JPH11167687A - 火災検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、火災検知装置に関し、太陽光と燃
焼赤外線とが混在する環境下にあっても、確実に燃焼物
の存在を検知することを目的とする。 【解決手段】 外光を受光し、１〜２μｍの近赤外線領
域内において複数の波長帯の赤外線量を検出する赤外線
検出部と、赤外線検出部で検出された複数の波長帯の赤
外線量に基づいて、１〜２μｍの近赤外線領域内におけ
る「長波長側Ｓ２の赤外線量」と「短波長側Ｓ１の赤外
線量」とを比較する比較回路と、比較回路の比較によ
り、長波長側Ｓ２の赤外線量が、短波長側Ｓ１の赤外線
量よりも多い場合に、燃焼物の存在を報せる報知手段と
を備えて火災検知装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光と区別しつ
つ燃焼物の存在を検知する火災検知装置に関する。特
に、近赤外線の特定帯域において赤外線量を比較する火
災検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火災検知装置として、煙を検知す
るものや、周辺温度の上昇を検知するものがよく知られ
ている。これらは、比較的限られた空間を監視して、火
災発生を検知する用途に適している。一方、燃焼物から
の赤外線を検知することにより、火災を検知する装置が
知られている。この種の火災検知装置は、離れた位置か
ら赤外線を検知することができるので、比較的遠方の火
災発生を早期に検知できるという利点を有している。

【０００３】特に、赤外線センサとしてイメージセンサ
を使用した場合には、赤外線像を撮像することにより、
火点の位置を容易に特定できるという利点を有する。以
下、このような赤外線検知型の火災検知装置について、
従来例を説明する。一般に、赤外線検知型の火災検知装
置としては、炭酸ガスから多量に放射される４μｍ程度
の赤外線を検知するものがよく知られている。

【０００４】しかしながら、この４μｍ程度の波長帯
は、ガラスなどの光学レンズを透過しないため、シリコ
ンやゲルマニウムなどからなる特殊なレンズ光学系を使
用しなければならない。そのため、この種の火災検知装
置を安価に構成することができないという問題点があっ
た。

【０００５】そこで、ガラスなどの光学レンズを使用す
るため、近赤外線領域の赤外線を検知する火災検知装置
が考えられる。しかしながら、この種の近赤外線領域の
赤外線は、太陽光にも多量に含まれる。そのため、近赤
外線領域の赤外線を検知しただけでは、燃焼物と太陽光
との区別がつかず、太陽光を誤判別する可能性が高い。

【０００６】そこで、このような誤判別を解決するため
に、近赤外線領域と写真赤外線領域とにおいて、２波長
式の検出比較を行うものが開示されている（特開昭６１
−３２１９５号公報）。以下、この公報に開示される装
置の概要について説明する。まず、短波長側の波長帯の
検出には、シリコンホトダイオードが裸で使用される。
このシリコンホトダイオードは、波長０．９μｍを中心
波長として、可視光から近赤外線までの写真赤外線領域
を検出する。

【０００７】一方、長波長側の波長帯の検出には、Ｐｂ
Ｓ光電変換素子が裸で使用される。このＰｂＳ光電変換
素子は、波長２．３μｍを中心波長とする近赤外線領域
を検出する。このような２波長式の検出結果において、
シリコンホトダイオードの出力が、ＰｂＳ光電変換素子
の出力よりも大きい場合、可視領域にピークを有する太
陽光と判断することができる。

【０００８】一方、ＰｂＳ光電変換素子の出力が、シリ
コンホトダイオードの出力よりも大きい場合には、２．
３μｍ付近にピークを有する燃焼物と判断することがで
きる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した特
開昭６１−３２１９５号公報に記載の装置では、可視光
から近赤外線までの写真赤外線領域を広範囲にわたって
検出している。そのため、実際の使用状態においては、
太陽光を過度に検出するおそれが高くなる。

【００１０】例えば、燃焼物と太陽光（もしくはその反
射光など）とが近接した位置から発せられるようなケー
スを想定する。このようなケースでは、光の分光特性
が、可視領域および近赤外線領域にそれぞれピークを持
つものとなる。このような、太陽光と燃焼赤外線とが混
在するような環境下において、太陽光がある程度強くな
ると、可視領域まで広範囲に検出するシリコンホトダイ
オード側の出力が、ＰｂＳ光電変換素子の出力を上回る
こととなる。この場合、燃焼物の存在を検知することが
できないという不具合が生じる。

【００１１】そこで、請求項１〜３に記載の個々の発明
では、上記のような不具合を解決するため、太陽光の影
響による燃焼物の検知不能を改善した火災検知装置を提
供することを目的とする。請求項４に記載の発明では、
請求項１の目的と併せて、メカ的な駆動部分を排して、
信頼性の高い構成を実現した火災検知装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１の目
的と併せて、センサを１つのみ使用した火災検知装置を
提供することを目的とする。請求項６に記載の発明で
は、請求項５の目的と併せて、通常時の消費電力を効率
的に削減できる火災検知装置を提供することを目的とす
る。請求項７に記載の発明では、請求項１の目的と併せ
て、赤外線イメージセンサを使用した火災検知装置を提
供することを目的とする。

【００１３】請求項８に記載の発明では、請求項１の目
的と併せて、太陽光と燃焼物との判定が不要なケースで
は、火災発生を素早く警報することができる火災検知装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（請求項１に記載の発
明）請求項１に記載の発明は、外光を受光し、１〜２μ
ｍの近赤外線領域内において複数の波長帯の赤外線量を
検出する赤外線検出部と、赤外線検出部で検出された複
数波長帯の赤外線量に基づいて、１〜２μｍの近赤外線
領域内における「長波長側の赤外線量」と「短波長側の
赤外線量」とを比較する比較回路と、比較回路の比較に
より、長波長側の赤外線量が、短波長側の赤外線量より
も多い場合に、燃焼物の存在を報せる報知手段とを備え
て火災検知装置を構成する。

【００１５】以下、請求項１に記載の発明について原理
説明を行う。一般に、太陽は、１．５億ｋｍ離れた５７
８０Ｋの黒体光源とみなすことができる。そのため、地
上に到達する太陽光は、５７８０Ｋの黒体放射をおよそ
２Ｅ−５倍程度に減衰させた光とほぼ等しくなる。した
がって、太陽光は、ウィーンの式（Wien's displacemen
t law）から、波長０．６μｍをピークとした分光反射
ホトン特性を示す。

【００１６】一方、木材系の着火温度が３００℃である
ことなどを考慮すると、通常の生活圏における燃焼物の
温度は、６００Ｋ〜１５００Ｋ程度となる。したがっ
て、燃焼物から生じる赤外線は、ウィーンの式より、ピ
ーク波長２〜６μｍ程度をピークとする分光放射ホトン
特性を示す。図１は、このような分光放射ホトン特性を
黒体放射の温度別に示した図である。

【００１７】本発明の比較回路は、赤外線検出部の検出
結果を用いて、１〜２μｍ帯における「長波長側の赤外
線量」と「短波長側の赤外線量」との大小比較を行う。
図２は、このような長波長側Ｓ２の照射ホトン数と、短
波長側Ｓ１の照射ホトン数との比較結果を示した図であ
る。図１および図２に示されるように、５７８０Ｋの太
陽光は、長波長側Ｓ２の照射ホトン数が、短波長側Ｓ１
の照射ホトン数よりも少なくなる。

【００１８】一方、６００Ｋ〜１５００Ｋ程度の燃焼物
では、長波長側Ｓ２の照射ホトン数が、短波長側Ｓ１の
照射ホトン数よりも多くなる。そこで、本発明の報知手
段は、比較回路の比較結果から、長波長側の赤外線量
が、短波長側の赤外線量よりも多い場合に限って、燃焼
物の存在を報知する。このような動作により、太陽光を
燃焼物と誤判別することなく、的確に燃焼物の存在を報
知することが可能となる。

【００１９】次に、従来例に挙げた特開昭６１−３２１
９５号公報に記載の装置との違いについて説明する。本
発明は、２波長式の検出帯域を１〜２μｍの限られた範
囲内に設定している。この１〜２μｍ帯は、太陽光のピ
ーク波長０．６μｍと、燃焼赤外線のピーク波長２〜６
μｍの中間に位置し、かつ太陽光のピーク波長０．６μ
ｍを含まない帯域である。

【００２０】このように太陽光のピーク波長０．６μｍ
から外れた帯域を検出することにより、太陽光を過度に
検出するおそれが少ない。特に、太陽光の分光分布は、
１〜２μｍ帯において緩やかな右肩下がりの特性を示
す。一方、燃焼物の分光分布は、１〜２μｍ帯におい
て、比較的急峻な右肩上がりの特性を示す。

【００２１】そのため、太陽光と燃焼赤外線とが混在す
るような環境下においても、１〜２μｍ帯に限っては、
燃焼赤外線の示す分光特性が、太陽光の分光特性に打ち
消されるおそれが少ない。図２中に示す点線状の折れ線
は、燃焼赤外線と、直射もしくは反射の太陽光とが混在
する最悪のケースを想定して、長波長側Ｓ２の照射ホト
ン数と、短波長側Ｓ１の照射ホトン数との比を計算した
結果を示したものである。

【００２２】このような最悪のケースにおいても、７０
０Ｋ以上の燃焼物については、燃焼赤外線の特徴が打ち
消されないため、十分に支障なく燃焼物の存在を報知す
ることができる。

【００２３】このように、１〜２μｍ帯を検出帯域に選
んだことにより、燃焼物の存在をより確実に報知するこ
とが可能となる。なお、上述した説明においては、簡単
のために、短波長側の帯域を１〜１．５μｍとし、長波
長側の帯域を１．５〜２μｍとして説明しているが、こ
れに限定されるものではない。一般的には、１〜２μｍ
帯において、分光特性の傾きを検出可能な複数の帯域を
適宜に選択すればよい。

【００２４】また、上述した説明では、簡単のために、
長波長側の帯域幅と、短波長側の帯域幅とが一致してい
る場合について説明したが、必ずしも一致している必要
はない。帯域幅が異なるような場合には、帯域幅の違い
を補正する比例係数を乗じた上で、長波長側の赤外線量
と、短波長側の赤外線量とを比較すればよい。 （請求項２に記載の発明）請求項２に記載の発明は、請
求項１に記載の火災検知装置において、赤外線検出部が
検出する複数の波長帯は、１〜１．５μｍの波長域に含
まれる波長帯と、１．５〜２μｍの波長域に含まれる波
長帯とであることを特徴とする。

【００２５】このように、請求項２に記載の発明では、
長短２種類の波長帯に分けて、赤外線量の検出を行う。
そのため、比較回路では、赤外線量の検出結果を用い
て、「長波長側の赤外線量」と「短波長側の赤外線量」
との比較を直接に実施することが可能となる。 （請求項３に記載の発明）請求項３に記載の発明は、請
求項１に記載の火災検知装置において、赤外線検出部が
検出する複数の波長帯は、１〜２μｍの波長域に含ま
れ、かつ波長１．５μｍの上下にまたがる全体的な波長
帯と、全体的な波長帯に含まれ、かつ波長１．５μｍ以
上もしくは以下に偏った部分的な波長帯とであり、比較
回路は、全体的な波長帯の赤外線量と、部分的な波長帯
の赤外線量との比に基づいて、長波長側の赤外線量と短
波長側の赤外線量との大小比較を行うことを特徴とす
る。

【００２６】このように請求項３に記載の発明では、全
体的な波長帯について赤外線量の検出を行う。したがっ
て、全体的な波長帯については、赤外線量の検出レベル
が大きく得られ、検出Ｓ／Ｎを一段と向上させることが
できる。したがって、比較回路における赤外線量の比較
精度が向上し、燃焼物の報知をより正確に実現すること
ができる。

【００２７】（請求項４に記載の発明）請求項４に記載
の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記
載の火災検知装置において、赤外線検出部は、外光を複
数の波長帯に分けるための分光特性を有する光学部材
と、光学部材を介して分けられた赤外光を個別に受光
し、各波長帯ごとの赤外線量を個別に検出する複数の赤
外線センサとを有して構成されることを特徴とする。

【００２８】このように請求項４に記載の発明では、複
数の波長帯ごとに個別の赤外線センサを使用する。した
がって、後述する請求項５の構成のように、光学フィル
タを機械的に駆動するような機構が必要ない。そのた
め、装置の故障に対する信頼性が高く、メンテナンスが
長期不要な火災検知装置を比較的容易に実現することが
できる。

【００２９】（請求項５に記載の発明）請求項５に記載
の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記
載の火災検知装置において、赤外線検出部は、外光を複
数の波長帯に分けるための分光特性を有する複数種類の
光学フィルタと、複数種類の光学フィルタを配置交換す
る駆動機構と、配置交換される複数種類の光学フィルタ
からの通過光を順次に受光し、複数の波長帯の赤外線量
を時分割に検出する赤外線センサとを有して構成される
ことを特徴とする。

【００３０】（請求項６に記載の発明）請求項６に記載
の発明は、請求項５に記載の火災検知装置において、駆
動機構は、通常時は休止し、赤外線センサが予め定めら
れた赤外線量を検出すると、複数の光学フィルタの配置
交換を開始することを特徴とする。

【００３１】このように、請求項６に記載の発明では、
所定量の赤外線を検出した緊急時のみ、駆動機構が動
く。したがって、通常時には、駆動機構を休止させるこ
とが可能となる。その結果、駆動機構の寿命を延長する
ことが可能となる。また、通常時に駆動機構が休止する
ことにより、駆動機構から生じる騒音や消費電力などの
問題を改善することができる。

【００３２】（請求項７に記載の発明）請求項７に記載
の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記
載の火災検知装置において、赤外線検出部は、外光を結
像する結像光学系と結像光学系を介して結像される光像
を受光し、複数の波長帯の赤外線量に応じた画像信号を
出力する赤外線イメージセンサ部とを有して構成され、
比較回路は、赤外線イメージセンサ部から出力される画
像信号の画像領域ごとに、長波長側の赤外線量と短波長
側の赤外線量とを比較し、報知手段は、比較回路の比較
結果に基づいて、画像領域ごとに「燃焼物が存在するか
否か」を報知することを特徴とする。

【００３３】このように、請求項７に記載の発明では、
赤外線イメージセンサを用いて、赤外線像を撮像する。
比較回路は、この赤外線像の各画像領域（例えば各画素
もしくは各画素ブロック）ごとに、赤外線量の比較を行
う。したがって、各画像領域ごとに燃焼物の存在を報知
することが可能となり、火点の位置検出などが容易にな
る。

【００３４】（請求項８に記載の発明）請求項８に記載
の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記
載の火災検知装置において、報知手段は、赤外線検出部
において、地上における太陽光の上限を上回る赤外線量
を検出すると、比較回路の結果如何にかかわらず、燃焼
物の存在を報知することを特徴とする。

【００３５】このように請求項８に記載の発明では、太
陽光の上限を上回る赤外線量を検出した場合、比較回路
の結果如何にかかわらず、燃焼物の存在を報知する。し
たがって、太陽光か否かという無用な判定に左右される
ことなく、適切な報知を確実かつ迅速に行うことが可能
となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。

【００３７】（第１の実施形態）第１の実施形態は、請
求項１，２，５，７に対応した実施形態である。図３
は、第１の実施形態の光学系を説明する図である。図４
は、第１の実施形態の全体構成を示す図である。これら
の図３および図４において、結像光学系１１の光軸上に
は、円盤型フィルタ１２が回転自在に配置される。この
円盤型フィルタ１２は、２つの半円部に分けられ、一方
の半円部に光学フィルタ１２ａがはめ込まれる。また、
他方の半円部には光学フィルタ１２ｂがはめ込まれる。

【００３８】この光学フィルタ１２ａは、図５に示すよ
うに、シリコン３０からなる基材に、４２層程度からな
る積層薄膜３１を形成することにより構成される。この
光学フィルタ１２ａの透過特性は、１〜１．５μｍの波
長域を選択的に透過するバンドパス特性を示す。一方、
光学フィルタ１２ｂは、図６に示すように、シリコン３
３からなる基材に、４２層程度からなる積層薄膜３４を
形成することにより構成される。この光学フィルタ１２
ｂの透過特性は、１．５〜２μｍの波長域を選択的に透
過するバンドパス特性を示す。

【００３９】なお、これらの光学フィルタ１２ａ，１２
ｂは、公知の光学薄膜設計の手順に従って、設計された
ものである。このように構成される円盤型フィルタ１２
の中心軸には、回転モータ１３の回転力が伝達される。

【００４０】また、円盤型フィルタ１２の裏側には、結
像光学系１１の結像面に位置を合わせて、赤外線イメー
ジセンサ１４が配置される。このような赤外線イメージ
センサ１４としては、ＩｎＰ基板などの上にＩｎＧａＡ
ｓ層を画素単位に形成したイメージセンサなどが使用さ
れる。この赤外線イメージセンサ１４から出力される画
像信号は、信号変換回路１５などを介して増幅された
後、減算器１６の一方の入力端子と、スイッチ回路１７
の一方の入力端子（図４中のＡ）とにそれぞれ入力され
る。この減算器１６の出力信号は、アンプを介してスイ
ッチ回路１７の他方の入力端子（図４中のＢ）に入力さ
れる。

【００４１】スイッチ回路１７の出力信号は、Ａ／Ｄ回
路１８を介してフレームメモリ１９に記録される。ま
た、フレームメモリ１９の出力信号は、Ｄ／Ａ回路２０
を介して、減算器１６の他方の入力端子に入力される。
一方、フレームメモリ１９には、システムバスを介し
て、マイクロプロセッサ２４が接続される。また、マイ
クロプロセッサ２４からは、回転モータ１３，赤外線イ
メージセンサ１４およびスイッチ回路１７を制御するた
めの制御信号が出力される。

【００４２】なお、請求項１，２に記載の発明と第１の
実施形態との対応関係については、赤外線検出部は結像
光学系１１，円盤型フィルタ１２，回転モータ１３およ
び赤外線イメージセンサ１４に対応し、比較回路は減算
器１６，スイッチ回路１７およびフレームメモリ１９に
対応し、報知手段はマイクロプロセッサ２４に対応す
る。

【００４３】また、請求項５に記載の発明と第１の実施
形態との対応関係については、複数の光学フィルタは光
学フィルタ１２ａ，１２ｂに対応し、駆動機構は回転モ
ータ１３に対応し、赤外線センサは赤外線イメージセン
サ１４に対応する。

【００４４】さらに、請求項７に記載の発明と第１の実
施形態との対応関係については、結像光学系は結像光学
系１１に対応し、赤外線イメージセンサ部は赤外線イメ
ージセンサ１４に対応する。以下、第１の実施形態の動
作について説明する。まず、マイクロプロセッサ２４
は、回転モータ１３を制御して、円盤型フィルタ１２を
１秒当たり１５回転させる。この円盤型フィルタ１２の
回転に伴って、赤外線イメージセンサ１４の直前は、光
学フィルタ１２ａ，１２ｂが交互に入れ替わる。

【００４５】ここで、光学フィルタ１２ａは、図５に示
すバンドパス特性を有するため、１〜１．５μｍ帯の赤
外線を選択的に透過する。また、光学フィルタ１２ｂ
は、図６に示すバンドパス特性を有するため、１．５〜
２μｍ帯の赤外線を選択的に透過する。図７に、これら
の赤外線像の具体例を図示する。マイクロプロセッサ２
４は、円盤型フィルタ１２の半回転ごとに、赤外線イメ
ージセンサ１４から画像信号を逐一読み出す。このと
き、光学フィルタ１２ａを透過する１〜１．５μｍ帯の
赤外線像は、１フレーム分の画像信号（以下「Ａフレー
ム」という）として出力される。また、光学フィルタ１
２ｂを透過する１．５〜２μｍ帯の赤外線像も、１フレ
ーム分の画像信号（以下「Ｂフレーム」という）として
出力される。

【００４６】ここで、マイクロプロセッサ２４は、Ａフ
レームの読み出しに際して、スイッチ回路１７を図４に
示すＡ側に切り換える。また、Ｂフレームの読み出しに
際して、スイッチ回路１７を図４に示すＢ側に切り換え
る。その結果、Ａフレームの画像信号は、スイッチ回路
１７およびＡ／Ｄ回路１８を介してデジタル信号に変換
され、フレームメモリ１９に記録される。

【００４７】一方、Ｂフレームの画像信号は、減算器１
６の一方の端子に入力される。このとき、減算器１６の
他方の端子には、フレームメモリ１９から読み出される
Ａフレームの画像信号が与えられる。そのため、減算器
１６は、Ｂフレームの画像信号からＡフレームの画像信
号を減算した減算結果を画素単位に出力する。減算器１
６の減算結果は、スイッチ回路１７およびＡ／Ｄ回路１
８を介して、符号付きのデジタル信号に変換され、フレ
ームメモリ１９に記憶される。マイクロプロセッサ２４
は、このデジタル化された減算結果をフレームメモリ１
９から読み出し、減算結果の正負を画素単位に判定す
る。

【００４８】ここでは、図１および図２に示した黒体放
射の分光分布に基づいて、次のような判定がなされる。 （１）減算結果が正の場合には、（１〜１．５μｍ帯の
赤外線量）＜（１．５〜２μｍ帯の赤外線量）なので、
燃焼物が存在すると判断する。なお、ノイズによる誤判
定を防止するため、減算結果が所定のノイズ幅を上回る
場合に限って、燃焼物が存在すると判断することが好ま
しい。

【００４９】（２）減算結果が負の場合には、（１〜
１．５μｍ帯の赤外線量）＞（１．５〜２μｍ帯の赤外
線量）なので、太陽光と判断する。マイクロプロセッサ
２４は、このような判定により、少なくとも一つの画素
で燃焼物が存在している場合、火災警報信号を外部に出
力する。このような動作により、第１の実施形態では、
太陽光による誤判別を防止して、的確な火災警報を出力
することができる。

【００５０】特に、第１の実施形態では、検出帯域を１
〜２μｍの限定したことにより、ピーク波長０．６μｍ
の太陽光を過度に検出するおそれが少ない。したがっ
て、太陽光を燃焼物と誤判別する可能性を一段と低くす
ることができる。また、この１〜２μｍ帯においては、
太陽光の分光分布は緩やかな右肩下がりの特性を示す。
一方、燃焼物の分光分布は、１〜２μｍ帯において、比
較的急峻な右肩上がりの特性を示す。

【００５１】そのため、太陽光と燃焼赤外線とが混在す
るような環境下においても、燃焼赤外線の示す分光特性
は、太陽光の分光特性に打ち消されることがない。した
がって、燃焼物と太陽光とが混在するような状況であっ
ても、燃焼物の存在を確実に警報することができる。さ
らに、第１の実施形態では、２種類の波長帯を単体の赤
外線イメージセンサ１４を用いて時分割に検出する。そ
のため、各波長帯ごとに専用の赤外線イメージセンサを
設ける場合に比べ、回路構成を簡略化することができ
る。また、複数の赤外線イメージセンサを設ける場合に
比べ、センサ固有の暗電流ノイズや、温度特性の違いな
どを補正する必要がなく、正確かつ安定な検出結果を得
ることができる。

【００５２】また、第１の実施形態では、２種類の波長
帯の帯域幅を等しく揃えたので、帯域幅の違いに基づく
補正処理が不要となり、赤外線量の比較を直接的かつ迅
速に実行することができる。さらに、第１の実施形態で
は、赤外線イメージセンサ１４を使用して、画素単位に
赤外線量の比較を行う。したがって、各画素の撮像域ご
とに燃焼物の存在を的確に判定することができる。

【００５３】また、第１の実施形態では、ＩｎＧａＡｓ
赤外線センサを使用している。このＩｎＧａＡｓ赤外線
センサは、波長２μｍ以下の赤外線を検出することが可
能であり、本発明の検出帯域に特に適している。また、
ＩｎＧａＡｓ赤外線センサは、量子型であるため高感度
であるという利点を有する。また、暗電流が小さいので
室温動作が十分に可能であり、冷却装置などを必要とし
ない。したがって、冷却装置を省き、小型かつ安価な火
災検知装置を実現することができる。

【００５４】さらに、第１の実施形態では、１〜２μｍ
帯の赤外線を検出しているので、結像光学系１１の材料
としてガラスなどを使用することができる。したがっ
て、結像光学系１１にシリコンやゲルマニウムなどの特
殊な材料を使用する必要がなく、火災検知装置を安価に
構成することが可能となる。

【００５５】なお、上述した第１の実施形態では、マイ
クロプロセッサ２４が燃焼物の存在を判定しているが、
これに限定されるものではない。例えば、減算器１６の
減算結果を、正負が識別可能なモニタ装置に表示しても
よい。このような構成では、モニタ装置の監視者が、
「減算結果が正を示す表示箇所」に注目することによ
り、燃焼物の位置を容易に特定することができる。

【００５６】また、上述した第１の実施形態では、１〜
１．５μｍ帯の赤外線量と、１．５〜２μｍ帯の赤外線
量とを比較しているが、この波長帯域に限定されるもの
ではない。一般的には、１〜２μｍ帯における分光分布
の傾きが検知できればよいので、１〜２μｍ帯の内側
で、複数種類の波長帯を適宜に選べばよい。さらに、上
述した第１の実施形態では、２種類の波長帯の帯域幅を
等しくしているが、必ずしも帯域幅を等しくする必要は
ない。仮に、帯域幅が異なる場合には、帯域幅の相違分
だけ赤外線量を補正すればよい。

【００５７】また、上述した第１の実施形態では、赤外
線イメージセンサ１４を使用しているが、この構成に限
定されるものではない。例えば、赤外線ラインセンサや
赤外線ポイントセンサなどを使用することもできる。さ
らに、上述した第１の実施形態では、ＩｎＧａＡｓを材
料にした赤外線イメージセンサ１４を使用しているが、
この材料に限定されるものではない。一般的な量子型赤
外線センサとしては、φｂ＝０．５〜０．７ｅＶ位のシ
ョットキバリアダイオードを使用することができる。例
えば、このような赤外線センサとしては、ＮｉＳｉ、Ｗ
Ｓｉ、ＴｉＳｉ、ＣｒＳｉなどのシリサイドとＳｉで形
成されるショットキバリアダイオードなどが使用でき
る。これらは暗電流が高いので冷却を必要とする。しか
しながら、液体窒素を用いるような極低温でなく、ペル
チェ素子に代表される電子冷却で十分に動作させること
ができる。また、このような量子型赤外線センサに限ら
ず、ボロメータや焦電型、誘電型その他の熱型赤外線セ
ンサなどを使用することもできる。

【００５８】また、上述した第１の実施形態では、少な
くとも一つ以上の画素において燃焼物が検知された場合
に警報信号を出力しているが、これに限定されるもので
はない。例えば、数〜数十以上の画素において、燃焼物
の存在が検知された場合に、警報信号を出力してもよ
い。また、隣接する複数の画素において、燃焼物の存在
が検知された場合に、警報信号を出力してもよい。これ
らの構成では、微小な火点を見逃すおそれはあるが、画
像ノイズなどによる誤警報を確実に防ぐことが可能とな
る。

【００５９】次に、別の実施形態について説明する。 （第２の実施形態）第２の実施形態は、請求項１，２，
５，７に記載の発明に対応する実施形態である。図８
は、第２の実施形態を示す説明図である。

【００６０】図８において、図示しない結像光学系の結
像面に、赤外線イメージセンサ４１が配置される。この
赤外線イメージセンサ４１の受光面上には、フィルタ板
４２が振動可能に設置される。このフィルタ板４２の面
内には、赤外線イメージセンサ４１の画素１行分を覆う
光学フィルタ１２ａ，１２ｂが、それぞれ１行おきに形
成される。

【００６１】この光学フィルタ１２ａは、図５に示すよ
うな１〜１．５μｍの波長域を選択的に透過するバンド
パス特性を示す。一方、光学フィルタ１２ｂは、図６に
示すような１．５〜２μｍの波長域を選択的に透過する
バンドパス特性を示す。このフィルタ板４２には、圧電
素子などからなる駆動アクチュエータ４３が取り付けら
れ、フィルタ板４２を図８の上下方向に微小振動させ
る。

【００６２】一方、赤外線イメージセンサ４１からの画
像信号は、信号変換回路４４を介してスイッチ回路４５
に入力される。このスイッチ回路４５は、赤外線イメー
ジセンサ４１の読み出し周期に同期して、画像信号の出
力先を切り換える。その結果、奇数フレームの画像信号
は１フレーム遅延回路４７を介した後、減算器４６の一
方の入力端子に入力する。また、偶数フレームの画像信
号は、減算器４６の他方の入力端子に直に入力する。

【００６３】この減算器４６の出力は、信号処理回路４
８を介して奇数列に対する反転処理を施された後、警報
器４９へ出力される。なお、請求項１，２に記載の発明
と第２の実施形態との対応関係については、赤外線検出
部は結像光学系，フィルタ板４２，駆動アクチュエータ
４３および赤外線イメージセンサ４１に対応し、比較回
路は減算器４６，スイッチ回路４５および１フレーム遅
延回路４７および信号処理回路４８に対応し、報知手段
は警報器４９に対応する。

【００６４】また、請求項５に記載の発明と第２の実施
形態との対応関係については、複数の光学フィルタは光
学フィルタ１２ａ，１２ｂに対応し、駆動機構は駆動ア
クチュエータ４３に対応し、赤外線センサは赤外線イメ
ージセンサ４１に対応する。さらに、請求項７に記載の
発明と第２の実施形態との対応関係については、結像光
学系は結像光学系に対応し、赤外線イメージセンサ部は
赤外線イメージセンサ４１に対応する。

【００６５】以下、第２の実施形態の動作について説明
する。まず、駆動アクチュエータ４３は、フィルタ板４
２を１秒当たり１５周期の割合で微小振動させる。この
フィルタ板４２の微小振動に同期して、赤外線イメージ
センサ４１は、赤外線像をフレーム単位で撮像する。図
８（ｂ）は、奇数フレームの撮像時点におけるフィルタ
板４２の配置を示した図である。このような配置関係に
より、奇数フレームでは、奇数行において長波長側
（１．５〜２μｍ帯）の赤外線像が撮像され、偶数行に
おいて短波長側（１〜１．５μｍ帯）の赤外線像が撮像
される。

【００６６】また、図８（ｃ）は、偶数フレームの撮像
時点におけるフィルタ板４２の配置を示した図である。
このような配置関係により、偶数フレームでは、偶数行
において長波長側（１．５〜２μｍ帯）の赤外線像が撮
像され、奇数行において短波長側（１〜１．５μｍ帯）
の赤外線像が撮像される。スイッチ回路４５は、これら
の奇数フレームと偶数フレームとを順次に分岐する。分
岐後の奇数フレームは、１フレーム遅延回路４７を介し
て１フレーム期間だけ遅延される。その結果、奇数フレ
ームと偶数フレームとは、タイミングを合わせて、減算
器４６に入力される。

【００６７】減算器４６は、偶数フレームから奇数フレ
ームを対応画素ごとに減算して、順次に出力する。信号
処理回路４８は、減算器４６の減算出力を順次に取り込
み、偶数行については減算出力をそのまま出力し、奇数
行については減算出力を反転して出力する。ここで、警
報器４９は、図１および図２に示した黒体放射の分光分
布に基づいて、次のような判定を行う。

【００６８】（１）信号処理回路４８の出力結果が正の
場合には、（１〜１．５μｍ帯の赤外線量）＜（１．５
〜２μｍ帯の赤外線量）となるので、燃焼物が存在する
と判断して警報を発する。なお、ノイズによる誤判定を
防止するために、出力結果が所定のノイズ幅を上回る場
合に、燃焼物が存在すると判断することが好ましい。

【００６９】（２）信号処理回路４８の出力結果が負の
場合には、（１〜１．５μｍ帯の赤外線量）＞（１．５
〜２μｍ帯の赤外線量）なので、太陽光と判断し、警報
を発しない。このような動作により、第２の実施形態で
は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００７０】また、第２の実施形態に特有な効果として
は、フィルタ板４２の微小振動により光学フィルタ１２
ａ，１２ｂを配置交換しているので、フィルタ板４２の
移動のためのスペースが少なくて済み、装置の小型化に
適している点である。次に、別の実施形態について説明
する。 （第３の実施形態）第３の実施形態は、請求項１，２，
４，７に記載の発明に対応した実施形態である。

【００７１】図９は、第３の実施形態を示す説明図であ
る。図９において、図示しない結像光学系の結像面に、
赤外線イメージセンサ５１が配置される。この赤外線イ
メージセンサ５１の受光面の上には、透明の保護層５０
を介してフィルタ板５２が形成される。このフィルタ板
５２の面内には、赤外線イメージセンサ５１の画素１行
分を覆う光学フィルタ１２ａ，１２ｂが、それぞれ１行
おきに形成される。

【００７２】この光学フィルタ１２ａは、図５に示すよ
うな１〜１．５μｍの波長域を選択的に透過するバンド
パス特性を示す。一方、光学フィルタ１２ｂは、図６に
示すような１．５〜２μｍの波長域を選択的に透過する
バンドパス特性を示す。このような赤外線イメージセン
サ５１から読み出された画像信号は、コンパレータ５４
の正側入力端子と、１Ｈ遅延回路５３とに入力される。
この１Ｈ遅延回路５３の遅延出力は、コンパレータ５４
の負側入力端子に入力される。

【００７３】コンパレータ５４の比較出力は、信号処理
回路５５を介して奇数列に対する反転処理を施された
後、警報器５６へ出力される。なお、請求項１，２に記
載の発明と第３の実施形態との対応関係については、赤
外線検出部は結像光学系，フィルタ板５２および赤外線
イメージセンサ５１に対応し、比較回路はコンパレータ
５４，１Ｈ遅延回路５３および信号処理回路５５に対応
し、報知手段は警報器５６に対応する。

【００７４】また、請求項４に記載の発明と第３の実施
形態との対応関係については、光学部材はフィルタ板５
２に対応し、複数の赤外線センサは、赤外線イメージセ
ンサ５１上の複数の画素部に対応する。さらに、請求項
７に記載の発明と第３の実施形態との対応関係について
は、結像光学系は結像光学系に対応し、赤外線イメージ
センサ部は赤外線イメージセンサ５１に対応する。

【００７５】以下、第３の実施形態の動作について説明
する。まず、赤外線イメージセンサ５１は、フィルタ板
５２を通過した赤外線像を、フレーム単位で撮像する。
このとき、赤外線イメージセンサ５１の奇数行では、結
像光束が光学フィルタ１２ａを通過することにより、短
波長側（１〜１．５μｍ帯）の赤外線像が撮像される。
また、赤外線イメージセンサ５１の偶数行では、結像光
束が光学フィルタ１２ｂを通過することにより、長波長
側（１．５〜２μｍ帯）の赤外線像が撮像される。

【００７６】赤外線イメージセンサ５１は、このように
撮像した画像信号を１行ごとに順次走査して出力する。
１Ｈ遅延回路５３は、この画像信号を１水平期間だけ遅
延させる。その結果、画面上の連続する２行分の信号
は、タイミングを合わせて、コンパレータ５４に入力さ
れる。

【００７７】コンパレータ５４は、これらの連続した２
行を順次比較する。このとき、正側入力が負側入力を上
回った場合、コンパレータ５４はハイレベルの信号が出
力され、それ以外の場合には、ローレベルの信号が出力
される。信号処理回路５５は、コンパレータ５４の比較
出力を順次に取り込み、現在の読み出し行が偶数行の場
合には比較出力をそのまま出力し、奇数行の場合には比
較出力を反転して出力する。

【００７８】ここで、警報器５６は、図１および図２に
示した黒体放射の分光分布に基づいて、次のような判定
を行う。 （１）信号処理回路５５の出力結果がハイレベルの場合
には、（１〜１．５μｍ帯の赤外線量）＜（１．５〜２
μｍ帯の赤外線量）なので、燃焼物が存在すると判断し
て警報を発する。

【００７９】（２）信号処理回路５５の出力結果がロー
レベルの場合には、（１〜１．５μｍ帯の赤外線量）＞
（１．５〜２μｍ帯の赤外線量）なので、太陽光と判断
し、警報を発しない。このような動作により、第３の実
施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることが
できる。

【００８０】また、第３の実施形態に特有な効果として
は、光学フィルタ１２ａ，１２ｂの駆動機構が一切不要
なので、装置の故障に対する信頼性が高く、メンテナン
スが長期不要な火災検知装置を比較的容易に実現できる
点である。なお、第３の実施形態では、赤外線イメージ
センサ５１を使用しているが、これに限定されるもので
はない。一般に、火点の位置検出が不要な場合には、赤
外線を単一の受光点で検出する赤外線ポイントセンサを
２つ並べて使用してもよい。

【００８１】また、上述した第３の実施形態では、近接
する奇数行と偶数行とにおいて、異なる波長帯の赤外線
像を撮像しているが、これに限定されるものではない。
例えば、ハーフミーラーやプリズムなどを介して赤外線
を２方向に分配し、それぞれの分配先で赤外線量を検出
してもよい。このような構成では、赤外線の検出視野な
どにズレが生じないので、赤外線量の比較をより厳密に
行うことができる。

【００８２】次に、別の実施形態について説明する。 （第４の実施形態）第４の実施形態は、請求項１，３，
５〜８に記載の発明に対応した実施形態である。図１０
は、第４の実施形態を示す説明図である。

【００８３】以下、図１０を用いて第４の実施形態の構
成について説明する。まず、結像光学系６１の光軸上に
は、円盤型フィルタ６２が回転自在に配置される。この
円盤型フィルタ６２は、２つの半円部に分けられ、一方
の半円部に光学フィルタ６２ａがはめ込まれる。また、
他方の半円部には光学フィルタ６２ｃがはめ込まれる。

【００８４】この光学フィルタ６２ａは、図１１（ａ）
に示すように、１〜１．５μｍの波長域を選択的に透過
するバンドパス特性を有する。一方、光学フィルタ６２
ｃは、図１１（ｂ）に示すように、１〜２μｍの波長域
を選択的に透過するバンドパス特性を有する。なお、こ
れらの光学フィルタ６２ａ，６２ｃは、コンピュータな
どを利用した公知の光学設計手順に従って、設計するこ
とができる。

【００８５】このように構成される円盤型フィルタ６２
の中心軸には、回転モータ６３の回転力が伝達される。
この回転モータ６３は、モータ駆動回路６３ａを介して
駆動制御される。また、円盤型フィルタ６２の裏側に
は、結像光学系６１の結像面に位置を合わせて、赤外線
イメージセンサ６４が配置される。この赤外線イメージ
センサ６４から出力される画像信号は、画像処理回路６
５において同期信号を合成された後、モニタ装置６６に
表示される。

【００８６】また、画像処理回路６５の画像出力端子
は、マイクロプロセッサ６９のＡ／Ｄ入力端子および画
像記録回路６８にそれぞれ接続される。この画像記録回
路６８は、２フレーム分の画像信号をデジタル記憶す
る。このマイクロプロセッサ６９の２つの制御出力端子
は、警報器７０およびモータ駆動回路６３ａにそれぞれ
接続される。

【００８７】また、画像記録回路６８のデータ出力は、
データバスを介してマイクロプロセッサ６９に接続され
る。なお、請求項１，８に記載の発明と第４の実施形態
との対応関係については、赤外線検出部は結像光学系６
１，円盤型フィルタ６２，回転モータ６３，赤外線イメ
ージセンサ６４に対応し、比較回路は画像記録回路６８
およびマイクロプロセッサ６９の「画素出力を比較する
機能」に対応し、報知手段は警報器７０およびマイクロ
プロセッサ６９の「画素出力の比較結果に応じて警報器
７０を制御する機能」に対応する。

【００８８】また、請求項３に記載の発明と第４の実施
形態との対応関係については、全体的な波長帯は１〜２
μｍ帯に相当し、部分的な波長帯は１〜１．５μｍ帯に
相当する。また、請求項５，６に記載の発明と第４の実
施形態との対応関係については、複数の光学フィルタは
光学フィルタ６２ａ，６２ｃに対応し、駆動機構は回転
モータ６３，モータ駆動回路６３ａおよびマイクロプロ
セッサ６９の「画素出力の比較結果に応じてモータ駆動
回路６３ａを制御する機能」に対応し、赤外線センサは
赤外線イメージセンサ６４に対応する。

【００８９】さらに、請求項７に記載の発明と第４の実
施形態との対応関係については、結像光学系は結像光学
系６１に対応し、赤外線イメージセンサ部は赤外線イメ
ージセンサ６４に対応する。図１２は、第４の実施形態
の動作を説明する流れ図である。以下、図１２に基づい
て、第４の実施形態の動作について説明する。

【００９０】まず、主電源の投入時に、マイクロプロセ
ッサ６９は、モータ駆動回路６３ａを介して回転モータ
６３を制御し、赤外線イメージセンサ６４の直前に光学
フィルタ６２ｃを停止させる（図１２Ｓ１）。この状態
において、赤外線イメージセンサ６４は、光学フィルタ
６２ｃを介し１〜２μｍ帯の赤外線像を撮像する。

【００９１】この赤外線イメージセンサ６４から出力さ
れる画像信号は、画像処理回路６５を介してモニタ装置
６６に表示される。モニタ装置６６の監視者は、このモ
ニタ装置６６の表示画像により、監視域の状態を確認す
ることができる。また一方で、マイクロプロセッサ６９
は、画像処理回路６５から現時点で出力中の画素出力Ｖ
ｓを、Ａ／Ｄ変換入力端子から取り込む（図１２Ｓ
２）。

【００９２】マイクロプロセッサ６９は、この画素出力
Ｖｓが、太陽光の赤外線量の上限レベルＶ２を上回って
いるか否かを判定する（図１２Ｓ３）。一般に、太陽光
に含まれる１〜２μｍ帯の放射ホトン数は、地表付近に
おける７２５Ｋの黒体放射光に含まれる同一帯域の放射
ホトン数にほぼ等しい。したがって、７２５Ｋをある程
度上回る燃焼温度の物体において観測される画素出力Ｖ
２を予め測定し、その画素出力Ｖ２を上記判定の閾値と
して設定することにより、「燃焼物が存在する」との即
断が可能となる。

【００９３】ここでの判定において、画素出力Ｖｓが、
太陽光の赤外線量の上限レベルＶ２を上回っていた場合
（図１２Ｓ３のＹＥＳ側）、マイクロプロセッサ６９は
「燃焼物が存在している」と即断し、警報器７０を介し
て燃焼警報を発する（図１２Ｓ４）。一方、画素出力Ｖ
ｓが上限レベルＶ２以下であった場合（図１２Ｓ３のＮ
Ｏ側）、マイクロプロセッサ６９は、画素出力Ｖｓが、
燃焼物と推測しうる赤外線量の下限レベルＶ１を下回っ
ているか否かを続けて判定する（図１２Ｓ５）。

【００９４】ここで、画素出力Ｖｓが、燃焼物と推測し
うる赤外線量の下限レベルＶ１を下回っていた場合（図
１２Ｓ５のＹＥＳ側）、マイクロプロセッサ６９は、燃
焼物が存在しないと判断し、図１２中のステップＳ２に
動作を戻す。一方、画素出力Ｖｓが下限レベルＶ１以上
であった場合（図１２Ｓ５のＮＯ側）、マイクロプロセ
ッサ６９は、「燃焼物が存在する可能性がある」と判断
し、次に示す動作に以降する。

【００９５】まず、マイクロプロセッサ６９は、モータ
駆動回路６３ａに対し、回転モータ６３の起動を命じ
る。モータ駆動回路６３ａは、画像処理回路６５から出
力される複合映像信号の垂直同期信号などに同期させ
て、回転モータ６３を回転させる（図１２Ｓ６）。この
ようなモータ回転により、光学フィルタ６２ｃを透過し
た「全体的な波長帯域（１〜２μｍ帯）の赤外線像」
が、１フレーム分の画像信号（以下、「Ｃフレーム」と
いう）として撮像される。また、光学フィルタ６２ａを
透過した「部分的な波長帯域（１〜１．５μｍ帯）の赤
外線像」が、後続する１フレーム分の画像信号（以下、
「Ａフレーム」という）として撮像される（図１２Ｓ
７）。

【００９６】画像記録回路６８は、これらのＣフレーム
およびＡフレームの画像信号を交互に取り込んでＡ／Ｄ
変換した後、内部の２フレーム分のフレームメモリにそ
れぞれ記録する。マイクロプロセッサ６９は、画像記録
回路６８からＡフレームおよびＣフレームの画像信号を
データバスを介して順次に取り込む。

【００９７】ここで、マイクロプロセッサ６９は、次の
ような判定を実行する（図１２Ｓ８）。 （１）（Ｃフレームの画素出力）＞（Ａフレームの画素
出力）×２の場合、１〜２μｍ帯域内において、長波長
側の赤外線量が、短波長側の赤外線量を上回っている。
したがって、図１，図２に示した分光特性から、燃焼物
が存在すると判定できる。このとき、マイクロプロセッ
サ６９は、警報器７０を制御して火災発生を警報する
（図１２Ｓ９）。

【００９８】（２）（Ｃフレームの画素出力）＜（Ａフ
レームの画素出力）×２の場合、１〜２μｍ帯域内にお
いて、長波長側の赤外線量が、短波長側の赤外線量を下
回っている。したがって、図１，図２に示した分光特性
から、太陽光と判定できる。このとき、マイクロプロセ
ッサ６９は、モータ駆動回路６３ａを制御して回転モー
タ６３を一旦停止させた上で（図１２Ｓ１０）、ステッ
プＳ１に動作を戻す。

【００９９】このような動作により、第４の実施形態
は、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができ
る。特に、第４の実施形態に特有な効果としては、次の
点が挙げられる。まず、第４の実施形態では、通常時
に、１〜２μｍ帯の全域にわたる波長帯で赤外線量の検
出を行う。したがって、第１の実施形態のように部分的
な波長帯でのみ、赤外線量の検出を行う場合に比べ、赤
外線量の検出Ｓ／Ｎを確実に向上させることができる。
したがって、より遠方からの微少な燃焼赤外線から、燃
焼物を正確に検知することが可能となる。

【０１００】また、第４の実施形態では、通常時に回転
モータ６３が休止する。したがって、回転モータ６３な
どの駆動機構の寿命を飛躍的に延ばすことが可能とな
る。また、通常時、回転モータ６３が休止することによ
り、回転モータ６３の騒音や消費電力の問題を解消する
ことができる。さらに、第４の実施形態では、太陽光の
上限を上回る赤外線レベルに対して、火災発生を即座に
警報する。したがって、太陽光と燃焼赤外線との無用な
判定に時間がかかることがなく、火災発生をいち早く警
報することができる。

【０１０１】なお、上述した第４の実施形態では、全体
的な波長帯と、部分的な波長帯との帯域幅を２対１の割
合に設定しているが、これに限定されるものではない。
一般に、帯域幅の比をｎ対１に設定した場合には、これ
らの帯域における赤外線量の比率がｎ以上か否かを判定
することにより、長波長側の赤外線量と短波長側の赤外
線量との大小を判断することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明では、「長波長側の赤外線量」と「短波長側の赤外
線量」とを比較することにより、太陽光と燃焼赤外線と
を的確に区別する。特に、請求項１に記載の発明では、
検出帯域を１〜２μｍの波長域内に設定している。

【０１０３】この１〜２μｍ帯は、太陽光のピーク波長
０．６μｍと、燃焼赤外線のピーク波長２〜６μｍの中
間に位置し、かつ太陽光のピーク波長０．６μｍを含ま
ない帯域である。したがって、太陽光を過度に検出する
おそれが少なく、太陽光を燃焼物と誤判別する可能性を
一段と低くすることができる。また、この１〜２μｍ帯
においては、太陽光の分光分布は緩やかな右肩下がりの
特性を示す。

【０１０４】一方、燃焼物の分光分布は、この１〜２μ
ｍ帯において、急峻な右肩上がりの特性を示す。そのた
め、太陽光と燃焼赤外線とが混合するような環境下にお
いても、１〜２μｍ帯に限っては、燃焼赤外線の示す分
光特性が、太陽光の分光特性に打ち消されるおそれが極
めて少ない。したがって、室内などにおいて金属物や床
や鏡やガラスなどに反射された太陽光が火災検知装置の
検知窓に射し込むような場合にも、燃焼物の存在を確実
に報知することが可能となる。また、太陽光が直射され
るような屋外に火災検知装置を設置するような場合に
も、燃焼物の存在を確実に検知することが可能となる。

【０１０５】請求項２に記載の発明では、長短２種類の
波長帯に分けて、赤外線量の検出を行う。そのため、比
較回路側では、赤外線量の検出結果を直接用いて、「長
波長側の赤外線量」と「短波長側の赤外線量」との比較
を、直接的に実行することができる。請求項３に記載の
発明では、全体的な波長帯で赤外線量の検出を行うこと
により、赤外線量の検出Ｓ／Ｎを一段と向上させること
ができる。その結果、比較回路の比較精度が向上し、燃
焼物の報知をより正確に実現することができる。

【０１０６】このような作用効果により、より遠方から
の微少な燃焼赤外線に基づいて、燃焼物を報知すること
が可能となる。請求項４に記載の発明では、複数の波長
帯ごとに個別の赤外線センサを使用するので、メカ的な
駆動機構が不要となる。そのため、装置の故障に対する
信頼性が高く、メンテナンスが長期不要な火災検知装置
などを比較的容易に実現することができる。

【０１０７】請求項５に記載の発明では、複数の波長帯
を単体の赤外線センサで時分割に検出する。そのため、
複数の赤外線センサを使用する場合に生じる、センサご
との検出バラツキや温度特性などを補正する必要がな
く、正確かつ安定な検出結果を得ることができる。請求
項６に記載の発明は、所定量の赤外線を検出した場合の
み、駆動機構が動作を開始する。

【０１０８】したがって、通常時には駆動機構を休止さ
せることが可能となり、駆動機構の寿命を飛躍的に延ば
すことが可能となる。また、通常時に駆動機構が休止す
ることにより、駆動機構における騒音や消費電力などの
問題を解消することができる。請求項７に記載の発明
は、赤外線イメージセンサを使用して、赤外線像の各画
像領域ごとに、赤外線量の比較を行う。したがって、各
画像領域ごとに、燃焼物の存在を的確に報知することが
可能となる。

【０１０９】請求項８に記載の発明では、太陽光の上限
を上回る赤外線量を検出した場合、比較回路の結果によ
らずに、燃焼物の存在を報知する。このような動作によ
り、太陽光か否かの判定に左右されることなく、適切な
報知を迅速かつ確実に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】黒体放射の分光分布特性を示す図である。

【図２】Ｓ１領域およびＳ２領域の照射ホトン数の比較
を示した図である。

【図３】第１の実施形態の光学系を説明する図である。

【図４】第１の実施形態の概略構成を示す図である。

【図５】光学フィルタ１２ａのバンドパス特性を示す図
である。

【図６】光学フィルタ１２ｂのバンドパス特性を示す図
である。

【図７】光学フィルタ１２ａ，１２ｂによる赤外線像の
違いを説明する図である。

【図８】第２の実施形態を示す説明図である。

【図９】第３の実施形態を示す説明図である。

【図１０】第４の実施形態を示す説明図である。

【図１１】光学フィルタ６２ａ，６２ｃの特性を示す図
である。

【図１２】第４の実施形態の動作を説明する流れ図であ
る。

【符号の説明】

１１ 結像光学系 １２ 円盤型フィルタ １２ａ 光学フィルタ １２ｂ 光学フィルタ １３ 回転モータ １４ 赤外線イメージセンサ １６ 減算器 １７ スイッチ回路 １８ Ａ／Ｄ回路 １９ フレームメモリ ２０ Ｄ／Ａ回路 ２２ ビデオ信号処理回路 ２３ モニタ装置 ２４ マイクロプロセッサ ３１ 積層薄膜 ４１ 赤外線イメージセンサ ４２ フィルタ板 ４３ 駆動アクチュエータ ４４ 信号変換回路 ４５ スイッチ回路 ４６ 減算器 ４７ １フレーム遅延回路 ４８ 信号処理回路 ４９ 警報器 ５０ 保護層 ５１ 赤外線イメージセンサ ５２ フィルタ板 ５３ １Ｈ遅延回路 ５４ コンパレータ ５５ 信号処理回路 ５６ 警報器 ６１ 結像光学系 ６２ 円盤型フィルタ ６２ａ 光学フィルタ ６２ｃ 光学フィルタ ６３ 回転モータ ６３ａ モータ駆動回路 ６４ 赤外線イメージセンサ ６５ 画像処理回路 ６６ モニタ装置 ６８ 画像記録回路 ６９ マイクロプロセッサ ７０ 警報器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｕ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外光を受光し、１〜２μｍの近赤外線領
   域内において、複数の波長帯の赤外線量を検出する赤外
   線検出部と、 前記赤外線検出部で検出された複数の波長帯の赤外線量
   に基づいて、１〜２μｍの近赤外線領域内における「長
   波長側の赤外線量」と「短波長側の赤外線量」とを比較
   する比較回路と、 前記比較回路の比較により、長波長側の赤外線量が、短
   波長側の赤外線量よりも多い場合に、燃焼物の存在を報
   せる報知手段とを備えたことを特徴とする火災検知装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の火災検知装置におい
   て、 前記赤外線検出部が検出する複数の波長帯は、 １〜１．５μｍの波長域に含まれる波長帯と、 １．５〜２μｍの波長域に含まれる波長帯とであること
   を特徴とする火災検知装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の火災検知装置におい
   て、 前記赤外線検出部が検出する複数の波長帯は、 １〜２μｍの波長域に含まれ、かつ波長１．５μｍの上
   下にまたがる全体的な波長帯と、 前記全体的な波長帯に含まれ、かつ波長１．５μｍ以上
   もしくは以下に偏った部分的な波長帯とであり、 前記比較回路は、全体的な波長帯の赤外線量と、部分的
   な波長帯の赤外線量との比に基づいて、長波長側の赤外
   線量と短波長側の赤外線量との大小比較を行うことを特
   徴とする火災検知装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   に記載の火災検知装置において、 前記赤外線検出部は、 外光を前記複数の波長帯に分けるための分光特性を有す
   る光学部材と、 前記光学部材を介して分けられた赤外光を個々に受光す
   る複数の赤外線センサとを有して構成されることを特徴
   とする火災検知装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   に記載の火災検知装置において、 前記赤外線検出部は、 外光を前記複数の波長帯に分けるための分光特性を有す
   る複数種類の光学フィルタと、 前記複数種類の光学フィルタを配置交換する駆動機構
   と、 配置交換される前記複数種類の光学フィルタからの通過
   光を順次に受光し、前記複数の波長帯の赤外線量を時分
   割に検出する赤外線センサとを有して構成されることを
   特徴とする火災検知装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の火災検知装置におい
   て、 前記駆動機構は、 通常時は休止し、前記赤外線センサが予め定められた赤
   外線量を検出すると、前記複数種類の光学フィルタの配
   置交換を開始することを特徴とする火災検知装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
   に記載の火災検知装置において、 前記赤外線検出部は、 外光を結像する結像光学系と前記結像光学系を介して結
   像される光像を受光し、前記複数の波長帯の赤外線量に
   応じた画像信号を出力する赤外線イメージセンサ部とを
   有して構成され、 前記比較回路は、 前記赤外線イメージセンサ部から出力される画像信号の
   画像領域ごとに、長波長側の赤外線量と短波長側の赤外
   線量とを比較し、 前記報知手段は、 前記比較回路の比較結果に基づいて、前記画像領域ごと
   に「燃焼物が存在するか否か」を報知することを特徴と
   する火災検知装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれか１項
   に記載の火災検知装置において、 前記報知手段は、 前記赤外線検出部において、地上における太陽光の上限
   を上回る赤外線量を検出すると、前記比較回路の結果如
   何にかかわらず、燃焼物の存在を報知することを特徴と
   する火災検知装置。