JP3653304B2 - Fire detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は火災感知装置に関し、特に装置の設置が簡単で、火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる火災感知装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図5に示すように、熱、煙等を感知して火災発生を報知する火災感知器51と、火災感知器51が設置された場所の近傍に配置された監視カメラ52と、火災感知器52から出力された火災信号f11を受信する警報制御器53と、監視カメラ52で撮像した映像信号f12をモニタするテレビモニタ54とからなる火災感知装置が提案されている。
【0003】
この火災感知器51の出力側は警報制御器53を介してテレビモニタ54の電源制御側と接続され、監視カメラ52の出力側はテレビモニタ54の映像入力側と接続されている。
このような火災感知装置で、火災感知器51が熱、煙等により火災を感知すると、警報制御器53に火災信号f11を出力する。警報制御器53は火災信号f11を受信し、テレビモニタ54の電源をONする。監視カメラ52は火災感知器51が設置された場所の近傍を撮像して映像信号映像信号f12をテレビモニタ54に出力する。これらの動作により火災が発生した場所の近傍の様子をテレビモニタ54によってモニタすることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の火災感知装置は以上の様に構成されるので、熱、煙等を感知する火災感知器51と火災状況を撮像する監視カメラ52を別々に設置しなければならず火災発生位置が特定できないという難点がある。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、装置の設置が簡単で、火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる火災感知装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため本発明による火災感知装置は、近赤外線を感知し火災信号を出力する第1のフォトダイオードおよび可視光を感知し映像信号を出力する第2のフォトダイオードを混在して2次元マトリクス構成されたCCDを撮像素子として使用したカメラと、火災信号を受信する警報制御器と、火災信号が受信されたとき警報制御器により電源がONされ映像信号をモニタするテレビモニタとを備えている。
【0007】
【作用】
カメラの第1のフォトダイオードで近赤外線を感知するとカメラから、警報制御器へ火災信号が送出される。
警報制御器が火災信号を受信するとテレビモニタの電源をONにする。カメラの第2のフォトダイオードで感知された可視光は映像信号として出力され電源がONされたテレビモニタでモニタされ火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の火災感知装置の一実施例を図にしたがって詳述する。
図1に示すように、本発明による火災感知装置は、近赤外線を感知し火災信号f1を出力する第1のフォトダイオードD1および可視光を感知し映像信号f2を出力する第2のフォトダイオードD2を混在して2次元マトリクス構成されたCCD2を撮像素子として使用したカメラ1と、火災信号を受信する警報制御器21と、火災信号が受信されたとき警報制御器により電源がONされ映像信号をモニタするテレビモニタ22とを備えている。
【0009】
カメラ1にはCCDイメージセンサ2、基準信号発振器6a、同期信号発生器6、水平転送パルス発生器7、垂直転送パルス発生器8、水平m進カウンタ9、垂直n進カウンタ10、アンド回路11、火災感知用フォトダイオード位置スイッチ12、アンプ13及びコンパレータ14を有している。
CCDイメージセンサ2は水平シフトレジスタ4、垂直シフトレジスタ5、ディスチャージ回路15及び信号バッフア4aを有し、可視光を感知する第2のフォトダイオードD2と垂直CCDスイッチVSとが1対となって2次元マトリクスを構成し、かつ第2のフォトダイオードD2の所々に近赤外線を感知する第1のフォトダイオードD1を混在させた構造になっている。
【0010】
垂直CCDスイッチVS・・・・・・の一方にはアノードが基準電位点に接続された第1のフォトダイオードD1または第2のフォトダイオードD2のカソードが接続され、他方は垂直信号線16に接続されている。垂直CCDスイッチVS・・・・・・のゲート側は水平信号線17に接続され、水平信号線17の一端は垂直シフトレジスタ5に接続されている。また垂直信号線16の一端はディスチャージ回路15に接続され、他端は水平CCDスイッチHS・・・・・・の一方に接続され、他方は映像信号線3と接続されている。水平CCDスイッチHS・・・・・・のゲート側は水平シフトレジスタ4に接続されている。
【0011】
映像信号線3は信号バッフア4aの入力側に接続され、出力側はテレビモニタ22の映像入力側と接続されている。
水平シフトレジスタ4は水平転送パルス発生器7から出力される水平転送パルスφ1が、垂直シフトレジスタ5は同期信号発生器6から出力される同期信号φ0が、ディスチャージ回路15は垂直転送パルス発生器8から出力される垂直転送パルスφ2がそれぞれ入力されるようになっている。
【0012】
映像信号用のフォトダイオードD2は例えば転送電極となる垂直CCDスイッチVS…の約500画素(光/電気変換素子)に対応して設けられ、垂直CCDスイッチVS…の500画素は水平CCDスイッチHSの約700に対応して設けられている。このため総数は約35万画素となっている。
この35万画素のうち映像信号f2に影響を与えない程度に火災信号用の第1のフォトダイオードD1を適宜混在させる。
【0013】
基準信号発振器6aの出力側は同期信号φ0を出力する同期信号発生器6を介して、15734Hzの水平転送パルスφ1を発生する水平転送パルス発生器7と60Hzの垂直転送パルスφ2を発生する垂直転送パルス発生器8と垂直シフトレジスタ5及び垂直n進カウンタ10の入力側とそれぞれ接続されている。
垂直転送パルス発生器8の出力側はディスチャージ回路15と接続されている。
【0014】
水平転送パルス発生器7の出力側は水平シフトレジスタ4及び水平m進カウンタ9の入力側と接続されている。
水平m進カウンタ9と垂直n進カウンタ10のそれぞれの出力側はアンド回路11の入力側と接続され、火災信号読出パルスφ3を出力する出力側は火災感知用フォトダイオード位置スイッチ12の制御側と接続され、火災感知用フォトダイオード位置スイッチ12の一方はCCDイメージセンサ2の信号バッフア4aの出力側と接続され、他方はアンプ13、コンパレータ14を介して警報制御器21と接続されている。
【0015】
通常、CCDイメージセンサ2は可視光領域を感知する第2のフォトダイオードD2のみで構成されているものであるが、本発明による火災感知装置で使用するCCDイメージセンサ2はインジウム・ヒ素(InAs)等を使用し波長域1〜4μmに対し感度が最も強くなるようにした第1のフォトダイオードD1を、画像劣化が起こらない程度に混在させている。
【0016】
図2に示す黒体のエネルギーと波長の関係から明らかなように、図1のCCDイメージセンサ2に破線で示す第1のフォトダイオードD1は可視光領域に相当する▲2▼の波長に対して殆ど感知せず、発火温度に達した物体が放射する▲1▼の領域の温度(波長域1〜4μm)に対してはそのエネルギーを検知して火災信号f1を出力することがわかる。
【0017】
なお、図2の特性図は横軸が光の波長(μm)、縦軸が平方cm当りの放射発散度(W/平方cm)で、それぞれの曲線は絶対温度を示している。
本発明による火災感知装置の動作を以下に説明する。
火災等が発生して撮像範囲内に1〜4μmの波長のエネルギーを放射する物体が見出されると、第1のフォトダイオードD1に該当する画素が、近赤外線を感知し火災信号f1を出力する。
【0018】
第1のフォトダイオードD1から出力される火災信号f1を監視すれば、火災の発生を感知できる。
このようにCCDカメラ1が火災の発生を感知すると、その火災信号f1は警報制御器2に出力される。警報制御器2が火災信号f1を受信すると、テレビモニタ3の電源をONし、撮像範囲の映像信号f2をモニタする。
【0019】
このような火災感知装置で図1に示すCCDイメージセンサ2の動作を図3及び図4を用いて説明する。図3ではフォトダイオードが3列5行に配置された例を示しており、第1行のフォトダイオードは画素N11、N21、N31、第2行は画素N12、N22、N32、第3行は画素N13、N23、N33、第4行は画素N14、N24 、N34、第5行は画素N15、N25、N35を構成している。この画素N11〜N35のうち、第1行の画素N21、第3行の画素N23、第5行の画素N25(添え字が列と行を示す)にそれぞれ第1のフォトダイオードD1が予め設けられているものとする。
【0020】
基準信号発振器6aにより同期信号発生器6が同期信号φ0(図4▲1▼)を出力すると、垂直シフトレジスタ5に送出される。垂直シフトレジスタ5は第1行の水平信号線17に接続された垂直CCDスイッチVS…を制御するので、第1行のフォトダイオードに蓄積された電荷を1〜3列の垂直信号線16に転送する。(図3(A))
同期信号φ0が垂直シフトレジスタ5に送出されている間に、水平転送パルス発生器7から15734Hzの水平転送パルスφ1(図4▲3▼)が水平シフトレジスタ4に順次送出され、水平CCDスイッチHSを制御するので1〜3列の垂直信号線16に転送された電荷を画素N11、N21、N31として映像信号線3に出力する。(図3(B))
第1行の画素をすべて映像信号線3に出力すると、垂直転送パルス発生器8から60Hzの垂直転送パルスφ2(図4▲7▼)がディスチャージ回路15に送出され、1〜3列の垂直信号線16に蓄積された電荷をディスチャージする。
【0021】
次の同期信号φ0(図4▲2▼)が垂直シフトレジスタ5に送出されると第2行の水平信号線17に接続された垂直CCDスイッチVS…を制御し、第2行のフォトダイオードに蓄積された電荷を1〜3列の垂直信号線16に転送する。(図3(C))
その間に水平転送パルス発生器7から水平シフトレジスタ4に順次送出される水平転送パルスφ1(図4▲4▼)により水平CCDスイッチHSがを制御され、1〜3列の垂直信号線16に転送された電荷を画素N12、N22、N32として映像信号線3に出力する。(図3(D))
以上の動作を繰返してフォトダイオードに蓄積された電荷を画素として映像信号線3に出力し信号バッフア4aから映像信号f2として出力する。
【0022】
第2のフォトダイオードD2に混在された第1のフォトダイオードD1を読出すタイミング動作を説明する。第1のフォトダイオードD1が配置されている位置は予め決められているので、その画素を読出すとき垂直n進カウンタ10と水平m進カウンタ9から「H」を出力し、アンド回路11へ入力するとアンド回路11から火災感知用フォトダイオード位置スイッチ12へ火災信号読出パルスφ3(図4▲5▼)が送出される。火災感知用フォトダイオード位置スイッチ12へ火災信号読出パルスφ3が送出されても、第1のフォトダイオードD1が近赤外線を感知しないと、信号バッフア4aの出力は小さいのでアンプ13で増幅してもコンパレータ14の基準電圧より低く火災信号f1は出力されない。第1のフォトダイオードD1が近赤外線を感知すると信号バッフア4aの出力は一定レベル以上となり、アンプ13、コンパレータ14を介して警報制御器21へ火災信号f1(図4▲6▼)を出力する。
【0023】
警報制御器21は火災信号f1が入力されるとテレビモニタ22の電源をONにする。テレビモニタ22の電源がONになると、映像信号線3から送出される映像信号f2を出画する。
これにより、テレビモニタ22で火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行える。
【0024】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の火災感知装置によれば、装置の設置が簡単で、火災発生位置を正確に特定でき、火災感知と火災状況モニタとを併行して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による火災感知装置の一実施例を示すブロック図。
【図2】本発明による火災感知装置に使用するフォトダイオードの特性図。
【図3】(A)(B)(C)(D)は本発明による火災感知装置に使用するフォトダイオードの動作を示す説明図。
【図4】本発明による火災感知装置の動作シーケンス説明図。
【図5】従来の火災感知装置のブロック図。
【符号の説明】
1・・・・・・カメラ
2・・・・・・CCD
21・・・・・・警報制御器
22・・・・・・テレビモニタ
D1・・・・・・第1のフォトダイオード
D2・・・・・・第2のフォトダイオード
f1・・・・・・火災信号
f2・・・・・・映像信号[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a fire detection device, and more particularly, to a fire detection device in which the installation of the device is simple, a fire occurrence position can be accurately identified, and fire detection and fire condition monitoring can be performed in parallel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 5, a
[0003]
The output side of the
In such a fire detection device, when the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional fire detection device is configured as described above, the
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fire detection device in which the installation of the device is simple, the fire occurrence position can be specified accurately, and fire detection and fire status monitoring can be performed in parallel.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the fire detection apparatus according to the present invention includes a first photodiode that detects near infrared rays and outputs a fire signal and a second photodiode that detects visible light and outputs a video signal. A camera that uses a CCD having a two-dimensional matrix configuration as an image sensor, an alarm controller that receives a fire signal, a television monitor that is turned on by the alarm controller to monitor a video signal when the fire signal is received, and It has.
[0007]
[Action]
When near-infrared light is detected by the first photodiode of the camera, a fire signal is sent from the camera to the alarm controller.
When the alarm controller receives the fire signal, the TV monitor is turned on. Visible light detected by the second photodiode of the camera is output as a video signal and monitored by a TV monitor that is turned on to accurately identify the fire occurrence location, and fire detection and fire status monitoring are performed in parallel. be able to.
[0008]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the fire detection device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the fire sensor apparatus according to the present invention, the second outputs of the first photodiode D 1 and the video signal f 2 sensing visible light for outputting a fire signal f 1 senses near
[0009]
The
[0010]
One of the vertical CCD switches VS... Is connected to the cathode of the first photodiode D 1 or the second photodiode D 2 whose anode is connected to the reference potential point, and the other is the
[0011]
The
The
[0012]
The video signal photodiode D 2 is provided corresponding to, for example, about 500 pixels (light / electric conversion elements) of the vertical CCD switch VS... Serving as a transfer electrode, and 500 pixels of the vertical CCD switch VS. Of about 700. For this reason, the total number is about 350,000 pixels.
Of the 350,000 pixels, the first photodiode D 1 for fire signal is mixed as appropriate so as not to affect the video signal f 2 .
[0013]
The output side of the
The output side of the vertical
[0014]
The output side of the horizontal transfer pulse generator 7 is connected to the input side of the
Each output side of the horizontal m counter 9 vertical n-
[0015]
Normally, the
[0016]
As is clear from the relationship between the energy and wavelength of the black body shown in FIG. 2, the first photodiode D 1 indicated by a broken line in the
[0017]
In the characteristic diagram of FIG. 2, the horizontal axis represents the wavelength of light (μm), the vertical axis represents the radiation divergence per square centimeter (W / square cm), and each curve represents the absolute temperature.
The operation of the fire detection device according to the present invention will be described below.
When a fire or the like occurs and an object that emits energy of 1 to 4 μm in wavelength is found within the imaging range, the pixel corresponding to the first photodiode D 1 senses near infrared rays and outputs a fire signal f 1 To do.
[0018]
If the fire signal f 1 output from the first photodiode D 1 is monitored, the occurrence of a fire can be detected.
Thus, when the
[0019]
The operation of the
[0020]
When the
While the synchronizing signal φ 0 is being sent to the
When all the pixels in the first row are output to the
[0021]
When the next synchronization signal φ 0 (FIG. 4 (2)) is sent to the
In the meantime, the horizontal CCD switch HS is controlled by the horizontal transfer pulse φ 1 (FIG. 4 (4)) sequentially sent from the horizontal transfer pulse generator 7 to the
And outputs as a video signal f 2 the accumulated charge from the output to the
[0022]
A timing operation for reading the first photodiode D 1 mixed in the second photodiode D 2 will be described. Since the position at which the first photodiode D 1 is arranged is determined in advance, when reading out the pixel, “H” is output from the vertical n-
[0023]
The
Thereby, the fire occurrence position can be accurately identified by the
[0024]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the fire detection device of the present invention, the installation of the device is simple, the fire occurrence position can be specified accurately, and fire detection and fire condition monitoring can be performed in parallel. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a fire detection device according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram of a photodiode used in the fire detection device according to the present invention.
FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are explanatory views showing the operation of the photodiode used in the fire detection device according to the present invention. FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation sequence of the fire detection device according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of a conventional fire detection device.
[Explanation of symbols]
1 ...
21 ......
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10594895A JP3653304B2 (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Fire detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10594895A Expired - Fee Related JP3653304B2 (en) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | Fire detection device |
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