JPH051948A - ２次元走査型火災検出器及び設置位置調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】監視区域を２次元走査しながら火災による炎か
らの放射エネルギを検出して火災を判断する２次元走査
型火災検出器に関し、監視区域の基準位置に対する検出
器の位置合せが高精度で且つ容易にできるようにする。 【構成】回転ミラー３により検出窓７を介して監視区域
を走査し、走査により得られる監視からの放射エネルギ
の検出信号から火災発生の有無を判断する２次元走査型
火災検出器であって、検出窓７の前面に直線性の高い可
視光線を発射する発光装置１２を設け、発光装置１２か
らの可視光ビームを回転ミラー３で反射して監視区域に
可視光ビームの輝線を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、監視区域を２次元走査
しながら火災による炎からの放射エネルギを検出して火
災を判断する２次元走査型火災検出器に関し、特に、２
次元走査の開始位置を決める基準角度を監視区域の基準
位置に合わせるように位置調整する２次元走査型火災検
出器及び設置位置調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、２次元走査型火災検出器（以下単
に「火災検出器」という）として特開昭６２−２５５８
３２号に示されたミラー走査型放射検出器が知られてい
る。この火災検出器の概略構成を図８に示すと、筐体１
に取り付けられたモータ２によって回転駆動される回転
ミラー３を有し、回転ミラー３は監視領域４から入射す
る被写体光学像を反射ミラー５側へ反射し、更に、反射
ミラー５で反射した被写体光学像を光電変換素子６で受
光する。尚、図示しないが、反射ミラー５と光電変換素
子６の間に設けられたスリットを通過した光だけが光電
変換素子６に受光されることにより、各走査区域の面積
が規定されるようになっている。

【０００３】検出動作は、回転ミラー３を所定の角速度
で回転させることによって監視領域４内の監視物を縦方
向Ｙに沿って走査し、縦方向Ｙの一走査を完了する毎に
所定回転角ずつＸ方向へ筐体１を他の駆動モータ（図示
せず）で回転させる。この回転ミラー３で監視領域４内
の監視物を縦方向Ｙに沿って走査することにより、監視
領域４内を細かに区切った走査区域内を所謂点順次走査
し、光電変換素子６で走査区域から放射エネルギの強さ
に応じた検出信号に光電変換し、この検出信号を基準値
と比較判断することで、監視領域内のどの走査区域で火
災が発生したかを識別する。

【０００４】ところで、監視区域を細分化して得られる
各走査区域の位置は、火災検出器の基準位置に対する水
平走査角度θと垂直走査角度αで表わされる。従って、
監視区域を決める際には、例えば図９に示す火災検出器
の設置位置から警戒区域を見たデータが必要となる。図
９は競技場を監視区域としたもので、横軸に火災検出器
の水平走査角θをとり、縦軸に火災検出器の垂直走査角
αをとり、θ＝０〜１８０度、α＝０〜９０度の任意の
走査角度（θ，α）で見える監視区域の等高線データを
描いたものである。

【０００５】このような図９のデータは監視区域の設計
データから作成でき、構造物の完成を待つことなく、図
９のデータを使用して監視区域に入る各走査区画（θ，
α）を定めることができる。ところで、図９に示すよう
な検出器から見た監視区域のデータに基づいて各走査区
画を定めた火災検出器１００を、例えば図１０に示すよ
うに実際に設置した際には、図９の基準水平走査角、例
えばθ＝９０度の基準線上に見えるものが、実際に水平
走査角θ＝９０度の位置から見えるように火災検出器１
００を位置調整しなければならない。

【０００６】そこで従来は、図１０に示すように、火災
検出器１００の横に照準スコープ装置１０２を取付け、
図１１に示す照準スコープ装置１０２のスコープ面の垂
直照準線１０６上に例えば基準位置にある柱１０４の中
心が見えるように火災検出器１００の位置を調整し、こ
の位置調整状態でロータリーエンコーダ等の角度センサ
の出力がθ＝９０度となるように調整している。

【０００７】この位置合わせの作業は、火災検出器の火
災位置を特定する精度に直接関わる作業であり、高い精
度が要求されている。例えば、水平走査角度θが僅か
０．５度ずれても、２００ｍの距離では１．７５ｍの大
きなずれとなってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
照準スコープ装置を用いて行う設置位置の調整にあって
は、火災による放射エネルギが入射する火災検出器の回
転ミラーとは光学的には関係のない照準スコープ装置に
頼っていたため、放射エネルギが入射する水平走査角度
と照準スコープ装置の水平走査角度を完全に平行となる
ように一致させなければならない。このため照準スコー
プ装置の加工精度及び取付精度が要求され、コストの高
いものになってしまったり、輸送中や設置作業に取付角
度がずれてしまうこともあり、このずれが発見できなか
った場合には、火災検出器の位置特定精度が著しく悪化
してしまう問題があった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、監視区域の基準位置に対する検出器
の位置合せが高精度で且つ容易にできる２次元走査型火
災検出器及び設置位置調整方法を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。尚、実施例図面中の符号
を併せて示す。まず本発明は、回転ミラー３により検出
窓７を介して監視区域４を走査し、この走査により得ら
れる監視区域からの放射エネルギの検出信号から火災発
生の有無を判断する２次元走査型火災検出器を対象とす
る。

【００１１】このような２次元走査型火災検出器として
本発明にあっては、検出窓７の前面に直線性の高い可視
光線を発射する発光装置１２を設け、発光装置１２から
の可視光ビームを回転ミラー３で反射して監視区域に可
視光ビームの輝線を照射するようにしたことを特徴とす
る。ここで監視区域からの放射エネルギを光電変換する
光電変換素子６にて発光装置１２による可視光ビームの
受光出力が得られるように、発光装置１２を検出器筐体
１に対し装着する。

【００１２】また回転ミラー３から光電変換素子６まで
の光路の途中にビームスプリッタ１４を設けて可視光の
波長帯域に感度を有する調整用受光素子１５に可視光ビ
ームを入射し、調整用受光素子１５から可視光ビームの
受光出力が得られるように発光装置１２を検出器筐体１
に対し装着する。更に発光装置１２は、可視光ビームを
発射する調整用発光素子１３に加えて回転ミラー３によ
る可視光ビームの反射光を受光する調整用受光素子１６
を備え、調整用発光素子１３と調整用受光素子１６の前
面に一枚のスリット１７を配置し、回転ミラー３で反射
された可視光ビームの受光出力が調整用受光素子１６か
ら得られるように、発光装置１２を検出器筐体１に対し
装着する。

【００１３】更にまた、検出窓７の前面に直線性の高い
可視光線を発射する発光装置１２を設け、発光装置１２
からの可視光ビームを回転ミラー３で反射して監視区域
に可視光ビームの輝線を照射する２次元走査型火災検出
器の設置位置調整方法として、２次元走査型火災検出器
から照射される可視光ビームの輝線が、警戒区域の中の
予め定めた基準物標を通過する位置で２次元走査型火災
検出器の水平回りの走査角度が基準角度となるように調
整することを特徴とする。

【００１４】

【作用】このような構成を備えた本発明の２次元走査型
火災検出器及び設置位置調整方法によれば、２次元走査
型火災検出器に取付けた発光装置からの可視光ビームの
回転ミラーによる輝線が警戒区域の中の基準位置を示す
柱等の物標を通る状態とし、この状態で火災検出器の水
平走査角度を検出しているセンサ、例えばロータリーエ
ンコーダからの角度信号が基準角度となるように調整す
ればよく、調整作業が簡単で高精度にできる。

【００１５】また発光装置と回転ミラーとの位置関係
は、両者の光軸を上から見て一直線上に並ぶように取付
ければ、回転ミラーに可視光ビームは垂直に入射するこ
とから高精度の位置調整ができる。例えば可視光ビーム
の検出信号が光電変換素子から得られるように調整すれ
ば一直線上に並んだ状態とできる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示した実施例構
成図である。図１において、１は２次元走査型火災検出
器の検出器筐体であり、検出器筐体１の前部には検出窓
７が開口している。勿論、検出窓７はガラス等により密
封閉鎖される。

【００１７】検出器筐体１内には図示しないモータによ
り一定の角速度で回転される回転ミラー３が設けられ
る。回転ミラー３は検出窓７を介して得られる監視領域
から入射する被写体の光学像を集光レンズ８を介して反
射ミラー５側に反射する。反射ミラー５で反射された被
写体光学像はスリット９及びリレーレンズ１０を介して
光電変換素子６に入射され、光電変換素子６より監視領
域の被写体光学像の放射エネルギに応じた検出信号を出
力する。

【００１８】光電変換素子６からの検出信号は別途設置
された制御装置のマイクロプロセッサに与えられ、マイ
クロプロセッサのプログラム制御により基準値と比較さ
れ、基準値を越えたときに火災と判断する。この検出信
号と基準値の比較判断において、検出位置までの距離に
応じた補正係数が検出信号に掛け合わされ、距離による
光エネルギの減衰の影響を除いた火災判断を行う。勿
論、基準値を距離に応じて補正しても同じである。

【００１９】また、光電変換素子６に入射する被写体光
学像はスリット９で制限された領域となり、スリット９
によって監視領域１１内の各走査区域の大きさが決めら
れる。検出器筐体１は基台２０上に設置され、基台２０
内にはモータが内蔵され、モータの回転軸２１の支持台
２２に軸２３によって検出器筐体１を垂直回りに回動調
整自在に取り付ける。回転軸２１は基台２０内のモータ
により検出器筐体１を水平回りに、例えば０〜１８０度
の範囲で往復回転させる。尚、実際の設置状態では図２
に示すように直下の０°から水平の９０°までを垂直走
査範囲とする。

【００２０】このような２次元走査型火災検出器の構造
に加えて本発明にあっては、検出器筐体１の検出窓７の
前面側に発光装置１２を装着している。発光装置１２に
は調整用発光素子１３が設けられており、発光素子１３
からは直線性の高い可視光線が回転ミラー３に対し発射
される。発光素子１３としては、例えばレーザ光を発射
する半導体レーザを使用することが望ましい。

【００２１】更に、発光装置１２は検出器筐体１に対し
着脱自在な別ユニットとして設けられており、発光素子
１３以外に発光素子１３の駆動回路、電源スイッチ等を
備えている。また、検出器筐体１に対する発光装置１２
の位置決めは、位置合せピン等を予め設けておくこで一
義的にできるようにしている。更に、回転ミラー３に対
する発光素子１３からの可視光ビームの向きは、発光装
置１２に設けた調整ツマミにより３次元方向の僅かな範
囲で簡単に調整することができる。

【００２２】図３は図１の第１実施例の設置位置調整作
業を示した説明図である。図３において、監視領域４に
ついては、例えば図９に示したように火災検出器１００
の設置位置から見た監視領域４の輪郭に対し等高線を描
いたデータが予め準備されており、この図９のデータに
基づき火災検出器１００による実際の監視領域４が決め
られる。

【００２３】即ち、監視領域を特に決めない場合には、
図８に示したように火災検出器の水平走査角θと回転ミ
ラー３による垂直走査角αで決まる矩形範囲が監視領域
４となる。このような矩形の監視領域４に対し実際の監
視領域は、例えば図９に示すようになることから、水平
及び垂直走査区画（θ，α）で細分化された矩形の監視
領域につき、例えば図９の実際の監視領域に含まれる走
査区画のみを有効区画とし、実際の監視領域から外れる
走査区画は無効領域あるいは非判断領域とする。具体的
には、矩形の監視領域を細分化した各走査区画のメモリ
テーブルを作成し、このメモリテーブルに有効区画であ
ればビット１をセットし、無効区画（非判断区画）であ
ればビット０をセットすればよい。

【００２４】このように火災判断を行う実際の監視領域
４が火災検出器１００側にセットできたならば、図３に
示す火災検出器１００の実際の設置状態で、例えば火災
検出器１００を水平走査角θ＝９０度に向けたときに走
査視野に入る監視領域４の例えば柱１０４が見えるよう
に火災検出器１００を位置調整する。本発明の位置調整
にあっては、火災検出器１００に図１に示したように発
光装置１２を装着し、発光装置１２の調整用発光素子１
３から可視光ビームを回転ミラー３に発射した状態で回
転ミラー３を一定の角速度で回転する。

【００２５】回転ミラー３を回転すると調整用発光素子
１３からの可視光ビームは回転ミラー３の回転に伴って
矢印で示すように監視領域を下から上に走査し、これを
繰り返す。同時に調整用発光素子１３からの可視光ビー
ムは回転ミラー３の所定の回転位置で集光レンズ８、反
射ミラー５、スリット９、リレーレンズ１０を介して光
電変換素子６にも入射する。

【００２６】図３に示すように、火災検出器１００から
の可視光ビームの走査により、図４の平面図から明らか
なように、火災検出器１００から基準となる柱１０４の
センターに向けて可視光ビームの輝線１０８が照射され
るようになる。この輝線１０８は可視光ビームであるこ
とから、基準位置となる柱１０４の近くに要員を配置し
ておくことで可視光ビームによる輝線１０８が柱１０４
のセンターを通っているか否か火災検出器１００側の調
整員にトランシーバー等で知らせ、柱１０４の中心を可
視光ビームの輝線１０８が通った時点で火災検出器１０
０の向きを固定する。

【００２７】勿論、火災検出器１００側の調整員が双眼
鏡等で柱１０４に対する可視光ビームの輝線１０８の状
態を観察しながら向きを調整してもよい。可視光ビーム
の輝線１０８が基準となる柱１０４の中心を通る状態で
火災検出器１００を固定したならば、次に火災検出器１
００の水平回転角を検出しているロータリーエンコーダ
等の角度センサの出力信号が基準値θ＝９０度を示す値
となるように角度センサの調整を行う。

【００２８】ここで、図３，図４に示す位置調整の際に
重要となるのは、図１に示した発光素子１２の調整用発
光素子１３からの可視光ビームが回転ミラー３の回転軸
に対し垂直に入射していることである。即ち、発光素子
１３からの可視光ビームの光軸と回転ミラー３から光電
変換素子６に至る火災検出器１００側の光軸とが上から
見て一直線上に並ぶように検出器筐体１に対し発光素子
１２が装着されていなければならない。

【００２９】このような検出器筐体１に対する発光素子
１２の取付け位置決めは光電変換素子６より調整用発光
素子１３からの可視光ビームの受光出力が得られるよう
に初期調整しておくことで実現できる。ここで光電変換
素子６は火災による放射エネルギを検出目的とすること
から、赤外線領域から遠赤外線領域の波長帯域に感度を
有し、これに対し調整用発光素子１３からは可視光の波
長域のビームが発射されているため、光電変換素子６か
らの可視光ビームの受光出力はそれほど大きくは得られ
ないが、赤外線領域から遠赤外線領域に波長成分が広が
る可視光ビームを使用すれば十分に光電変換素子６の受
光出力から発光装置１２の位置調整が正しく行われるか
否かをチェックすることができる。具体的には光電変換
素子６からの検出信号をコンパレータに入力し、所定値
を越えたときのコンパレータ出力でＬＥＤを点灯させれ
ばよい。

【００３０】図５は本発明の第２実施例を示した実施例
構成図であり、この実施例にあっては発光装置１２の可
視光ビームが火災検出器１００の回転ミラー３に垂直に
入射していることを確認するため、回転ミラー３から光
電変換素子６に至る光路の途中、具体的には反射ミラー
５とスリット９の間にビームスプリッタ１４を設け、可
視光の波長帯域に感度をもつ調整用受光素子１５に入射
するようにしたことを特徴とする。

【００３１】このように、可視光波長帯域に感度をもつ
調整用受光素子１５を使用することで、回転ミラー３に
より反射された調整用発光素子１３からの可視光ビーム
の火災検出器１００の光学系に対する調整状態の有無を
明確に知ることができる。具体的には、調整用発光素子
１５の受光出力をコンパレータに入力して基準値を越え
るときに検出器筐体１の外側に設けている光軸調整用の
ＬＥＤを点灯して発光装置１２の光軸と検出器側の光軸
が一致したことを知らせるようにすればよい。

【００３２】図６は本発明の第３実施例を示した実施例
構成図であり、この実施例にあっては発光装置１２から
の可視光ビームの検出器側の回転ミラー３に対する入射
角が直角にあることを確認するため、発光装置１２側に
調整用受光素子１６とスリット１７を設けたことを特徴
とする。即ち、調整用発光素子１３からの可視光ビーム
は回転ミラー３の回転位置により同じく発光装置１２側
に設けた調整用受光素子１６に入射する。勿論、調整用
受光素子１６は可視光ビームの波長帯域に感度を有す
る。

【００３３】調整用発光素子１３と調整用受光素子１６
の前部には図７に取り出して示すスリット１７が設けら
れる。即ち、調整用発光素子１３からの可視光ビームは
スリット１７の開口部で絞られて回転ミラー３に入射
し、回転ミラー３が特定の位置に回転すると反射された
可視光ビームがスリット１７の開口部を通って一直線上
に並んだ調整用受光素子１６に入射する。

【００３４】このとき調整用発光素子１３の光軸が回転
ミラー３の回転軸に直角であれば反射された可視光ビー
ムはスリット１７を介して調整用受光素子１６に入射
し、これによって発光装置１２の光学系の光軸と火災検
出器１００側の光学系の光軸が上から見て一直線上に並
んだ位置にあることが確認できる。調整用受光素子１６
の受光出力に続いては、図５の第２実施例の場合と同
様、コンパレータに入力して受光出力が基準値を越える
ときに、発光装置１２の外部に設けている光軸調整状態
を示すＬＥＤを点灯するようにすればよい。

【００３５】尚、上記の実施例にあっては、発光装置１
２を火災検出器１００に対し着脱自在に設けた場合を例
にとるものであったが、発光装置１２を最初から固定的
に火災検出器１００に設けてもよいことは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、火災検出器が現在警戒区域のどこを走査しているか
を可視光ビームの照射による輝線から目で見て確認する
ことができ、検出器の警戒区域の中の基準位置に対する
位置合せを高精度で且つ容易に行うことができる。

【００３７】また、火災検出器に設けた可視光ビームを
発光する発光装置の位置合せも発光装置からの可視光ビ
ームを調整用の受光素子で捉えて確認できるため高精度
に且つ容易に調整でき、発光装置と火災検出器の光学系
を一致させることでより高精度の設置位置の調整ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示した実施例構成図

【図２】本発明の設置時の垂直走査範囲を示した説明図

【図３】本発明の設置位置の調整状態を示した説明図

【図４】図３を平面的に見て可視光ビームによる輝線を
示した説明図

【図５】本発明の第２実施例を示した実施例構成図

【図６】本発明の第３実施例を示した実施例構成図

【図７】図５の実施例で用いるスリットの説明図

【図８】従来の２次元走査型火災検出器の概略説明図

【図９】警戒区域の設定に使用する検出器から見たデー
タの説明図

【図１０】照準スコープ装置を用いた従来の調整方法の
説明図

【図１１】図１０の照準スコープ装置のスコープ面の説
明図

【符号の説明】

１：検出器筐体 ２：モータ ３：回転ミラー ４：監視領域 ５：反射ミラー ６：光電変換素子 ７：検出窓 ８：集光レンズ ９，１７：スリット １０：リレーレンズ １２：発光装置 １３：調整用発光素子（半導体レーザ） １４：ビームスプリッタ １５，１６：調整用受光素子 ２０：基台 ２１：回転軸 ２２：支持台 ２３：軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 和政 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 吉崎 俊明 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ミラーにより検出窓を介して監視区域
   を走査し、該走査により得られる監視区域からの放射エ
   ネルギの検出信号から火災発生の有無を判断する２次元
   走査型火災検出器に於いて、前記検出窓の前面に直線性
   の高い可視光線を発射する発光装置を設け、該発光装置
   からの可視光ビームを前記回転ミラーで反射して監視区
   域に可視光ビームの輝線を照射するようにしたことを特
   徴とする２次元走査型火災検出器。
2. 【請求項２】請求項１記載の２次元走査型火災検出器に
   於いて、監視区域からの放射エネルギを光電変換する光
   電変換素子にて前記発光装置からの可視光ビームの受光
   出力が得られるように、前記発光装置を検出器筐体に対
   し装着したことを特徴とする２次元走査型火災検出器。
3. 【請求項３】請求項１記載の２次元走査型火災検出器に
   於いて、回転ミラーから監視区域からの放射エネルギを
   光電変換する光電変換素子までの光路面の途中にビーム
   スプリッタを設けて可視光の波長帯域に感度を有する調
   整用受光素子に可視光ビームを入射し、該調整用受光素
   子から可視光ビームの受光出力が得られるように前記発
   光装置を検出器筐体に対し装着したことを特徴とする２
   次元走査型火災検出器。
4. 【請求項４】請求項１記載の２次元走査型火災検出器に
   於いて、前記発光装置は、可視光ビームを発射する調整
   用発光素子に加えて前記回転ミラーによる可視光ビーム
   の反射光を受光する調整用受光素子を備え、該調整用発
   光素子と調整用受光素子の前面に一枚のスリットを配置
   し、前記調整用受光素子から前記回転ミラーで反射され
   た可視光ビームの受光出力が得られるように、前記発光
   装置を検出器筐体に対し装着したことを特徴とする２次
   元走査型火災検出器。
5. 【請求項５】検出窓の前面に直線性の高い可視光線を発
   射する発光装置を設け、該発光装置からの可視光ビーム
   を回転ミラーで反射して監視区域に可視光ビームの輝線
   を照射する２次元走査型火災検出器の設置位置調整方法
   に於いて、前記２次元走査型検出器から照射される可視
   光ビームの輝線が、警戒区域の中の予め定めた基準物標
   を通過する位置で２次元走査型火災検出器の水平回りの
   走査角度が基準角度となるように調整することを特徴と
   する２次元走査型火災検出器の設置位置調整方法。