JP2011060031A - 警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】電池切れ警報音等の聴き取りやすさは確保するとともに、電池寿命を長く維持できる警報器を提供することを目的とする。
【解決手段】煙検知部２０又は熱検知部３０が異常と判断し又は電池電圧監視回路６０が電圧低下と判断したときに、制御部１０は、音声アンプ４２に対して、音声警報の音圧レベルを電子音の音圧レベルよりも大きくして音声警報を出させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、警報器に関し、特に音声警報及び電子音の音圧レベルの制御に関するものである。

従来の技術として、例えば「電池電圧低下の検出状態で点検スイッチ１８を操作すると、ラッチ回路４８からのＨレベル出力に基づき音声制御回路５３は、音声メッセージ選択制御回路６０に対し電池電圧低下警報用のメッセージ選択を行わせると共に、音声レベル調整回路５９の音声レベルを低いレベルに設定させ、火災時の警報音よりも低いレベルで例えば「ピピ、有効期限を確認してください。」のメッセージを出力」させる警報器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８１７５４２号公報（第１０頁）

上記の特許文献１の警報器は、警報器が発する「ピピ」という電子音と、「有効期限を確認してください。」という音声警報とでは、略同一の音圧レベルで鳴動しているものの、後者が前者に比べて聴き取りにくいという問題点があった。また、音声警報を聴き取りやすくするためには、電子音も大きくする必要があるため、電池寿命が短くなるという問題点もあった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電池切れ警報音等の聴き取りやすさは確保するとともに、電池寿命を長く維持できる警報器を提供することを目的とする。

本発明に係る警報器は、電源部と、状態検出部と、前記電源部からの供給電圧を監視する電圧監視部と、前記状態検出部の出力信号に基づいて状態を判断する状態判別部と、前記状態判別部の判断結果に基づいて警報を出力させる制御部と、前記制御部の制御信号により駆動される発音部品とを備える警報器において、前記状態判別部が異常又は前記電圧監視部が電圧低下と判断したときに、前記制御部は、前記発音部品による音声警報の音圧レベルを前記発音部品による電子音の音圧レベルより大きくするものである。

本発明においては、警報器の電池切れ等の異常警報における音声警報の音圧レベルを電子音の音圧レベルより大きくするようにしたので聴き取りやすさが確保され、また、電子音の音圧レベルを低く設定することで省電力が可能となり、電池寿命を長く維持できるので、ユーザの使い勝手がよい警報器を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る火災警報器１００の回路構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る制御部１０の内部構成を示すブロック図である。 (a) 従来の火災警報器の異常警報の音圧レベルを示す図である。(b) 本発明の実施の形態１に係る火災警報器１００の異常警報の音圧レベルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る火災警報器１００の音量制御信号の選択に関するフローチャートである。

実施の形態１．
以下、本実施の形態１では、電池で駆動される火災警報器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る火災警報器１００の回路構成を示す機能ブロック図である。
図１において、火災警報器１００は、状態判別部が含まれる制御部１０と、電池１と、定電圧回路２と、点検スイッチ３と、ＥＥＰ−ＲＯＭ４と、状態検出部として機能する煙検知部２０及び熱検知部３０と、警報音制御回路４０と、表示灯回路５０と、電圧監視部として機能する電池電圧監視回路６０とを備える。

制御部１０は、例えばワンチップマイコン等で構成されており、火災警報器１００の全体的な制御を行う。
制御部１０は、各内部回路からの信号を定期的に取り込み、その信号に応じた処理を行っている。例えば、制御部１０が煙検知部２０の受光アンプ２３からの信号（火災検出信号）を取り込んだ場合、この火災検出信号に基づいて警報鳴動が必要か否かを判断する。制御部１０が火災検出信号を取り込み、警報鳴動が必要であると判断した場合には、制御部１０は警報鳴動の音声データを警報音制御回路４０に出力する。

制御部１０の内部構成については図２を用いて後述するが、制御部１０は、異常監視動作や火災監視動作の待機時はメインクロック発振部１６からのクロック信号の供給を停止して、サブクロック発振部１７からのクロック信号の供給のみで動作するスリープモードで動作している。しかし、定期的なタイマ割込や点検スイッチ割込等があったときは、制御部１０はスリープモードを停止してメインクロック発振部１６のクロック信号を供給させて、必要な動作を行う。

定電圧回路２は、電池１の電源電圧を所定の定電圧電源（例えば、約２．３Ｖの電圧）として制御部１０等に供給する。点検スイッチ３は、居住者等のユーザによる押下操作を受け付けるものである。点検スイッチ３が押下されると、制御部１０は点検スイッチ３の押下信号を取り込み、そして点検スイッチ３の入力が確定したか否かを判断する。制御部１０が、点検スイッチ３の入力が確定したと判断した場合、制御部１０から警報音や表示灯などの動作に関する点検を開始させる信号が送信される。ＥＥＰ−ＲＯＭ４は、制御部１０の演算部１１が実行するプログラムや各種データを格納している。

煙検知部２０は、発光素子である赤外ＬＥＤ２４と、制御部１０からの発光制御パルスを受けたときに、赤外ＬＥＤ２４に電流パルスを供給する赤外ＬＥＤドライブ回路２１とを備えている。さらに煙検知部２０は、赤外ＬＥＤ２４から検煙部（図示せず）に照射された光が煙粒子によって生じさせる散乱光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を備えており、赤外ＬＥＤ２４の発光による散乱光を受光する。そして、フォトダイオード電流電圧変換回路２２において、フォトダイオードで受光した散乱光の量に基づいて得られた電流を電圧に変換する。その電圧の出力レベルを、受光アンプ２３において所定のゲインで増幅し、制御部１０に送信する。

熱検知部３０は、固定抵抗３１と、サーミスタ３２による温度センサで構成されている。固定抵抗３１とサーミスタ３２との間の中間電位が熱検知部３０の出力端子であり、その出力端子を介して温度検出信号を制御部１０に送信している。サーミスタ３２は、環境温度に応じてその抵抗値が変動する温度特性を有する。補償用の固定抵抗３１によりサーミスタ３２の温度特性がリニア化されるため、出力端子には環境温度に応じた検出電圧（温度情報）が入力される。なお、煙検知部２０または熱検知部３０のいずれか一方のみを設けてもよい。

警報音制御回路４０は、ローパスフィルタを備えた音声用Ｄ／Ａ変換器４１と、発音部品としての音声アンプ４２及びスピーカ４３とで構成される。ローパスフィルタは、制御部１０から送信された音声データを、予めユーザが聴き取りやすい周波数帯域に調整する役割を果たす。

警報音制御回路４０において、制御部１０から入力された音声データ（ディジタル信号）は、音声用Ｄ／Ａ変換器４１で音声信号（アナログ信号）に変換され、ローパスフィルタを介して出力される。そして、制御部１０から音量制御信号が音声アンプ４２に送信され、音声アンプ４２で音声信号（アナログ信号）の増幅度が調整される。スピーカ４３では、音声アンプ４２で増幅された音声信号が出力される。

表示灯回路５０は、火災警報器１００の状態を、確認灯ドライブ回路５１に接続されている赤色ＬＥＤ５２に表示させるものである。なお、火災警報器１００の状態として、正常に火災検出動作している場合（火災を検出しておらず、電池残量やセンサ機器等にも異常が無い状態）の他、電池残量の低下による異常や、センサの故障等の機器による異常が発生している場合、火災を検出して警報出力している場合等がある。赤色ＬＥＤ５２は、火災警報器１００の筐体に設けられている。なお、表示灯として赤色ＬＥＤ５２を用いているが、その種類や個数を特に限定するものではない。

電池電圧監視回路６０は、制御部１０に印加される電圧を検出し、検出した電圧に応じた電池電圧検出信号を制御部１０に出力する。電池電圧監視回路６０は、電池残量が低下したこと又は電池切れの閾値よりも低下したことを検出すると、制御部１０に電池電圧検出信号を出力し、制御部１０は警報音制御回路４０と表示灯回路５０に制御信号を送信する。

図２は、制御部１０の内部構成を示すブロック図である。図２に基づいて、制御部１０の主要な内部構成について説明する。制御部１０は、火災警報器１００の動作を統括制御する演算部１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３などを主要な回路として備えている。

演算部１１は、上述した各回路から送信される各種データに基づいて、異常の発生や火災の発生を判断する異常監視動作や火災監視動作を実行する。すなわち、演算部１１は状態判別部としての役割を果たす。演算部１１は、ＣＰＵ（中央演算装置）やＭＰＵ（超小型演算処理装置）等で構成されている。ＲＯＭ１２は、演算部１１が実行するプログラムや各種データを記憶している。ＲＡＭ１３は、演算部１１がプログラムを実行する際に各種データを一時的に格納するワークメモリやページメモリ等のメモリとして機能する。

演算部１１には、例えば、バス（数個の電源又は供給回路が接続される導線）を介してタイマ部１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、メインクロック発振部１６と、サブクロック発振部１７と、インターフェース部１８とが接続されている。

タイマ部１４は、時間を計測するものである。例えば、タイマ部１４は、制御部１０が定期的に行なう異常監視動作や火災監視動作の開始タイミングを計時するようになっている。つまり、タイマ部１４の計時するタイミングで定期的に割り込みが発生し、その割り込みによって演算部１１が動作するようになっている。また、タイマ部１４は、警報音の鳴動を停止したときからの時間を計時したり、赤色ＬＥＤ５２の点滅状態の周期を計時したりする。

Ａ／Ｄ変換器１５は、煙検知部２０や熱検知部３０から送信されるアナログ信号を入力し、その情報を検出レベルに変換して演算部１１に供給する。演算部１１は、この検出レベルに基づいて、火災警報器１００に異常や火災が発生しているかどうか判断する。

メインクロック発振部１６は、定期的なタイマ割り込みや点検スイッチの操作があった場合に、異常監視動作や火災監視動作を実行する際のクロック信号を演算部１１に供給する役目を果たす。
メインクロック発振部１６からのクロック信号が供給されている演算部１１は、各回路からのデータ、例えば火災検出データや、電池電圧データ等を収集し、それらのデータに基づいて、異常の発生の有無や火災の発生の有無を判断する異常監視動作や火災監視動作を実行する。そして、演算部１１は、異常監視動作や火災監視動作を終了すると、メインクロック発振部１６からのクロック信号の供給をサブクロック発振部１７からのクロック信号の供給に切り替えてスリープモードで動作する。

サブクロック発振部１７は、メインクロック発振部１６が供給するクロック信号よりも周波数の低いクロック信号を演算部１１に供給するものである。つまり、サブクロック発振部１７は、演算部１１を低速動作（スリープモード）にするクロック信号を供給する。

インターフェース部１８は、火災警報器１００を構成している各回路と制御部１０とを接続する機能を有している。つまり、火災警報器１００を構成している各回路は、インターフェース部１８を介して制御部１０と接続され、各種データの入出力を行う。

次に、火災警報器１００の動作について説明する。ここでは、煙を検出して火災発生の有無を判断する場合を例に説明する。
火災警報器１００は、電池１から供給される電源電圧を定電圧回路２によって安定した所定の定電圧（例えば、約２．３Ｖの電圧）にし、制御部１０等に定電圧電源が供給される。火災警報器１００は、制御部１０が有するタイマ部１４が計時している所定の周期で火災監視動作及び異常監視動作を実行する。次に、制御部１０は、赤外ＬＥＤドライブ回路２１に発光制御パルスを供給し、所定のパルス幅及び所定の周期で赤外ＬＥＤ２４を発光させる。

煙検知部２０におけるフォトダイオードは、赤外ＬＥＤ２４の光路上には配置されておらず、赤外ＬＥＤ２４の光が直接フォトダイオードに到達することはない。しかし、火災等により発生した煙が、フォトダイオードと赤外ＬＥＤ２４との間に介在すると、煙の粒子により赤外ＬＥＤ２４の光が散乱され、その散乱された光をフォトダイオードが受光することになる。

上記の理由により、煙が発生していない場合は、フォトダイオードには赤外ＬＥＤ２４が発光した光がほとんど到達しない。つまり、受光アンプ２３で増幅された信号は、所定の基準値（火災発生レベル）以下になっているため、制御部１０からは、警報音制御回路４０及び表示灯回路５０を動作させる信号が出力されない。したがって、警報音制御回路４０では警報音が鳴動せず、表示灯回路５０では赤色ＬＥＤ５２に火災が発生していることを表示させることはない。

煙が発生している場合には、赤外ＬＥＤ２４により発光された光が、煙の粒子により散乱され、その散乱した光がフォトダイオードに到達する。つまり、受光アンプ２３で増幅された信号は、所定の基準値以上になっているため、制御部１０は火災が発生していると判断し、警報音制御回路４０及び表示灯回路５０を動作させる信号を出力する。すると、警報音制御回路４０は警報音を鳴動させ、表示灯回路５０は赤色ＬＥＤ５２に火災表示させる。

制御部１０内では、受光アンプ２３で増幅されたアナログ信号がＡ／Ｄ変換器１５で検出レベルに変換されて演算部１１に入力される。この検出レベルが入力された演算部１１は、この検出レベルを火災検出データとしてＲＡＭ１３に格納する。そして演算部１１は、ＲＡＭ１３に格納した火災検出データが、あらかじめ設定されている所定の基準値以上であるか否かによって火災発生の有無を判断する。したがって、演算部１１とＲＡＭ１３が状態判別部としての機能を有している。

演算部１１が、火災の発生ではないと判断したときは、スリープモードの動作状態に復帰する。一方、演算部１１が、火災の発生であると判断したときは、演算部１１は警報音制御回路４０に警報音を鳴動させ、表示灯回路５０には赤色ＬＥＤ５２に火災表示させる。

ここで、制御部１０から制御信号が送信された場合の、警報音制御回路４０の動作について説明する。
制御部１０は、出力させたい音声データを音声用Ｄ／Ａ変換器４１に送信する。制御部１０から送信された音声データは、音声用Ｄ／Ａ変換器４１において音声信号に変換され、音声信号が音声アンプ４２に入力される。次に、制御部１０は、音声信号の出力音量を調整するための音量制御信号を音声アンプ４２に送信し、音声アンプ４２で音声信号の増幅度を調整させる。そして、増幅度が調整された音声信号が、スピーカ４３において警報音として出力される仕組みとなっている。

次に、図３を用いて本実施の形態１に係る警報器の電池切れ警報動作について説明する。
図３(a)は従来の警報器の異常警報の音圧レベルを、図３(b)は本実施の形態１に係る警報器の異常警報の音圧レベルを示している。縦軸は音圧レベル、横軸は時間の経過を示している。

図３(a)に示すように、従来の「ピピピ、異常です。」の異常警報では、例えば、警報器が発しうる最大音量の音圧レベル５で「ピピピ」という電子音を鳴動させ、同じ音圧レベル５で「異常です。」という音声警報を鳴動させていた。また、従来の「ピ、電池切れです。」の電池切れ警報では、音圧レベル４で「ピ、」という電子音を鳴動させ、同じ音圧レベル４で「電池切れです。」という音声警報を鳴動させていた。

本実施の形態１に係る警報器１００の「ピピピ、異常です。」の異常警報では、図３(b)に示すように、例えば、中間音量の音圧レベル３で「ピピピ、」という電子音を鳴動させ、次に音圧レベル３より大きな最大音量の音圧レベル５に上げて「異常です。」という音声警報を鳴動させる。また、「ピ、電気切れです。」の電池切れ警報の場合は、最小音量の音圧レベル２で「ピ、」という電子音を鳴動させ、次に音圧レベル２より大きな最大音量の音圧レベル５に上げて「電池切れです。」という音声警報を鳴動させる。
このように、電子音の音圧レベルは音声警報の音圧レベルより小さくなるが、電子音は小さくしても認識しやすい傾向があるので、ユーザが聞き取りにくくならない。
なお、図示しないが、警報器１００の「ピー、火事です。」の火災警報では、最大音量の音圧レベル５で「ピー、」という電子音を鳴動させ、同じ音圧レベル５で「火事です。」という音声警報を鳴動させる。
電子音および音声警報の音圧レベルは、制御部１０が音声アンプ４２に送信した音量制御信号によって音声信号の増幅度が調整されることで、それぞれ適宜に設定される。

上記で示した、音声警報の音圧レベルを電子音の音圧レベルよりも大きくするという、制御部１０の動作に関して、以下で説明する。
図４は、本実施の形態１に係る警報器１００の、音量制御信号の選択に関するフローチャートである。
制御部１０は音声データを音声用Ｄ／Ａ変換器４１に送信し、音声用Ｄ／Ａ変換器４１において音声データを音声信号に変換する。音声信号が音声アンプ４２に入力されたとき、制御部１０は適切な音量で異常警報を鳴動させるため、音量制御信号により音量を選択するフローを開始する（ステップＳ１）。

まず、制御部１０は、例えば、電池切れ警報を示す「ピ、電池切れです。」に含まれる「ピ、」という短い電子音を鳴動させるか否かについて判断する（ステップＳ２）。「ピ、」という短い電子音を鳴動させる場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御部１０は、電子音をスピーカ４３にて最小音量（例えば、図３における音圧レベル２）で鳴動させるように、電子音を最小音量に調整する旨の音量制御信号を音声アンプ４２に送信するとともに、「電池切れです。」をスピーカ４３にて最大音量（例えば、図３における音圧レベル５）で鳴動させるように、音声警報を最大音量に調整する旨の音声制御信号を音声アンプ４２に送信する。そして、スピーカ４３で最小音量の電子音の「ピ、」に続けて最大音量の音声警報の「電池切れです。」を出力させ、動作は終了する。
このように、電池電圧監視回路が電圧低下を判断したことによる「ピ、電池切れです。」という電池切れ警報は、「ピ、」の音圧レベルより「電池切れです。」の音圧レベルが大きくなる。

一方、「ピ、」という短い電子音を鳴動させない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、制御部１０は、例えば、異常警報を示す「ピピピ、異常です。」に含まれる「ピピピ、」という火災警報以外の電子音を鳴動させるか否かを判断する（ステップＳ４）。「ピピピ、」という電子音を鳴動させる場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、制御部１０は、電子音をスピーカ４３にて中間音量（例えば、図３における音圧レベル３）で鳴動させるように、電子音を中間音量に調整する旨の音量制御信号を音声アンプ４２に送信するとともに、「異常です。」をスピーカ４３にて最大音量（例えば、図３における音圧レベル５）で鳴動させるように、音声警報を最大音量に調整する旨の音声制御信号を音声アンプ４２に送信する。そして、スピーカ４３で中間音量の電子音の「ピピピ、」に続けて最大音量の音声警報の「異常です。」を出力させ、動作は終了する。
このように、制御部１０における状態判別部が異常を判断したことによる「ピピピ、異常です。」という異常警報は、「ピピピ、」の音圧レベルより「異常です。」の音圧レベルが大きくなる。

一方、「ピピピ、」という火災警報以外の電子音を鳴動させない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、制御部１０は、例えば、火災警報を示す「ピー、火事です。」に含まれる「ピー、」という電子音をスピーカ４３にて最大音量（例えば、図３における音圧レベル５）で鳴動させるように、電子音を最大音量に調整する旨の音声制御信号を音声アンプ４２に送信するとともに、「火事です。」をスピーカ４３にて最大音量（例えば、図３における音圧レベル５）で鳴動させるように、音声警報を最大音量に調整する旨の音声制御信号を音声アンプ４２に送信する。そして、スピーカ４３で最大音量の電子音の「ピー、」に続けて最大音量の音声警報の「火事です。」を出力させ、動作は終了する。

上記説明では、電池で駆動される火災警報器に本発明を適用した場合を例に説明したが、電源の供給方法はこれに限定されるものではない。さらに、上記説明では火災警報器を例に説明したが、ガス漏れなどその他の監視領域の異常を検出する警報器に本発明を適用することもできる。

１ 電池、２ 定電圧回路、３ 点検スイッチ、４ ＥＥＰ−ＲＯＭ、１０ 制御部、１１ 演算部、１２ ＲＯＭ、１３ ＲＡＭ、１４ タイマ部、１５ Ａ／Ｄ変換器、１６ メインクロック発振部、１７ サブクロック発振部、１８ インターフェース部、２０ 煙検知部、２１ 赤外ＬＥＤドライブ回路、２２ フォトダイオード電流電圧変換回路、２３ 受光アンプ、２４ 赤外ＬＥＤ、３０ 熱検知部、３１ 固定抵抗、３２ サーミスタ、４０ 警報音制御回路、４１ 音声用Ｄ／Ａ変換器、４２ 音声アンプ、４３ スピーカ、５０ 表示灯回路、５１ 確認灯ドライブ回路、５２ 赤色ＬＥＤ、６０ 電池電圧監視回路、１００ 火災警報器。

Claims (1)

1. 電源部と、
   状態検出部と、
   前記電源部からの供給電圧を監視する電圧監視部と、
   前記状態検出部の出力信号に基づいて状態を判断する状態判別部と、
   前記状態判別部の判断結果に基づいて警報を出力させる制御部と、
   前記制御部の制御信号により駆動される発音部品と
   を備える警報器において、
   前記状態判別部が異常又は前記電圧監視部が電圧低下と判断したときに、前記制御部は、前記発音部品による音声警報の音圧レベルを前記発音部品による電子音の音圧レベルよりも大きくすること
   を特徴とする警報器。

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