(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外線を感知し火災信号（ｆ1）を出力する第１のフォトダイオード（Ｄ1）および可視光を感知し映像信号（ｆ2）を出力する第２のフォトダイオード（Ｄ2）を混在して２次元マトリクス構成されたＣＣＤ（２）を撮像素子として使用したカメラ（１）と、前記火災信号を受信する警報制御器（２１）と、前記火災信号が受信されたとき前記警報制御器により電源がＯＮされ前記映像信号をモニタするテレビモニタ（２２）とを備えたことを特徴とする火災感知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は火災感知装置に関し、特に装置の設置が簡単で、火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる火災感知装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図５に示すように、熱、煙等を感知して火災発生を報知する火災感知器５１と、火災感知器５１が設置された場所の近傍に配置された監視カメラ５２と、火災感知器５２から出力された火災信号ｆ11を受信する警報制御器５３と、監視カメラ５２で撮像した映像信号ｆ12をモニタするテレビモニタ５４とからなる火災感知装置が提案されている。
【０００３】
この火災感知器５１の出力側は警報制御器５３を介してテレビモニタ５４の電源制御側と接続され、監視カメラ５２の出力側はテレビモニタ５４の映像入力側と接続されている。
このような火災感知装置で、火災感知器５１が熱、煙等により火災を感知すると、警報制御器５３に火災信号ｆ11を出力する。警報制御器５３は火災信号ｆ11を受信し、テレビモニタ５４の電源をＯＮする。監視カメラ５２は火災感知器５１が設置された場所の近傍を撮像して映像信号映像信号ｆ12をテレビモニタ５４に出力する。これらの動作により火災が発生した場所の近傍の様子をテレビモニタ５４によってモニタすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の火災感知装置は以上の様に構成されるので、熱、煙等を感知する火災感知器５１と火災状況を撮像する監視カメラ５２を別々に設置しなければならず火災発生位置が特定できないという難点がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、装置の設置が簡単で、火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる火災感知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため本発明による火災感知装置は、近赤外線を感知し火災信号を出力する第１のフォトダイオードおよび可視光を感知し映像信号を出力する第２のフォトダイオードを混在して２次元マトリクス構成されたＣＣＤを撮像素子として使用したカメラと、火災信号を受信する警報制御器と、火災信号が受信されたとき警報制御器により電源がＯＮされ映像信号をモニタするテレビモニタとを備えている。
【０００７】
【作用】
カメラの第１のフォトダイオードで近赤外線を感知するとカメラから、警報制御器へ火災信号が送出される。
警報制御器が火災信号を受信するとテレビモニタの電源をＯＮにする。カメラの第２のフォトダイオードで感知された可視光は映像信号として出力され電源がＯＮされたテレビモニタでモニタされ火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の火災感知装置の一実施例を図にしたがって詳述する。
図１に示すように、本発明による火災感知装置は、近赤外線を感知し火災信号ｆ1を出力する第１のフォトダイオードＤ1および可視光を感知し映像信号ｆ2を出力する第２のフォトダイオードＤ2を混在して２次元マトリクス構成されたＣＣＤ２を撮像素子として使用したカメラ１と、火災信号を受信する警報制御器２１と、火災信号が受信されたとき警報制御器により電源がＯＮされ映像信号をモニタするテレビモニタ２２とを備えている。
【０００９】
カメラ１にはＣＣＤイメージセンサ２、基準信号発振器６ａ、同期信号発生器６、水平転送パルス発生器７、垂直転送パルス発生器８、水平ｍ進カウンタ９、垂直ｎ進カウンタ１０、アンド回路１１、火災感知用フォトダイオード位置スイッチ１２、アンプ１３及びコンパレータ１４を有している。
ＣＣＤイメージセンサ２は水平シフトレジスタ４、垂直シフトレジスタ５、ディスチャージ回路１５及び信号バッフア４ａを有し、可視光を感知する第２のフォトダイオードＤ2と垂直ＣＣＤスイッチＶＳとが１対となって２次元マトリクスを構成し、かつ第２のフォトダイオードＤ2の所々に近赤外線を感知する第１のフォトダイオードＤ1を混在させた構造になっている。
【００１０】
垂直ＣＣＤスイッチＶＳ・・・・・・の一方にはアノードが基準電位点に接続された第１のフォトダイオードＤ1または第２のフォトダイオードＤ2のカソードが接続され、他方は垂直信号線１６に接続されている。垂直ＣＣＤスイッチＶＳ・・・・・・のゲート側は水平信号線１７に接続され、水平信号線１７の一端は垂直シフトレジスタ５に接続されている。また垂直信号線１６の一端はディスチャージ回路１５に接続され、他端は水平ＣＣＤスイッチＨＳ・・・・・・の一方に接続され、他方は映像信号線３と接続されている。水平ＣＣＤスイッチＨＳ・・・・・・のゲート側は水平シフトレジスタ４に接続されている。
【００１１】
映像信号線３は信号バッフア４ａの入力側に接続され、出力側はテレビモニタ２２の映像入力側と接続されている。
水平シフトレジスタ４は水平転送パルス発生器７から出力される水平転送パルスφ1が、垂直シフトレジスタ５は同期信号発生器６から出力される同期信号φ0が、ディスチャージ回路１５は垂直転送パルス発生器８から出力される垂直転送パルスφ2がそれぞれ入力されるようになっている。
【００１２】
映像信号用のフォトダイオードＤ2は例えば転送電極となる垂直ＣＣＤスイッチＶＳ…の約５００画素（光／電気変換素子）に対応して設けられ、垂直ＣＣＤスイッチＶＳ…の５００画素は水平ＣＣＤスイッチＨＳの約７００に対応して設けられている。このため総数は約３５万画素となっている。
この３５万画素のうち映像信号ｆ2に影響を与えない程度に火災信号用の第１のフォトダイオードＤ1を適宜混在させる。
【００１３】
基準信号発振器６ａの出力側は同期信号φ0を出力する同期信号発生器６を介して、１５７３４Ｈｚの水平転送パルスφ1を発生する水平転送パルス発生器７と６０Ｈｚの垂直転送パルスφ2を発生する垂直転送パルス発生器８と垂直シフトレジスタ５及び垂直ｎ進カウンタ１０の入力側とそれぞれ接続されている。
垂直転送パルス発生器８の出力側はディスチャージ回路１５と接続されている。
【００１４】
水平転送パルス発生器７の出力側は水平シフトレジスタ４及び水平ｍ進カウンタ９の入力側と接続されている。
水平ｍ進カウンタ９と垂直ｎ進カウンタ１０のそれぞれの出力側はアンド回路１１の入力側と接続され、火災信号読出パルスφ3を出力する出力側は火災感知用フォトダイオード位置スイッチ１２の制御側と接続され、火災感知用フォトダイオード位置スイッチ１２の一方はＣＣＤイメージセンサ２の信号バッフア４ａの出力側と接続され、他方はアンプ１３、コンパレータ１４を介して警報制御器２１と接続されている。
【００１５】
通常、ＣＣＤイメージセンサ２は可視光領域を感知する第２のフォトダイオードＤ2のみで構成されているものであるが、本発明による火災感知装置で使用するＣＣＤイメージセンサ２はインジウム・ヒ素（InAs）等を使用し波長域１〜４μｍに対し感度が最も強くなるようにした第１のフォトダイオードＤ1を、画像劣化が起こらない程度に混在させている。
【００１６】
図２に示す黒体のエネルギーと波長の関係から明らかなように、図１のＣＣＤイメージセンサ２に破線で示す第１のフォトダイオードＤ1は可視光領域に相当する▲２▼の波長に対して殆ど感知せず、発火温度に達した物体が放射する▲１▼の領域の温度（波長域１〜４μｍ）に対してはそのエネルギーを検知して火災信号ｆ1を出力することがわかる。
【００１７】
なお、図２の特性図は横軸が光の波長（μｍ）、縦軸が平方ｃｍ当りの放射発散度（Ｗ／平方ｃｍ）で、それぞれの曲線は絶対温度を示している。
本発明による火災感知装置の動作を以下に説明する。
火災等が発生して撮像範囲内に１〜４μｍの波長のエネルギーを放射する物体が見出されると、第１のフォトダイオードＤ1に該当する画素が、近赤外線を感知し火災信号ｆ1を出力する。
【００１８】
第１のフォトダイオードＤ1から出力される火災信号ｆ1を監視すれば、火災の発生を感知できる。
このようにＣＣＤカメラ１が火災の発生を感知すると、その火災信号ｆ1は警報制御器２に出力される。警報制御器２が火災信号ｆ1を受信すると、テレビモニタ３の電源をＯＮし、撮像範囲の映像信号ｆ2をモニタする。
【００１９】
このような火災感知装置で図１に示すＣＣＤイメージセンサ２の動作を図３及び図４を用いて説明する。図３ではフォトダイオードが３列５行に配置された例を示しており、第１行のフォトダイオードは画素Ｎ11、Ｎ21、Ｎ31、第２行は画素Ｎ12、Ｎ22、Ｎ32、第３行は画素Ｎ13、Ｎ23、Ｎ33、第４行は画素Ｎ14、Ｎ24、Ｎ34、第５行は画素Ｎ15、Ｎ25、Ｎ35を構成している。この画素Ｎ11〜Ｎ35のうち、第１行の画素Ｎ21、第３行の画素Ｎ23、第５行の画素Ｎ25（添え字が列と行を示す）にそれぞれ第１のフォトダイオードＤ1が予め設けられているものとする。
【００２０】
基準信号発振器６ａにより同期信号発生器６が同期信号φ0（図４▲１▼）を出力すると、垂直シフトレジスタ５に送出される。垂直シフトレジスタ５は第１行の水平信号線１７に接続された垂直ＣＣＤスイッチＶＳ…を制御するので、第１行のフォトダイオードに蓄積された電荷を１〜３列の垂直信号線１６に転送する。（図３（Ａ））
同期信号φ0が垂直シフトレジスタ５に送出されている間に、水平転送パルス発生器７から１５７３４Ｈｚの水平転送パルスφ1（図４▲３▼）が水平シフトレジスタ４に順次送出され、水平ＣＣＤスイッチＨＳを制御するので１〜３列の垂直信号線１６に転送された電荷を画素Ｎ11、Ｎ21、Ｎ31として映像信号線３に出力する。（図３（Ｂ））
第１行の画素をすべて映像信号線３に出力すると、垂直転送パルス発生器８から６０Ｈｚの垂直転送パルスφ2（図４▲７▼）がディスチャージ回路１５に送出され、１〜３列の垂直信号線１６に蓄積された電荷をディスチャージする。
【００２１】
次の同期信号φ0（図４▲２▼）が垂直シフトレジスタ５に送出されると第２行の水平信号線１７に接続された垂直ＣＣＤスイッチＶＳ…を制御し、第２行のフォトダイオードに蓄積された電荷を１〜３列の垂直信号線１６に転送する。（図３（Ｃ））
その間に水平転送パルス発生器７から水平シフトレジスタ４に順次送出される水平転送パルスφ1（図４▲４▼）により水平ＣＣＤスイッチＨＳがを制御され、１〜３列の垂直信号線１６に転送された電荷を画素Ｎ12、Ｎ22、Ｎ32として映像信号線３に出力する。（図３（Ｄ））
以上の動作を繰返してフォトダイオードに蓄積された電荷を画素として映像信号線３に出力し信号バッフア４ａから映像信号ｆ2として出力する。
【００２２】
第２のフォトダイオードＤ2に混在された第１のフォトダイオードＤ1を読出すタイミング動作を説明する。第１のフォトダイオードＤ1が配置されている位置は予め決められているので、その画素を読出すとき垂直ｎ進カウンタ１０と水平ｍ進カウンタ９から「Ｈ」を出力し、アンド回路１１へ入力するとアンド回路１１から火災感知用フォトダイオード位置スイッチ１２へ火災信号読出パルスφ3（図４▲５▼）が送出される。火災感知用フォトダイオード位置スイッチ１２へ火災信号読出パルスφ3が送出されても、第１のフォトダイオードＤ1が近赤外線を感知しないと、信号バッフア４ａの出力は小さいのでアンプ１３で増幅してもコンパレータ１４の基準電圧より低く火災信号ｆ1は出力されない。第１のフォトダイオードＤ1が近赤外線を感知すると信号バッフア４ａの出力は一定レベル以上となり、アンプ１３、コンパレータ１４を介して警報制御器２１へ火災信号ｆ1（図４▲６▼）を出力する。
【００２３】
警報制御器２１は火災信号ｆ1が入力されるとテレビモニタ２２の電源をＯＮにする。テレビモニタ２２の電源がＯＮになると、映像信号線３から送出される映像信号ｆ2を出画する。
これにより、テレビモニタ２２で火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行える。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の火災感知装置によれば、装置の設置が簡単で、火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による火災感知装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明による火災感知装置に使用するフォトダイオードの特性図。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明による火災感知装置に使用するフォトダイオードの動作を示す説明図。
【図４】本発明による火災感知装置の動作シーケンス説明図。
【図５】従来の火災感知装置のブロック図。
【符号の説明】
１・・・・・・カメラ
２・・・・・・ＣＣＤ
２１・・・・・・警報制御器
２２・・・・・・テレビモニタ
Ｄ1・・・・・・第１のフォトダイオード
Ｄ2・・・・・・第２のフォトダイオード
ｆ1・・・・・・火災信号
ｆ2・・・・・・映像信号
【図１】
0003653304.tif 000002
【図２】
0003653304.tif 000003
【図３】
0003653304.tif 000004
【図４】
0003653304.tif 000005
【図５】
0003653304.tif 000006