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技術 警報器

出願人 ホーチキ株式会社
発明者 西崎拡浅野功
出願日 2008年8月25日 (12年4ヶ月経過) 出願番号 2008-215097
公開日 2010年3月4日 (10年9ヶ月経過) 公開番号 2010-049604
状態 特許登録済
技術分野 可聴可視信号 警報システム 音声の分析・合成 火災警報装置
主要キーワード 各時間区分 区分関数 パルス幅変調パルス 折れ線特性 周波数上限 PWMパルス列 取付フック 終了周波数
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

スイープ音を含む音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力する際に必要とするROM容量を低減可能とする。

解決手段

スイープ音出力処理部54は時間の経過に伴って周波数が直線的に変化するスイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力し、ローパスフィルタ42を通して音声信号に変換した後に増幅してスピーカ46から出力させる。スイープ音出力処理部54は、時間の経過に対し変化しない所定の音声データを設定する音声データ設定部、時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定する周波数設定部及び音声データ設定部の音声データから変換したデューティ比をもち、且つ周波数設定部により設定された直線的に変化する周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM処理部を備える。

概要

背景

従来、住宅における火災ガス漏れなどの異常を検出して警報する住宅用警報器(以下「住警器」という)が普及している。

このような住警器にあっては、住警器内にセンサ部と警報部を一体に備え、火災を検出すると火災警報を出すようにしており、住警器単体火災監視と警報ができることから、設置が簡単でコスト的にも安価であり、一般住宅での設置義務化に伴い広く普及している。

従来の住警器で火災を検出した時の警報としては、例えば「ピーピーピー 火事です 火事です」といった警報音を出力するようにしている。ここで前半の「ピーピーピー」はスイープ音と呼ばれ、2〜3KHzといった聞き取りやすい範囲で周波数を時間に対し直線的に変化させている。

このようなスイープ音と音声メッセージから構成された警報音の出力は、音声データを記憶したROMを準備し、ROMから読み出した音声データをPWMパルスに変換し、PWMパルス(パルス幅変調パルス)をローパスフィルタを通すことで音声信号波形に変換し、アンプ増幅した後にスピーカから出力させている。

このように音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力するPWM変換方法は、音声データをアナログ変換する高価なAD変換器を必要とせず、低コスト音声出力を行うことができる。

特開2005−44317号公報
特開2004−54356号公報

概要

スイープ音を含む音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力する際に必要とするROM容量を低減可能とする。スイープ音出力処理部54は時間の経過に伴って周波数が直線的に変化するスイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力し、ローパスフィルタ42を通して音声信号に変換した後に増幅してスピーカ46から出力させる。スイープ音出力処理部54は、時間の経過に対し変化しない所定の音声データを設定する音声データ設定部、時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定する周波数設定部及び音声データ設定部の音声データから変換したデューティ比をもち、且つ周波数設定部により設定された直線的に変化する周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM処理部を備える。

目的

本発明は、スイープ音を含む音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力する際に必要とするROM容量を低減可能とする警報器を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

異常を検出した際に、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化するスイープ音警報内容を示す音声メッセージからなる警報音を出力する警報器に於いて、前記スイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力するスイープ音出力処理部と、前記音声メッセージに対応したROMに記憶した音声データをPWMパルスに変換して出力する音声メッセージ出力処理部と、前記スイープ音出力処理部及び音声メッセージ出力処理部から出力されたPWMパルスをローパスフィルタに通して音声信号に変換した後に増幅してスピーカから出力させる音響出力回路部と、を設け、前記スイープ音出力処理部は、時間の経過に対し変化しない所定の音声データを設定する音声データ設定部と、時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定する周波数設定部と、前記音声データ設定部の音声データから変換したデューティ比をもち、且つ前記周波数設定部により設定された直線的に変化する周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM処理部と、を備えたことを特徴とする警報器。

請求項2

請求項1記載の警報器に於いて、前記周波数設定部は、時間の経過に対し所定の周波数範囲で傾きの異なる少なくとも2本の直線を連接した折れ線的に変化する周波数を設定することを特徴とする警報器。

請求項3

請求項1記載の警報器に於いて、前記周波数設定部は、時間軸を複数の時間区分に分割し、各時間区分毎に、時間の経過に対し所定の周波数範囲で傾きの異なる少なくとも2本の直線を連接した折れ線的に変化する周波数を設定することを特徴とする警報器。

請求項4

請求項3記載の警報器に於いて、前記周波数設定部は、各時間区分の開始周波数終了周波数を所定の周波数範囲で順次ずらしたことを特徴とする警報器。

請求項5

請求項1記載の警報器に於いて、前記音声メッセージ出力処理部は、アナログ音声信号を所定のサンプル周波数により抽出してデジタル変換した音声データを記憶したROMと、時間の経過に対し前記ROMから順次読み出した音声データから変換したデューティ比をもち、且つ前記サンプル周波数と同じ周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM変換処理部と、を備えたことを特徴とする警報器。

請求項6

異常を検出した際に、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化するスイープ音を警報音として出力する警報器に於いて、前記スイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力するスイープ音出力処理部と、前記スイープ音出力処理部から出力されたPWMパルスをローパスフィルタを通して音声信号に変換した後に増幅してスピーカから出力させる音響出力回路部と、を設け、前記スイープ音出力処理部は、時間の経過に対し変化しない所定の音声データを設定する音声データ設定部と、時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定する周波数設定部と、前記音声データ設定部の音声データから変換したデューティ比をもち、且つ前記周波数設定部により設定された直線的に変化する周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM処理部と、を備えたことを特徴とする警報器。

技術分野

0001

本発明は、一般住宅等に設置され電池駆動により火災監視して警報する警報器に関する。

背景技術

0002

従来、住宅における火災やガス漏れなどの異常を検出して警報する住宅用警報器(以下「住警器」という)が普及している。

0003

このような住警器にあっては、住警器内にセンサ部と警報部を一体に備え、火災を検出すると火災警報を出すようにしており、住警器単体火災監視と警報ができることから、設置が簡単でコスト的にも安価であり、一般住宅での設置義務化に伴い広く普及している。

0004

従来の住警器で火災を検出した時の警報としては、例えば「ピーピーピー 火事です 火事です」といった警報音を出力するようにしている。ここで前半の「ピーピーピー」はスイープ音と呼ばれ、2〜3KHzといった聞き取りやすい範囲で周波数を時間に対し直線的に変化させている。

0005

このようなスイープ音と音声メッセージから構成された警報音の出力は、音声データを記憶したROMを準備し、ROMから読み出した音声データをPWMパルスに変換し、PWMパルス(パルス幅変調パルス)をローパスフィルタを通すことで音声信号波形に変換し、アンプ増幅した後にスピーカから出力させている。

0006

このように音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力するPWM変換方法は、音声データをアナログ変換する高価なAD変換器を必要とせず、低コスト音声出力を行うことができる。

特開2005−44317号公報
特開2004−54356号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、このような従来の警報器で警報音を出力させるPWM変換方法にあっては、ROMにスイープ音と音声メッセージから構成された音声データを記憶する必要があり、音声データのデータ量が多いため、記憶容量の大きなROMを使用しなければならず、コストアップになるという問題がある。

0008

例えば、ROMに記憶する音声データは、周波数分解能を確保するためにアナログ音声信号を例えば8KHzのサンプル周波数で抽出してAD変換したデータであり、1秒間の警報音の出力に8000データが必要であり、例えば「ピーピーピー 火事です 火事です」といった警報音の出力には2秒程度かかるため、16000データが必要である。ここで1つの音声データが8ビットの1バイトデータであったとすると、16キロバイトのROM容量が必要となる。

0009

本発明は、スイープ音を含む音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力する際に必要とするROM容量を低減可能とする警報器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、異常を検出した際に、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化するスイープ音と警報内容を示す音声メッセージからなる警報音を出力する警報器に於いて、
スイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力するスイープ音出力処理部と、
音声メッセージに対応したROMに記憶した音声データをPWMパルスに変換して出力する音声メッセージ出力処理部と、
スイープ音出力処理部及び音声メッセージ出力処理部から出力されたPWMパルスをローパスフィルタを通して音声信号に変換した後に増幅してスピーカから出力させる音響出力回路部と、
を設け、
スイープ音出力処理部は、
時間の経過に対し変化しない所定の音声データを設定する音声データ設定部と、
時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定する周波数設定部と、
音声データ設定部の音声データから変換したデューティ比をもち、且つ周波数設定部により設定された直線的に変化する周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM処理部と、
を備えたことを特徴とする。

0011

ここで、周波数設定部は、時間の経過に対し所定の周波数範囲で傾きの異なる少なくとも2本の直線を連接した折れ線的に変化する周波数を設定する。

0012

周波数設定部は、時間軸を複数の時間区分に分割し、各時間区分毎に、時間の経過に対し所定の周波数範囲で傾きの異なる少なくとも2本の直線を連接した折れ線的に変化する周波数を設定する。

0013

周波数設定部は、各時間区分の開始周波数終了周波数を所定の周波数範囲で順次ずらす。

0014

音声メッセージ出力処理部は、
アナログ音声信号を所定のサンプル周波数により抽出してデジタル変換した音声データを記憶したROMと、
時間の経過に対し前記ROMから順次読み出した音声データから変換したデューティ比をもち、且つサンプル周波数と同じ周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM変換処理部と、
を備える。

0015

本発明の別の形態として、異常を検出した際に、時間の経過に伴って周波数が直線的に変化するスイープ音を警報音として出力する警報器に於いて、
スイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力するスイープ音出力処理部と、
スイープ音出力処理部から出力されたPWMパルスをローパスフィルタを通して音声信号に変換した後に増幅してスピーカから出力させる音響出力回路部と、
を設け、
スイープ音出力処理部は、
時間の経過に対し変化しない所定の音声データを設定する音声データ設定部と、
時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定する周波数設定部と、
音声データ設定部の音声データから変換したデューティ比をもち、且つ周波数設定部により設定された直線的に変化する周波数をもつPWMパルスを生成して出力するPWM処理部と、
を備えたことを特徴とする。

発明の効果

0016

本発明によれば、時間の経過に対し周波数が直線的に変換するスイープ音については、所定の音声データを固定的に設定することでPWMパルスのデューティ比を一定にすることで、音声信号の振幅を一定とし、同時に、時間の経過に対し直線的に変化する周波数を設定し、デューティ比が一定で周波数が時間の経過に伴って直線的に変化するPWMパルスを生成して出力し、ローパスフィルタを通して増幅することで正弦波形の音声信号をスピーカに与えてスイープ音を出すことができ、スイープ音についてはROMに音声データを記憶する必要がなく、ROM容量を大幅に低減することができる。

0017

また、時間の経過に対し直線的に変化する周波数の設定は、時間軸と周波数軸をもつ2次元座標における直線を表す関数式で簡単に定義でき、このような関数式に従った周波数の設定はCPUの計算処理により実現でき、ROMによる音声データの記憶は必要ない。

0018

また、周波数設定を行う関数式として、周波数範囲につき傾きを多段階に変化させることで、折れ線的に周波数が変化する特性を簡単に設定でき、また、時間軸を複数領域に区分し、各時間区分で個別に折れ線的な周波数変化となる区分関数を定義することで、連続するスイープ音の範囲を周波数方向に順次シフトさせるようなスイープ音の出力も適切にできる。

0019

更に、「ピーピーピー」といったスイープ音のみを警報音して出力する警報器については、音声メッセージを出力しないことから、音声データを記憶するためのROM容量を不要にできる。

発明を実施するための最良の形態

0020

図1は本発明による住警器の外観を示した説明図であり、図1(A)に正面図を、図1(B)に側面図を示している。

0021

図1において、本実施形態の住警器10はカバー12と本体14で構成されている。カバー12の中央には、周囲に煙流入口を開口した検煙部16が配置され、火災による煙が所定濃度に達したときに火災を検出するようにしている。

0022

カバー12に設けた検煙部16の左下側には音響孔18が設けられ、この背後にスピーカを内蔵し、警報音や音声メッセージを出力できるようにしている。検煙部16の下側には警報停止スイッチ20が設けられている。警報停止スイッチ20は点検スイッチとしての機能を兼ねている。

0023

警報停止スイッチ20の内部には、点線で示すようにLED22が配置されており、LED22が点灯すると、警報停止スイッチ20のスイッチカバーの部分を透過してLED22の点灯状態が外部から分かるようにしている。

0024

また本体14の裏側上部には取付フック15が設けられており、設置する部屋の壁にビスなどをねじ込み、このビスに取付フック15で取り付けることで、壁面に住警器10を設置することができる。

0025

住警器10は住宅の居間や寝室などの例えば壁面に設置され、万一、火災が発生した場合いには、火災を検出して警報を開始する。この火災を検出して警報を開始することを、住警器における「発報」という。

0026

火災を検出した時の住警器10の警報音としては、例えばスイープ音と音声メッセージから構成させた「ピーピーピー 火事です 火事です」を連続して出力する。同時にLED22を点滅又は明滅させる。住警器10が警報音を出している状態で、警報停止スイッチ20を操作すると、警報音が停止し、LED22が消灯する。

0027

また住警器10は障害監視機能を備えており、障害を検知すると、例えば「ピッ」といった警報音を所定時間置きに間欠的に出力すると共にLED22を瞬時的に点灯し、障害が発生したことを報知する。住警器10から出力されている障害警報は、警報停止スイッチ20を操作することで停止することができる。

0028

住警器10で検出して警報する障害とは、電池電圧の低下を検出して警報する電池容量低下警報電池切れ警報)が主なものであり、これ以外に、検煙部などのセンサ障害など適宜の障害警報が含まれる。

0029

図2は本発明による住警器の実施形態を示したブロック図である。住警器10はCPU24を備え、CPU24に対しては、センサ部26、報知部28、操作部30、ROM32、RAM35、移報部36及び電池電源40を設けている。

0030

センサ部26には、本実施形態にあっては検煙部16が設けられ、煙濃度に応じた煙検出信号をCPU24に出力している。センサ部26には検煙部16以外に、火災による温度を検出するサーミスタを設けてもよい。またガス漏れ監視用の住警器の場合には、センサ部26にガス漏れセンサが設けられることになる。

0031

報知部28にはローパスフィルタ42及びアンプ44からなる音響出力回路部により駆動されるスピーカ46と、表示回路部48により駆動されるLED22が設けられている。

0032

ローパスフィルタ42はコンデンサ抵抗からなる簡単なフィルタであり、CPU24から出力される警報音用のPWMパルス列を音声信号波形に変換し、アンプ44で増幅した後にスピーカ46から出力させる。LED22は点滅や明滅、点灯などにより、火災などの異常及び障害を表示する。

0033

操作部30には警報停止スイッチ20が設けられている。警報停止スイッチ20を操作すると、住警器10から流している警報音を停止することができる。警報停止スイッチ20は、本実施形態にあっては点検スイッチを兼用している。

0034

警報停止スイッチ20は、報知部28からスピーカ46により警報音を出力しているときに有効となる。一方、警報音を出力していない通常監視状態で警報停止スイッチ20は点検スイッチとして機能し、点検スイッチを押すと、報知部28から点検用の音声メッセージなどが出力される。

0035

ROM32には「火事です 火事です」といった内容の音声メッセージデータ34が記憶されている。しかし、「ピーピーピー」といったスイープ音の音声データは記憶されていない。

0036

電池電源40は、例えば所定セル数のアルカリ乾電池を使用しており、定格電圧として例えば5.0ボルトの電池電圧を供給し、電池容量としては住警器10における回路部全体の低消費電力化により、約10年の電池寿命保証している。

0037

CPU24にはプログラムの実行により実現される機能として、異常監視部50及び警報音処理部52が設けられている。警報音処理部52には、スイープ音出力処理部54と音声メッセージ出力処理部56の機能が設けられている。

0038

異常監視部50は、センサ部26に設けた検煙部16からの煙検出信号が火災レベルを超えて火災を検出したときに、報知部28のスピーカ46から警報音例えば「ピーピーピー 火事です 火事です」を繰り返し出力させると共に、報知部28のLED22を例えば明滅させる。

0039

警報音処理部52に設けたスイープ音出力処理部54は、RAM35に記憶された音声データを使用せずに、スイープ音に対応したPWMパルス列を生成して出力し、ローパスフィルタ42を通して正弦波形の音声信号に変換した後にアンプ44で増幅してスピーカ46から出力させる。

0040

音声メッセージ出力処理部56は、ROM32に記憶した音声メッセージデータ34を読み出してPWMパルスに変換して出力し、同じくローパスフィルタ42を通して正弦波形の音声信号に変換した後にアンプ44で増幅してスピーカ46から出力させる。

0041

図3図2の音声メッセージ出力処理部の機能構成を示したブロック図である。図3において、CPU24には、プログラムの実行により実現される機能である音声メッセージ出力処理部56として、レジスタ60、PWM処理部62、周波数設定部64、レジスタ66及び制御部68が設けられている。

0042

一方、ROM32に格納されている例えば「火事です、火事です」といった内容の音声メッセージデータ34はCPU24により読み出され、RAM35上に音声メッセージデータ34aとして展開されている。

0043

ROM32に格納している音声メッセージデータ34は、音声メッセージ「火事です、火事です」のアナログ音声信号を例えば8kHzのサンプル周波数で抽出して、8ビットのデジタルデータに変換している。

0044

本実施形態にあっては、スイープ音については音声データをROM32に準備する必要がないことから、例えば従来スイープ音と音声メッセージの組合せで2秒の警報音の出力時間であったとすると、例えば音声メッセージのみでよいことから、音声メッセージデータ34は例えば半分の1分データであり、したがって8kHzでサンプリングしてデジタル変換した場合、音声メッセージデータ34のサイズは8000データであり、1データ当たり8ビットのバイトデータとすると、従来の半分の8キロバイトのROM容量に低減できる。

0045

音声メッセージ出力処理部56のレジスタ60には、音声メッセージデータ34aのサンプリング周期と同じ8kHzの周波数で制御部68からRAM35に読出し要求を行って、順次レジスタ60に音声メッセージデータを格納する。また周波数設定部64は、音声メッセージデータ34aのサンプル周波数と同じ周波数8kHzをレジスタ66に固定的に設定している。

0046

PWM処理部62は、レジスタ60に格納された音声メッセージデータの値からPWMパルスのデューティ比を求め、レジスタ66に設定した周波数8kHzのクロックからなるPWMパルスを生成して出力する。

0047

図4図3のPWM処理部62における音声データをデューティ比に変換するための変換特性を示したグラフ図である。図4において、横軸は音声データであり、例えば8ビットの音声データであり、オール1で最大値Dmaxとなっている。縦軸はデューティ比Rであり、音声データの最大値Dmaxでデューティ比Rは100%であり、音声データ0でデューティ比Rは0%であり、したがって0から100%を結ぶ直線を、音声データをデューティ比Rに変換するための変換特性として設定している。

0048

このような図4の音声データからデューティ比への変換特性に基づき、レジスタ60に格納された音声メッセージ34aからの音声データ即ち8ビットデータを、図4の変換特性に従ってデューティ比Rに変換し、レジスタ66で設定された8kHzのクロックにおけるデューティ比を、変換したデューティ比として、PWMパルスを出力する。

0049

PWM処理部62から出力されたPWMパルスは、コンデンサと抵抗からなる簡単なローパスフィルタ42を通すことで、PWMパルスの例えば可聴音周波数上限を超える周波数成分が除去されて、滑らかな振幅変化を持った音声信号波形に変換され、続いてアンプ44で増幅された後、スピーカ46から警報音の音声メッセージとして出力される。

0050

この図3に示した音声メッセージ出力処理部56の機能は、音声メッセージデータをPWMパルスに変換した後に、ローパスフィルタを通して波形整形してスピーカより出力する従来技術と同じ機能である。

0051

図5図2のスイープ音出力処理部の機能構成を示したブロック図である。図5において、CPU24におけるプログラムの実行により実現される機能であるスイープ音出力処理部54は、音声データ設定部58、レジスタ60、PWM処理部62、周波数設定部64、レジスタ66、制御部68を備えている。

0052

音声データ設定部58は、スイープ音を出力するための時間の経過に対し、変化しない所定の音声データをレジスタ60に設定する。レジスタ60の音声データは、PWM処理部62において、図4に示した変換特性に従ってデューティ比Rに変換される。したがって音声データ設定部58は、レジスタ60に、PWMパルスにおける所定のデューティを固定的に設定する機能を有する。

0053

即ち、スイープ音は所定の周波数範囲で時間の経過に伴い周波数が直線的に変化する警報音であり、振幅成分は一定になることから、音声データ設定部58による所定の音声データの設定で一定のデューティ比を設定するようにしている。

0054

音声データ設定部58による音声データに基づくデューティ比は、スピーカ46から警報音を出力したときに警報音に要求される所定の音圧レベルを維持するようにデューティ比を決定している。

0055

一方、周波数設定部64は、スイープ音を出力する際の時間の経過に対し直線的に変化する周波数をレジスタ66に設定する。

0056

PWM処理部62は、レジスタ60に固定的に設定された音声データの変換で得られる一定のデューティ比を持ち、且つレジスタ66に設定される時間の経過に対し直線的に変化する周波数を持つPWMパルスを生成して順次出力する。

0057

図6図5の周波数設定部64によるスイープ音出力のための周波数設定処理を示したタイムチャートである。図6にあっては、横軸の時間tに対し縦軸に周波数fを示しており、時刻t0からt6の時間に亘りスイープ音を出力させる。

0058

時刻t0〜t6の時間は、3つの区間t0〜t2、t2〜t4、及びt4〜t6に分割されており、それぞれの時間分割区間で時間の経過に伴って異なった傾きで直線的に変化する折れ線特性を持つ周波数出力特性を設定している。

0059

また周波数の変化範囲は2kHz〜3.4kHzであり、この周波数範囲でスイープ音を変化させることで、高齢者であっても聞き取り易い周波数が存在するため、スイープ音を明確に認識することができる。

0060

時刻区間t0〜t2にあっては、最小となる開始周波数f1=2kHzを初期値として、傾きaを持つ直線70に従って周波数fを変化させ、時刻t1で周波数f4=2.8kHzに達したら、緩やかな傾きbを持つ直線72に従って、時刻t2の周波数f6に至るまで周波数を変化させる。

0061

次の時刻区間t2〜t4については、開始周波数f1=2kHzに対し、所定周波数Δfだけプラス方向にシフトした周波数f2を起点として、直線70と同じ傾きaを持つ直線74に従って、時刻t3で周波数f5に達するまで周波数fを変化させた後、直線72と同じ傾きbを持つ直線76に従って、時刻t4で周波数f8に達するまで、周波数fを変化させる。

0062

最後の時刻区間t4〜t6については、1つ前の時刻区間t2〜t4における開始周波数f2に対し、所定周波数Δfだけ高い周波数f3を起点として、傾きaを持つ直線78に従って、時刻t5で周波数f7に達するまで周波数fを直線的に増加させた後、傾きbを持つ直線80に従って、時刻t6で周波数f9=3.2kHzに達するまで、周波数を直線的に変化させる。

0063

このような図6において周波数設定部64が時間に経過に伴って直線70,72,74,76,78,80に従って発生する周波数は、各時刻区間で分割した次の区分関数として定義することができる。
f=at+f1 (0≦t<t1) (1)
f=bt+f4 (t1≦t<t2) (2)
f=at+f2 (t2≦t<t3) (3)
f=bt+f6 (t3≦t<t4) (4)
f=at+f3 (t4≦t<t5) (5)
f=bt+f8 (t5≦t<t6) (6)
この(1)〜(6)の区分関数をCPU24におけるプログラムの実行で計算することで、周波数設定部64は、レジスタ66に時間の経過に伴って、図6の直線70〜80に従って変化する周波数を設定することができ、レジスタ60に対しては固定的な音声データが設定されていることから、音声データに基づく変換された一定のデューティ比を持つ時間の経過に伴って、図6に従って周波数が変化するPWMパルスを生成して出力することができる。

0064

PWM処理部62から出力されたスイープ音出力のためのPWMパルスは、ローパスフィルタ42を通すことで可聴音声周波数帯域上限周波数を超える周波数成分が除去されて、ほぼ正弦波形に変換され、アンプ44で増幅された後、スピーカ46から例えば「ピーピーピー」といったスイープ音を出力させることができる。

0065

このような図5に示すスイープ音出力処理部54にあっては、図3に示した音声メッセージ出力処理部56のように、ROM32に格納されたような音声メッセージデータ34に相当する音声データを必要とせず、スイープ音について音声データをROMに記憶する必要がないため、その分、ROM容量を低減し、容量の小さなROM32で済ますことができる。

0066

図7図2のCPU24に設けた警報音処理部52による警報音出力処理を示したフローチャートである。図7において警報音出力処理は、異常監視部50における火災検出に基づいて実行され、ステップS1で、まずスイープ音出力処理として、スイープ音として例えば「ピーピーピー」を警報音として出力する。続いてステップS2で音声メッセージ出力処理を実行し、「火事です、火事です」の警報音を出力する。

0067

次にステップS3で警報音を繰り返す際のインターバルとなる所定時間経過待ち、その間にステップS4で警報停止がなければ、再びステップS1に戻り、スイープ音出力処理と、ステップS2の音声メッセージ出力処理を繰り返す。

0068

図8図7のステップS1におけるスイープ音出力処理の詳細を示したフローチャートであり、図5に示したスイープ音出力処理部の処理動作を実現する。

0069

図8のスイープ音出力処理にあっては、まずステップS11でパラメータ設定を含む初期化処理を実行する。パラメータ設定は図6に示した3つの時間区分において折れ線的に周波数を変化させる(1)〜(6)式における定数f1,f2,f3,f4,f6,f8、及び傾きa,bの設定を含む。

0070

続いてステップS12で、音声データ設定部58がレジスタ60にデューティ比設定データとして所定のデューティ比を与える音声データを格納する。

0071

続いてステップS13〜S15において、図6の直線70に従った周波数変化を持つPWMパルスの出力を行う。即ちステップS13で現在時刻tが時刻t1に達していなければステップS14に進み、前記(1)式に従って周波数fを計算してレジスタ66に格納し、ステップS15でレジスタ60の音声データで決まる一定のデューティ比を持ち、且つレジスタ66の周波数fを持つPWMパルスを出力する。これによって、図6の周波数f1から直線70に従って周波数f4まで、傾きaで急激に変化する周波数となるスイープ音を出力する。

0072

続いてステップS16〜S18で、図6の直線72に従った周波数f4から傾きbで周波数f6まで緩やかに変化するPWMパルス、即ち(2)式に従った周波数fの変化を持つPWMパルスを出力し、直線72に従った周波数変化のスイープ音を出力する。

0073

以下同様に、ステップS19〜S21は図6の直線74、即ち(3)で計算される周波数変化によるPWMパルスの出力によるスイープ音であり、またステップS22〜S24は図6の直線76、即ち前記(4)式に従った周波数変化のスイープ音の出力であり、ステップS25〜S27は図6の直線78、即ち(5)式に従った周波数変化のスイープ音の出力であり、更にステップS28〜S30は図6の直線80即ち、前記(6)式に従った周波数変化を持つスイープ音を出すためのPWMパルスの出力処理となる。

0074

図9図7のステップS2における音声メッセージ出力処理の詳細を示したフローチャートであり、図3のCPU24に示した音声メッセージ出力処理部56の機能により実現される処理となる。

0075

図9において、音声メッセージ出力処理は、まず周波数設定部64により、レジスタ66に音声メッセージデータ34のサンプル周波数と同じ周波数例えば8kHzを固定的に設定する。続いてステップS32で、RAM35に展開している音声メッセージデータ34aを8kHzの読出し周波数に従って順次レジスタ60に読み出す。

0076

続いてステップS33でレジスタ60の音声データを図4の変換特性に従ってデューティ比Rに変換した後、ステップS34で、変換したデューティ比Rを持つレジスタ66で固定的に設定している8kHzのPWMパルスを出力する。このようなステップS32〜S34による音声データに応じたデューティ比を持ち且つ周波数が一定となるPWMパルスの出力を、ステップS35でRAM35からの全データの処理が済むまで繰り返す。

0077

なお上記の実施形態にあっては、スイープ音と音声メッセージとを組み合わせた警報音を出力する場合を例に取っているが、スイープ音のみを警報音として出力するようにしてもよく、この場合には、図2のCPU24の警報音処理部52にはスイープ音出力処理部54のみを設ければよく、ROM32の音声メッセージデータ34を必要とする音声メッセージ出力処理部56は不要となる。またスイープ音出力処理部54のみを設けた場合には、ROM32に音声データを記憶する必要はない。

0078

また上記の実施形態にあっては、図5におけるスイープ音出力処理部54において、レジスタ60に音声データ設定部58より一定の音声データを格納することで、スイープ音の出力中にデューティ比、即ち音声信号の振幅(音圧レベル)を一定に保つようにしているが、音声データについても時間の経過に応じて所定の傾きで直線的に変化させることでデューティ比を変化させ、スイープ音の音量を時間の経過に伴って例えば初期音量から順次音量を増加させるような警報音の出し方を行うようにしてもよい。

0079

このように音声データの直線的な時間的変化でスイープ音の音量を変化させる場合にも、ROMに音声データを準備する必要はなく、時間の経過に伴って変化させている周波数の場合と同様、時間の経過に伴ってデューティ比に変換される音声データを直線的あるいは任意の折れ線的な変化とすればよい。

0080

また、上記の実施形態は火災検出を対象とした住警器を例に取るものであったが、これ以外にガス漏れ警報器防犯用の警報器など、それ以外の適宜の異常を検出する警報器につき、本実施形態をそのまま適用できる。また住宅用に限らず、ビルオフィス用などの各種の用途の警報器にも適用できる。

0081

また上記の実施形態は警報器にセンサ部を一体に設けた場合を例に取るものであったが、他の実施形態として警報器からセンサ部を別体として設けた警報器であっても良い。

0082

また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

図面の簡単な説明

0083

本発明による住警器の外観を示した説明図
本発明による住警器の実施形態を示したブロック図
図2の音声メッセージ出力処理部の機能構成を示したブロック図
図3における音声データからデューティ比に変換する変換特性を示したグラフ図
図2のスイープ音出力処理部の機能構成を示したブロック図
図5の周波数設定部による設定処理を示したタイムチャート図
図2の実施形態における警報音出力処理を示したフローチャート
図7のステップS1におけるスイープ音出力処理の詳細を示したフローチャート
図7のステップS2における音声メッセージ出力処理の詳細を示したフローチャート

符号の説明

0084

10:住警器
12:カバー
14:本体
15:取付フック
16:検煙部
18:音響孔
20:警報停止スイッチ
22:LED
24:CPU
26:センサ部
28:警報部
30:操作部
32:ROM
34:音声メッセージデータ
35:RAM
36:移報部
40:電池電源
42:ローパスフィルタ
44:アンプ
46:スピーカ
48:表示回路部
50:異常監視部
52:警報音処理部
54:スイープ音出力処理部
56:音声メッセージ出力処理部
58:音声データ設定部
60,66:レジスタ
62:PWM処理部
64:周波数設定部
68:制御部

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