JP2001249047A - 炎検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ安価な構成を用いつつ、炎と炎以外
の放射線源との高い識別性能を実現することができる炎
検出装置を提供する。 【解決手段】 炎検出装置は、大別して、所定の波長帯
域を有する赤外線エネルギーを電気信号に変換して出力
する第１の受光素子１０ａを備えたセンサモジュール１
００ａと、第１の受光素子１０ａとは異なる所定の波長
帯域を有する赤外線エネルギーを電気信号に変換して出
力する受光素子１０ｂを備えたセンサモジュール１００
ｂと、センサモジュール１００ａ、１００ｂの検知面側
に配置された透光性窓１０８と、センサモジュール１０
０ａ、１００ｂからの受光出力（増幅出力）に基づい
て、炎の判定処理を実行する炎判定処理部６０と、を有
して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有炎燃焼時のＣＯ
_２共鳴により発生する赤外線放射を検出して、炎の有無
を判定する炎検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有炎燃焼により発生する赤外線放
射を検出して、炎の有無を検出する炎検出装置にあって
は、炎と炎以外の赤外線放射体との識別を行うため、有
炎燃焼時に発生するＣＯ_２の共鳴放射による波長帯域を
含む複数の波長帯域における放射線強度を検出して、そ
れら複数の波長帯域における検出値の相対比により炎の
有無を検出する２波長式、３波長式等の炎検出装置や炎
検出方法がよく知られている。

【０００３】ここで、従来技術における２波長式、及
び、３波長式の炎検出装置について、簡単に説明する。
図１５は、燃焼炎と、その他の代表的な放射体の放射線
スペクトルを示す概念図であり、横軸は放射線の波長、
縦軸は放射線の相対強度を示す。図１５に示すように、
燃焼炎（スペクトル特性１ａ、１ｂ）においては、ＣＯ
_２の共鳴放射により４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域
に放射線相対強度のピークがあり、また、このピーク波
長の近傍に存在する特徴的な波長としては、例えば、短
波長側の３．８μｍ付近に、放射線相対強度が低い波長
帯域が存在する。

【０００４】なお、ＣＯ_２の共鳴放射により、４．３μ
ｍ帯に赤外線の放射強度のピークがあることが知られて
いる。しかしながら、実際に測定した場合にあっては、
４．４〜４．５μｍ付近に放射強度のピークが現れるこ
とが経験的に示されている。したがって、以下では、特
に断らない限り、ＣＯ_２共鳴放射帯とは、４．４〜４．
５μｍ帯を指すものとする。

【０００５】したがって、上述した２波長式の炎検出装
置にあっては、４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域と、
３．８μｍ付近の波長帯域における各々の放射エネルギ
ーを狭帯域の光学波長バンドパスフィルタにより選択透
過（通過）させて、受光素子により該放射エネルギーを
検出して対応する電気信号に変換し、それぞれの検出出
力の相対比をとり、所定のしきい値と比較することによ
り炎と判定する。これにより、炎以外の赤外線放射体、
例えば、太陽光（６０００°Ｃ）等の高温放射体（スペ
クトル特性２）や、３００°Ｃ程度の比較的低温の放射
体（スペクトル特性３）、人体などの低温放射体（スペ
クトル特性４）等との識別が可能となる。

【０００６】また、上述した２波長に加え、ＣＯ_２の共
鳴放射帯である４．４〜４．５μｍ帯の長波長側の、例
えば、５．１μｍ付近の波長帯域における放射エネルギ
ーを、上記２波長式と同様の手法で検出し、これらの３
波長帯域における検出出力の相対比によって炎の有無を
判定する３波長式の炎検出装置も知られており、このよ
うな炎検出方法により、炎と炎以外の赤外線放射体との
識別性能をさらに向上させることができる。このような
複数波長方式の炎検出装置は、例えば、特公昭５５−３
３１１９号公報、特公昭５９−３４２５２号公報等に記
載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、以下に示すような問題を有して
いた。 （１）有炎燃焼時に発生するＣＯ_２の共鳴放射による波
長帯域（４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域）を含む、
複数の波長帯域における放射線の強度を検出するにあた
って、一般に、光学式のバンドパスフィルタが使用され
ているが、これらの光学式バンドパスフィルタは、いず
れも狭帯域バンドパスフィルタで構成されていたため、
その製品価格が極めて高価であり、その結果、炎検出装
置のコストアップを招くという問題を有していた。

【０００８】また、炎検出の精度を向上させるために、
上述した３波長式の炎検出装置のように、検出波長帯域
数を更に増やした場合には、狭帯域バンドパスフィルタ
をさらに追加して使用しなければならず、炎検出装置の
大幅なコストアップを招いていた。さらに、この場合、
各々異なる通過波長帯域を有する狭帯域バンドパスフィ
ルタを受光素子の前面に配置したセンサモジュールを、
個別に備える必要があるため、炎検出装置の装置規模が
大型化するという問題を有していた。

【０００９】（２）また、４．４〜４．５μｍ付近の波
長帯域と、それよりも比較的短波長側、例えば、３．８
μｍ付近の波長帯域における、それぞれの放射線相対強
度の、例えば、相対比により炎を判定する２波長式の炎
検出装置にあっては、炎以外の比較的低温側の赤外線放
射体（例えば、図１５において、スペクトル特性３を示
す比較的低温の放射体）等に対して、条件によっては、
炎と誤識別する可能性があり、その識別性能が必ずしも
十分ではなかった。

【００１０】このような問題は、４．４〜４．５μｍ付
近の波長帯域と３．８μｍ付近の波長帯域における放射
線相対強度の相対比が、炎の燃焼状態により大きく変動
することに起因する。すなわち、図１５に示すように、
比較的青い炎（完全燃焼に近い炎）が示すスペクトル特
性１ａと、比較的赤い炎（不完全燃焼の度合いが大き
い）が示すスペクトル特性１ｂにおいて、４．４〜４．
５μｍ付近を含む長波長側では、炎の燃焼状態に関係な
く放射線の相対強度は、ほぼ安定して略同等の傾向を示
すのに対して、４．４〜４．５μｍ帯の短波長側、例え
ば、３．８μｍ付近の帯域では、炎の燃焼状態に応じて
放射線の相対強度は、大きく変動する傾向を示す。

【００１１】具体的には、３．８μｍ付近の波長帯域で
は、比較的赤い炎のスペクトル特性１ｂは、比較的青い
炎のスペクトル特性１ａに比較して、放射線の相対強度
が極めて大きく、４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域と
３．８μｍ付近の波長帯域における放射線相対強度の相
対比は、比較的赤い炎のスペクトル特性１ｂの場合、き
わめて小さい値（すなわち、３．８μｍ付近の放射線相
対強度を基準として、４．４〜４．５μｍ付近の放射線
相対強度の相対比が、例えば、２程度）になり、比較的
青い炎のスペクトル特性１ａの場合（すなわち、３．８
μｍ付近の放射線相対強度を基準として、４．４〜４．
５μｍ付近の放射線相対強度の相対比が、例えば、１０
程度）に比較して、概ね５分の１以下となる。

【００１２】そして、火災時等に発生する一般的な炎は
比較的赤い炎であることから、炎以外の赤外線放射体の
識別を行うために設定される、４．４〜４．５μｍ付近
の波長帯域と３．８μｍ付近の波長帯域における放射線
相対強度の相対比に対するしきい値と、比較的赤い炎の
スペクトル特性１ｂにおける相対比との間の差異が微小
（しきい値との大小関係が微妙）となり、比較的低温の
赤外線放射体との識別が困難になるという問題を有して
いた。

【００１３】（３）炎検出装置は、一般に広い区域、例
えば、トンネル内やビルの吹き抜け部など高天井を有す
る建物内などで発生する火災を監視するために適用され
ることが多いため、一台の炎検出装置における検出感度
は、例えば、前方最遠で２０ｍ以上離れた区域を監視で
きるように高い検出感度に設定されている。そして、こ
のような高い検出感度に設定されていることにより、火
災監視区域内の、炎検出装置に比較的近距離の範囲を人
体等の低温放射体が通過したような場合であっても、
４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域に無視できない程の
出力が現れることが、出願人の各種実験の結果、明らか
となっている。

【００１４】また同様に、火災監視区域内の、炎検出装
置に比較的近距離の範囲を車両が通過した場合にも、
４．４〜４．５μｍ付近の帯域に無視できない程の出力
が現れることが、出願人の各種実験の結果、明らかにな
っている。この車両通過時の４．４〜４．５μｍ付近の
波長帯域と３．８μｍ付近の波長帯域における放射線相
対強度の相対比は、比較的低温側、例えば、図１５のス
ペクトル特性“３”の場合に近いものであることが実験
によって明らかになっている。

【００１５】このような人体や車両の通過時に、３．８
μｍ付近の波長帯域で検出される放射線相対強度は、
４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域の放射線相対強度よ
りも、比較的小さくなることから、４．４〜４．５μｍ
付近の波長帯域と３．８μｍ付近の波長帯域における放
射線相対強度の相対比に基づいて、炎を識別する手法で
は、上記（２）の問題点において説明したように、比較
的低温側の放射に対してしきい値の設定が微妙であるた
め、炎との識別が困難となり、誤検出を起こす可能性が
あった。

【００１６】このような問題を解決するためには、４．
４〜４．５μｍ帯の長波長側の、例えば、５．１μｍ付
近の波長帯域を加え、３つの波長帯域の放射エネルギー
を検出し、これらの検出出力の相対比によって炎の有無
を判定する３波長式を採用する方法があるが、この場
合、上記（１）の問題点が顕在化するという問題を有し
ていた。

【００１７】（４）また、一般に、トンネル用の炎検出
装置等にあっては、検出性能の確認等を行うために、受
光素子の直近に配置した試験ランプを点滅させ、擬似火
炎光として受光素子に照射し、検出性能試験を行う方式
が採用されている。ここで、直近の試験ランプ（ハロゲ
ン球など）からの赤外線放射は、例えば、図１６に示す
ような放射スペクトル特性を有している。すなわち、試
験ランプからの赤外線放射は、４．４〜４．５μｍ帯と
３．８μｍ帯の放射線相対強度の相対比の点で、図１５
に示したような有炎燃焼のスペクトル特性１a、１ｂと
は全く異質のスペクトル特性を有しているため、４．４
〜４．５μｍ付近の波長帯域と３・８μｍ付近の波長帯
域における放射線相対強度の相対比に基づいて、炎を判
定（識別）する２波長式の炎検出装置にあっては、厳密
な検出性能試験を行うことが困難であるという問題を有
していた。

【００１８】そこで、本発明は、このような問題点に鑑
み、簡易かつ安価な構成を用いつつ、炎と炎以外の放射
線源との高い識別性能を実現することができる炎検出装
置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る炎検出装置は、有炎燃焼時に発生するＣＯ_２共鳴によ
り放射される第１の波長帯域の光を透過させる狭帯域バ
ンドパスフィルタにより構成される第１の光学波長フィ
ルタと、前記第１の光学波長フィルタを透過した光を受
光して電気信号に変換して出力する第１の受光素子と、
前記第１の光学波長フィルタの透過波長帯域の長波長側
に隣接した第２の波長帯域の光を透過する広帯域バンド
パスフィルタにより構成される第２の光学波長フィルタ
と、前記第２の光学波長フィルタを透過した光を受光し
て電気信号に変換して出力する第２の受光素子と、前記
第１の受光素子及び第２の受光素子の出力に基づいて所
定規模以上の炎の有無を判定する炎判定手段と、を備え
たことを特徴としている。

【００２０】請求項２記載の発明に係る炎検出装置は、
請求項１記載の炎検出装置において、前記第１の受光素
子及び前記第２の受光素子を、焦電体で構成したことを
特徴としている。請求項３記載の発明に係る炎検出装置
は、請求項１記載の炎検出装置において、前記第１の光
学波長フィルタは、前記第１の受光素子を収納した第１
のセンサモジュールの、前記第１の受光素子の前面に配
置される狭帯域バンドパスフィルタと、前記第１のセン
サモジュールを収納する本体カバーの、前記第１の受光
素子の前面に設けられた窓用開口部に配置される前記セ
ンサモジュール保護用のハイカット特性を有する透光性
窓との透過率特性の組合せにより構成され、前記第２の
光学波長フィルタは、前記第２の受光素子を収納した第
２のセンサモジュールの、前記第２の受光素子の前面に
配置されるロングパスフィルタと、前記第２のセンサモ
ジュールを収納する本体カバーの、前記第２の受光素子
の前面に設けられた窓用開口部に配置される前記センサ
モジュール保護用のハイカット特性を有する透光性窓と
の透過率特性の組合せにより構成されることを特徴とし
ている。

【００２１】請求項４記載の発明に係る炎検出装置は、
請求項３に記載の炎検出装置において、前記狭帯域バン
ドパスフィルタは、概ね４．５μｍ付近を中心波長とす
る狭帯域波長の光のみを選択透過させるよう構成され、
前記ロングパスフィルタは、概ね５．０μｍ付近を超え
る所定の波長帯域の光を透過させるカットオンフィルタ
により構成され、前記透光性窓は、概ね７．０μｍ付近
以下の光を透過させるハイカット特性を有するフィルタ
部材により構成されていることを特徴としている。

【００２２】請求項５記載の発明に係る炎検出装置は、
請求項４に記載の炎検出装置において、前記透光性窓を
構成するフィルタ部材は、サファイアガラスであること
を特徴としている。請求項６記載の発明に係る炎検出装
置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の炎検出装置に
おいて、前記第２の受光素子により設定される第２の検
知エリアは、前記第１の受光素子により設定される第１
の検知エリアの比較的近距離エリアに設定されているこ
とを特徴としている。

【００２３】請求項７記載の発明に係る炎検出装置は、
請求項１乃至６のいずれかに記載の炎検出装置におい
て、前記第１の光学波長フィルタと、前記第２の光学波
長フィルタと、前記第１の受光素子と、前記第２の受光
素子とから構成される炎検出部を一対備え、該一対の炎
検知部により、該一対の炎検知部の設置位置を基準とす
る相異なる２方向に対し、所定の検知エリアを設定し
て、特定の火災監視区域内で発生する炎を検出すること
を特徴としている。請求項８記載の発明に係る炎検出装
置は、請求項７に記載の炎検出装置において、前記一対
の炎検知部は、トンネル内の所定の設置位置を基準とし
て、前記トンネルの長手方向の左右２方向に対し、各々
独立した３次元の検知エリアを設定して、前記トンネル
内で発生する炎を検出することを特徴としている。

【００２４】請求項９記載の炎検出装置は、請求項１乃
至８のいずれかに記載の炎検出装置において、前記炎検
出装置は、前記第１の受光素子の出力から所定の周波数
の信号成分を選択抽出する第１の周波数抽出手段と、前
記第２の受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を
選択抽出する第２の周波数抽出手段とを備え、前記第１
及び第２の周波数抽出手段は、前記信号成分の通過特性
が相互に異なるように設定されていることを特徴として
いる。

【００２５】請求項１０記載の炎検出装置は、請求項９
記載の炎検出装置において、前記第１及び第２の周波数
抽出手段は、選択抽出した周波数のうち、少なくとも、
実質的な炎特有のちらつき周波数帯域以外の周波数にお
いて、前記第２の周波数抽出手段により抽出された信号
成分の強度が、前記第１の周波数通過手段により抽出さ
れた信号成分の強度よりも大きくなるように、信号通過
特性が設定されていることを特徴としている。

【００２６】請求項１１記載の炎検出装置は、請求項９
又は１０記載の炎検出装置において、前記炎判定手段
は、少なくとも、実質的な炎特有のちらつき周波数帯域
以外の周波数において、前記第１及び第２の周波数抽出
手段により抽出された各信号成分の強度に基づいて、炎
特有のちらつき周波数を含む炎以外の放射線源を判別す
ることを特徴としている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。 ＜第１の実施形態＞図１は、本発明に係る炎検出装置の
第１の実施形態を示す概略構成図であり、図２は、本実
施形態に係る炎検出装置に適用されるセンサモジュール
と、該センサモジュールを収納した本体カバーの構成例
を示す概略構成図である。

【００２８】図１に示すように、本実施形態に係る炎検
知器は、大別して、所定の波長帯域を有する赤外線エネ
ルギー（光エネルギー）を電気信号に変換して出力する
第１の受光素子１０ａを備えたセンサモジュール１００
ａと、第１の受光素子１０ａとは異なる所定の波長帯域
を有する赤外線エネルギーを電気信号に変換して出力す
る受光素子１０ｂを備えたセンサモジュール１００ｂ
と、センサモジュール１００ａ、１００ｂの検知面側に
配置されたセンサモジュール保護用の透光性窓１０８
と、センサモジュール１００ａ、１００ｂから出力され
る各検出信号から、所定の周波数帯域の信号成分のみを
通過させる前置フィルタ２０ａ、２０ｂと、前置フィル
タ２０ａ、２０ｂを通過した信号成分を初段増幅するプ
リアンプ３０ａ、３０ｂと、プリアンプ３０ａ、３０ｂ
からの出力を、後述する炎判定処理に適した信号レベル
に増幅するメインアンプ４０ａ、４０ｂと、メインアン
プ４０ａ、４０ｂから出力される増幅出力（アナログ信
号）をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換
器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す）５０ａ、５０ｂと、Ａ
／Ｄ変換された増幅出力に基づいて、炎の判定処理を実
行する炎判定処理部（炎判定手段）６０と、を有して構
成されている。

【００２９】以下、各構成について具体的に説明する。 （イ）センサモジュール１００ａ、１００ｂ センサモジュール１００ａは、有炎燃焼時に発生するＣ
Ｏ_２共鳴により放射される概ね４．５μｍの波長帯域を
中心波長とする狭帯域の放射線のみを高い透過率で透過
する光学式の狭帯域バンドパスフィルタであって、例え
ば、中心波長±２００〜４００ｎｍの極めて狭い波長帯
域の放射線を選択透過する光学波長フィルタ１０５ａ
と、該光学波長フィルタ１０５ａを透過した光を受光し
て電気信号に変換して出力する焦電型の第１の受光素子
１０ａを備えている。

【００３０】具体的には、図２に示すように、センサモ
ジュール１００ａは、第１の受光素子１０ａが形成され
た基板１０１ａと、該基板１０１ａを基部１０３ａ上に
支持するための基板搭載部１０２ａと、基板搭載部１０
２ａ側の背面側から端子１０４ａが延在して設けられた
基部１０３ａと、受光素子１０ａの前方に狭帯域バンド
パスフィルタである光学波長フィルタ１０５ａを備えた
カバー部材１０６ａとからなるパッケージ化された構成
を有している。

【００３１】また、センサモジュール１００ｂは、概ね
５．０μｍを超える所定の波長帯域の放射線を良好に透
過するカットオンフィルタで構成されるロングパスフィ
ルタである光学波長フィルタ１０５ｂと、該光学波長フ
ィルタ１０５ｂを透過した光を受光して電気信号に変換
して出力する焦電型の第２の受光素子１０ｂを備えてい
る。

【００３２】具体的には、図２に示すように、センサモ
ジュール１００ｂは、第２の受光素子１０ｂが形成され
た基板１０１ｂと、該基板１０１ｂを基部１０３ｂ上に
支持するための基板搭載部１０２ｂと、基板搭載部１０
２ｂ側の背面側から端子１０４ｂが延在して設けられた
基部１０３ｂと、受光素子１０ｂの前方にロングパスフ
ィルタである光学波長フィルタ１０５ｂを備えたカバー
部材１０６ｂとからなるパッケージ化された構成を有し
ている。

【００３３】そして、これらのセンサモジュール１００
ａ、１００ｂは、本体カバー１０７内に設けられた共通
の取り付け部材１１０上に、互いに近接して所定の配列
で配置されている。なお、上述した光学波長フィルタ１
０５ａ、１０５ｂは、例えば、シリコン、ゲルマニウ
ム、サファイア等の基板上に、テルル化鉛ＰｂＴｅと硫
化亜鉛ＺｎＳを蒸着積層することにより、上記所定の波
長帯域の光を透過する特性を持たせることができる。

【００３４】（ロ）透光性窓１０８ 透光性窓１０８は、センサモジュール１００ａ、１００
ｂが収納された本体カバー１０７の一面側（図２では上
面側）であって、センサモジュール１００ａ、１００ｂ
の前面側に設けられた所定の開口部に配置され、例え
ば、サファイアガラス等の赤外線透光性の部材により形
成されている。したがって、上記受光素子１０ａ、１０
ｂは、各々の受光限界視野が透光性窓１０８ａの縁辺部
で規制されることにより、略同一の拡がり角度を有する
検知エリアが設定される。ここで、透光性窓１０８を構
成するサファイアガラスは、概ね７．０μｍ付近以下の
波長帯域の放射線を良好に透過するハイカット特性を有
するフィルタ部材として機能する。

【００３５】（ハ）前置フィルタ２０ａ、２０ｂ 前置フィルタ２０ａ、２０ｂは、上記受光素子１０ａ、
１０ｂの各々から出力される検出信号から、炎判定処理
に用いられる特定の周波数帯域の信号成分のみを通過さ
せて、後段の増幅手段（プリアンプ３０ａ、３０ｂ、メ
インアンプ４０ａ、４０ｂ）に伝達する機能を有してい
る。

【００３６】（ニ）プリアンプ３０ａ、３０ｂ／メイン
アンプ４０ａ、４０ｂ プリアンプ３０ａ、３０ｂは、各前置フィルタ２０ａ、
２０ｂを介して入力される信号成分を所定の増幅率で初
段増幅し、メインアンプ４０ａ、４０ｂは、プリアンプ
３０ａ、３０ｂからの各出力を、後述する炎判定処理に
適した信号レベルに増幅する。

【００３７】（ホ）Ａ／Ｄ変換器５０ａ、５０ｂ Ａ／Ｄ変換部５０ａ、５０ｂは、メインアンプ４０ａ、
４０ｂから出力されたアナログ信号を後段の炎判定処理
部６０における炎判定処理に適したデジタル信号に変換
する。なお、Ａ／Ｄ変換部５０ａ、５０ｂは、後段の炎
判定処理部６０がデジタル信号処理を行う場合にのみ必
要であり、アナログ信号レベルを直接基準値と比較する
ような処理回路の場合には省略することができる。

【００３８】（ヘ）炎判定処理部６０ 炎判定処理部６０は、マイクロプロセッサユニット（Ｍ
ＰＵ）等により構成され、第１の受光素子１０ａの受光
出力（増幅出力）と第２の受光素子１０ｂの受光出力
（増幅出力）の相対比を算出することにより、炎と炎以
外の赤外線源（放射線源）との識別判定処理を行う。な
お、炎判定処理部６０の具体的な処理動作については、
後述する。

【００３９】上述したような構成を有する炎検出装置に
おいて、火炎ＦＲから放射され、本体カバー１０７の透
光性窓１０８及びセンサモジュール１００ａの第１の光
学波長フィルタ１０５ａを透過した赤外線エネルギー
は、第１の受光素子１０ａで電気信号に変換され出力さ
れる。第１の受光素子１０ａからの受光出力は、前置フ
ィルタ２０ａにより炎判定処理に用いられる特定の周波
数帯域の信号成分のみが通過し、プリアンプ３０ａ、メ
インアンプ４０ａにより所定の信号増幅処理が施され、
Ａ／Ｄ変換器５０ａによりデジタル信号に変換されて炎
判定処理部６０に入力される。

【００４０】一方、火炎ＦＲから放射され、本体カバー
１０７の透光性窓１０８及びセンサモジュール１００ｂ
の第２の光学波長フィルタ１０５ｂを透過した赤外線エ
ネルギーは、第２の受光素子１０ｂで電気信号に変換さ
れ出力される。第２の受光素子１０ｂからの受光出力
は、前置フィルタ２０ｂにより炎判定処理に用いられる
特定の周波数帯域の信号成分のみが通過し、プリアンプ
３０ｂ、メインアンプ４０ｂにより所定の信号増幅処理
が施され、Ａ／Ｄ変換器５０ｂによりデジタル信号に変
換されて炎判定処理部６０に入力される。

【００４１】ここで、本実施形態に適用される各フィル
タによる各波長におけるフィルタ特性と透過率につい
て、具体的に説明する。図３は、第１及び第２の光学波
長フィルタの各波長における透過率を示す図である。こ
こでは、図２に示したセンサモジュール及び本体カバー
の構成を適宜参照しながら説明する。

【００４２】上述したように、透光性窓材１０８である
サファイアガラスにより、概ね７．０μｍ付近以下の放
射線が良好に透過するハイカット特性を有する透過率特
性１０８Ｓが得られるとともに、光学波長フィルタ１０
５ａを構成する、概ね４．５μｍ付近を中心波長とする
狭帯域バンドパスフィルタにより、図３に示すように、
当該中心波長近傍の波長帯域の放射光を高い透過率で透
過する透過率特性１０５Ｓａが得られ、これらの組合せ
により、結果、Ｔａに示すような概ね４．５μｍ付近を
中心波長とする中心波長透過率が高い狭帯域バンドパス
フィルタが構成される。これら透過性窓材１０８である
サファイアガラス及び光学波長フィルタ１０５ａの透過
率特性の組合せ（合成）により、本発明に係る第１の光
学波長フィルタが構成される。

【００４３】一方、透光性窓材１０８であるサファイア
ガラスにより、概ね７．０μｍ付近以下の放射線が良好
に透過するハイカット特性を有する透過率特性１０８Ｓ
が得られるとともに、光学波長フィルタ１０５ｂを構成
するロングパスフィルタにより、概ね５．０μｍ付近を
超える所定の波長帯域の放射光を良好に透過するカット
オンフィルタ特性を有する透過率特性１０５Ｓｂが得ら
れ、これらの組合せにより、結果、Ｔｂに示すような概
ね５．０μｍ〜７．０μｍの中心波長透過率が比較的低
い広帯域バンドパスフィルタが構成される。すなわち、
透光性窓材１０８であるサファイアガラス及び光学波長
フィルタ１０５ｂの透過率特性の組合せ（合成）によ
り、本発明に係る第２の光学波長フィルタが構成され
る。

【００４４】ここで、第１の光学波長フィルタ（透光性
窓材１０８及び光学波長フィルタ１０５ａの透過率特性
の合成）及び第２の光学波長フィルタ（透光性窓材１０
８及び光学波長フィルタ１０５ｂの透過率特性の合成）
の中心波長の透過率は、図３に示すように、第１の光学
波長フィルタの中心波長透過率が、第２の光学波長フィ
ルタの中心波長透過率に対して、およそ数倍程度大き
い。しかし、第１の光学波長フィルタは狭帯域バンドパ
スフィルタであるので、その透過帯域は、広帯域バンド
フィルタである第２の光学波長フィルタに比べ、数分の
１程度である。しかし、第１の光学波長フィルタは、中
心波長透過率が高いため、透過率の帯域積分値Ｔａは、
第２の光学波長フィルタの透過率の帯域積分値Ｔｂに対
し、同程度、あるいは、大き過ぎない程度に設定され
る。

【００４５】このようなフィルタ特性を有する炎検出装
置において、透光性窓材１０８を構成するハイカット特
性を有するサファイアガラスは、赤外線透過材質とし
て、一般的に使用されているものであり、また、５．０
μｍ付近を超える所定の波長帯域の放射光を良好に透過
するカットオンフィルタにより構成されるロングパスフ
ィルタを備えたセンサモジュール１００ｂは、広い波長
帯域に対して均一な感度特性を有している焦電型の受光
素子を備えた汎用の人体検出用センサ等をそのまま利用
することができるので、いずれも安価に入手することが
可能であり、したがって、概ね５．０μｍ〜７．０μｍ
の広帯域バンドパスフィルタを極めて簡易かつ安価に構
成することができる。

【００４６】なお、概ね５．０μｍ付近を超える所定の
波長帯域の放射光を良好に透過するカットオンフィルタ
により構成されるロングパスフィルタを備えたセンサモ
ジュール１００ｂに対し、概ね４．５μｍを中心波長と
する狭帯域の放射線を選択透過する狭帯域バンドパスフ
ィルタを備えたセンサモジュール１００ａは、現状で実
質十数倍程度の価格差があり、極めて高価であるが、本
実施形態においては、本体カバー内に収納される一組の
センサモジュールのうち、一方のみに狭帯域バンドパス
フィルタを備えたセンサモジュール１００ａを採用して
いるので、従来技術における２波長式や３波長式の炎検
出装置のように、検出する波長分の（高価な）狭帯域バ
ンドパスフィルタを備えたセンサモジュールを設ける必
要がなく、極めて安価に炎検出装置を構成することがで
きる。

【００４７】次いで、上述したセンサモジュール、及
び、センサモジュールを収納した本体カバーにより設定
される検知エリアの拡がりについて、図面を参照して説
明する。図４は、本実施形態に係る炎検出装置により設
定される検知エリアの拡がりを説明する概略図である。

【００４８】本実施形態に係る炎検出装置においては、
図４に示すように、センサモジュール１００ｂにより設
定される検知エリアＡＲｂ（すなわち、第２の受光素子
１０ｂにより設定され、想定される炎以外の、特に、低
温側の赤外線放射により、４．５μｍ帯の出力に影響を
与える範囲での炎識別性能を向上するために、第２の波
長帯域で該放射を捕らえようとする所定のエリア）が、
センサモジュール１００ａ（すなわち、第１の受光素子
１０ａ）により設定される検知エリアＡＲａ（所定規模
以上の炎から、４．５μｍ帯（第１の波長帯域）の出力
が良好に得られ、正しく炎を判定できる遠方限界までの
エリア）の比較的近距離側のエリアに設定されている。

【００４９】このような検知エリアの設定において、セ
ンサモジュール１００ｂ（第２の受光素子１０ｂ）にお
けるフィルタ特性（第２の光学波長フィルタで設定され
る特性）である、概ね５．０〜７．０μｍ付近の波長帯
域は、基本的に、炎からの赤外線を検出する目的に用い
るものではなく、想定される炎以外の、特に、低温側の
赤外線放射に相当する変化が４．５μｍ帯の出力に影響
を与え、炎として誤検出してしまう可能性の高い、炎検
出装置の比較的近いエリアから、該赤外線放射の変化に
より第２の波長帯域による出力を得て炎と炎以外の識別
性能を向上するように設定することが重要である。要す
るに、これを概ね４．５μｍ付近の波長帯域を検知する
ための検知エリアＡＲａと同様に設定するため、大きな
検出感度に設定しても、受光素子１０ｂからの検出信号
にはノイズ成分が増えるだけであることに基づいてい
る。

【００５０】したがって、概ね５．０〜７．０μｍ付近
の波長帯域を、概ね４．５μｍ付近の波長帯域における
炎の検出処理に影響を与える、比較的低温の放射線源、
例えば、人体や車両等と炎との識別のためだけに利用す
ることにより、少なくとも炎検出装置に比較的近い位置
の前方を通過する人体や車両等と、炎との識別が可能な
程度の出力が得られるように、センサモジュール１００
ｂ（第２の受光素子１０ｂ）の検知エリアを設定すれば
よいことになる。ここで、第２の受光素子１０ｂにより
設定される検知エリアを比較的近距離側のエリアに設定
する手法としては、例えば、プリアンプ３０ｂ、メイン
アンプ４０ｂの増幅率を低くしたり、炎判定処理部６０
での炎判定レベルを高くしたりする手法等を適用するこ
とができる。

【００５１】次に、本実施形態に係る炎検出装置に適用
される炎判定処理部における制御処理について、図面を
参照して説明する。図５は、本実施形態に係る炎検出装
置に適用される炎判定処理部の処理動作の手順を示すフ
ローチャートであり、図６は、本実施形態に適用される
炎判定処理における判定結果を示す相関表である。

【００５２】以下、各処理手順を図５を適宜参照しなが
ら説明する。なお、必要に応じて図２に示したセンサモ
ジュール及び本体カバーの構成を参照する。 （処理手順Ｓ１）まず、第１の受光素子１０ａ及び第２
の受光素子１０ｂの各受光出力（増幅出力）を、所定サ
ンプリング周期でＡ／Ｄ変換器５０ａ、５０ｂを介して
所定時間取り込み、該受光出力毎に強度の時間積分処理
を行う。

【００５３】（処理手順Ｓ２／Ｓ３）次いで、上記処理
手順Ｓ１において、積分処理した第１の受光素子１０ａ
の受光出力（以下、受光出力積分値という）、すなわ
ち、第１の光学波長フィルタ（透光性窓材１０８及び光
学波長フィルタ１０５ａの透過率特性の合成）を透過し
た放射線の受光出力積分値が、予め設定された基準レベ
ルを超えたか否かを判定し、当該基準レベル以下の場合
には、炎に相当する受光出力が検出されなかったものと
して、処理手順Ｓ１に戻り、所定のサンプリング周期で
受光出力の取り込みを繰り返す。一方、上記受光出力積
分値が、基準レベルを超えた場合には、処理手順Ｓ１で
別に積分処理した受光素子１０ｂの受光出力（受光出力
積分値）との相対比（すなわち、受光素子１０ａの受光
出力積分値／受光素子１０ｂの受光出力積分値）を算出
する。

【００５４】（処理手順Ｓ４／Ｓ５）次いで、算出され
た受光出力積分値の相対比が、予め設定されたしきい値
レベルを超えるか否かを判定し、当該しきい値レベル以
下の場合には、例えば、人体や車両等の炎以外の比較的
低温の放射線源による受光出力があったものとして、処
理手順Ｓ１に戻り、所定のサンプリング周期で受光出力
の取り込みを繰り返す。

【００５５】一方、上記受光出力積分値の相対比が、し
きい値レベルを超えた場合には、炎と判定して、炎判定
出力を行う。ここで、上記しきい値レベルとしては、燃
焼炎の受光出力積分値の相対比（受光素子１０ａの受光
出力積分値／受光素子１０ｂの受光出力積分値）が、燃
焼状態に関係なく、ほぼ５以上であること、及び、炎以
外からの受光出力積分値の相対比が２以下であることに
基づいて、例えば、３程度に設定すれば良いことにな
る。

【００５６】したがって、上述した一連の炎判定処理に
より、図６に示すような放射線源の種類と判定結果との
相関関係が得られ、炎と炎以外の放射線源との識別を確
実に行うことができる。具体的には、検出対象となる放
射線源が、炎の場合には、概ね４．５μｍ帯の波長帯域
に、放射線の相対強度の強い（高い）受光出力が検出さ
れるとともに、４．５μｍ帯の長波長側である５．０〜
７．０μｍ帯の波長帯域に、放射線の相対強度の極弱
（微小な）受光出力が検出される。この場合、放射線相
対強度の相対比は、例えば、５．０程度以上となって、
炎判定の基準（しきい値レベル）である相対比“３”よ
りも大きくなるので、検出対象が炎であると判定され
る。

【００５７】また、検出対象となる放射線源が、太陽光
（６０００°Ｃ）等の高温放射体の場合や、車両等の比
較的低温の放射体の場合には、概ね４．５μｍ帯の波長
帯域に、放射線の相対強度の強い（高い）受光出力が検
出されるとともに、４．５μｍ帯の長波長側である５．
０〜７．０μｍ帯の波長帯域にも、放射線の相対強度の
強い（高い）受光出力が検出される。この場合、放射線
相対強度の相対比は、例えば、１．０〜１．２程度とな
って、炎判定の基準（しきい値レベル）である相対比
“３”よりも小さくなるので、検出対象が炎以外の放射
線源であると判定される。

【００５８】さらに、検出対象となる放射線源が、人体
などの低温放射体の場合には、概ね４．５μｍ帯の波長
帯域に、放射線の相対強度の弱い（低い）受光出力が検
出されるとともに、４．５μｍ帯の長波長側である５．
０〜７．０μｍ帯の波長帯域に、放射線の相対強度の強
い（高い）受光出力が検出される。この場合、放射線相
対強度の相対比は、例えば、０．５程度となって、炎判
定の基準（しきい値レベル）である相対比“３”よりも
小さくなるので、検出対象が炎以外の放射線源であると
判定される。

【００５９】なお、上記処理手順Ｓ４において、受光出
力積分値の相対比がしきい値レベルを超えた場合には、
さらに精度の高い炎判定を行うようにしても良い。例え
ば、受光素子１０ａの受光出力（増幅出力）の所定時間
のサンプリングデータに基づいて、高速フーリエ変換法
（ＦＦＴ：Fast Fourier Transformation）等の周波数
解析を行い、炎特有のちらつき周波数（又は、ゆらぎ周
波数）が存在するかを解析する処理を適用することがで
きる。

【００６０】＜第２の実施形態＞次に、本発明に係る炎
検出装置の第２の実施形態について、図面を参照して説
明する。本実施形態においては、上述した第１の実施形
態に示した炎検出装置の構成をトンネル用の炎検出装置
（火災検知器）に適用した場合について説明する。図７
は、本発明に係る炎検出装置の第２の実施形態を示す概
略構成図であり、図８は、本実施形態に係る炎検出装置
のトンネル内での設置形態と検知エリアの拡がりを示す
概略図である。

【００６１】図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施
形態に係る炎検出装置２００は、筐体２０１の上部に設
けられたセンサ収納部２０２に、炎検出装置２００のト
ンネル内壁面への設置状態において、少なくともトンネ
ルの長手方向（図８（ｂ）の左右方向）に所定の曲率半
径を有して曲面状に形成された傾斜曲面２０３ａ、２０
３ｂと、傾斜曲面２０３ａ、２０３ｂの各々の周縁部
（外周）に連続して設けられ、所定の傾斜角度を有して
形成された急傾斜面２０４ａ、２０４ｂと、傾斜曲面２
０３ａ、２０３ｂの各々に設けられた個別の透光性窓２
０５ａ、２０５ｂと、各透光性窓２０５ａ、２０５ｂの
内部に収納され、上記実施形態と同等の構成を有する一
対のセンサモジュール２０６ａ、２０６ｂ、２０７ａ、
２０７ｂと、各透光性窓２０５ａ、２０５ｂの近傍の、
センサモジュール２０６ａ、２０６ｂ、２０７ａ、２０
７ｂを見渡せる位置に、個別の試験ランプ２０８ａ、２
０８ｂを収納し、かつ、炎検出装置２００の設置状態に
おいて、その下面側に試験光源用透光窓２０９ａ、２０
９ｂを備えた試験用光源収納部２１０と、を有して構成
されている。

【００６２】ここで、センサモジュール２０６ａ、２０
７ａは、上述した第１の実施形態におけるセンサモジュ
ール１００ａに相当し、センサモジュール２０６ｂ、２
０７ｂは、同様に、センサモジュール１００ｂに相当す
る。また、傾斜曲面２０３ａ、２０３ｂの各々に設けら
れた個別の透光性窓２０５ａ、２０５ｂは、上述した第
１の実施形態における透光性窓１０８に相当し、サファ
イアガラスにより構成されている。

【００６３】そして、このような構成を有する炎検出装
置のトンネル内壁面への設置状態は、例えば、図８
（ａ）に示すように、トンネル９０内部下方の一方の壁
面（概ね、路面から２．５ｍ程度の高さ）９１ａに、ト
ンネル９０の長手方向に沿って、路面９０ａ及び他方側
の壁面９１ｂまでを監視するように設置されている。ま
た、その検知エリアは、センサモジュール２０６ａ、２
０６ｂ、及び、２０７ａ、２０７ｂが、図７（ｂ）に示
すように、トンネルの長手方向の一方側及び他方側の傾
斜曲面２０３ａ、２０３ｂに設けられた透光性窓２０５
ａ、２０５ｂに対して、各々所定の位置関係で、かつ、
所定の傾斜角度で設置されていることにより、図８
（ｂ）に示すように、各々所定の広がりを有する検知エ
リアＡａ、Ａｂ、及び、Ｂａ、Ｂｂが設定される。

【００６４】ここで、上述したように、センサモジュー
ル２０６ａ、２０７ａ（収納される受光素子）は、高い
検出感度により、遠方監視特性に優れた広い検知エリア
Ａａ、Ｂａを設定している。また、センサモジュール２
０６ｂ、２０７ｂ（収納される受光素子）は、センサモ
ジュール２０６ａ、２０７ａよりも低い感度により、上
記検知エリアＡａ、Ｂａのうち、比較的近距離側、すな
わち、炎検出装置２００の近傍の前方領域を含む検知エ
リアＡｂ、Ｂｂを設定している。ここで、図８（ｂ）に
おいては、検知エリアＡａ、Ｂａ、及び、Ａｂ、Ｂｂを
平面的に示しているが、実際には、紙面に対して表裏方
向にも検知エリアを有しており、３次元的な広がりを有
する検知エリアが設定されている。

【００６５】したがって、本実施形態に係る炎検出装置
によれば、トンネル内において、人体や車両等の放射線
源と炎との誤識別を抑制して、良好な炎検出を行うこと
ができる炎検出装置を、従来技術に比較して装置規模を
大型化することなく、極めて安価に実現することができ
る。また、試験用光源収納部２１０に収納された試験ラ
ンプ２０８ａ、２０８ｂを、疑似炎状態になるように点
滅させ、その試験光ＣＫを試験光源用透光窓２０９ａ、
２０９ｂを介して、透光性窓２０５ａ、２０５ｂ内のセ
ンサモジュール２０６ａ、２０６ｂ、及び、２０７ａ、
２０７ｂに投光することにより、図１０に示したような
スペクトル特性を有する赤外線放射であっても、概ね
４．５μｍ帯と概ね５．０〜７．０μｍ帯の波長帯域に
おける受光出力積分値の相対比が、図６に示した炎相当
（５．０程度以上）の値を示すことになるので、擬似火
炎による検出性能試験を厳密に行うことができる。

【００６６】なお、図８（ａ）、（ｂ）においては、ト
ンネル９０内に設置された単一の炎検出装置２００のみ
を示したが、トンネル９０の長手方向に沿って、少なく
とも隣接して配置される炎検出装置の位置を含み、各々
の検知エリアＡａ、Ｂａが相互補完的に重なるように、
例えば、２５ｍ間隔で炎検出装置が連続的に配置されて
いる。また、図８（ａ）において、９３は、トンネル９
０内部の視界を確保するナトリウム灯等の照明灯、９４
は、トンネル９０内で発生した火災を検知する火災検知
器、９５は、火災を検知した際に水を噴霧して火災の拡
大を防ぐ水噴霧ヘッド、９６は、放水ノズルやホース等
を収納した消火栓設備、９７は、トンネル９０内の換気
を行うジェットファン、９８は、非常用通路や出口を避
難者に認識させ、誘導する誘導表示灯である。また、上
述した実施形態にあっては、第１及び第２のセンサモジ
ュールに対して、共通の透光性窓を配設するようにして
いるが、各センサモジュールに対して、個別の透光性窓
を配設するようにしてもよい。

【００６７】＜第３の実施形態＞次に、本発明に係る炎
検出装置の第３の実施形態について説明する。まず、第
３の実施形態に係る炎検出装置において、炎と識別する
対象となる放射線源について説明する。上述したよう
に、第１及び第２の実施形態に示した炎検出装置におい
ては、ＣＯ_２共鳴放射帯（第１の波長帯域：概ね４．５
μｍを中心波長とする狭帯域）、及び、その長波長側の
所定帯域（第２の波長帯域：例えば、概ね５．０〜７．
０μｍの広帯域）を観測することにより、人体や車両等
の比較的低温の放射線源と炎とを良好に識別することが
できるとともに、第２の波長帯域を選択抽出する広帯域
バンドパスフィルタを簡易かつ安価な構成で実現するこ
とができることを説明した。

【００６８】ところで、上述した炎検出装置が設置され
る環境（トンネル内等）においては、上述したような人
体や車両等のように、４．５μｍを中心波長とする第１
の波長帯域及び５．０〜７．０μｍの第２の波長帯域に
おいて、炎と明らかに異なるスペクトル特性（分光パタ
ーン）、又は、放射線相対強度の相対比（波長バラン
ス）を有する放射線源の他に、炎と同等又は類似する分
光パターン及び波長バランスを有する炎以外の放射線源
が存在する。その代表例としては、白熱ランプ類を備え
た照明設備や表示設備等があり、このような放射線源の
場合、上述したような炎検出の手法によっては、炎との
的確な識別が困難となる場合が生じる。

【００６９】以下、図面を参照して具体的に説明する。
図９は、炎と回転灯との放射線スペクトルの関係を示す
特性図である。ここで、回転灯は、白熱ランプ類を備え
た設備の代表例であって、緊急車両や道路工事用の警告
・案内表示等に多用されており、炎検出処理の観点から
最も識別精度を必要とされる放射線源の一つである。な
お、本実施形態に係る炎検出装置において識別対象とな
る放射線源は、これに限定されるものではないことは言
うまでもない。

【００７０】なお、図９の縦軸は、炎、回転灯各別個の
相対強度であり、それぞれの場合のピーク（所定波長帯
での）を“１”としている。実際の受光レベルは、検知
センサと炎又は回転灯の距離、その他によって変化す
る。すなわち、観測体（この場合、炎や回転灯）の存在
する場所によって、相対強度の小さい波長成分の信号レ
ベルも大きくなる、ここでは、比較的検知センサの近く
に存在する、又は、放射レベルの大きな回転灯について
問題にしている。

【００７１】図９に示すように、回転灯からの赤外線放
射によるスペクトル特性５は、４．５μｍ及び５．０μ
ｍ以上の波長帯域において、有炎燃焼のスペクトル特性
１（図１５に示したスペクトル特性１ａ、１ｂと同等）
と同等又は同様の変化傾向を有していることが、出願人
の各種実験の結果、明らかとなっている。そのため、
４．５μｍ及び５．０〜７．０μｍの波長帯域における
放射線相対強度の相対比（５．０〜７．０μｍ帯の放射
線相対強度に対する４．５μｍ帯の放射線相対強度）に
のみ基づいて、炎と炎以外の放射線源とを識別する上記
実施形態に係る手法によっては、炎と回転灯（炎以外の
放射線源）とを的確に識別することが困難な場合が生
じ、炎検出装置の信頼性が低下する可能性がある（以
下、便宜的に「問題点（５）」と記す）。

【００７２】なお、このような炎と回転灯等の白熱ラン
プ類とを識別する手法としては、上述したような放射線
相対強度の相対比（波長バランス）による識別方法とは
別個に、いわゆる、周波数解析法を適用したものが知ら
れている。例えば、特開２０００−５７４５６号公報等
には、検知センサからの受光信号をＭＰＵにサンプリン
グデータとして所定時間取り込み、当該データの周波数
分布パターンを高速フーリエ変換法（ＦＦＴ）等の演算
方法を適用して周波数解析し、火災を判定する方法が記
載されている。

【００７３】ここで、上記公報等に記載されている周波
数解析の手法について、図面を参照して簡単に説明す
る。図１０は、炎及び回転灯からの赤外線エネルギーに
対する時系列観測波形（赤外線エネルギーの時間変動）
を示す図であり、図１１は、図１０に示した時系列観測
波形に基づいて周波数解析を行った場合の周波数分布パ
ターン（スペクトルパターン）を示す図である。

【００７４】一般に、燃え上がった炎は、周りの酸素を
取り込んで大きく成長した後、周囲の酸素が少なくなる
と一瞬小さくなり、再びその外側からの酸素供給を受け
て大きく成長するという変動を周期的に繰り返している
ことが知られている。したがって、炎の赤外線エネルギ
ーを時系列的に観測すると、図１０（ａ）に示すよう
に、低い周波数を含む周波数帯でちらつき（又は、ゆら
ぎ）を生じるという性質を有している。これに対して、
回転灯は、白熱ランプの発光ガイド部材を定速度で回転
させることにより、発光方向を周期的に変化させる機構
を有しているため、その赤外線エネルギーを時系列的に
観測すると、図１０（ｂ）に示すように、明確な周期的
変動を伴っており、その周波数は回転灯の回転数に依存
するという性質を有している。

【００７５】そして、図１０に示した時系列観測波形に
おける赤外線エネルギーの周期的な変動に着目して、炎
の赤外線エネルギーを周波数軸で観測すると、図１１
（ａ）に示すように、概ね８Ｈｚよりも低周波側に高い
出力レベルを示す周波数特性が得られることから、実質
的な炎のちらつき周波数が８Ｈｚまでの周波数帯域に存
在するのに対して、例えば、道路トンネル内で使用され
る２Ｈｚ程度の低周波で回転する回転灯の赤外線エネル
ギーの場合にあっては、基本周波数の整数倍の周波数に
高調波成分が存在するため、図１１（ｂ）に示すよう
に、周波数軸の略全域において（すなわち、８Ｈｚを越
える周波数帯域にまで）高い出力レベルを示す周波数特
性が得られる。

【００７６】このように、炎と炎以外の放射線源におい
ては、各々特有の周波数特性が得られることから、ちら
つき周波数が概ね８Ｈｚよりも低周波側、及び、高周波
側の各々の周波数帯域における信号レベルを所定の周波
数間隔（たとえば、０．５Ｈｚピッチ）で高速フーリエ
変換法（ＦＦＴ）により抽出し、各抽出信号レベルが個
別に設定されたしきい値以上であるか否か、あるいは、
抽出信号レベル相互の相対比が所定値以上であるか否か
を判別することにより、炎のちらつき周波数を含む炎以
外の放射線源（回転灯等）からの赤外線エネルギーを検
出して、火災と誤って判定することを防止することがで
きる。

【００７７】したがって、本発明に係る第１及び第２の
実施形態に加え、上述した公報等に記載された周波数解
析による炎判定方法を適用することにより、炎と人体、
車両、回転灯等の炎以外の放射線源との識別を行うこと
が考えられるが、上述した周波数解析の手法において
は、火災判定の基準となる信号のサンプリング数が多い
うえ、サンプリング動作に要する時間も長く、かつ、該
サンプリングデータ（抽出信号）を演算処理する際のＭ
ＰＵの負担が極めて大きくなるため、火災判定（サンプ
リング及び炎判定）に要する処理時間が増大して、良好
な火災検知機能が阻害されるという問題を有している
（以下、便宜的に「問題点（６）」と記す）。

【００７８】ここで、炎検出装置（火災検知器）は、シ
ステム端末として防災受信盤から引き出された伝送路に
多数接続されており、同時に、防災機器としての性質
上、動作電源のバックアップが義務付けられているの
で、装置の大型化と高コスト化を避ける目的で、炎検出
装置単体の消費電力を最大限低く抑える必要がある。そ
のため、炎検出装置に搭載されるＭＰＵとしては、例え
ば１ＭＨｚ程度の比較的低速の基本クロックで動作する
低消費電力型のものを使用せざるを得ず、上記処理時間
を容易に短縮することができないという制約がある。

【００７９】そこで、本実施形態に係る炎検出装置は、
上述した実施形態において、第１及び第２の波長帯域に
おける放射線源からの赤外線エネルギーを検知する各検
知センサ（センサモジュール）からの受光出力（検出信
号）を炎判定処理部に伝達する各信号処理経路に設定さ
れる信号通過特性（周波数通過特性）を所定の関係に調
整制御することにより、第１及び第２の波長帯域におけ
る実質的な炎特有のちらつき周波数帯域以外の周波数に
おける信号レベル（信号成分の強度）の差分を、実質的
な炎特有のちらつき周波数帯域の場合に比較して相対的
に増大させる構成を有している。

【００８０】以下、本実施形態に係る炎検出装置につい
て、図面を参照して具体的に説明する。図１２は、本発
明に係る炎検出装置の第３の実施形態を示す概略構成図
である。ここで、上述した第１及び第２の実施形態と同
等の構成については、同一の符号を付して、その説明を
簡略化又は省略する。

【００８１】図１２に示すように、本実施形態に係る炎
検出装置は、大別して、第１の波長帯域の赤外線エネル
ギーを検出する第１の受光素子１０ａを備えたセンサモ
ジュール１００ａと、第１の波長帯域よりも長波長側の
第２の波長帯域の赤外線エネルギーを検出する受光素子
１０ｂを備えたセンサモジュール１００ｂと、センサモ
ジュール１００ａ、１００ｂの検知面側に共通に配置さ
れた透光性窓１０８と、センサモジュール１００ａ、１
００ｂから出力される各受光出力から、所定の周波数帯
域の信号成分のみを通過させる前置フィルタ（周波数フ
ィルタ）２０ａ、２０ｃと、各前置フィルタ２０ａ、２
０ｃを通過した信号成分を炎判定処理に適した所定の信
号レベルに増幅するアンプ部３０Ａ、３０Ｂと、アンプ
部３０Ａ、３０Ｂからの信号に基づいて、炎と炎以外の
放射線源を識別し、火災を判定する処理を実行する炎判
定処理部６０Ａと、を有して構成されている。

【００８２】ここで、センサモジュール１００ａ、１０
０ｂに備えられた光学波長フィルタ１０５ａ、１０５
ｂ、及び、透光性窓１０８は、上述した実施形態と同様
に、各センサモジュール１００ａ、１００ｂに収納され
た受光素子１０ａ、１０ｂにより受光する赤外線エネル
ギーの波長が、各々概ね４．５μｍを中心波長とする狭
帯域からなる第１の波長帯域、及び、概ね５．０〜７．
０μｍの広帯域からなる第２の波長帯域となるように、
フィルタ特性が設定されている。

【００８３】前置フィルタ２０ａ及びアンプ部３０Ａか
らなる周波数抽出処理部（信号処理経路）ＰＲＯＡは、
本発明における第１の周波数抽出手段を構成し、上記受
光素子１０ａから出力される第１の波長帯域（４．５μ
ｍを中心波長とする狭帯域）の受光出力のうち、所定の
周波数帯域、例えば、概ね１〜８Ｈｚ帯域のちらつき周
波数成分を効率よく通過させる第１の周波数通過特性で
通過させ、増幅部３０Ａにより炎判定処理に適した所定
の信号レベルに増幅する。

【００８４】また、前置フィルタ２０ｃ及びアンプ部３
０Ｂからなる周波数抽出処理部（信号処理経路）ＰＲＯ
Ｂは、本発明における第２の周波数抽出手段を構成し、
上記受光素子１０ｂから出力される第２の波長帯域
（５．０〜７．０μｍの広帯域）の検出信号のうち、所
定の周波数帯域、例えば、概ね１〜１６Ｈｚ帯域のちら
つき周波数成分のみを、上記第１の周波数通過特性と異
なる第２の周波数通過特性で通過させ、増幅部３０Ｂに
より炎判定処理に適した所定の信号レベルに増幅する。

【００８５】ここで、周波数抽出処理部ＰＲＯＡ、ＰＲ
ＯＢに設けられる前置フィルタ２０ａ及び２０ｃは、例
えば、容量素子Ｃ及び抵抗素子ＲからなるＣＲフィルタ
回路により構成することができるので、次段のアンプ部
３０Ａ及び３０Ｂとともに、一体的な回路構成とするこ
とができる。また、本実施形態においては、前置フィル
タ２０ａ、２０ｃにより抽出された信号成分を増幅する
手段として、各々単一のアンプ部３０Ａ、３０Ｂを示し
たが、具体的には、図１に示した構成と同様に、プリア
ンプとメインアンプにより構成されるものであってもよ
い。

【００８６】炎判定処理部６０Ａは、アンプ部３０Ａ、
３０Ｂからの信号に基づいて、炎と炎以外の放射線源
（人体や車両等）との識別判定処理を行う。また、アン
プ部３０Ａ、３０Ｂからの信号を比較することで、波長
及び周波数の両面から“識別処理”を行うのと同等の効
果を得ることになる。

【００８７】次いで、本実施形態に適用される前置フィ
ルタ（又は、周波数抽出処理部）における周波数通過特
性と、上記炎判定処理部における炎判定の処理動作につ
いて、具体的に説明する。図１３は、本実施形態に適用
される周波数フィルタの周波数通過特性を示す特性図で
あり、図１４は、本実施形態に係る周波数フィルタを適
用した場合の炎及び回転灯からの赤外線エネルギーに対
する時系列観測波形（赤外線エネルギーの時間変動）を
示す図である。まず、本実施形態における作用効果を明
確にするため、第１の周波数通過特性と第２の周波数通
過特性を同等に設定した場合（図１３（ａ））における
時系列観測波形（図１４（ａ））とを適宜対比させなが
ら説明する。

【００８８】本実施形態に係る周波数フィルタ（前置フ
ィルタ２０ｃ）は、図１３（ｂ）に示すように、第２の
波長帯域（５．０〜７．０μｍの広帯域）の受光出力の
信号周波数に対して、８Ｈｚよりも低周波側の周波数帯
域においては、周波数抽出処理部ＰＲＯＡ、ＰＲＯＢ双
方の周波数通過特性ＳＰＡ、ＳＰＢが同等になるように
設定されているとともに、８Ｈｚよりも高周波側の周波
数帯域においては、周波数抽出処理部ＰＲＯＡ側の周波
数通過特性ＳＰＡに比較して、周波数抽出処理部ＰＲＯ
Ｂ側の周波数通過特性ＳＰＢが高くなるように設定され
ている。

【００８９】すなわち、図１１（ａ）に示したように、
実質的な炎特有のちらつき周波数は、概ね８Ｈｚよりも
低周波側の周波数帯域に高い信号レベルが出現し、８Ｈ
ｚよりも高周波側の周波数帯域においては、ほとんど出
現しない（又は、信号レベルが極めて低い）のに対し
て、図１１（ｂ）に示したように、回転灯のちらつき周
波数は、概ね全周波数帯域において高い信号レベルが出
現する、という信号レベルの分布特性に基づいて、８Ｈ
ｚよりも高周波側の周波数帯域（すなわち、実質的な炎
特有のちらつき周波数帯域以外の周波数）における周波
数通過特性を、低周波側の周波数帯域（すなわち、実質
的な炎特有のちらつき周波数帯域）における周波数通過
特性よりも高く設定することにより、炎と回転灯の場合
で炎判定処理部６０Ａに出力される第１及び第２の波長
帯域の受光出力の信号バランス（相対比）を、周波数通
過特性を同等に設定した場合に比べて、大きく異ならせ
ることができる。

【００９０】そのため、図１３（ａ）に示した周波数通
過特性ＳＰＡを有する周波数フィルタ（前置フィルタ２
０ａ）を適用した場合の第１の波長帯域の受光出力に対
する時系列観測波形は、回転灯が炎特有の周波数を含ん
でいるため、図１４（ａ）に示すように、炎（ＷＳＡ；
図中、破線で表記）及び回転灯（ＬＴＡ；図中、実線で
表記）それぞれの場合において、両者を明確に識別でき
るほどの違いが現れない。なお、本実施形態では、説明
を簡単にするために、第１の波長帯域の受光出力に対す
る時系列観測波形は、略同等の信号レベルの振幅Ｘ_１、
Ｘ_２を有しているものとする。

【００９１】一方、上述したような周波数通過特性ＳＰ
Ｂを有する周波数フィルタ（前置フィルタ２０ｃ）を適
用した場合の第２の波長帯域の受光出力に対する時系列
観測波形は、回転灯が実質的な炎特有のちらつき周波数
帯域以外の周波数においても高い信号レベルを有してい
るため、図１４（ｂ）に示すように、回転灯の時系列観
測波形（ＬＴＢ；図中、実線で表記）は、炎の時系列観
測波形（ＷＳＢ；図中、破線で表記）に比較して、高周
波側の通過効率が高い分だけ、信号レベルの振幅が大き
く現れる波形特性（炎の信号レベルの振幅Ｙ_１≪回転灯
の信号レベルの振幅Ｙ_２）を示す。

【００９２】したがって、炎判定処理部６０Ａにおける
第１及び第２の波長帯域の受光出力の比較処理におい
て、炎の場合にあっては、第２の波長帯域の周波数成分
のうち、８Ｈｚより高周波側に信号レベルがほとんど出
現しないため、その振幅は前置フィルタ２０ａの周波数
通過特性ＳＰＡによっては顕著に拡大されることはなく
（振幅は微小となり）、第１の波長帯域における受光出
力に対する第２の波長帯域における受光出力の相対比は
小さくなる。

【００９３】これに対して、回転灯の場合にあっては、
第２の波長帯域の略全周波数帯域に高い信号レベルが出
現するため、その振幅は前置フィルタ２０ｃの周波数通
過特性ＳＰＢによって顕著に拡大されることになり（振
幅は過大となり）、第１の波長帯域における受光出力に
対する第２の波長帯域における受光出力の相対比が大き
くなる。

【００９４】このように、本実施形態に係る炎検出装置
によれば、回転灯からの第１及び第２の波長帯域におけ
る受光出力（周波数成分）の信号バランス（相対比）
が、炎の場合に比較して顕著に異なることに基づいて、
しきい値比較等の簡易な判断手法を適用して、炎と回転
灯（炎のちらつき周波数を含む炎以外の放射線源）との
識別を的確に行うことができる。

【００９５】なお、従来の２波長式又は３波長式の炎検
出装置においては、上記周波数抽出処理部に設けられる
各波長帯に対応する周波数フィルタ（前置フィルタ）の
周波数通過特性を異ならせることについては、何ら考慮
されておらず、図１３（ａ）に示すように、ちらつき周
波数の略全周波数帯域において、各周波数フィルタの周
波数通過特性が略同等になるように設定されている。そ
のため、炎と回転灯からの第１及び第２の波長帯域にお
ける受光出力（周波数成分）の信号バランス（相対比）
に顕著な差異が見られず、各波長帯域における信号バラ
ンス（すなわち、受光出力の比較処理）のみによって
は、炎と回転灯とを的確に識別することができない。

【００９６】これにより、上述した問題点（５）、
（６）に示したような多量のデータをサンプリングし
て、複雑な演算処理を行う周波数解析を適用することな
く、炎と回転灯等の放射線源との識別を行うことができ
るので、ＭＰＵを使用した場合における電気的及び時間
的な負荷を大幅に軽減することができる。また、上述し
た第１及び第２の実施形態と同様に、第１及び第２の波
長帯域の赤外線エネルギーを用いて炎と回転灯との識別
を行うことができるので、上記実施形態との組み合わせ
により、共通の装置構成を利用して、常に第１及び第２
の波長帯域における赤外線エネルギーの信号レベルのバ
ランスのみに基づいて、炎と炎以外の放射線源（人体、
車両、回転灯等）とを的確に識別することができ、誤報
の発生を防止して炎検出装置の信頼性を大幅に向上する
ことができる。

【００９７】なお、本実施形態においては、周波数フィ
ルタの周波数通過特性を制御することにより、炎判定処
理部において炎判定に処理に用いられる第１及び第２の
波長帯域の受光出力の信号レベルの差分を拡大する手法
について説明したが、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、上記各波長帯域の受光出力の信号バランスの
差異を顕著化するものであればよい。したがって、各周
波数抽出処理部に設けられた周波数フィルタの通過特性
に加え、アンプ部の信号増幅率を調整する手法、又は、
アンプからの信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換された検
知信号のデジタル値に、上記信号バランスの差異を顕著
化するような所定の重み付けを行う手法等を良好に適用
することができ、炎検出装置の回路構成における設計自
由度を向上することができる。

【００９８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、有炎燃焼
時に発生するＣＯ_２共鳴により放射される第１の波長帯
域の光を透過させる狭帯域バンドパスフィルタにより構
成される第１の光学波長フィルタと、第１の光学波長フ
ィルタを透過した光を受光して電気信号に変換して出力
する第１の受光素子と、第１の光学波長フィルタの透過
波長帯域の長波長側に隣接した第２の波長帯域の光を透
過する広帯域バンドパスフィルタにより構成される第２
の光学波長フィルタと、第２の光学波長フィルタを透過
した光を受光して電気信号に変換して出力する第２の受
光素子と、第１及び第２の受光素子の出力に基づいて所
定規模以上の炎の有無を判定する炎判定手段と、を備え
ているので、第１の受光素子により炎特有の波長帯域の
受光出力を良好に検出することができるとともに、第２
の受光素子により人体や車両等の低温放射線源に基づく
波長帯域の受光出力を良好に検出することができ、これ
らの受光出力に基づいて、炎と他の赤外線放射線源との
識別を良好に行うことができる。

【００９９】請求項２記載の発明によれば、上記第１及
び第２の受光素子を、焦電体で構成しているので、汎用
の、広い波長帯域に対して均一な感度特性を有している
受光素子を用いて、上記第１及び第２の光学波長フィル
タにより、所望のフィルタ特性を設定することができ、
良好な炎検出性能を有する炎検出装置を安価に実現する
ことができる。請求項３記載の発明によれば、上記第１
の光学波長フィルタは、第１の受光素子を収納した第１
のセンサモジュールの、第１の受光素子の前面に配置さ
れる狭帯域バンドパスフィルタと、第１のセンサモジュ
ールを収納する本体カバーの、第１の受光素子の前面に
設けられた窓用開口部に配置される前記センサモジュー
ル保護用のハイカット特性を有する透光性窓との透過率
特性の組合せにより構成され、また、第２の光学波長フ
ィルタは、第２の受光素子を収納した第２のセンサモジ
ュールの、第２の受光素子の前面に配置されるロングパ
スフィルタと、第２のセンサモジュールを収納する本体
カバーの、第２の受光素子の前面に設けられた窓用開口
部に配置されるセンサモジュール保護用のハイカット特
性を有する透光性窓との透過率特性の組合せにより構成
されているので、いずれも比較的安価に入手することが
できる汎用のフィルタ部材により、所望のフィルタ特性
を実現することができ、良好な炎判定性能を有する炎検
出装置を、簡易な構成で安価に実現することができる。

【０１００】請求項４又は５記載の発明によれば、上記
狭帯域バンドパスフィルタは、概ね４．５μｍ付近を中
心波長とする狭帯域波長の光のみを選択透過させるよう
構成され、上記ロングパスフィルタは、概ね５．０μｍ
付近を超える所定の波長帯域の光を透過させるカットオ
ンフィルタにより構成され、上記透光性窓は、概ね７．
０μｍ付近以下の光を透過させるハイカット特性を有す
るフィルタ部材、例えば、サファイアガラスにより構成
されているので、人体や車両等の、特に低温放射線源に
基づく波長帯域の受光出力を良好に検出することがで
き、炎と他の赤外線放射線源との識別を簡易、安価、か
つ、良好に行うことができる。

【０１０１】請求項６記載の発明によれば、上記第２の
受光素子により設定される第２の検知エリアは、第１の
受光素子により設定される第１の検知エリアの比較的近
距離エリアに設定されているので、炎検出装置の比較的
近距離の位置を通過する人体や車両等の低温放射線源か
らの受光出力と、比較的遠方領域で発生する炎からの受
光出力を、明確に区別して検出することができ、低温放
射線源と炎との識別を良好に行うことができ、かつ、ノ
イズ要因を抑制することができる。

【０１０２】請求項７又は８記載の発明によれば、上記
第１及び第２の光学波長フィルタと、第１及び第２の受
光素子から構成される炎検出部を一対備え、該一対の炎
検知部により、該一対の炎検知部の設置位置を基準とす
る相異なる２方向、例えば、トンネルの長手方向の左右
２方向に対し、所定の検知エリアを設定して、炎を検出
するようにしているので、トンネル内等の特定の火災監
視区域内で発生する炎と、炎検出装置の比較的近距離の
位置を通過する人体や車両等の放射線源とを識別して、
良好な炎検出を行うことができるとともに、従来技術に
比較して装置規模を大型化することなく、簡易かつ安価
に炎検出装置を構成することができる。

【０１０３】請求項９記載の発明によれば、上記炎検出
装置は、第１の受光素子の出力から所定の周波数の信号
成分を選択抽出する第１の周波数抽出手段と、第２の受
光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出す
る第２の周波数抽出手段とを備え、各々の周波数抽出手
段における信号成分の通過特性、すなわち、周波数通過
特性が相互に異なるように設定されているので、各波長
帯域における受光出力の信号バランスの差分を顕著化し
て、その信号バランスを比較することにより炎と炎以外
の放射線源とを判別することができる。

【０１０４】請求項１０又は１１記載の発明によれば、
上記第１及び第２の周波数抽出手段は、選択抽出した周
波数のうち、少なくとも、実質的な炎特有のちらつき周
波数帯域以外の周波数において、第２の周波数抽出手段
により抽出された信号成分の強度が、第１の周波数通過
手段により抽出された信号成分の強度よりも大きくなる
ように、信号通過特性が設定されているので、判定手段
により、例えば、炎特有のちらつき周波数を含む炎以外
の放射線源（回転灯等）からの受光出力の信号バランス
（各信号成分の強度の差）が、炎の場合に比較して顕著
になることに基づいて、炎と上記炎以外の放射線源との
識別を的確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る炎検出装置の第１の実施形態を示
す概略構成図である。

【図２】第１の実施形態に係る炎検出装置に適用される
センサモジュールと、該センサモジュールを収納した本
体カバーの構成例を示す概略構成図である。

【図３】第１の本実施形態に適用される第１及び第２光
学波長フィルタの各波長における透過率を示す図であ
る。

【図４】第１の実施形態に係る炎検出装置により設定さ
れる検知エリアの拡がりを説明する概略図である。

【図５】第１の実施形態に係る炎検出装置に適用される
炎判定処理部の処理動作の手順を示すフローチャートで
ある。

【図６】第１の実施形態に適用される炎判定処理におけ
る判定結果を示す相関表である。

【図７】本発明に係る炎検出装置の第２の実施形態を示
す概略構成図である。

【図８】第２の実施形態に係る炎検出装置のトンネル内
での設置形態と検知エリアの拡がりを示す概略図であ
る。

【図９】炎と回転灯との放射線スペクトルの関係を示す
特性図である。

【図１０】 炎及び回転灯からの赤外線エネルギーに対
する時系列観測波形（赤外線エネルギーの時間変動）を
示す図である。

【図１１】図１０に示した時系列観測波形に基づいて周
波数解析を行った場合の周波数分布パターンを示す図で
ある。

【図１２】本発明に係る炎検出装置の第３の実施形態を
示す概略構成図である。

【図１３】本実施形態に適用される周波数フィルタの周
波数通過特性を示す特性図である。

【図１４】本実施形態に係る周波数フィルタを適用した
場合の炎及び回転灯からの赤外線エネルギーに対する時
系列観測波形（赤外線エネルギーの時間変動）を示す図
である。

【図１５】燃焼炎と、その他の代表的な放射体の放射線
スペクトルを示す概念図である。

【図１６】検出性能試験時に試験ランプから投光される
試験光の放射スペクトル特性図である。

【符号の説明】

１０ａ 第１の受光素子 １０ｂ 第２の受光素子 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 前置フィルタ ３０ａ、３０ｂ プリアンプ ４０ａ、４０ｂ メインアンプ ５０ａ、５０ｂ Ａ／Ｄ変換器 ６０、６０Ａ 炎判定処理部 １００ａ、１００ｂ センサモジュール １０５ａ、１０５ｂ 光学波長フィルタ １０８ 透光性窓 ２００ 炎検出装置 ２０８ａ、２０８ｂ 試験ランプ ＰＲＯＡ、ＰＲＯＢ 周波数抽出処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０８Ｂ 17/12 Ｇ０８Ｂ 17/12 Ａ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有炎燃焼時に発生するＣＯ_２共鳴により
   放射される第１の波長帯域の光を透過させる狭帯域バン
   ドパスフィルタにより構成される第１の光学波長フィル
   タと、 前記第１の光学波長フィルタを透過した光を受光して電
   気信号に変換して出力する第１の受光素子と、 前記第１の光学波長フィルタの透過波長帯域の長波長側
   に隣接した第２の波長帯域の光を透過する広帯域バンド
   パスフィルタにより構成される第２の光学波長フィルタ
   と、 前記第２の光学波長フィルタを透過した光を受光して電
   気信号に変換して出力する第２の受光素子と、 前記第１の受光素子及び第２の受光素子の出力に基づい
   て所定規模以上の炎の有無を判定する炎判定手段と、を
   備えたことを特徴とする炎検出装置。
2. 【請求項２】 前記第１の受光素子及び前記第２の受光
   素子を、焦電体で構成したことを特徴とする請求項１記
   載の炎検出装置。
3. 【請求項３】 前記第１の光学波長フィルタは、前記第
   １の受光素子を収納した第１のセンサモジュールの、前
   記第１の受光素子の前面に配置される狭帯域バンドパス
   フィルタと、前記第１のセンサモジュールを収納する本
   体カバーの、前記第１の受光素子の前面に設けられた窓
   用開口部に配置される前記センサモジュール保護用のハ
   イカット特性を有する透光性窓との透過率特性の組合せ
   により構成され、 前記第２の光学波長フィルタは、前記第２の受光素子を
   収納した第２のセンサモジュールの、前記第２の受光素
   子の前面に配置されるロングパスフィルタと、前記第２
   のセンサモジュールを収納する本体カバーの、前記第２
   の受光素子の前面に設けられた窓用開口部に配置される
   前記センサモジュール保護用のハイカット特性を有する
   透光性窓との透過率特性の組合せにより構成されること
   を特徴とする請求項１記載の炎検出装置。
4. 【請求項４】 前記狭帯域バンドパスフィルタは、概ね
   ４．５μｍ付近を中心波長とする狭帯域波長の光のみを
   選択透過させるよう構成され、 前記ロングパスフィルタは、概ね５．０μｍ付近を超え
   る所定の波長帯域の光を透過させるカットオンフィルタ
   により構成され、 前記透光性窓は、概ね７．０μｍ付近以下の光を透過さ
   せるハイカット特性を有するフィルタ部材により構成さ
   れていることを特徴とする請求項３に記載の炎検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記透光性窓を構成するフィルタ部材
   は、サファイアガラスであることを特徴とする請求項４
   記載の炎検出装置。
6. 【請求項６】 前記第２の受光素子により設定される第
   ２の検知エリアは、前記第１の受光素子により設定され
   る第１の検知エリアの比較的近距離エリアに設定されて
   いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の炎検出装置。
7. 【請求項７】 前記第１の光学波長フィルタと、前記第
   ２の光学波長フィルタと、前記第１の受光素子と、前記
   第２の受光素子とから構成される炎検出部を一対備え、 該一対の炎検知部により、該一対の炎検知部の設置位置
   を基準とする相異なる２方向に対し、所定の検知エリア
   を設定して、特定の火災監視区域内で発生する炎を検出
   することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
   の炎検出装置。
8. 【請求項８】 前記一対の炎検知部は、トンネル内の所
   定の設置位置を基準として、前記トンネルの長手方向の
   左右２方向に対し、各々独立した３次元の検知エリアを
   設定して、前記トンネル内で発生する炎を検出すること
   を特徴とする請求項７記載の炎検出装置。
9. 【請求項９】 前記炎検出装置は、 前記第１の受光素子の出力から所定の周波数の信号成分
   を選択抽出する第１の周波数抽出手段と、前記第２の受
   光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出す
   る第２の周波数抽出手段とを備え、 前記第１及び第２の周波数抽出手段は、前記信号成分の
   通過特性が相互に異なるように設定されていることを特
   徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の炎検出装
   置。
10. 【請求項１０】 前記第１及び第２の周波数抽出手段
    は、前記選択抽出した周波数のうち、少なくとも、実質
    的な炎特有のちらつき周波数帯域以外の周波数におい
    て、前記第２の周波数抽出手段により抽出された信号成
    分の強度が、前記第１の周波数通過手段により抽出され
    た信号成分の強度よりも大きくなるように、信号通過特
    性が設定されていることを特徴とする請求項９記載の炎
    検出装置。
11. 【請求項１１】 前記炎判定手段は、少なくとも、実質
    的な炎特有のちらつき周波数帯域以外の周波数におい
    て、前記第１及び第２の周波数抽出手段により抽出され
    た各信号成分の強度に基づいて、炎特有のちらつき周波
    数を含む炎以外の放射線源を判別することを特徴とする
    請求項９又は１０記載の炎検出装置。