JP2000348272A

JP2000348272A - 火炎センサ

Info

Publication number: JP2000348272A
Application number: JP11154811A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Tamura; 俊之田村; Shuichi Tai; 修市田井; Kazuo Hisama; 和生久間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、高精度な火炎センサを得る。【解決手段】火炎の二次的現象として発生する現象に
関する情報を二次情報検知装置で検知するとともに、撮
像部により撮像した画像内に火炎が存在するか否かを一
次的現象に関する情報として画像処理により判定するこ
とにより、高精度な検知を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像した画像をも
とに、画像内に火炎が存在するか否かを検出するセンサ
に関する。さらに詳しくは、発煙、発熱、発音などのよ
うに火炎の二次的現象として発生する現象に関する情報
を二次情報検知装置で検知するとともに、撮像部により
撮像した画像内に火炎が存在するか否かを一次的現象に
関する情報として画像処理により判定することにより、
高精度な検知を可能にした火炎センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の技術としては、例えば特
開平７−１８１１５６号公報に詳細に開示されているも
のがある。この従来技術は、火災の二次的現象である発
熱に注目し、温度上昇を検知することで火炎の存在を推
測するものである。すなわち、特開平７−１８１１５６
号公報においては、セラミック基体と、該セラミック基
体の少なくとも火炎存在部位に挿入せしめられる部分に
設けられた電極と、少なくとも該電極を覆うように該セ
ラミック基体上に設けられた、高温時に導電性を有する
緻密なセラミック保護層とを含んで構成されている。こ
れにより、高温の部分を検知することにより間接的に火
炎を検知するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術では火炎のそのものではなく、火炎が発生した場合に
二次的に発生する熱に関する情報を検知し、これをもっ
て火炎の存在を推測していたため、例えば、恣意的に熱
源を用いても火炎が存在すると誤認識する可能性がある
という問題点があった。

【０００４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、火炎の二次的現象として発生す
る熱、煙、燃焼音などに関する情報を検知するととも
に、撮像装置により画像を取得し、この画像をもとに画
像内に一次的情報である火炎そのものが存在するか否か
を直接認識するようにしたので、二次的現象に関する情
報のみの検知では得られなかった高精度の火炎センサを
得ることを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る火炎セン
サは、火炎の二次的な現象に関する情報を検知する二次
情報検知装置と、該二次情報検知装置の検知領域を少な
くともその検知領域内に含む撮像部と、該撮像部により
撮像された画像データを処理し火炎の認識を行う画像処
理部とを備えたものである。

【０００６】また、この発明に係る火炎センサは、前記
二次情報検知装置、および前記撮像部、および前記画像
処理部を制御するための制御部をさらに設けたものであ
る。

【０００７】また、この発明に係る火炎センサは、前記
制御部は前記二次情報検知装置の二次情報検知信号を受
けて前記撮像部に撮像開始信号を送り撮像を開始させる
ように制御するものである。

【０００８】また、この発明に係る火炎センサは、前記
制御部において前記画像処理部の画像検知信号を受けて
前記二次情報検知装置に検知開始信号を送り二次的現象
に関する情報の検知を開始させるように制御するもので
ある。

【０００９】また、この発明に係る火炎センサは、前記
制御部において前記二次情報検知装置による二次的現象
に関する情報の検知および前記撮像部による撮像を並行
して行うように制御するものである。

【００１０】また、この発明に係る火炎センサは、火炎
の二次的な現象に関する情報を検知する二次情報検知装
置と、該二次情報検知装置の検知領域を少なくともその
検知領域内に含む撮像部と、該撮像部により撮像された
画像データを処理し火炎の認識を行うとともに、前記二
次情報検知装置および前記撮像部を制御するデータ処理
プロセッサ部を備えたものである。

【００１１】また、この発明に係る火炎センサは、前記
データ処理プロセッサ部において前記二次情報検知装置
の二次情報検知信号を受けて前記撮像部に撮像開始信号
を送り撮像を開始させ、撮像された画像データを処理す
るように制御するものである。

【００１２】また、この発明に係る火炎センサは、前記
データ処理プロセッサ部において前記画像処理部の画像
検知信号を受けて撮像された画像データの処理を行うと
ともに、前記二次情報検知装置に検知開始信号を送り二
次的現象に関する情報の検知を開始させるように制御す
るものである。

【００１３】また、この発明に係る火炎センサは、前記
データ処理プロセッサ部において前記二次情報検知装置
による二次的現象に関する情報の検知および前記撮像部
による撮像を並行して行うように制御するものである。

【００１４】また、この発明に係る火炎センサは、前記
画像処理部において撮像した画像内の画素値を予め定め
た閾値により二値化する手段と、該二値化した画素のデ
ータを計算する手段を備えるものである。

【００１５】また、この発明に係る火炎センサは、前記
デー処理プロセッサ部において撮像した画像内の画素値
を予め定めた閾値により二値化する手段と、該二値化し
た画素のデータを計算する手段を備えるものである。

【００１６】また、この発明に係る火炎センサは、前記
撮像部において複数の光の波長帯を選択して撮像する手
段を有するものである。

【００１７】また、この発明に係る火炎センサは、前記
撮像部の複数の光の波長帯を選択して撮像する手段とし
て、透過する光の波長を変化させることの出来るフィル
タ装置を備えたものである。

【００１８】また、この発明に係る火炎センサは、前記
フィルタ装置において透過する光の波長を電圧を制御す
ることにより変化させることの出来るものである。

【００１９】また、この発明に係る火炎センサは、前記
フィルタ装置においてあらかじめ透過する光の波長帯を
設定した個々のフィルタを複数備え、その内の一を選択
するようにしたものである。

【００２０】また、この発明に係る火炎センサは、前記
画像処理部において、画像中の全ての画素に対して予め
定めた第一の閾値より大の場合に１また小の場合に０に
二値化する手段、および該二値化した画像に対して当該
画素値が１の領域の面積を計算する手段、および前記面
積を計算する手段により計算された値が予め定めた第二
の閾値より大きい場合は火炎が存在すると認識する手段
を備えたものである。

【００２１】また、この発明に係る火炎センサは、前記
データ処理プロセッサ部において、画像中の全ての画素
に対して予め定めた第一の閾値より大の場合に１また小
の場合に０に二値化する手段、および該二値化した画像
に対して当該画素値が１の領域の面積を計算する手段、
および前記面積を計算する手段により計算された値が予
め定めた第二の閾値より大きい場合は火炎が存在すると
認識する手段を備えたものである。

【００２２】また、この発明に係る火炎センサは、前記
面積を計算する手段として、当該画素の前後左右の画素
において、画素値がいずれも１である画素の数をカウン
トすることにより面積値を得るものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１について、図１により説明する。図１におい
て、１００は一次情報処理部であり以下のように構成さ
れている。すなわち、画像を撮像する撮像部１、および
撮像部１で撮像した画像から火炎を認識する画像処理部
２で構成されている。なお画像処理部２は画像データを
格納するためのメモリを有している。また１０１は二次
情報検知装置であり、この実施の形態においては温度セ
ンサ３により構成されている。

【００２４】ここで一次情報というのは、火炎そのもの
の形状または面積等に係る光学的な画像情報を言い、火
炎の存在によって生じる種々の現象、例えば発熱、発
煙、燃焼音等の情報を二次情報とする。赤外線情報につ
いては、熱または温度に関する情報は二次情報とし、赤
外線領域の光による形状または面積等に係る画像情報は
一次情報とする。

【００２５】ここで二次情報検知装置１０１における温
度センサ３は検知領域内で温度変化が発生した場合に検
知信号を出力する機能を有している。また、４は撮像部
１、画像処理部２、および温度センサ３の動作を制御す
る制御部である。また、５は本装置と外部との間で信号
の授受をするためのインタフェース部（Ｉ／Ｆ部）であ
る。なお、撮像部１が撮像する領域と温度センサ３の検
知領域はほぼ同一の領域であるか、大部分が重なるよう
に設定される。さらに撮像部１としては様々な仕様のも
のが考えうるがここでは、制御部４から入力される制御
信号である撮像開始信号を受信すると撮像を開始し、撮
像した画像データが出力可能になると画像出力レディ信
号を制御部４に送信するものとして説明する。

【００２６】以下に本実施の形態の動作を詳細に説明す
る。まず温度センサ３の検知領域内で火炎が発生すると
温度が上昇するため、温度センサ３が動作し、検知信号
が制御部４に送信される。この検知信号を受けて制御部
４は撮像部１に撮像開始信号を送信する。撮像開始信号
を受信することで撮像部１は撮像領域の撮像を開始し、
撮像した画像データが出力可能になると、画像出力レデ
ィ信号を制御部４に送信する。制御部４は画像出力レデ
ィ信号を受信して画像処理開始信号を画像処理部２に送
信する。画像処理開始信号を受信することにより、画像
処理部２は撮像部１から出力される画像データの受信を
行い、得られた画像内に火炎が存在するか否かを判定す
る火炎判定処理を実施する。

【００２７】もし、火炎判定処理により、得られた画像
内に火炎が存在すると判定された場合は、インタフェー
ス部５を介して外部に対して警報信号を送信する。また
火炎判定処理により、得られた画像内に火炎が存在しな
いと判定された場合は、制御部４を経由して温度センサ
３を初期化するために初期化信号を送信し、温度センサ
３を初期化させた後、再び温度センサ３が温度変化を検
知するまで待機する。

【００２８】次に火炎判定処理について説明する。ここ
で図２は火炎判定処理の手順を示したフローチャートで
ある。まず撮像された画像は、画像処理部２が有するメ
モリに２次元配列として、Ｉ［ｉ］［ｊ］の形で格納さ
れているものとする。ただし、、Ｉ［ｉ］［ｊ］は座標
（ｉ，ｊ）における画素値を表す。

【００２９】次に図２のフローチャートの各ステップご
とに動作を説明する。（１）画像中の全ての画素に対して、予め定めた第一の
閾値（Ａ１）より画素値が大きければ、画素値を１に
し、小さければ対応する画素値を０にするいわゆる二値
化処理を実行する（ステップＳ−１）。

【００３０】（２）二値化した画像に対して、当該する
画素の前後左右に画素値１を有する画素が存在するか否
かを判定し、もし前後左右全てに画素値１の画素が存在
する場合は、予め用意した変数Ｎを１増加させる処理を
実行する（ステップＳ−２）。

【００３１】（３）変数Ｎが予め定めた第二の閾値（Ａ
２）より大きい場合は火炎が画像中に存在すると判定す
る。変数Ｎが予め定めた第二の閾値（Ａ２）より小さい
場合は、火炎が画像中に存在しないと判定する（ステッ
プＳ−３）。

【００３２】ここで温度センサ３は検知領域内で温度変
化が発生した場合に検知信号を出力する機能を有してい
るものとしたが、具体的には従来の技術で説明した例え
ば特開平７−１８１１５６に開示されたような温度セン
サを用いてもよいし、赤外線を検知することにより温度
変化を検知する赤外線センサまたはモーションセンサ等
を用いてもよい。

【００３３】実施の形態２本発明の実施の形態１における動作説明においては、温
度センサ３が温度変化を検知してから、撮像部１により
画像を撮像し画像処理部２により画像内に火炎が存在し
ているか否かを判定していたが、温度センサ３の動作と
は独立に、撮像部１および画像処理部２で構成される一
次情報処理部１００を動作させても同様な効果を得られ
る。

【００３４】すなわち、図１において動作が開始される
と制御部４は撮像開始信号を撮像部１に送信することに
より撮像部１は画像の撮像を開始する。さらに、制御部
４は撮像部１により撮像が完了し、撮像部１より画像出
力レディ信号を受信すると即座に画像処理開始信号を画
像処理部２に送信し画像処理部２において火炎判定処理
を開始させる。温度センサ３が温度変化を検知するまで
はこの動作を繰り返し行う。

【００３５】温度センサ３が温度変化を検知し検知信号
を制御部４を経由して画像処理部２に送信した時点で、
画像処理部２が火炎判定処理を完了している場合、火炎
判定処理において画像内に火炎が存在していると判定し
た場合は、インタフェース部５を介して外部に警報信号
を送信する。もし、火炎判定処理において画像内に火炎
が存在しないと判定された場合は、画像処理部２は制御
部４経由で温度センサ３に初期化信号を送信し温度セン
サ３を初期化する。また、画像処理部２が火炎判定処理
を完了していない場合は、処理の完了後その判定結果に
応じて同様な処理を行う。

【００３６】実施の形態３本発明の実施の形態２においては、温度センサ３の動作
とは独立に、撮像部１および画像処理部２で構成される
一次情報処理部１００を並行して動作させて火炎が存在
しているか否かを判定していたが、撮像部１および画像
処理部２で構成される一次情報処理部１００において火
炎判定処理を実施した後、二次情報検知装置１０１を確
認のため動作させてもほぼ同様な効果を得られる。

【００３７】すなわち、図１において動作が開始される
と制御部４は撮像開始信号を撮像部１に送信することに
より撮像部１は画像の撮像を開始する。さらに、制御部
４は撮像部１により撮像が完了し、撮像部１より画像出
力レディ信号を受信すると即座に画像処理開始信号を画
像処理部２に送信し画像処理部２において実施の形態１
で説明したステップにより火炎判定処理を実施する。

【００３８】もし、火炎判定処理により、得られた画像
内に火炎が存在すると判定された場合は、画像処理部２
は制御部４を経由して二次情報検知装置１０１の温度セ
ンサ３に検知開始信号を送信し、温度センサ３による検
知を開始させる。温度センサ３により二次情報が検知さ
れた場合、温度センサ３は検知信号を制御部４を経由し
て画像処理部２に送信し、画像処理部２はインタフェー
ス部５を介して外部に対して警報信号を送信する。また
二次情報が検知されなかった場合は制御部４は再度撮像
部１に撮像開始信号を送信し撮像を開始させる。

【００３９】実施の形態４以下、本発明の実施の形態４について、図３により説明
する。図３において、図１と同様に１００は一次情報処
理部、１０１は二次情報検知装置であり、１は撮像部、
５はインタフェース部、３は温度センサである。ここで
６は汎用の入出力ポートおよび通信ポートおよびメモリ
を有するマイコンなどのデータ処理プロセッサ部で、撮
像部１の画像出力を受ける入力ポート５１、撮像部１に
撮像開始信号を出力し画像レディ信号を入力する入出力
ポート５２、インタフェース部５との入出力ポート５
４、温度センサ３に検知開始信号または初期化信号を出
力し検知信号を入力する入出力ポート５３を有してい
る。

【００４０】以下に動作を説明する。動作が開始される
と、データ処理プロセッサ部６はプログラムにより温度
センサ３が接続された入出力ポート５３を監視してい
る。温度センサ３の検知領域内で火炎が発生すると二次
的現象である発熱のため温度が上昇し、温度センサ３に
より検知信号が入出力ポート５３よりデータ処理プロセ
ッサ部６に入力される。この時点で、データ処理プロセ
ッサ部６は入出力ポート５３から検知信号が入力された
ことを条件にして、入出力ポート５２から撮像部１に撮
像開始信号を送信すると同時に入出力ポート５１の監視
を開始する。撮像が完了すると画像レディ信号が撮像部
１より入出力ポート５２に送信され、この画像レディ信
号が入力されたことを条件にして、データ処理プロセッ
サ部６は撮像部１から出力される画像データを入力ポー
ト５１を介して受信を行い、実施の形態１にて説明した
ように、得られた画像内に火炎が存在するか否かを判定
する火炎判定処理を実行する。

【００４１】もし、火炎判定処理により、得られた画像
内に火炎が存在すると判定された場合は、データ処理プ
ロセッサ部６は入出力ポート５４、インタフェース部５
を介して外部に対して警報信号を発生する。火炎判定処
理により、得られた画像内に火炎が存在しないと判定さ
れた場合は、データ処理プロセッサ部６は入出力ポート
５３を介して温度センサ３を初期化し、温度センサ３が
再び温度変化を検知するまで待機する。

【００４２】実施の形態５実施の形態４においては、二次情報検知装置１０１の温
度センサ３が温度変化を検知してから、撮像部１により
画像を撮像しデータ処理プロセッサ部６により画像内に
火炎が存在しているか否かを判定していたが、温度セン
サ３の動作とは独立に、撮像部１およびデータ処理プロ
セッサ部６で構成される一次情報処理部１００を動作さ
せても同様な効果を得られる。

【００４３】すなわち、動作が開始されるとデータ処理
プロセッサ６は撮像開始信号を入出力ポート５２を介し
て撮像部１に送信することにより、撮像部１は画像の撮
像を開始する。さらに、撮像部１により撮像が完了し、
画像出力レディ信号を入出力ポート５２を介してデータ
処理プロセッサ６に送信するとこの画像レディ信号が入
力されたことを条件にして、データ処理プロセッサ部６
は撮像部１から出力される画像データを入力ポート５１
を介して受信を行い、実施の形態１にて説明したよう
に、得られた画像内に火炎が存在するか否かを判定する
火炎判定処理を実行する。温度センサ３が温度変化を検
知し検知信号を受信するまではこの動作を繰り返し行
う。

【００４４】温度センサ３が温度変化を検知し検知信号
をデータ処理プロセッサ６に送信した時点で、データ処
理プロセッサ６内で実行する火炎判定処理が完了してい
る場合、火炎判定処理が画像内に火炎が存在していると
判定した場合は入出力ポート５４、インタフェース部５
を介して外部に警報信号を送信する。もし、火炎判定処
理において画像内に火炎が存在しないと判定された場合
は、データ処理プロセッサ６は温度センサ３に入出力ポ
ート５３を介して初期化信号を送信し温度センサ３を初
期化する。また、画像処理部２が火炎判定処理を完了し
ていない場合は、処理の完了後その判定結果に応じて同
様な処理を行う。

【００４５】実施の形態６また、本発明の実施の形態５においては、温度センサ３
の動作とは独立に、撮像部１およびデータ処理プロセッ
サ部６で構成される一次情報処理部１００を並行して動
作させて火炎が存在しているか否かを判定していたが、
撮像部１およびデータ処理プロセッサ部６で構成される
一次情報処理部１００において火炎判定処理を実施した
後、二次情報検知装置１０１を確認のため動作させても
ほぼ同様な効果を得られる。

【００４６】すなわち図３において動作が開始される
と、データ処理プロセッサ部６は撮像開始信号を入出力
ポート５２を介して撮像部１に送信することにより撮像
部１は画像の撮像を開始する。さらに撮像部１により撮
像完了すると、画像レディ信号が撮像部１より入出力ポ
ート５２に送信され、この画像レディ信号が入力された
ことを条件にして、データ処理プロセッサ部６は撮像部
１から出力される画像データを入力ポート５１を介して
受信を行い、実施の形態１にて説明したように、得られ
た画像内に火炎が存在するか否かを判定する火炎判定処
理を実行する。

【００４７】もし、火炎判定処理により、得られた画像
内に火炎が存在すると判定された場合は、データ処理プ
ロセッサ部６は入出力ポート５３を経由して二次情報検
知装置１０１の温度センサ３に検知開始信号を送信し、
温度センサ３による検知を開始させる。温度センサ３に
より二次情報が検知された場合、温度センサ３は検知信
号を入出力ポート５３を経由してデータ処理プロセッサ
部６に送信し、データ処理プロセッサ部６は入出力ポー
ト５４、インタフェース部５を介して外部に対して警報
信号を送信する。また二次情報が検知されなかった場合
はデータ処理プロセッサ部６は再度撮像部１に撮像開始
信号を送信し撮像を開始させる。

【００４８】実施の形態７なお、いままで実施の形態１〜６における説明におい
て、撮像部１が撮像する光の波長については特に述べて
いなかったが、通常の可視光での撮像、赤外光での撮
像、紫外線での撮像など行っても同一の効果を奏する。
また、撮像部１が撮像できる光の波長範囲内で特定の波
長のみを透過するフィルタを装着することにより、火炎
の特長をより明確にとらえることが出来るためより効果
的である。

【００４９】というのも火炎は燃焼する物の種類によっ
て、発生する火炎の光の主波長は異なり、対象とする物
が木材であるのか、プラスチック類であるのか、繊維で
あるのか等により、検知するのに最も適切な光の波長を
選択することによって、火炎の検知精度をより高めるこ
とができる。

【００５０】実施の形態８以下に本発明における実施の形態８について図４により
説明する。図４において、７はエタロン、８は透明電
極、９は低反射率ミラーである。ここで、エタロン７は
印加される電圧によりその屈折率が変化する媒質のこと
を称している、エタロン７を構成するものとしては圧電
磁器（ＰＬＺＴ）、液晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ３）、チタン酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などの圧電
性結晶などがある。１０２は透過する光の波長を印加す
る電圧で可変に出来るフィルタであり、エタロン７、透
明電極８、低反射率ミラー９で構成されている。

【００５１】以下に動作を説明する。以下にフィルタ１
０２の動作について説明する。例えば、文献「光エレク
トロニクスの基礎」（ＡｍｏｎＹａｒｉｖ著、多田邦
雄、紙谷武志共訳、１９８５年２月２０、日丸善株式会
社、発行）の６０ページに解説されているが如く、一般
に屈折率ｎの媒質の両端を低反射率ミラーで挟み込んで
構成されるフィルタに光が入射すると、共鳴波長λｒ＝
２＊ｄ＊ｎ（ただし、ｄ：低反射率ミラーの間隔）を
有する光以外は減衰し、波長λｒを有する光のみが透過
光として取り出すことが出来ることが知られている。

【００５２】媒質として、前記のエタロン７を使用した
場合、一対の透明電極８に電圧Ｖ１を印加すると、エタ
ロン７の屈折率ｎがｎ１に変化する。すると、共鳴波長
がλ１＝２＊ｄ＊ｎ１となり、前記の原理により入射光
のうち、波長λ１を有するもののみが透過光として得ら
れる。このようにして、透明電極８に印加する電圧を変
化させることにより、入射光から任意の波長の光を透過
光として得ることが出来る。本実施の形態ではこの現象
を利用して、様々な波長で撮像した画像を用いて火炎の
認識処理を実施することで火炎の検出精度を向上させる
ことを目的とする。

【００５３】次に本発明の実施の形態の動作について説
明する。まず、フィルタ１０２を構成する透明電極８に
印加する電圧が０Ｖの時に透過する光の波長をλ０、電
圧がＶ１の時に透過する光の波長をλ１、また同様に電
圧がＶ２,Ｖ３の時に透過する光の波長を各々λ２、λ
３として説明する。また、フィルタ１０２に印加されて
いる電圧は通常動作時は０Ｖであるとして説明する。

【００５４】温度センサ３の検知領域内で火炎が発生す
ると発熱により温度が上昇するため、温度センサ３が動
作し検知信号が送信される。この検知信号が送信される
と、制御部４は撮像部１に撮像開始信号を送信する。撮
像開始信号を受信することで撮像部１は撮像領域の撮像
を開始し、撮像した画像データが出力可能になると、画
像出力レディ信号を送信する。画像出力レディ信号を受
信することにより、制御部４は画像処理開始信号を送信
する。画像処理開始信号を受信することにより、画像処
理部２は撮像部１から出力される画像データの受信を行
う。この際、フィルタ１０２に印加されている電圧は０
Ｖであるため波長λ０の光のみがフィルタ１０２を透過
し、撮像部１は波長λ０の光により画像を撮像している
ことになる。次に、この波長λ０の光で撮像した画像内
に火炎が存在するか否かを判定する火炎判定処理を実施
する。

【００５５】もし、火炎判定処理により、得られた画像
内に火炎が存在すると判定された場合は、インタフェー
ス部５を介して外部に警報信号を送信する。もし、画像
内に火炎が存在しないと判定された場合であっても、フ
ィルタ１０２に印加する電圧を０ＶからＶ１Ｖに変更
し、撮像開始信号を再び送信し撮像部１を使用して撮像
を実施し、撮像した画像データ、すなわち、波長λ１の
光で撮像した画像を用いて火炎判定処理を実施する。も
し、火炎判定処理により、得られた画像内に火炎が存在
すると判定された場合は、インタフェース部５を介して
外部に警報信号を送信する。もし、画像内に火炎が存在
しないと判定された場合であっても、同様にフィルタ１
０２に印加する電圧をＶ２Ｖに変更し、波長λ２の光で
撮像した画像データを用いて火炎判定処理を実施する。
もし、波長λ０、λ１、λ２の光で撮像した画像のうち
一つでも火炎検知処理により火炎が存在すると判定され
た場合は、インタフェース部５を介して外部に対して警
報信号を送信する。火炎判定処理により、得られた画像
内に火炎が存在しないと判定された場合は、温度センサ
３を初期化し、温度センサが再び温度変化を検知するま
で待機する。

【００５６】なお、本説明では温度センサ３が動作した
後、火炎判定処理を実施し、得られた画像内に火炎が存
在しなっかた場合にのみフィルタ１０２に印加する電圧
を変更し別の波長の光で画像を撮像していたが、火炎判
定処理の結果として、得られた画像内に火炎が存在する
場合であっても、同様にフィルタ１０２に印加する電圧
を変更し、別の波長の光で画像を撮像し、火炎判定処理
を実施してもよい。この場合、火炎判定処理が誤判定し
た場合でも別の波長の光で撮像した画像で再度火炎判定
処理を実施するので判定の精度が向上するという効果が
ある。

【００５７】さらに、本実施の形態では異なる波長の光
で撮像した画像に対して、単純に火炎判定処理を実施す
る例のみを説明したが、例えば、波長λ０の光で撮像し
た画像の座標（ｉ，ｊ）の画素値Ｉ０（ｉ，ｊ）を基準
として、波長λ１の光で撮像した画像の座標（ｉ，ｊ）
の画素値Ｉ１（ｉ，ｊ）を、Ｉ１（ｉ，ｊ）／Ｉ０
（ｉ，ｊ）として規格化すると、波長によるフィルタ１
０２の透過率変化に影響を受けず火炎の判定処理が可能
になり、より効果的である。

【００５８】実施の形態９実施の形態８においては、印加する電圧により透過する
光の波長を変化させるフィルタ１０２を例として説明し
たが、図５に示したように、機械的にフィルタを入れ替
えるようにしても同様な効果が得られる。図５におい
て、１０は円盤であり、フィルタＡ１１−１、フィルタ
Ｂ１１−２、フィルタＣ１１−３はそれぞれあらかじめ
準備した、透過する光の波長の範囲が異なるフィルタで
ある。フィルタ１０２を使用した実施の形態８の説明に
おいて、印加する電圧を変化させる代わりに、円盤１０
を回転させることにより透過する光の波長を変化させる
ものである。

【００５９】実施の形態１０今まで説明してきた実施の形態においては、二次情報検
知装置の具体例として温度センサを用いた例について説
明してきたが、他の二次情報検知装置の例として例えば
煙の発生に対して検知する機能を持つ煙センサや、燃焼
音を検知する機能を持つ音センサを用いても同様の効果
を得ることができる。

【００６０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００６１】第１の発明においては、二次情報検知装置
と、撮像部と、画像処理部とを備えたことにより、火炎
以外の発熱体が存在していても、誤動作を防止すること
ができ、また画像として認識するため火炎の位置の特定
が容易となる。

【００６２】第２の発明においては、二次情報検知装
置、および撮像部、および画像処理部を制御するための
制御部を設けたことにより、火炎センサとしての制御が
さらに容易にできる。

【００６３】第３の発明においては、制御部は二次情報
検知装置の二次情報検知信号を受けて撮像部に撮像開始
信号を送り撮像を開始させるように制御するために、省
エネルギー化を図ることができる。

【００６４】第４の発明においては、制御部は画像処理
部の画像検知信号を受けて二次情報検知装置に検知開始
信号を送り二次的現象に関する情報の検知を開始させる
ように制御するために、省エネルギー化を図ることがで
きる。

【００６５】第５の発明においては、制御部は二次情報
検知装置による二次的現象に関する情報の検知および撮
像部による撮像を並行して行うように制御するために、
火炎の発生を高速に検知することができる。

【００６６】第６の発明においては、二次情報検知装置
と、撮像部と、データ処理プロセッサ部を備えたため
に、火炎センサを小型化することができる。

【００６７】第７の発明によれば、データ処理プロセッ
サ部は二次情報検知装置の二次情報検知信号を受けて撮
像部に撮像開始信号を送り撮像を開始させ、撮像された
画像データを処理するように制御するために、省エネル
ギー化を図るとともに、火炎センサを小型化することが
できる。

【００６８】第８の発明によれば、データ処理プロセッ
サ部は画像処理部の画像検知信号を受けて撮像された画
像データの処理を行うとともに、二次情報検知装置に検
知開始信号を送り二次的現象に関する情報の検知を開始
させるように制御するために、に、省エネルギー化を図
るとともに、火炎センサを小型化することができる。

【００６９】第９の発明によれば、データ処理プロセッ
サ部は二次情報検知装置による二次的現象に関する情報
の検知および前記撮像部による撮像を並行して行うよう
に制御するために、火炎の発生を高速に検知することが
できるとともに火炎センサを小型化することができる。

【００７０】第１０の発明によれば、画像処理部は撮像
した画像内の画素値を予め定めた閾値により二値化する
手段と、該二値化した画素のデータを計算する手段を備
えたために、比較的簡単な構成で火炎判定処理を行うこ
とができる。

【００７１】第１１の発明によれば、データ処理プロセ
ッサ部は撮像した画像内の画素値を予め定めた閾値によ
り二値化する手段と、該二値化した画素のデータを計算
する手段を備えたために、比較的簡単な構成で火炎判定
処理を行うことができる。

【００７２】第１２の発明によれば、撮像部は複数の光
の波長帯を選択して撮像する手段を有するため、燃焼物
の種類によらず精度の高い火炎判定処理を行うことがで
きる。

【００７３】第１３の発明によれば、撮像部の複数の光
の波長帯を選択して撮像する手段として、透過する光の
波長を変化させることの出来るフィルタ装置を備えたた
め、精度の高い火炎判定処理を行うことができる。

【００７４】第１４の発明によれば、フィルタ装置は透
過する光の波長を電圧を制御することにより変化させる
ことの出来るため、小型化できるとともに精度の高い火
炎判定処理を行うことができる。

【００７５】第１５の発明によれば、フィルタ装置はあ
らかじめ透過する光の波長帯を設定した個々のフィルタ
を複数備え、その内の一を選択するようにしたため、比
較的簡単な構成で精度の高い火炎判定処理を行うことが
できる。

【００７６】第１６の発明によれば、画像処理部におい
て、二値化する手段、および面積を計算する手段、およ
び前記面積を計算する手段により計算された値が予め定
めた第二の閾値より大きい場合は火炎が存在すると認識
する手段を備えたため、ノイズなどによる輝度の高い小
さな領域が画像内に存在しても、火炎と誤認識しないと
いう効果がある。

【００７７】第１７の発明によれば、データ処理プロセ
ッサ部において、二値化する手段、面積を計算する手
段、および前記面積を計算する手段により計算された値
が予め定めた第二の閾値より大きい場合は火炎が存在す
ると認識する手段を備えたため、ノイズなどによる輝度
の高い小さな領域が画像内に存在しても、火炎と誤認識
しないという効果があるとともに、火炎センサを小型化
することができる。

【００７８】第１８の発明によれば、当該画素の前後左
右の画素において、画素値がいずれも１である画素の数
をカウントすることにより面積値を得るようにしたた
め、比較的簡単な構成で火炎判定処理をおこなうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の火炎センサを示す構
成図。

【図２】火炎判定処理の一例を示すフローチャート。

【図３】本発明の実施の形態４の火炎センサを示す構
成図。

【図４】本発明の実施の形態８のフィルタを示す構成
図。

【図５】本発明の実施の形態９のフィルタを示す構成
図。

【符号の説明】

１撮像部、２画像処理部、３温度センサ、４制
御部、５インタフェース部、６データ処理プロセッ
サ部、７エタロン、８透明電極、９低反射率ミラ
ー、１０円盤、１１−１フィルタＡ、１１−２フ
ィルタＢ、１１−３フィルタＣ、１００一次情報処
理部、１０１二次情報検知装置、１０２フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久間和生東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5C054 AA01 CA03 CA04 CA05 CH03 FC05 FC12 FC15 GA04 GB01 HA20 5C085 AA13 AB09 BA36 CA04 CA30 FA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】火炎の二次的な現象に関する情報を検知
する二次情報検知装置と、該二次情報検知装置の検知領
域を少なくともその検知領域内に含む撮像部と、該撮像
部により撮像された画像データを処理し火炎の認識を行
う画像処理部とを備えたことを特徴とする火炎センサ。
【請求項２】前記二次情報検知装置、および前記撮像
部、および前記画像処理部を制御するための制御部をさ
らに設けたことを特徴とする請求項１記載の火災セン
サ。
【請求項３】前記制御部は前記二次情報検知装置の二
次情報検知信号を受けて前記撮像部に撮像開始信号を送
り撮像を開始させるように制御することを特徴とする請
求項２記載の火災センサ。
【請求項４】前記制御部は前記画像処理部の画像検知
信号を受けて前記二次情報検知装置に検知開始信号を送
り二次的現象に関する情報の検知を開始させるように制
御することを特徴とする請求項２記載の火災センサ。
【請求項５】前記制御部は前記二次情報検知装置によ
る二次的現象に関する情報の検知および前記撮像部によ
る撮像を並行して行うように制御することを特徴とする
請求項２記載の火災センサ。
【請求項６】火炎の二次的な現象に関する情報を検知
する二次情報検知装置と、該二次情報検知装置の検知領
域を少なくともその検知領域内に含む撮像部と、該撮像
部により撮像された画像データを処理し火炎の認識を行
うとともに、前記二次情報検知装置および前記撮像部を
制御するデータ処理プロセッサ部を備えたことを特徴と
する火災センサ。
【請求項７】前記データ処理プロセッサ部は前記二次
情報検知装置の二次情報検知信号を受けて前記撮像部に
撮像開始信号を送り撮像を開始させ、撮像された画像デ
ータを処理するように制御することを特徴とする請求項
６記載の火災センサ。
【請求項８】前記データ処理プロセッサ部は前記画像
処理部の画像検知信号を受けて撮像された画像データの
処理を行うとともに、前記二次情報検知装置に検知開始
信号を送り二次的現象に関する情報の検知を開始させる
ように制御することを特徴とする請求項６記載の火災セ
ンサ。
【請求項９】前記データ処理プロセッサ部は前記二次
情報検知装置による二次的現象に関する情報の検知およ
び前記撮像部による撮像を並行して行うように制御する
ことを特徴とする請求項６記載の火災センサ。
【請求項１０】前記画像処理部は撮像した画像内の画
素値を予め定めた閾値により二値化する手段と、該二値
化した画素のデータを計算する手段を備えたことを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載の火炎センサ。
【請求項１１】前記データ処理プロセッサ部は撮像し
た画像内の画素値を予め定めた閾値により二値化する手
段と、該二値化した画素のデータを計算する手段を備え
たことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の火
炎センサ。
【請求項１２】前記撮像部は複数の光の波長帯を選択
して撮像する手段を有することを特徴とする請求項１〜
１１のいずれかに記載の火炎センサ。
【請求項１３】前記撮像部の複数の光の波長帯を選択
して撮像する手段として、透過する光の波長を変化させ
ることの出来るフィルタ装置を備えたことを特徴とする
請求項１２に記載の火炎センサ。
【請求項１４】前記フィルタ装置は透過する光の波長
を電圧を制御することにより変化させることの出来るこ
とを特徴とする請求項１３に記載の火炎センサ。
【請求項１５】前記フィルタ装置はあらかじめ透過す
る光の波長帯を設定した個々のフィルタを複数備え、そ
の内の一を選択することを特徴とする請求項１３に記載
の火炎センサ。
【請求項１６】前記画像処理部において、画像中の全
ての画素に対して予め定めた第一の閾値より大の場合に
１また小の場合に０に二値化する手段、および該二値化
した画像に対して当該画素値が１の領域の面積を計算す
る手段、および前記面積を計算する手段により計算され
た値が予め定めた第二の閾値より大きい場合は火炎が存
在すると認識する手段を備えたことを特徴とする請求項
１０に記載の火炎センサ。
【請求項１７】前記データ処理プロセッサ部におい
て、画像中の全ての画素に対して予め定めた第一の閾値
より大の場合に１また小の場合に０に二値化する手段、
および該二値化した画像に対して当該画素値が１の領域
の面積を計算する手段、および前記面積を計算する手段
により計算された値が予め定めた第二の閾値より大きい
場合は火炎が存在すると認識する手段を備えたことを特
徴とする請求項１１に記載の火炎センサ。
【請求項１８】前記面積を計算する手段は、当該画素
の前後左右の画素において、画素値がいずれも１である
画素の数をカウントすることにより面積値を得ることを
特徴とする請求項１６、請求項１７のいずれかに記載の
火炎センサ。