JP3049525B2 - 火災等の異常検知機能を備えた人体検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を赤外線検知素
子で検知することにより人体検知と、それ以外の火災発
生等の異常検知とを行えるようにした火災等の異常検知
機能を備えた人体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体検知装置は、例えばビル内等に設置
されて、人体検知の有無によってビル内の照明や空調等
の各種設備をオン・オフ制御させる等の用途に種々適用
されているが、赤外線受光式の人体検知装置の基本的な
原理は、人体と背景との温度差を赤外線のエネルギー量
の差として焦電素子等の赤外線検知素子を用いて検出さ
せることにより、人体の存在を検知するものである。而
して、従来の人体検知装置は、何れも、赤外線受光素子
からの検知ビーム内に見かけ上の温度変化が生じた場合
に、人体の存在として判定するように構成されているに
過ぎなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、人体検知以外の機能を何ら有するもので
はないために、人体検知装置を設置した同じ室内におい
て、例えば火災発生を監視するためのシステムを併設す
るには、人体検知装置とは別に、炎検知器や熱感知器、
或いは煙感知器等を追加して設ける必要があった。従っ
て、従来ではそれら各種機器の設置が面倒で、その設備
費用も高価となる等の難点が生じていた。

【０００４】尚、炎検知器としては赤外線受光式のもの
も存在するが、従来の赤外線受光式の炎検知器では、赤
外線検知素子で受光させる赤外線の波長帯域が光学フィ
ルタで４．２〜４．５μｍ帯域に設定され、人体検知装
置で受光させる波長帯域（主として７〜１４μｍ）とは
異なり、また人体検知の場合と火災検知の場合とでは赤
外線検知素子で受光させる赤外線の受光レベルが大きく
相違する等の理由から、その具体的な構成は相違するも
のであった。従って、従来の人体検知装置を、そのまま
火災発生の検知用途には到底利用することはできない。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、人体検知装置とは別に炎検知器等を併設することな
く、火災発生等の異常検知をも的確に検知できるように
し、設備の簡素化、並びに設備費用の低減化を図ること
を、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項１に記載の本発明に係る火災等の異
常検知機能を備えた人体検知装置は、複数の検知領域の
各々に配された複数の検知ビームの各々によって赤外線
を受光してその受光量に応じた出力レベルの検知信号を
出力する赤外線検知素子と、この赤外線検知素子から出
力される検知信号に基づいて検知領域内の人体の有無を
判断する人体検知処理判断部とを備えた人体検知装置で
あって、前記赤外線検知素子から出力される検知信号に
基づいて検知領域内での火災発生等による異常な温度変
化を検知する異常温度検知処理判断部を備え、この異常
温度検知処理判断部によって所定の異常な温度変化が検
知されたときには、人体検知処理判断部で人体検知がな
されたときとは異なる信号が外部へ出力されるように構
成されている。

【０００７】請求項２に記載の本発明に係る火災等の異
常検知機能を備えた人体検知装置は、上記請求項１の構
成において、前記異常温度検知処理判断部は、赤外線検
知素子から出力されて所定の増幅率で増幅された検知信
号の出力レベルが、予め設定された一定時間内に所定の
基準設定値を複数回超えたときに火災が発生したものと
判断し、所定の信号を出力するように構成されている。

【０００８】請求項３に記載の本発明に係る火災等の異
常検知機能を備えた人体検知装置は、上記請求項２の構
成において、前記異常温度検知処理判断部に設定される
基準設定値が、人体検知処理判断部に設定された基準設
定値の１０倍以上の値に設定された構成である。

【０００９】

【作用】上記構成を特徴とする請求項１記載の本発明に
係る火災等の異常検知機能を備えた人体検知装置におい
ては、赤外線検知素子が検知領域から発する赤外線を受
光すると、その赤外線検知信号が人体検知処理判断部と
異常温度検知処理判断部との各々に入力され、人体検知
の有無に関しては人体検知処理判断部で判断されるとと
もに、火災発生等に原因する異常な温度変化に関しては
異常温度検知処理判断部で判断されることとなる。即
ち、人体検知処理判断部では検知できなかった火災等に
原因する異常な温度変化が、異常温度検知処理判断部に
よって検知できることとなる。そして、人体検知時と、
異常な温度変化の検知時とでは、異なる信号が外部へ出
力されるために、それらの信号に応じて所望の負荷制
御、或いは警報器の作動等を行わせることができる。

【００１０】請求項２に記載の本発明に係る火災等の異
常検知機能を備えた人体検知装置においては、赤外線検
知素子から出力された検知信号の出力レベルが予め設定
された一定時間内に所定の基準設定値を複数回超えたと
きに火災が発生したものと判断されるために、火災等の
異常事態以外の何らかの事情によって、検知信号の出力
レベルが所定の基準設定値を１回だけ超えるような事態
を生じても、その時点で即座に火災が発生したものとは
判断されない。従って、入射レベルの大きな赤外線受光
が複数回継続的に生じる実際の火災発生があったときに
のみ、確実に火災が発生した旨を報知させることがで
き、誤作動防止を図ることができる。

【００１１】請求項３に記載の本発明に係る火災等の異
常検知機能を備えた人体検知装置においては、人体検知
処理判断部の基準設定値に比較して、異常温度検知処理
判断部の基準設定値が１０倍以上大きな値であるため
に、人体から発する低出力レベルの赤外線の検知信号
が、異常温度検知処理判断部の基準設定値を超えるよう
なことが回避できる。従って、人体から発する赤外線の
検知信号に基づいて、火災等の異常事態が発生したもの
と過誤判断される虞れがなくなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係る火災等の異常検知機能
を備えた人体検知装置Ｍのハード構成の一例を示すブロ
ック図、図２は図１における増幅部の詳細を示すブロッ
ク図である。この人体検知装置Ｍは、集光レンズ２、特
定波長帯域の赤外線のみを透過させる光学フィルタ１
１、赤外線受光によりその検知信号を出力する赤外線検
知素子１、赤外線検知素子１から出力される検知信号を
増幅する増幅部４０、増幅部４０に接続された人体検知
処理判断部４１、異常温度検知処理判断部４２、及び出
力部４３等から構成されている。

【００１３】上記した各部のうち、集光レンズ２は、図
３（ａ）、（ｂ）に示すようなドーム型のレンズであ
り、その球面状の表面が１６分割されて計１６個の赤外
線集光用のフレネルレンズ１０・・が連設された所謂フ
レネルレンズアレーとして構成されている。各フレネル
レンズ１０・・は、その材質として例えばポリエチレン
樹脂が適用され、各レンズを透過する赤外線の減衰が抑
制されている。

【００１４】光学フィルタ１１は、７〜１４μｍの波長
帯域の赤外線をのみを透過させ、他の波長帯域の電磁波
を遮断するためのものである。かかる波長帯域は、人体
から発する赤外線の波長帯域に一致するが、火災発生時
の炎からもかかる波長帯域の赤外線が輻射される。図７
は、炎及び人体からの赤外線の輻射スペクトルを示すも
ので、炎の輻射スペクトルは４μｍ帯域で急峻なピーク
値となるが、人体の波長帯域である７〜１４μｍにあっ
ても、やはり人体からの輻射スペクタルに比較するとか
なり大きな出力レベルとなる。従って、７〜１４μｍの
波長帯域の光学フィルタ１１を使用しても、炎からの赤
外線を赤外線検知素子１で充分に受光させることができ
る。

【００１５】赤外線検知素子１としては、例えば焦電式
のものが適用される。その一例としては、図４（ａ）、
（ｂ）に示すように、開口窓３１に前記光学フィルタ１
１を配置させたシールドケース３２内に、複数の端子３
３に接続された赤外線検知用の焦電体チップ３４を設け
たものが適用される。焦電体チップ３４の表面部には、
赤外線受光部として機能する幅Ｓの４つの検知素子面３
０（３０ａ〜３０ｄ）が間隔Ｓａを隔てて一連に結線さ
れた状態で設けられ、これら４つの検知素子面３０の各
々で赤外線が受光されたときには、その受光量に応じた
出力レベルの検知信号が出力されるように構成されてい
る。但し、検知素子面３０ａ、３０ｃでは負電圧の検知
信号が、また検知素子面３０ｂ、３０ｄでは正電圧の検
知信号が各々出力されるように設定されている。

【００１６】上記赤外線検知素子１や複数のフレネルレ
ンズ１０を備えた集光レンズ２の使用により、本実施例
に係る人体検知装置Ｍでは、図６（ａ）、（ｂ）に示す
ように、所定幅Ｓｂの複数の検知ビームｂを一定間隔で
配した検知領域Ａを得ることができる。尚、これら検知
ビームｂのうち、隣り合う検知ビームどうしは、正・負
の電気特性が相互に逆特性となっている。

【００１７】図１における増幅部４０は、赤外線検知素
子１から出力される赤外線の検知信号を所定の増幅率で
増幅するもので、その具体的な構成としては、図２に示
すように、三つのアンプ４０ａ〜４０ｃを備えている。
これらのアンプ４０ａ〜４０ｃは、何れも１Ｈｚを帯域
中心とする帯域フィルタの作用を発揮するもので、その
うち最前段のアンプ４０ａは、赤外線検知素子１から出
力される検知信号を例えば５３ｄＢ増幅し、またその後
段の一方のアンプ４０ｂはその増幅信号を更に２０ｄＢ
増幅するものである。これに対し、後段の他方のアンプ
４０ｃは、増幅度が１倍で、１Ｈｚを帯域中心とする帯
域フィルタの作用のみを発揮するように設定されてい
る。かかる構成により、アンプ４０ｂから人体検知処理
判断部４１に入力される信号Ｖ１と、アンプ４０ｃから
異常温度検知処理判断部４２に入力される信号Ｖ２との
利得差は、図５に示すように２０ｄＢとなり、信号Ｖ１
の出力レベルが信号Ｖ２よりも１０倍増幅された信号と
なる。このように、出力レベルの高い信号Ｖ２側の増幅
率を抑えれば、その電圧レベルを測定するための処理回
路の飽和状態を解消することが可能である。

【００１８】人体検知処理判断部４１及び異常温度検知
処理判断部４２は、前記増幅部４０の各アンプ４０ｂ、
４０ｃから出力される検知信号の増幅信号Ｖ１、Ｖ２に
基づいて人体検知の判断、異常温度検知の判断を行うも
のであるが、これら双方の判断基準設定値としては、例
えば、±４３０ｍＶの共通した出力レベルの値が採用さ
れる。但し、かかる場合、既述した通り、人体検知処理
判断部４１が受信する信号の出力レベルは、他方の異常
温度検知処理判断部４２が受信する信号の１０倍に増幅
されているため、実際の値としては、人体検知処理判断
部４１の基準設定値は、異常温度検知処理判断部４２の
基準設定値の１／１０である。尚、前記両者４１、４２
の見かけ上の判断基準設定値を必ずしも共通の値にする
必要はない。異常温度検知処理判断部４２の基準設定値
は、アンプ４０ｃのゲインコントロールで増減変更可能
である。

【００１９】人体検知処理判断部４１は、増幅部４０か
ら前記基準設定値を超える信号Ｖ１を受信しているとき
には原則として検知領域内に人体が存在するものと判断
するように構成されている。検知領域内への人体の進入
又は検知領域外への退出があったものと人体検知処理判
断部４１が判断したときには、その時点で所定の信号を
出力部４３に出力し、この出力部４３からは照明器具や
空調設備等をオン・オフ制御するためのリレー信号が出
力されるように構成されている。

【００２０】これに対して、異常温度検知処理判断部４
２では、増幅部４０から前記基準設定値を超える信号Ｖ
２を受信しても、直ちには所定の信号を出力しない。ち
らつき現象又は揺らぎ現象を生じる炎が検知される場合
にあっては、例えば異常温度検知処理判断部４２で受信
する検知信号は、図８（ｂ）に示すように、上下の基準
設定値ＶTHを超える２つの極値をもつ出力波形となる。
そこで、異常温度検知処理判断部４２では、この出力波
形に基づいて、同図（ａ）に示すようなパルスを生成
し、予め設定された一定時間内におけるそのパルス数が
複数回（例えば２回）カウントされた時点で火災が発生
したものと判断するように構成されている。前記パルス
をｎ個カウントするには、同図（ｂ）に示す波形の極値
を２ｎ個カウントすればよい。異常温度検知処理判断部
４２は、上記により火災発生と判断したときには、その
時点でやはり出力部４３に所定の信号を出力し、この出
力部４３からは警報機器等に異常を知らせるための所定
の信号が出力されるように構成されている。かかる信号
は人体検知時に出力部４３から出力されるリレー信号と
は異なる信号である。

【００２１】次に、上記構成の人体検知装置Ｍの使用
例、並びに作用について説明する。先ず、この人体検知
装置Ｍは、図６に示したように複数の検知ビームｂを有
する検知領域Ａを形成した状態において、火災等の異常
事態が発生していない場合には、通常の人体検知装置と
して機能する。即ち、検知領域Ａ内に人体が侵入し、検
知ビームｂが横切られると、人体から発せられる赤外線
（遠赤外線）が集光レンズ２を介して集光され、赤外線
検知素子１で検知される。すると、その検知信号が増幅
部４０で増幅されて、人体検知処理判断部４１及び異常
温度検知処理判断部４２の双方に送信される。かかる場
合、人体検知処理判断部４１では、赤外線の検知信号と
しては所定の基準設定値を超える信号が得られるため
に、かかる検知信号の処理によって人体検知の有無が判
断され、照明器具等の所定の制御装置のオン・オフ制御
が適切に実行される。一方、人体からの赤外線輻射で
は、異常温度検知処理判断部４２における基準設定値を
超える高い出力レベルの赤外線検知信号は得られない。
従って、人体からの赤外線輻射により異常温度検知処理
判断部４２で火災発生の旨の判断が誤ってなされること
はない。

【００２２】次いで、室内で火災が発生した場合には、
異常温度検知処理判断部４２では、異常温度検知処理判
断部４２に設定された基準設定値ＶTHを超える赤外線検
知信号を増幅部４０から受信することとなる。また、か
かる検知信号は、炎のちらつき又は揺らぎ現象に原因
し、既述した図８（ｂ）に示すような出力波形の信号と
なり、異常温度検知処理判断部４２ではその出力波形に
基づいて同図（ａ）に示すパルスのカウントを行う。そ
して、そのパルスが一定時間内に２回カウントされる
と、その時点で、異常温度検知処理判断部４２は火災が
発生したものと判断し、出力部４３からは火災発生の旨
を知らせるための信号が警報機器へ出力される。パルス
が１回だけカウントされただけでは火災発生であると判
断されることはなく、従って実際に火災が発生し、継続
的に炎が存在する場合にのみ確実且つ迅速に警報器で発
報がなされることとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１乃至３記載の本発明に係る火災等の異常検知機能を
備えた人体検知装置によれば、赤外線受光により人体検
知の判断と火災発生等の異常検知判断の双方が行え、ま
たこれらを区別した所定の信号出力が行えるために、従
来の人体検知の判断機能しか有しなかったものとは異な
り、火災発生等の異常検知をも行わせたい場合に、炎検
知器や煙感知器等を別途併設するような必要がなくなっ
て、設備の簡素化、並びに設備費用の低減化が図れると
いう格別な効果が得られる。

【００２４】特に、請求項２記載の本発明によれば、検
知信号の出力レベルが所定の基準設定値を１回のみ超え
るような事態を生じても、その時点で即座に火災が発生
したものとは判断されず、赤外線検知素子から出力され
た検知信号の出力レベルが予め設定された一定時間内に
所定の基準設定値を複数回超えたときに火災が発生した
ものと判断されるために、火災とは異なる事態に原因し
て誤作動を生じることが適切に防止され、火災検知の確
実性を高めることができるという利点が得られる。

【００２５】また、請求項３記載の本発明によれば、異
常温度検知処理判断部に設定される基準設定値が、人体
検知処理判断部で設定された基準設定値の１０倍以上の
値に設定されているために、人体から発せられる赤外線
受光が行われたときに、これが異常温度検知処理判断部
で火災発生等として判断される虞れを解消でき、誤作動
を一層少なくできる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る火災等の異常検知機能を備えた人
体検知装置のハード構成の一例を示すブロック図。

【図２】図１に示す増幅部の構成の一例を示すブロック
図。

【図３】（ａ）は本発明に係る火災等の異常検知機能を
備えた人体検知装置を構成する集光レンズの一例を示す
平面図、（ｂ）はその断面図。

【図４】（ａ）は本発明に係る火災等の異常検知機能を
備えた人体検知装置を構成する赤外線検知素子の一例を
示す平面図、（ｂ）はその断面図。

【図５】増幅部で増幅される赤外線検知信号を示す説明
図。

【図６】（ａ）は検知エリアの一例を示す平面図、
（ｂ）はその側面断面図。

【図７】炎及び人体の赤外線輻射の出力レベルと波長と
の関係を示す説明図。

【図８】（ａ）、（ｂ）は炎検知時における検知信号の
出力波形とそれによって得られるパルスとを示すタイム
チャート。

【符号の説明】

１ 赤外線検知素子 ２ 集光レンズ １１ 光学フィルタ ４０ 増幅部 ４１ 人体検知処理判断部 ４２ 異常温度検知処理判断部 ４３ 出力部 Ｍ 人体検知装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｊ 5/10 Ｇ０１Ｊ 5/10 Ａ Ｇ０１Ｖ 8/12 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｊ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08B 13/00 - 15/02 G08B 17/00 - 17/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の検知領域の各々に配された複数の検
   知ビームの各々によって赤外線を受光してその受光量に
   応じた出力レベルの検知信号を出力する赤外線検知素子
   と、この赤外線検知素子から出力される検知信号に基づ
   いて検知領域内の人体の有無を判断する人体検知処理判
   断部とを備えた人体検知装置であって、 前記赤外線検知素子から出力される検知信号に基づいて
   検知領域内での火災発生等による異常な温度変化を検知
   する異常温度検知処理判断部を備え、 この異常温度検知処理判断部によって所定の異常な温度
   変化が検知されたときには、人体検知処理判断部で人体
   検知がなされたときとは異なる信号が外部へ出力される
   ように構成されていることを特徴とする火災等の異常検
   知機能を備えた人体検知装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記異常温度検知処理
   判断部は、赤外線検知素子から出力されて所定の増幅率
   で増幅された検知信号の出力レベルが、予め設定された
   一定時間内に所定の基準設定値を複数回超えたときに火
   災が発生したものと判断し、所定の信号を出力するよう
   に構成されたものである火災等の異常検知機能を備えた
   人体検知装置。
3. 【請求項３】請求項２において、上記異常温度検知処理
   判断部に設定される基準設定値が、人体検知処理判断部
   で設定された基準設定値の１０倍以上の値に設定されて
   いる火災等の異常検知機能を備えた人体検知装置。