも本実施形態は適用できる。

【符号の説明】

【0077】

１０…画像監視装置、１１…収容容器、１２…窓、１３…カメラ、１４…レンズ、１５…撮像素子、１６（１６_１，１６_２）…冷却部、１７…第１熱伝導部、１９…第２熱伝導部、２０…放熱部、２１…突起部、２２…温度センサ、２３…ケーブル、２３ａ…カメラ制御用ケーブル、２３ｃ…冷却部制御用ケーブル、２３ｂ…カメラ映像通信ケーブル、２４…ケーブル引出口、２５…制御装置、２６…データ受付部、２７…入力表示部、２８
…温度データ保存部、２９…電流調整部、３０…圧着部、３１…板、３２…支持部、３３…ネジ、３４…空冷ファン、３５…反射ミラー、３６…遮蔽材、３７…ＦＰＧＡ基板、３８…接合部材、５０…燃料貯蔵用プール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】