JP2001094970A - プラント内情報通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラントの作業現場と制御室との双方向通信
を行い、作業の効率化や作業員への負担軽減を図る。 【解決手段】 原子力発電所等の作業現場１４には監視
カメラ１と無線電話中継局２を配置し、作業員は電話機
能及び映像の入出力機能を持つ情報携帯端末10を携帯す
る。また制御室１５にはディスプレイやデータベースサ
ーバ等をもつシステムコントローラ４を配置し、現場側
とデータ転送装置３ａ，３ｂにより接続する。作業現場
１４からは情報携帯端末１０を通して音声、映像、テキ
ストデータによる制御室１５との通信を行う。現場移動
を行う際に情報携帯端末上に図示により案内を行う機能
や、緊急時に作業対応または避難を指示する緊急時対応
機能を具備する。また監視カメラ１や情報携帯端末１０
のカメラには増幅型ＭＯＳセンサを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラント内の作業現
場と制御室における双方向通信によるコミュニケーショ
ンを実現するプラント内情報通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原子力発電所等の放射性物質取扱
施設では、放射線の線量当量に基づいて放射線管理区域
及び周辺防護区域に分け、さらに放射線管理区域を数区
分に細分している。

【０００３】放射線管理区域内では放射線業務従事者の
年間線量当量限度が規定されており、作業員個人の線量
当量率及び作業時間を考慮して立入りに対する制限等が
定められている。

【０００４】一方、放射線管理区域内で装置の増設・更
新・仮設等を実施したり、放射線管理区域外からの装置
の制御を行なうためには、その都度専用ケーブルの設置
工事が必要となる。しかし上述したように放射線管理区
域内での作業の制約に伴って、こうした大掛かりな工事
は実施が難しい。よって、特に高放射線線量下の区域に
おいては、運転中作業員の放射線被ばくを避ける手段と
しては、通常は電話等の外部との有線通信手段ではな
く、監視用のテレビカメラが設置されている。このテレ
ビカメラにより現場の様子や作業員の作業状況を制御室
内で監視している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えばこうした高放射
線線量作業場所にある装置を設置する作業を行なう場
合、作業場所とその外部との通信手段が確保できないた
め、作業の各工程の合間にその都度外部から作業場所に
立入って装置を操作する必要がある。この際、放射線管
理区域の入退域では、作業員の放射能汚染を防止するた
めに専用の作業服に着替えて、放射線測定器を携帯し、
かつ区域立入りの登録を行なう等の準備を行う必要があ
り、これに要する時間の累積に伴って作業工程が長期化
し作業効率が悪いという問題があった。

【０００６】また、発電所内の現場作業においては放射
線管理区域のために万一汚染した場合の廃棄物を減らす
目的で作業現場に持ち込む物品に制限があり、持ち込み
物品を必要最小限のものに限っている。よってこうした
現場作業では、作業手順や作業場所の移動位置等の情報
にアクセスしづらいために、情報の確認に多くの時間が
必要であった。また作業現場でのトラブル発生時には、
必要物品・書類が現場にないために情報が不足し、トラ
ブル対応の作業を一時中断する必要があった。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、現場装置の監視・制御を行う際に現場の状況を映像
で確認しながら必要な情報の確認を円滑に行うことがで
きるプラント内情報通信システムを提供する。

【０００８】また本発明は、放射線管理区域内において
専用ケーブル設置といった大掛かりな工事を伴うことな
く、携帯機器の導入によって作業現場と制御室との通信
を容易に実現するプラント内情報通信システムを提供す
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、プラント内の作業現場に据え付けた作
業現場撮像装置及び無線電話中継局と、この無線電話中
継局と無線通信を行う無線電話ユニットと映像を表示す
る第１の表示手段及び作業現場の映像を取込む画像入力
ユニットを具備する情報携帯端末と、制御室内に設けら
れ情報を表示する第２の表示手段と情報を保管する情報
管理手段を有するシステムコントローラと、制御室側に
設けられ電話機と接続する電話制御手段と、この電話機
制御手段及びシステムコントローラと制御室側で接続し
かつ作業現場撮像装置及び無線電話中継局と作業現場側
で接続するデータ転送装置と具備することを特徴とする
プラント内情報通信システムを提供する。この構成によ
り、制御室側と作業現場側の情報を互いに転送すること
ができる。

【００１０】さらに本発明は、データ転送装置によって
作業現場の映像や音声による情報を制御室側へ転送する
とともに、制御室側の情報管理手段に蓄積された画像、
音声、テキストのうち少なくとも一つから構成される情
報を作業現場側へ転送することで制御室と作業現場にお
ける双方向通信を行うことを特徴とする。

【００１１】この構成により、映像や無線による通信シ
ステムをデータ転送装置を用いて複合化し、作業現場の
状況を制御室において監視しかつ制御室から作業員へ適
切な指示を送りつつ作業を効率的に進めることができ
る。

【００１２】また本発明は、プラント内の作業現場に据
え付けた無線電話中継局と、この無線電話中継局と無線
通信を行う無線電話ユニットを具備する情報携帯端末
と、制御室内に設けられ情報を保管する情報管理手段を
有するシステムコントローラと、制御室側に設けられ電
話機と接続する電話制御手段と、この電話制御手段と制
御室側で接続しかつ無線電話中継局と作業現場側で接続
するデータ転送装置とを具備し、無線電話中継局は情報
携帯端末との無線通信の可能な中継局エリアを有し、か
つ情報携帯端末がどの無線電話中継局の中継局エリア内
にあるかをシステムコントローラによって特定すること
を特徴とする。これにより、制御室内において情報携帯
端末の位置や作業状況をより詳細に把握し、必要な制御
を行うことができる。

【００１３】さらに本発明は、プラント内で緊急事象が
発生した場合にシステムコントローラによって情報携帯
端末に対して個別の緊急事態の対処に関する画像、音
声、テキストのうち少なくとも一つから構成される情報
を送信することを特徴とする。これにより、緊急時に各
作業場所に応じた適切な指示を送り緊急時の安全を確保
するための手段としても本システムを用いることができ
る。

【００１４】また本発明における情報携帯端末を、シス
テムコントローラに転送する情報の入力を受け付ける情
報入力手段とヘルメットとから構成され、かつこのヘル
メットは周囲の騒音を除去する処理を施した音声を無線
電話中継局へ送信する音声入力手段を具備するものとす
る。これにより、作業を進めつつも適切な情報をやり取
りすることが可能であり、作業状況に関する適切な情報
の通信をリアルタイムで行うことができる。

【００１５】またこの情報携帯端末の情報入力手段はヘ
ルメットに内蔵されており、たとえばヘルメットを着用
する作業員がヘルメットの第１の表示手段に表示される
複数の情報の項目のうちある特定項目の表示部を一定時
間注視し視線を止めることにより当該項目に関連する情
報が入力されるよう設定するのが好適である。こうして
視線入力方式を採ることにより、作業に要する時間を短
縮することができる。

【００１６】さらに本発明では、作業現場撮像装置とし
て、半導体基板上にフォトダイオードを含む単位セルを
行列２次元状に配列してなる撮像領域と、この撮像領域
の読み出し行を選択する垂直選択手段と、選択された行
に相当するフォトダイオードの検出信号を読み出す列方
向に配置された複数の垂直信号線と、これらの垂直信号
線から行方向に配置された水平信号線に検出信号を順次
読み出す水平選択トランジスタとを備え、かつ垂直信号
線と水平選択トランジスタとの間に、該垂直信号線に現
れる電圧を電荷に変換し、かつ電荷領域で引き算をする
ことにより雑音を抑圧する雑音除去回路を備えた撮像装
置を用いる。これにより、従来より消費電力の少ない撮
像装置を実現することが可能であるから、必要に応じて
監視カメラを増設してより詳細に作業現場の状況を監視
制御することができる。

【００１７】さらに本発明では、情報携帯端末の画像入
力ユニットに用いられる撮像装置として、半導体基板上
にフォトダイオードを含む単位セルを行列２次元状に配
列してなる撮像領域と、この撮像領域の読み出し行を選
択する垂直選択手段と、選択された行に相当するフォト
ダイオードの検出信号を読み出す列方向に配置された複
数の垂直信号線と、これらの垂直信号線から行方向に配
置された水平信号線に検出信号を順次読み出す水平選択
トランジスタとを備え、かつ垂直信号線と水平選択トラ
ンジスタとの間に、該垂直信号線に現れる電圧を電荷に
変換し、かつ電荷領域で引き算をすることにより雑音を
抑圧する雑音除去回路を備えた撮像装置を用いる。これ
により、従来より消費電力の少ない撮像装置を実現する
ことが可能であるから、情報携帯端末の長時間使用を容
易に行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施形態につ
いて、図を参照して説明する。図１は本実施形態に係る
プラント内情報通信システムのブロック図である。プラ
ント内の作業現場１４に設置された監視カメラ１とデー
タ転送装置３ａとが映像ケーブル１１ａにより接続され
ている。また同じく作業場所に設置された無線電話中継
局２は電話ケーブル１２ａによりデータ転送装置３ａに
接続している。無線電話中継局２は作業場所において使
用される情報携帯端末１０からの無線信号を受ける。こ
こで、プラント内において情報通信を行う領域全体がい
ずれかの中継局エリア内となるようにプラント内の随所
にこの無線電話中継局２を設けるものとする。

【００１９】また作業現場１４において用いられる可搬
型放射線測定器等の作業用測定機器１６は、信号ケーブ
ル１３ｄを介して情報携帯端末１０と接続可能であり、
情報携帯端末１０を介して測定機器１６のデータを転送
することができる。

【００２０】作業現場１４に設置されたデータ転送装置
３ａは制御室１５側に設置されたデータ転送装置３ｂと
信号ケーブル１３ａにより接続している。この２つのデ
ータ転送装置３ａ，３ｂにより作業現場１４と制御室１
５とのデータを互いに転送することで情報のやり取りが
行われる。

【００２１】一方、システム全体の管理を行うシステム
コントローラ４は、制御室１５内に設置され、データ転
送装置３ｂと映像ケーブル１１ｂにより接続している。
またこのシステムコントローラ４は映像ケーブル１１ｃ
により画像表示用ディスプレイ６と接続され、信号ケー
ブル１１ｅによりデータベースサーバ５と接続され、か
つ映像ケーブル１１ｄにより画像サーバ９と接続されて
いる。ディスプレイ６により作業現場１４内の画像を表
示し、またデータベースサーバ５及び画像サーバ９によ
り情報を管理・保管する。これらの情報はシステムコン
トローラ４により必要に応じて呼び出される。

【００２２】また、データ転送装置３ｂと電話制御機７
とは、信号ケーブル１３ｃ及び電話ケーブル１２ｂとで
接続されている。電話制御機７は電話機８と電話ケーブ
ル１２ｃで接続している。

【００２３】無線電話中継局２は自局の管轄にいる情報
携帯端末１０を無線による呼び出しを行うことで監視制
御している。無線電話中継局２はこうした情報携帯端末
１０に関する情報を、データ転送装置３ａ，３ｂを介し
て制御室内の電話制御機７に常時通信している。この電
話制御機７からの端末に関する情報はシステムコントロ
ーラ４へ転送される。すなわち、システムコントローラ
４は、電話制御機７に入力される各無線電話中継局２の
データを読み込んで、各々の情報携帯端末１０がいつど
の中継局エリアにあったかという情報をシステムコント
ローラ４内のマップデータに中継局毎に分類して記録す
る。こうして、各々の情報携帯端末１０の位置変動は時
系列的にシステムコントローラ４に蓄積され、制御室側
では各作業員がどの電話中継局のエリアにいるかを監視
することができる。

【００２４】図２は情報携帯端末の正面図である。情報
携帯端末１０は、無線通信を行うアンテナ２１ａを具備
した無線電話ユニット２１と、入力と表示を兼ねたディ
スプレイ２２と、小型カメラによる画像入力部２３とか
ら構成される。これにより作業現場１４の映像、音声及
び指示を制御室側へ送るとともに、制御室１５からの画
面情報や音声を取り込む。

【００２５】図３はこの情報携帯端末１０と他の携帯機
器１６との接続状態を示す正面図である。ここでいう携
帯機器１６とは可搬型放射線測定器等の作業用測定機器
を想定する。情報携帯端末１０の外部接続端子と携帯機
器１６の外部接続端子とを専用の信号ケーブル１３ｄで
接続し、携帯機器１６により得られた測定値等の情報を
直接情報携帯端末１０に入力しデータ転送装置３ａ，３
ｂで転送することによって、作業員の負担を低減しかつ
正確な測定値を制御室１５側に伝える。またこの外部接
続端子１０と接続されるのは携帯機器１６に限らず、作
業現場に据え置かれた計測装置についても上述の情報転
送が可能である。

【００２６】図４はシステムコントローラ４と監視カメ
ラ１との情報転送の流れを示すブロック図である。監視
カメラ１が作業現場１４の映像２４ａを広角で撮影して
いる。この映像２４ａはデータ転送装置３ａ，３ｂを経
てシステムコントローラ４へ送られ、システムコントロ
ーラ４と接続したディスプレイ６に表示される。ディス
プレイ６上には現場映像２４ａの一部（図上破線囲みで
示した。）の拡大映像２４ｂとともに、この拡大映像２
４ｂに映った装置２５に関するデータ２６と、画面コン
トロールパネル２７とが併せて表示される。

【００２７】すなわち、各作業現場１４において放射線
線量計や流量計といった各種データの測定機器等の装置
２５と、この各装置２５に関して読み取るべきデータ２
６の種類を予め特定しておく。そして画面情報から数値
等のデータを読み取り、システムコントローラ４のディ
スプレイ６上にそのデータを表示するよう設定してお
く。図の例では装置２５として線量計が映された場合を
示したが、このときはデータ２６として線量値が示され
ている。

【００２８】システムコントローラ４のディスプレイ６
上の画面コントロールパネル２７によって、制御室１５
内のオペレータにより現場映像２４ａに映された機器の
なかから一つを選択して拡大映像２４ｂとすることによ
り、必要な機器の測定値情報を得ることができる。

【００２９】またこの監視カメラ４の撮影映像２４ａま
たはディスプレイ６上の拡大映像２４ｂは、システムコ
ントローラ４と接続された画像サーバ９において記憶保
存される。この記憶対象を撮影映像２４ａとするか拡大
映像２４ｂとするかは、システムコントローラ４で選択
可能である。

【００３０】図５は本システムの具備する学習機能の一
例を示す説明図である。学習機能の一例として、作業者
が複数のプラントで類似の作業を行う場合について説明
する。

【００３１】あるプラントＡにおいて、作業員が図５
（ａ）に示したバルブの点検作業を行った。その際、図
５（ａ）に示したバルブに関する５項目からなる点検要
領を作成し、これをもとに点検作業を行った。次に別の
プラントＢにおいて、作業員が図５（ｂ）に示したバル
ブの点検作業を行う。この際、バルブの点検については
プラント毎に多少の差異はあるものの、その作業内容や
作業に用いる装置自体はプラントによりほぼ共通してい
る。よって、既にプラントＡにおいて作成した点検要領
に基づいて若干の変更、追加を行ってプラントＢにおけ
るバルブの点検要領を新たに作成し、これに基づいて点
検作業を行う。すなわち、プラントＡにおいて作成した
点検要領をテキストデータとしてシステムコントローラ
４内のデータベース５に保存し、プラントＢの検査時に
呼び出して作業要領の順序を変更するなどによりプラン
トＢでの点検要領を作成する。図の例では、プラントＡ
においてはバルブを閉める、流量を計る、バルブを開け
る、放射線を計る、の順に作業をしているのに対し、プ
ラントＢではこの順序が変更になっている。

【００３２】このように、順序を適宜入れ替えるだけで
複数のプラントでの作業点検要領が容易に作成できるか
ら、複数のプラントの点検において短時間で作業を実施
することができる。

【００３３】図６は本システムによる映像データの作業
現場１４及び制御室１５での双方向転送機能を用いた作
業の手順の一例を示す説明図である。情報携帯端末１０
を携帯した作業員がバルブの点検作業を行っている場合
について説明する。

【００３４】図６（ａ）に示すように、制御室のシステ
ムコントローラ４のディスプレイ６には作業中の現場の
様子２５ａが監視カメラ１を通して映されている。一方
作業現場側の情報携帯端末１０のディスプレイ２２には
バルブの点検作業の点検項目チェックシート２６ａが表
示されている。作業員はこの点検項目のうち点検済みの
ものについては端末１０から点検済みの旨を入力し、こ
れに対応する項目には点検済みの表示がされている。こ
こで、作業員がある点検項目についての詳細な情報が欲
しいとする。ここでは一例として作業員がバルブの組立
の手順に関する詳細情報を得たいものとする。このとき
作業員は情報携帯端末１０を通して必要な情報の送信を
要求する。

【００３５】この要求信号を受けて制御室１５内のシス
テムコントローラ４のオペレータは、ディスプレイ上で
現場の様子を確認しながら、過去実施した作業の経過を
記録した画像サーバ９内に蓄積された情報のなかから必
要な映像を選択し、また必要に応じてデータベースサー
バ５に蓄積された当該作業に関する手順の説明等のテキ
ストデータを映像に添付加工して、詳細な画像情報を出
力し、情報検索端末１０のディスプレイ２２にバルブの
組立に関する画像情報２６ｂを転送表示する。こうして
転送された過去の映像と説明を基にして作業員は確実に
作業を行うことができる。

【００３６】またこの作業の模様は、システムコントロ
ーラ４のディスプレイ６を通して制御室１５から確認す
ることもできる。このように映像データの双方向転送を
行うことで、作業員に的確な情報を必要に応じて確実に
伝えることによって作業の正確性及び作業効率を向上さ
せることができる。

【００３７】以下本システムにおける緊急時対応機能に
ついて説明する。図７はこの緊急時対応機能の一例とし
て火災や地震等の発生時におけるシステムコントローラ
４のディスプレイ６及び各作業員が携帯する情報携帯端
末１０のディスプレイ部２２の表示例を示している。本
システムの緊急時対応機能とは、トラブル発生時または
緊急時に作動し作業員や対応する責任者及び点検要因に
個別に必要な指示情報を送るものである。

【００３８】図７（ａ）に示すように、緊急時にはこの
緊急時対応機能が自動的にあるいは手動で作動し、シス
テムコントローラ４において各情報携帯端末１０の位置
すなわちプラント内の作業員の位置を把握する。システ
ムコントローラ４のディスプレイ６には作業員の位置情
報が図示される。またシステムコントローラ４によっ
て、緊急措置の対応を行うのに適した位置にいる作業員
を判断し特定する。

【００３９】緊急措置対応を行う作業員Ａの情報携帯端
末１０のディスプレイ２２には、図７（ｂ）に示すよう
に緊急措置の方法が具体的に指示される。またそれ以外
の運転員で避難を要する者Ｂの情報携帯端末１０のディ
スプレイ２２には、図７（ｃ）に示すように現在位置か
らの最適な緊急避難経路が具体的に図示される。作業結
果や避難経過の情報はシステムコントローラ４へ逐一送
信される。

【００４０】以下この緊急時対応機能を具体的に説明す
る。図８は、点検中にある作業員がバルブの破損を発見
したときの対応について示したフローチャートである。
バルブの破損を発見した作業員は情報携帯端末１０によ
り緊急時対応システムを起動する。これによりシステム
コントローラ４の緊急時対応プログラムが起動され、担
当者には情報携帯端末１０等の通信手段によって自動的
に緊急事態発生の旨の連絡がある。またこのとき、情報
携帯端末１０の画像入力ユニット２３を通してあるいは
監視カメラ１の広角映像により、破損部分の映像が制御
室のシステムコントローラ４のディスプレイ６へと送ら
れる。連絡を受けた担当者は該当する責任者と破損箇所
の処置方法に詳しい人などに連絡する。緊急度が高い場
合には、緊急時対応システムが独自に判断して、担当者
への連絡と同時に責任者や破損箇所の処置方法に詳しい
人等へ自動的に連絡を行う。緊急度の判断及び自動連絡
のフローについては予めこの緊急時対応プログラムに設
定しておくものとする。

【００４１】また場合によっては責任者が該当箇所の処
置方法に詳しい人へ連絡を行い、関連する製造業者等の
担当者への問い合わせが行われるが、緊急度が高い場合
には、システムコントローラ４から直接関連する製造業
者等の担当者の担当者へ緊急事態の旨が通知される。

【００４２】こうした通知・連絡に対応して責任者、製
造業者の担当者等から事態の対処方法に関する検討がな
されるが、システムコントローラ４ではこうした検討を
支援する。まず当該事態に対応するマニュアルと同一の
対処方法が、システムコントローラ４のディスプレイ６
に表示される。また、システムコントローラ４のデータ
ベース５に蓄積された情報のうち、当該事態と類似する
過去の事例とそれに対する対処方法等に関して自動検索
を行い、適切な情報を提示する。さらにシステムコント
ローラ４は、製造業者の担当者等からの指示との照合を
行う。

【００４３】こうした情報をもとに決定した作業実施方
法に沿って、担当者からシステムコントローラ４を介し
て現場の作業員へ作業手順の指示が入る。これに基づき
上述の作業現場・制御室間の双方向転送により作業員が
行う作業を逐次制御室で確認しまた現場へ適宜指示を与
えることで、作業が円滑に進行する。

【００４４】またこの作業現場の周辺で作業を行ってい
る周辺作業員に対しては、周辺装置に関する対処方法
が、担当者からシステムコントローラ４を介して各作業
員のもつ情報携帯端末１０を通じて個別に連絡される。

【００４５】またこのとき、各作業員が携帯している情
報携帯端末１０と無線電話中継局２によってシステムコ
ントローラ４は各現場における作業員の位置を把握して
いる。よって、このバルブ破損に伴い避難が必要となる
周辺作業員がいる場合は、該当する周辺作業員に情報携
帯端末１０を通して避難の指示を自動で送るとともにこ
の情報携帯端末１０に最適な避難経路を探索し、図示し
て避難誘導を行う。

【００４６】こうして作業あるいは避難が迅速に行われ
ると、現場作業員及び周辺作業員のもっている情報携帯
端末１０に関する情報に基づいて、システムコントロー
ラ４が現場での処置完了及び周辺作業員等の避難完了を
確認し、全作業及び避難が完了したことを担当者及び責
任者の情報携帯端末１０に連絡する。

【００４７】こうした一連の緊急時対応機能により、よ
り迅速かつ的確な作業や避難を行うことができる。以下
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態
は、図３に示した第１の実施形態における情報携帯端末
１０に代えて、図９に示したヘルメットタイプの情報携
帯端末３０を用いるものである。この情報携帯端末３０
は、作業用ヘルメット帽体３１の内部に情報携帯端末の
各機能が内蔵されているものである。

【００４８】ヘルメット帽体３１には無線電話中継局２
との通信を行うためのアンテナ３２がついている。また
透過方式のヘッドアップ・ディスプレイ３３に情報が表
示される。情報の入力は図示しない入力リモコンによっ
て行うものとするが、あるいはヘッドアップ・ディスプ
レイ３３に視線入力技術を適用して視線でディスプレイ
３３上の対象を注視することにより一部の機能を動作さ
せるよう設定してもよい。またこのディスプレイはヘッ
ドマウント・ディスプレイとしてもよい。

【００４９】また、ヘルメット帽体３１の頂部には画像
取込用カメラユニット３４が内蔵され、制御室１５側へ
作業映像を送る。耳あて部分にはスピーカー３５がつい
ており、制御室１５からの音声通信を可能にする。さら
にこの帽体３１に付属のフレキシブル・アーム３６によ
って音声入力マイク３７及び周囲音響取込用マイク３８
が取り付けられており、アンテナ３２を介して制御室１
５側へ作業員の音声を送る。なお周囲音響取込マイク３
８は、音声入力マイク３７に入った雑音を逆位相をかけ
て除去して作業員の音声のみを抽出するために、周囲の
雑音を取り込むためのものである。

【００５０】こうした構造をもつヘルメットタイプの情
報携帯端末３０によれば、作業で両手が塞がっていても
作業を妨げることなく制御室１５との双方向通信を行う
のに好適である。よって本実施形態によれば、第１の実
施形態と同様の作用効果が得られると同時に、作業効率
をさらに向上させることができる。

【００５１】以下本発明の第３の実施形態について説明
する。本実施形態は、第１または第２の実施形態に係る
プラント内情報通信システムにおける作業現場に設置さ
れる監視カメラ１を、特願平７−２０６１４３号に記載
された雑音抑圧を行うことのできる増幅型ＭＯＳセンサ
を用いた撮像装置としたものである。図１０は本実施形
態におけるこの撮像装置の回路構成図である。

【００５２】図１０において、フォトダイオード４１
（４１−１−１，４１−１−２，〜，４１−３−３）の
検出信号を増幅する増幅トランジスタ４２（４２−１−
１，４２−１−２，〜，４２−３−３）、信号を読み出
すラインを選択する垂直選択トランジスタ４３（４３−
１−１，４３−１−２，〜，４３−３−３）、信号電荷
をリセットするリセットトランジスタ４４（４４−１−
１，４４−１−２，〜，４４−３−３）からなる単位セ
ルが行列２次元状に配列されている。なお、図では３×
３個のセルが配列されているが、実際にはこれより多く
の単位セルが配列されている。

【００５３】垂直シフトレジスタ４５から水平方向に配
線されている水平アドレス線４６（４６−１，４６−
２，４６−３）は垂直選択トランジスタ４３のゲートに
接続され、信号を読み出すラインを決めている。同様
に、垂直シフトレジスタ４５から水平方向に配線されて
いるリセット線４７（４７−１，４７−２，４７−３）
は、リセットトランジスタ４４のゲートに接続されてい
る。増幅トランジスタ４２のソースは列方向に配置され
た垂直信号線４８（４８−１，４８−２，４８−３）に
接続され、その一端には負荷トランジスタ４９（４９−
１，４９−２，４９−３）が設けられている。

【００５４】また、垂直信号線４８（４８−１，４８−
２，４８−３）はスライストランジスタ５８（５８−
１，５８−２，５８−３）のゲートにそれぞれ接続され
ている。スライストランジスタ５８のソースにはスライ
ス容量５９（５９−１，５９−２，５９−３）が接続さ
れており、それらの他端はスライスパルス供給端子６０
に接続されている。スライストランジスタ５８のソース
電圧をリセットするために、スライストランジスタ５８
のソースとスライス電源端子６１との間にスライスリセ
ットトランジスタ６２（６２−１，６２−２，６２−
３）が設けられ、このトランジスタ６２のゲートにスラ
イスリセット端子６３が接続されている。

【００５５】スライストランジスタ５８のドレインに
は、スライス電荷転送容量６４（６４−１，６４−２，
６４−３）が接続されている。また、スライストランジ
スタ５８のドレイン電荷をリセットするために、スライ
ストランジスタ５８のドレインと蓄積ドレイン電源端子
６５との間にドレインセットトランジスタ６６（６６−
１，６６−２，６６−３）が設けられ、このトランジス
タ６６のゲートにドレインセット端子６７が接続されて
いる。さらに、スライストランジスタ５８のドレイン
は、水平シフトレジスタ５４から供給される選択パルス
により駆動される水平選択トランジスタ７０（７０−
１、７０−２、７０−３）を介して水平信号線５５に接
続されている。

【００５６】このように構成された撮像装置では、垂直
信号線４８に現れる電圧を電荷に変換し、電荷領域で引
き算をすることにより雑音を抑圧することとなる。次
に、本撮像装置の駆動方法について説明する。図１１は
本装置の動作を示すタイミングチャートであり、図１２
はスライストランジスタ５８のポテンシャル図を示して
いる。

【００５７】まず、水平アドレス線４６−１をハイレベ
ルにするアドレスパルス１０１ を印加すると、このラ
インの垂直選択トランジスタ４３のみＯＮし、このライ
ンの増幅トランジスタ４２と負荷トランジスタ４９でソ
ースホロワ回路が構成される。そして、増幅トランジス
タ４２のゲート電圧、すなわちフォトダイオード４１の
電圧とほぼ同等の電圧が、垂直信号線４８及びスライス
トランジスタ５８のゲートに現れる。

【００５８】次いで、スライスリセット端子６３にスラ
イスリセットパルス１０６ を印加し、スライスリセッ
トトランジスタ６２をＯＮし、スライス容量５９の電荷
を初期化する。さらに、スライスリセットトランジスタ
６２をＯＦＦし、スライスパルス供給端子６０に第１の
スライスパルス１０７ を印加する。これにより、信号
電圧がかかっているスライストランジスタ５８のゲート
下のチャンネル電位Ｖ _ｓｃｈ を越えて、第１のスライ
ス電荷がドレインに転送される。このとき、ドレインリ
セット端子６７にはドレインリセットパルス１０８ が
印加され、ドレインリセットトランジスタ６６はＯＮし
ているので、ドレイン電位は蓄積ドレイン電源端子６５
の電圧Ｖ_ｓｄｄ に固定されている。従って、第１のス
ライス電荷はドレインリセットトランジスタ６６を通っ
て排出される。

【００５９】次いで、ドレインリセットトランジスタ６
６をＯＦＦした後にリセット線４７−１をハイレベルに
するリセットパルス１０３ を印加し、このラインのリ
セットトランジスタ４をＯＮし信号電荷をリセットす
る。すると、垂直信号線４８及びスライストランジスタ
５８のゲートに信号電荷がないときの電圧が現れる。次
いで、スライスパルス供給端子６０に第２のスライスパ
ルス１０９ を印加する。これにより、信号電荷がない
ときの電圧がかかっているスライストランジスタ５８の
ゲート下のチャンネル電位Ｖ_０ｃｈ を越えて、第２の
スライス電荷がドレインに転送される。このとき、ドレ
インリセットトランジスタ６６はＯＦＦしているので、
第２のスライス電荷はドレインに接続されているスライ
ス電荷転送容量６４に転送される。

【００６０】次いで、水平シフトレジスタ５４から水平
選択パルス１０５ （１０５ −１，１０５ −２，１０
５ −３）を水平選択トランジスタ７０（７０−１，７
０−２，７０−３）に順次印加し、水平信号線５５から
１ライン分の信号を順次取り出す。この動作を、次のラ
イン、その次のラインと順次続けることにより、２次元
状の全ての信号を読み出すことができる。

【００６１】このデバイスでは、スライス容量５９の値
をＣ_ｓｌとすると、最終的に水平信号線５５に読み出さ
れる電荷（第２のスライス電荷）はＣ_ｓｌ×（Ｖ_ｓｃｈ
−Ｖ_０ｃｈ ）となり、信号があるときとリセットされ
信号がないときの差に比例する電荷が現れるため、増幅
トランジスタ４２のしきい値ばらつきによる雑音が抑制
されるという特徴がある。

【００６２】よって本実施形態における撮像装置は、垂
直信号線に現れる電圧を電荷に変換し、電荷領域で引き
算することにより雑音を抑圧することができる。また従
来のＣＣＤカメラ等を用いた場合と比較して、より消費
電力を少なく抑えることができる。

【００６３】このように監視カメラ１の電力消費の少な
い利点を生かして、監視カメラ１を作業現場により多く
配置して、かつ本実施形態におけるデータ転送装置３
ａ，３ｂを用いてシステムコントローラ４のディスプレ
イ６を多チャンネル化して作業現場の細部にわたって監
視を行うことができる。しかもこの場合の監視カメラ１
の増設に際しては、電源容量や通信線の増設がほとんど
不要であるから、従来と比較して容易に増設を進めるこ
とができる。

【００６４】以下本発明の第４の実施形態について説明
する。本実施形態は、第１または第２の実施形態に係る
プラント内情報通信システムにおける情報携帯端末１０
の画像入力部２３の小型カメラを、特願平７−２０６１
４３号に記載された雑音抑圧を行うことのできる増幅型
ＭＯＳセンサを用いた撮像装置としたものである。この
撮像装置の回路構成及び作用については第３の実施形態
で説明したので、ここでは説明を省略する。

【００６５】この構成により第１または第２の実施形態
と同様の作用効果が得られると同時に、この撮像装置の
採用により従来より消費電力の少ない情報携帯端末を実
現することができるから、従来と同性能のバッテリーを
用いた場合でも、長時間の端末使用が可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、作
業現場と制御室間の映像、音声及びテキストデータの送
受信による双方向通信を容易にかつ的確に行い、作業に
関する膨大なデータを適切に選択して有効活用するとと
もに、制御室内で作業状況を逐次掌握して必要な指示を
即座に現場に送ることにより、作業の精度を高め、かつ
作業に要する時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラント内情報
通信システムのブロック図である。

【図２】図１に示したプラント内情報通信システムの情
報携帯端末の正面図である。

【図３】図２に示した情報携帯端末と作業用測定機器と
の接続状態を示す正面図である。

【図４】図１に示したプラント内情報通信システムのシ
ステムコントローラと監視カメラとの情報伝達の流れを
示すブロック図である。

【図５】（ａ），（ｂ）ともに図１に示したプラント内
情報通信システムの学習機能の一例を示す説明図であ
る。

【図６】（ａ），（ｂ）ともに図１に示したプラント内
情報通信システムの映像データの双方向転送機能を用い
た作業の手順の一例を示す説明図である。

【図７】（ａ）は図１に示したプラント内情報通信シス
テムの緊急時対応機能を用いた場合のシステムコントロ
ーラのディスプレイ表示の一例を示す説明図であり、
（ｂ），（ｃ）はこの場合の情報携帯端末のディスプレ
イ表示の一例を示す説明図である。

【図８】図１に示したプラント内情報通信システムの緊
急時対応機能の流れの一例を示す説明図である。

【図９】本発明の第２の実施形態に係るプラント内情報
通信システムのヘルメットタイプの情報携帯端末の正面
図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係るプラント内情
報通信システムの撮像装置の回路構成図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態に係るプラント内情
報通信システムの撮像装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図１２】本発明の第３の実施形態に係るプラント内情
報通信システムの撮像装置におけるスライストランジス
タのポテンシャル図である。

【符号の説明】

１ 監視カメラ ２ 無線電話中継局 ３ａ，３ｂ データ転送装置 ４ システムコントローラ ５ データベース・画像サーバ ６，２２ ディスプレイ ７ 電話制御機 ８ 電話機 ９ 映像記憶装置 １０ 情報携帯端末 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 映像ケーブ
ル １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 電話ケーブル １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 信号ケーブル １４ プラント内作業現場 １５ 制御室 １６ 作業用測定機器 ２１ 無線電話ユニット ２１ａ，３２ 無線通信アンテナ ２３，３４ 画像取込用カメラユニット ３１ ヘルメット帽体 ３３ ヘッドアップ・ディスプレイ ３５ スピーカー ３７ 音声入力マイク ３８ 周囲音響取込用マイク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラント内の作業現場に据え付けた作業
   現場撮像装置及び無線電話中継局と、この無線電話中継
   局と無線通信を行う無線電話ユニットと映像を表示する
   第１の表示手段及び前記作業現場の映像を取込む画像入
   力ユニットを具備する情報携帯端末と、制御室内に設け
   られ情報を表示する第２の表示手段と情報を保管する情
   報管理手段を有するシステムコントローラと、制御室側
   に設けられ電話機と接続する電話制御手段と、この電話
   制御手段及び前記システムコントローラと前記制御室側
   で接続しかつ前記作業現場撮像装置及び前記無線電話中
   継局と前記作業現場側で接続するデータ転送装置とを具
   備することを特徴とするプラント内情報通信システム。
2. 【請求項２】 前記データ転送装置によって前記作業現
   場の映像や音声による情報を前記制御室側へ転送すると
   ともに、前記制御室側の前記情報管理手段に蓄積された
   画像、音声、テキストのうち少なくとも一つから構成さ
   れる情報を前記作業現場側へ転送することで前記制御室
   と前記作業現場における双方向通信を行うことを特徴と
   する請求項１記載のプラント内情報通信システム。
3. 【請求項３】 前記プラント内に設置される無線電話中
   継局は前記情報携帯端末との無線通信の可能な中継局エ
   リアを有し、かつ前記情報携帯端末がどの無線電話中継
   局の中継局エリア内にあるかを前記システムコントロー
   ラによって特定することを特徴とする請求項１または請
   求項２記載のプラント内情報通信システム。
4. 【請求項４】 プラント内の作業現場に据え付けた無線
   電話中継局と、この無線電話中継局と無線通信を行う無
   線電話ユニットを具備する情報携帯端末と、制御室内に
   設けられ情報を保管する情報管理手段を有するシステム
   コントローラと、制御室側に設けられ電話機と接続する
   電話制御手段と、この電話制御手段と前記制御室側で接
   続しかつ前記無線電話中継局と前記作業現場側で接続す
   るデータ転送装置とを具備し、前記無線電話中継局は前
   記情報携帯端末との無線通信の可能な中継局エリアを有
   し、かつ前記情報携帯端末がどの無線電話中継局の中継
   局エリア内にあるかを前記システムコントローラによっ
   て特定することを特徴とするプラント内情報通信システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記プラント内で緊急事象が発生した場
   合に前記システムコントローラによって前記情報携帯端
   末に対して個別の緊急事態の対処に関する画像、音声、
   テキストのうち少なくとも一つから構成される情報を送
   信することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
   れかに記載のプラント内情報通信システム。
6. 【請求項６】 前記情報携帯端末は、前記システムコン
   トローラに転送する情報の入力を受け付ける情報入力手
   段とヘルメットとから構成され、かつこのヘルメットは
   周囲の騒音を除去する処理を施した音声を前記無線電話
   中継局へ送信する音声入力手段を具備することを特徴と
   する請求項１ないし５のいずれかに記載のプラント内情
   報通信システム。