JP6964258B2 - 発音装置、警報装置、及び感知器 - Google Patents

Description

本発明は、一般に発音装置、警報装置、及び感知器に関し、より詳細には、複数の周波数の音を発生させる発音装置、警報装置、及び感知器に関する。

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（感知器）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の住宅用警報器は、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（警報音）を出力する発音装置を備えている。

従来の発音装置では、同じトーンあるいはトーンの変化が一定のパターンの音しか発生することができなかった。

特開２０１０−４９６０４号公報

本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、トーンが異なる複数パターンの音で構成の共通化を図ることが可能な発音装置、警報装置、及び感知器を提供することにある。

本発明の一態様に係る発音装置は、信号生成部と、発音部と、記憶部と、を備える。前記発音部は、複数の国の規格にそれぞれ準拠したトーンが異なる複数のパターンの音を発生可能である。前記記憶部は、前記トーンが異なる前記複数のパターンの音に対応するデータを記憶する。前記信号生成部は、前記記憶部に記憶される前記データの前記複数のパターンのうちいずれかのパターンに対応した信号を前記発音部に出力する。前記発音部は、前記信号生成部からの前記信号に応じたパターンの音を発生させる。前記信号生成部は、検知部にて特定事象が検知された場合に、前記複数のパターンのうちいずれかのパターンに対応した信号を出力することで、前記発音部に前記音を発生させる。

本発明の一態様に係る警報装置は、上記の発音装置であって、前記発音部は、警報音を発生させる。

本発明の一態様に係る感知器は、上記の警報装置と、特定事象を検知する検知部と、を備える。前記警報装置は、前記検知部が前記特定事象を検知した場合、警報音を発生させる。

図１は、本発明の実施形態１に係る発音装置を含む感知器のブロック図である。 図２は、同上の発音装置の斜視図である。 図３は、同上の発音装置の信号生成部が生成するＰＷＭ信号のタイムチャートである。 図４は、同上の発音装置の信号生成部が生成するＰＷＭ信号の周波数及びデューティのタイムチャートである。 図５は、同上の発音装置の筐体の周波数特性のグラフである。 図６は、本発明の実施形態１の変形例に係る発音装置の信号生成部が生成するＰＷＭ信号の周波数及びデューティのタイムチャートである。 図７は、本発明の実施形態１の別の変形例に係る発音装置の信号生成部が生成するＰＷＭ信号の周波数及びデューティのタイムチャートである。 図８は、本発明の実施形態２に係る発音装置を含む感知器のブロック図である。 図９は、本発明の実施形態２の変形例に係る発音装置を含む感知器のブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。下記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

（１）実施形態１
（１．１）構成
図１に、本実施形態の発音装置１を含む感知器１００のブロック図を示す。図２に、本実施形態の発音装置１を含む感知器１００の外観図を示す。本実施形態の発音装置１は、人間の可聴域（例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）に含まれる複数の周波数の音を発生可能な装置である。発音装置１は、時間経過に伴って周波数が変化する音を警報音として発生させる警報装置１０である。本実施形態の感知器１００は、煙感知器であり、警報装置１０を備えている。感知器１００は、煙の発生を検知すると警報装置１０から警報音を発生させる。

以下に、本実施形態の発音装置１の詳細について説明する。

発音装置１は、信号生成部２、発音部４、音響回路３、及び筐体１１（図２参照）を備えている。筐体１１は、信号生成部２、発音部４、及び音響回路３を収納しており、例えば建物の天井に取り付けられる。また、筐体１１には、発音装置１の動作電源として機能する電源５が設けられている。電源５は、電池で構成されている。なお、電源５は、電池に限らない。発音装置１は、例えば商用電源を動作電源とする構成であってもよい。

信号生成部２は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）であり、ＰＷＭ信号（PWM:Pulse Width Modulation）を生成する。信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を変化させることができるように構成されている。すなわち、信号生成部２は、周波数及びデューティが可変である信号（ＰＷＭ信号）を生成するように構成されている。信号生成部２は、ＰＷＭ信号を音響回路３に出力する。

音響回路３は、インダクタ３１、及びスイッチング素子３２を備えている。インダクタ３１及びスイッチング素子３２は、電源５の出力端間に直列接続されている。

インダクタ３１は、昇圧コイルとして機能する。インダクタ３１の両端間に、発音部４が接続されている。発音部４は、他励式の圧電ブザーで構成されており、インダクタ３１の両端電圧が入力される。発音部４は、入力された電圧の周波数の音を発生させる。筐体１１には、発音部４が発生させた音を通す孔が形成されており、この孔を通して発音部４が発生させた音が筐体１１の外側へ届く。また、発音部４が発生させる音の瞬時音圧の大きさは、発音部４に入力された電圧の振幅の大きさによって変化する。発音部４は、圧電ブザーに限らず、スピーカであってもよい。

スイッチング素子３２は、ｎｐｎトランジスタであり、コレクタに昇圧コイルが接続され、エミッタに電源５の負極側の出力端が接続され、ベースに信号生成部２が接続されている。スイッチング素子３２は、ＰＷＭ信号の信号レベルがＨｉレベルであるときにオンし、Ｌｏｗレベルであるときにオフする。したがって、スイッチング素子３２は、ベースにＰＷＭ信号が入力されることによってオン／オフする。

スイッチング素子３２がオン状態である場合、電源５からインダクタ３１に供給される電流によって、インダクタ３１にエネルギが蓄積される。そして、スイッチング素子３２がターンオフしたタイミングで、インダクタ３１に蓄積されたエネルギが解放され、発音部４に、電源５の出力電圧を昇圧した電圧が印加される。したがって、発音部４が発生させる音の周波数は、ＰＷＭ信号の周波数と同じとなる。また、スイッチング素子３２のデューティが大きいほど、インダクタ３１に蓄積されるエネルギが大きくなり、発音部４に印加される電圧が大きくなる。したがって、ＰＷＭ信号の周波数が一定である場合、ＰＷＭ信号のデューティが大きいほど、発音部４での消費電力が大きくなるが、発音部４が発生させる音の瞬時音圧も大きくなる。

詳しくは後述の「（１．２）動作例」で説明するが、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を変化させる。これにより、時間経過に伴って周波数が変化する音が警報音として、発音部４から発生する。

なお、スイッチング素子３２は、ｐｎｐトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等であってもよい。

本実施形態の感知器１００は、警報装置１０（発音装置１）と、検知部６とを備えている。

検知部６は、特定事象を検知する。本実施形態の検知部６は、特定事象として煙の発生を検知するように構成されている。検知部６は、例えば発光ダイオード等の発光部６１と、例えばフォトダイオード等の受光部６２とを備えている。発光部６１及び受光部６２は、受光部６２の受光面が、発光部６１の照射光の光軸上から外れるように配置されている。筐体１１には、煙を筐体１１内に導入可能な孔が形成されている。筐体１１内に煙が存在しない場合、発光部６１の照射光は、受光部６２の受光面にほとんど到達しない。筐体１１内に煙が存在する場合、発光部６１の照射光が煙によって散乱し、散乱した光の一部が受光部６２の受光面に到達する。つまり、検知部６は、煙によって散乱された発光部６１の照射光を受光部６２で受光することで、煙の発生を検知する。

検知部６は、特定事象である煙の発生を検知した場合、検知信号を信号生成部２に送信する。信号生成部２は、検知部６からの検知信号をトリガとして、ＰＷＭ信号を生成する。つまり、検知部６が煙の発生を検知した場合、信号生成部２がＰＷＭ信号を音響回路３に出力することにより、発音部４が音（警報音）を発生させる。

また、複数の感知器１００と、親機とを備えた警報システムが構成されていてもよい。この場合、感知器１００は、通信部を更に備え、親機と通信可能に構成されている。感知器１００は、検知部６が煙の発生を検知した場合、通信部から親機に通知信号を送信する。親機は、通知信号を受信すると、通知信号を送信した感知器１００とは異なる他の感知器１００から警報音を発生させる。つまり、親機は、１台の感知器１００が煙の発生を検知すると、他の感知器１００も連動して警報音を発生させる。

なお、検知部６が検知する特定事象は、煙の発生に限らない。例えば、検知部６は、熱の発生を検知するように構成されていてもよい。つまり、感知器１００は、熱感知器であってもよい。

（１．２）動作例
次に、本実施形態の発音装置１（警報装置１０、感知器１００）の動作例について図３、図４を参照して説明する。

信号生成部２は、検知部６が煙の発生を検知した際に入力される検知信号をトリガとしてＰＷＭ信号を生成する。信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を変化させる。本実施形態の信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を、第１周波数ｆ１（例えば、１０００Ｈｚ）と第２周波数ｆ２（例えば、５００Ｈｚ）とに交互に変化させる。第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とは、周期Ｔ１００で変化している。周期Ｔ１００のうち、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１である期間を第１期間Ｔ１０（例えば、２５０ｍ秒、５００ｍ秒等）、第２周波数ｆ２である期間を第２期間Ｔ２０（例えば、２５０ｍ秒、５００ｍ秒等）とする。

図５に筐体１１の周波数特性のグラフを示す。第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２は、筐体１１の共振周波数ｆ０との差が互いに異なる。共振周波数ｆ０は、固有振動数とも呼ばれ、筐体１１が振動しやすい周波数である。共振周波数ｆ０は、筐体１１の材質、形状、音を通す孔の寸法、及び発音部４が有する発音体の共振周波数等によって定まる。共振周波数は、例えばハンマリングテストで測定することができる。ハンマリングテストとは、加速度ピックアップを取り付けた物体をインパルスハンマで打撃し、加速度ピックアップの測定結果をＦＦＴアナライザ（FFT:Fast Fourier Transform）で解析することにより物体の共振周波数を測定する方法である。

本実施形態では、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２、及び共振周波数ｆ０の関係は、周波数の値が高い順に共振周波数ｆ０、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２である（ｆ０＞ｆ１＞ｆ２）。つまり、第１周波数ｆ１と共振周波数ｆ０との差は、第２周波数ｆ２と共振周波数ｆ０との差よりも小さい。言い換えれば、第１周波数ｆ１は、第２周波数ｆ２よりも共振周波数ｆ０に近い値である。

また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる。本実施形態では、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１であるときのデューティを第１デューティＤ１とし、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときのデューティを第２デューティＤ２とする。ＰＷＭ信号のデューティは、ＰＷＭ信号の１周期におけるオン時間（信号レベルがＨｉレベルである時間）が占める割合である。ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１であるときの周期（＝１／ｆ１）を第１周期Ｔ１、オン時間を第１オン時間Ｔｏｎ１とした場合、第１デューティＤ１は、Ｄ１＝Ｔｏｎ１／Ｔ１となる。ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときの周期（＝１／ｆ２）を第２周期Ｔ２、オン時間を第２オン時間Ｔｏｎ２とした場合、第２デューティＤ２は、Ｄ２＝Ｔｏｎ２／Ｔ２となる。信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数に応じてオン時間を調整することにより、デューティを変化させる。

本実施形態では、第１デューティＤ１と第２デューティＤ２との関係は、第１デューティＤ１の方が第２デューティＤ２よりも大きい値である（Ｄ１＞Ｄ２）。つまり、ＰＷＭ信号の周波数が、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とのうち共振周波数ｆ０に近い方の第１周波数ｆ１であるときの第１デューティＤ１は、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときの第２デューティＤ２よりも大きい。

このように、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とに交互に変化させ、かつ、ＰＷＭ信号のデューティを第１デューティＤ１と第２デューティＤ２とに交互に変化させる。第１周波数ｆ１は、第２周波数ｆ２よりも筐体１１の共振周波数に近い値である。したがって、筐体１１は、第２周波数ｆ２の音に比べて第１周波数ｆ１の音に共鳴しやすい。

また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１であるときの第１デューティＤ１が、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときの第２デューティＤ２よりも大きくなるようにＰＷＭ信号のデューティを変化させている。つまり、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が、第２周波数ｆ２よりも筐体１１が共鳴しやすい第１周波数ｆ１であるときの第１デューティＤ１が、第２デューティＤ２よりも大きくなるように、ＰＷＭ信号のデューティを変化させている。言い換えれば、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が、第１周波数ｆ１よりも筐体１１が共鳴しにくい第２周波数ｆ２であるときの第２デューティＤ２が小さくなるように、ＰＷＭ信号のデューティを変化させている。

信号生成部２は、第１デューティＤ１を第２デューティＤ２よりも大きくすることにより、第２周波数ｆ２の音と比べて第１周波数ｆ１の音の瞬時音圧が増大される。さらに、第１周波数ｆ１の音は、筐体１１が共鳴しやすいため、第１周波数ｆ１の音の瞬時音圧がより増大される。また、信号生成部２は、第２デューティＤ２を第１デューティＤ１よりも小さくしている。これにより、第１周波数ｆ１の音の発生時と比べて、第２周波数ｆ２の音の発生時における発音部４の消費電力が低減する。

なお、上記の第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２、及び共振周波数ｆ０の関係は一例であって、上記に限らない。第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２は、共振周波数ｆ０よりも高い値であってもよいし、共振周波数ｆ０が第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との間の値であってもよい。

（１．３）変形例
次に、本実施形態の発音装置１の変形例について説明する。

信号生成部２は、周期Ｔ１００のうち、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１である第１期間Ｔ１０を、第２周波数ｆ２である期間を第２期間Ｔ２０よりも長くしてもよい。これにより、筐体１１が共鳴しやすい第１周波数ｆ１の音の発生期間が長くなり、発音部４が発生する音の音圧がより増大される。

上述した例では、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を、２つの周波数（第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２）に交互に変化させているが、これに限らず、３つ以上の周波数に変化させてもよい。

また、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を徐々に変化（スイープ）させてもよい。本変形例では、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を、周期Ｔ２００（例えば１秒、２秒等）で第２周波数ｆ２から第１周波数ｆ１まで変化させている（図６参照）。第１周波数ｆ１（例えば、１０００Ｈｚ）と第２周波数ｆ２（例えば、５００Ｈｚ）との間の周波数を第３周波数ｆ３（例えば、９００Ｈｚ）とする。また、第３周波数ｆ３から第１周波数ｆ１までの帯域を第１帯域Ｂ１、第２周波数ｆ２から第３周波数ｆ３までの帯域を第２帯域Ｂ２とする。つまり、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を複数の帯域（第１帯域Ｂ１、第２帯域Ｂ２）にわたって徐々に変化させている。また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティを複数の帯域ごとに変化させている。本変形例では、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が第１帯域Ｂ１に含まれる場合、ＰＷＭ信号のデューティを第１デューティＤ１に変化させ、ＰＷＭ信号の周波数が第２帯域Ｂ２に含まれる場合、ＰＷＭ信号のデューティを第２デューティＤ２に変化させる。

このように、本変形例の信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を徐々に変化させる際に、ＰＷＭ信号のデューティを複数の帯域ごとに変化させる。したがって、ＰＷＭ信号の周波数とデューティとの両方を徐々に変化させる場合に比べて、信号生成部２がＰＷＭ信号を生成するための処理が容易となる。

また、単位時間あたりにおけるＰＷＭ信号の周波数の変化量（ＰＷＭ信号の周波数のスイープ速度）は、一定でなくてもよい。ＰＷＭ信号の周波数が、第１周波数ｆ１を含む第１帯域Ｂ１内で変化しているときの単位時間あたりの周波数の変化量を第１変化量Δ１とする。ＰＷＭ信号の周波数が、第２周波数ｆ２を含む第２帯域Ｂ２内で変化しているときの単位時間当たりの周波数の変化量を第２変化量Δ２とする。信号生成部２は、第１変化量Δ１が第２変化量Δ２よりも小さくなるように、ＰＷＭ信号の周波数を変化させる。つまり、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が、第１周波数ｆ１を含む第１帯域Ｂ１であるときのスイープ速度を遅くする。これにより、第１周波数ｆ１を含む第１帯域Ｂ１の音の発生期間が長くなり、発音部４が発生する音の音圧がより増大される。

上述した例では、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を２つの帯域にわたって変化させているが、３つ以上の帯域にわたって変化させてもよい。

また、上述した例では、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数の帯域ごとにＰＷＭ信号のデューティを変化させているが、これに限らない。信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を徐々に変化させ、かつ、ＰＷＭ信号のデューティをＰＷＭ信号の周波数と一対一に対応したデューティに変化させてもよい。つまり、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数の第２周波数ｆ２から第１周波数ｆ１への変化に合わせて、ＰＷＭ信号のデューティを第２デューティＤ２から第１デューティＤ１へ徐々に変化させる（図７参照）。これにより、発音部４が発生する音の音圧が徐々に変化する。

また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティの変化幅が所定範囲内となるようにＰＷＭ信号のデューティを変化させることが好ましい。これにより、周波数の変化による瞬時音圧の差が大きくなり過ぎることが抑制される。

また、信号生成部２は、ユーザが任意に入力した複数の周波数に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティの変化幅が所定範囲内となるようにデューティを設定するように構成されていてもよい。これにより、発音装置１は、ユーザが入力した複数の周波数の音を発生させる場合であっても、消費電力の低減を図ることができる。また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティが下限値以上となるようにデューティを設定することが好ましい。これにより、ＰＷＭ信号のデューティが小さいときに発生する音の音圧が、小さくなり過ぎることが抑制される。

また、上述した例では、信号生成部２は、筐体１１の共振周波数ｆ０を基準にしてＰＷＭ信号のデューティを変化させているが、これに限らない。信号生成部２は、発音部４から筐体１１の外側へ放射される音の放射特性に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを変化させてもよい。本実施形態における放射特性とは、発音部４が所定音圧レベルの音を発生させた場合において、音の周波数に対する、筐体１１から放射された音の音圧レベルを示す特性である。この放射特性は、筐体１１の共振周波数ｆ０、発音部４の共振周波数、筐体１１における発音部４の位置等によって定まる。信号生成部２は、放射特性における音圧レベルがピーク値となる周波数（ピーク周波数ｆ１０）を基準にしてＰＷＭ信号のデューティを変化させる。例えば、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２、ピーク周波数ｆ１０の関係が、周波数の値が高い順にピーク周波数ｆ１０、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２であるとする（ｆ１０＞ｆ１＞ｆ２）。この場合、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とのうちピーク周波数ｆ１０に近い方の第１周波数ｆ１であるときの第１デューティＤ１を、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときの第２デューティＤ２よりも大きくする。

また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１であるときの第１オン時間Ｔｏｎ１と、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときの第２オン時間Ｔｏｎ２との差が低減するように、ＰＷＭ信号のデューティを補正してもよい。例えば、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の第１周波数ｆ１が第１閾値よりも高い場合、予め設定された第１周波数ｆ１に対応するデューティに、第１係数を乗算した値を第１デューティＤ１とする。また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の第２周波数ｆ２が第２閾値よりも低い場合、予め設定された第２周波数ｆ２に対応するデューティに、第２係数を乗算した値を第２デューティＤ２とする。第１係数は、第２係数よりも大きい値である。第１閾値と第２閾値とは、互いに同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。

このように信号生成部２が、ＰＷＭ信号の周波数に基づいた係数でデューティを補正することにより、ＰＷＭ信号の周波数を変化させた前後においてオン時間の差を低減することができる。

なお、ＰＷＭ信号の周波数に基いた係数を用いたＰＷＭ信号のデューティの補正は、上記に限らない。

例えば、発音部４から筐体１１の外側へ放射される音の放射特性に基づいた係数を用いて、ＰＷＭ信号のデューティを補正してもよい。この場合、係数は、ＰＷＭ信号の周波数がピーク周波数ｆ１０に近いほど大きくなるように設定される。これにより、発音部４が発生する音の音圧がより増大される。

また、人間の耳の感度が高い周波数に基づいた係数を用いて、ＰＷＭ信号のデューティを補正してもよい。この場合、係数は、ＰＷＭ信号の周波数が、人間の耳の感度が高い周波数に近いほど大きくなるように設定される。これにより、人間にとって、発音部４が発生する音がより大きく聞こえる。

また、係数は、ＰＷＭ信号の周波数が高くなるほど大きくなるように設定されていてもよい。

また、係数は、ＰＷＭ信号における周波数の変化周期に基づいて設定されていてもよい。この場合、係数は、ＰＷＭ信号の周波数の変化周期において、ＰＷＭ信号の周波数が一定に保たれている期間が長いほど大きくなるように設定される。例えば、ＰＷＭ信号の周波数の変化周期Ｔ１００において、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１に保たれている第１期間Ｔ１０と、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２に保たれている第２期間Ｔ２０とに基づいて、係数が設定される（図３参照）。この場合、第１周波数ｆ１に対応するデューティに乗算する係数（第１係数）は、周期Ｔ１００において第１期間Ｔ１０が占める割合（第１期間Ｔ１０のデューティ）、又は第１期間Ｔ１０の時間長さが大きいほど、大きくなるように設定される。また、第２周波数ｆ２に対応するデューティに乗算する係数（第２係数）は、周期Ｔ１００において第２周波数Ｔ２０が占める割合（第２期間Ｔ２０のデューティ）、又は第２期間Ｔ２０の時間長さが大きいほど、大きくなるように設定される。これにより、発音部４が発生する音において、支配的となる周波数のデューティが大きくなり、音圧の増加を図ることができる。

なお、上述した係数は、１以上の値であってもよいし、１未満の値であってもよい。

（２）実施形態２
（２．１）構成
図８に、本実施形態の発音装置１を含む感知器１００のブロック図を示す。本実施形態の発音装置１は、発音部４からトーンが異なる複数パターンの音が発生可能である。なお、上述した実施形態１と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、複数（図８では３つ）の感知器１００と親機９とで警報システムが構成されている（図８参照）。言い換えれば、警報システムは、複数の感知器１００と親機９とを備えている。

本実施形態の感知器１００は、発音装置１と、通信部８と、を備えている。通信部８は、親機９と無線通信が可能に構成されている。感知器１００は、検知部６が煙の発生を検知した場合、通信部８から親機９に通知信号を送信する。親機９は、通知信号を受信すると、通知信号を送信した感知器１００とは異なる他の感知器１００に警報信号を送信し、他の感知器１００から警報音を発生させる。つまり、親機９は、１台の感知器１００が煙の発生を検知すると、他の感知器１００も連動して警報音を発生させるよう制御する。なお、通信部８は、親機９との間で有線通信を行うように構成されていてもよい。

また、本実施形態の発音装置１は、発音部４と、信号生成部２と、設定部７と、を備えている。発音部４は、トーンが異なる複数パターンの音が発生可能である。具体的には、信号生成部２は、発音部４に送信するＰＷＭ信号の周期、周波数（トーン）を、複数パターンに変化可能に構成されている。これにより、発音部４から複数パターンの音が発生可能となる。複数パターンの音とは、例えば、国際規格の“ISO 8201”、ドイツの“DIN 33404-3”、英国の“BS 5839-1”、フランスの“NF S32-001”、オランダの“NEN 2575”等の規格に準拠したパターンの音である。複数の音のパターンに対応するＰＷＭ信号のデータ（周期、周波数、デューティなど）は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部７０に記憶されている。

また、信号生成部２は、実施形態１と同様に、筐体１１の共振周波数ｆ０（又はピーク周波数ｆ１０）を基準にして、ＰＷＭ信号のデューティを変化させる。信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が共振周波数ｆ０（ピーク周波数ｆ１０）に近い方の周波数であるときのデューティを、ＰＷＭ信号の周波数が共振周波数ｆ０（ピーク周波数ｆ１０）に遠い方の周波数であるときのデューティよりも大きくする。

設定部７は、信号生成部２が発音部４に送信するＰＷＭ信号に対応する音のパターンを、信号生成部２に設定する。言い換えれば、設定部７は、信号生成部２が発音部４に送信するＰＷＭ信号に対応する音のパターンを決定する。信号生成部２は、複数パターンのうち、設定部７によって設定（決定）されたパターンに対応するＰＷＭ信号を発音部４に送信する。

親機９は、ユーザからの操作に応じて設定信号を感知器１００（通信部８）に送信するように構成されている。この設定信号には、感知器１００の発音装置１（発音部４）から発生させる音のパターンを指示するデータが含まれている。設定部７は、通信部８が親機９から受信した設定信号に基づいて、複数のパターンから、信号生成部２に設定するパターンを決定する。親機９から感知器１００への設定信号の送信は、例えば、親機９及び感知器１００の設置後の初期設定時に行われる。

上述したように、本実施形態の発音装置１は、複数パターンの音を発生可能に構成されている。そして、発音装置１は、検知部６が煙の発生を検知した場合、複数パターンのうち、親機９によって設定されたパターンの音を警報音として発生させる。したがって、例えば国ごとに警報音として発生させる音のパターンが異なる場合であっても、１種類の発音装置１（感知器１００）で各国に対応したパターンの音を警報音として発生させることができる。つまり、各国で発音装置１（感知器１００）を共通化することができる。

（２．２）変形例
図９に、本実施形態の発音装置１の変形例を示す。

本変形例の発音装置１は、設定部７が操作部７１を有しており、ユーザが操作部７１を操作することにより、警報音として発生させる音のパターンを切り替えることができる。

操作部７１は、例えばディップスイッチで構成されており、ユーザからの操作を受け付ける。操作部７１は、複数のスライドスイッチの状態に、複数のパターンの音が対応付けられている。設定部７は、操作部７１が出力する操作信号に基づいて、複数のパターンから、信号生成部２に設定するパターンを決定する。操作信号は、操作部７１が有する複数のスライドスイッチの状態を示している。つまり、操作信号は、複数のパターンの音からユーザが選択したパターンの音を示している。信号生成部２は、複数パターンのうち、設定部７によって設定（決定）されたパターンに対応するＰＷＭ信号を発音部４に送信する。

このように、本変形例の発音装置１は、検知部６が煙の発生を検知した場合、複数のパターンのうち、ユーザが操作部７１に設定したパターンの音を警報音として発生させる。

なお、上述した例では、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周期、周波数を複数パターンに変化させることにより、発音部４から発生させる音のパターンを変化させているが、この構成に限らない。例えば、信号生成部２は、ＷＡＶファイル（RIFF waveform Audio Format、RIFF：Resource Interchange File Format）を再生することにより、発音部４から音を発生させてもよい。ここでいう「ＷＡＶファイルを再生する」とは、発音部４から音を発生させるための信号を送信することを意味する。ＷＡＶファイルは、発音装置１に設けられた記憶部７０に記憶されている。記憶部７０には、複数のパターンの音に対応する複数のＷＡＶファイルが記憶されている。信号生成部２は、設定部７によって設定されたパターンに対応するＷＡＶファイルを記憶部７０から抽出し、抽出したＷＡＶファイルを再生する。つまり、発音部４は、信号生成部２からの信号に応じたパターンの音を発生させる。これにより、設定部７によって設定されたパターンの音が、警報音として発音部４から発生される。

（３）まとめ
第１態様に係る発音装置１は、発音部４と、信号生成部２と、を備える。発音部４は、トーンが異なる複数のパターンの音を発生可能である。信号生成部２は、複数のパターンのうちいずれかのパターンに対応した信号を発音部４に出力する。発音部４は、信号生成部２からの信号に応じたパターンの音を発生させる。

上記構成により、発音装置１は、トーンが異なる複数パターンの音を発生させることができるので、複数パターンの音ごとに発音装置１の構成を変更することなく、構成の共通化を図ることが可能となる。

第２態様に係る発音装置１は、第１態様において、信号生成部２が発音部４に出力する信号に対応するパターンを、信号生成部２に設定する設定部７を更に備える。

上記構成により、発音部４から発生させる音のパターンを設定することができる。

第３態様に係る発音装置１は、第２態様において、設定部７は、親機９からの設定信号に基いたパターンを、信号生成部２に設定する。

上記構成により、発音装置１とは別に設けられた親機９を用いて、発音部４から発生させる音のパターンを設定することができる。

第４態様に係る発音装置１は、第２態様において、設定部７は、ユーザからの操作を受け付ける操作部７１を有する。設定部７は、操作部７１が出力する操作信号に基いたパターンを、信号生成部２に設定する。

上記構成により、発音装置１単体で、発音部４から発生させる音のパターンを設定することができる。

第５態様に係る発音装置１は、第１〜第４態様のいずれかにおいて、信号生成部２は、信号として周波数が可変であるＰＷＭ信号を生成する。発音部４は、ＰＷＭ信号の周波数及びデューティに応じた音を発生させる。信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を変化させ、かつ、ＰＷＭ信号の周波数の変化に応じてＰＷＭ信号のデューティを変化させる。

上記構成により、発音装置１は、ＰＷＭ信号のデューティが一定である場合に比べて、ＰＷＭ信号のデューティが小さい期間が発生するので、消費電力の低減を図ることが可能となる。

第６態様に係る発音装置１は、第５態様において、発音部４を収納する筐体１１を更に備える。信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数を、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とを含む周波数に変化させる。筐体１１の共振周波数ｆ０と第１周波数ｆ１との差は、筐体１１の共振周波数ｆ０と第２周波数ｆ２との差よりも小さい。信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１であるときのデューティを、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２であるときのデューティよりも大きくする。

上記構成により、筐体１１が共鳴しやすい第１周波数ｆ１の音を発生させるときのＰＷＭ信号のデューティが大きくなることによって、第１周波数ｆ１の音の瞬時音圧が効率よく増大される。したがって、発音装置１は、発音部４から発生させる音の音圧の増大を図ることが可能となる。発音装置１は、発音部４から可聴音を発生させる場合、大音量化を図ることが可能となる。ただし、この構成は、発音装置１に必須の構成ではない。例えば、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が、人間の耳の感度が高い周波数に近い周波数であるときのデューティを、人間の耳の感度が高い周波数から遠い周波数であるときのデューティよりも大きくするように構成されていてもよい。

第７態様に係る発音装置１は、第６態様において、信号生成部２は、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１である第１期間Ｔ１０を、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２である第２期間Ｔ２０よりも長くする。

上記構成により、発音装置１は、瞬時音圧が大きい第１周波数ｆ１の音の発生期間の割合が大きくなり、発音部４から発生させる音の音圧の増大を図ることが可能となる。ただし、この構成は、発音装置１に必須の構成ではなく、例えば、発音装置１は、ＰＷＭ信号の周波数が第２周波数ｆ２である第２期間Ｔ２０を、ＰＷＭ信号の周波数が第１周波数ｆ１である第１期間Ｔ１０よりも長くしてもよい。これにより、消費電力をより低減することが可能となる。

第８態様に係る発音装置１は、第５〜第７態様のいずれか１つの態様において、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を複数の帯域にわたって徐々に変化させる。また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティを複数の帯域ごとに変化させる。

上記構成により、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティを帯域ごとに変化させるので、ＰＷＭ信号の周波数とデューティとの両方を徐々に変化させる場合に比べて、信号生成部２がＰＷＭ信号を生成するための処理が容易となる。

第９態様の係る発音装置１は、第５〜第７態様のいずれか１つの態様において、信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を徐々に変化させる。また、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティをＰＷＭ信号の周波数と一対一に対応したデューティに変化させる。

上記構成により、ＰＷＭ信号のデューティは、ＰＷＭ信号の変化に合わせて徐々に変化する。したがって、発音装置１は、発音部４から発生する音の音圧を徐々に変化させることが可能となる。

第１０態様に係る発音装置１は、第５態様において、発音部４を収納する筐体１１を更に備える。信号生成部２は、時間経過に伴ってＰＷＭ信号の周波数を、第１周波数を含む第１帯域Ｂ１と、筐体１１の共振周波数との差が第１周波数ｆ１よりも大きい第２周波数ｆ２を含む第２帯域Ｂ２とを含む複数の帯域にわたって徐々に変化させる。また、ＰＷＭ信号のデューティを複数の帯域ごとに変化させる。ＰＷＭ信号の周波数が第１帯域Ｂ１内で変化しているときの、単位時間あたりにおけるＰＷＭ信号の周波数の変化量を第１変化量Δ１とする。ＰＷＭ信号の周波数が第２帯域Ｂ２内で変化しているときの、単位時間あたりにおけるＰＷＭ信号の周波数の変化量を第２変化量Δ２とする。信号生成部２は、第１変化量Δ１が第２変化量Δ２よりも小さくなるように、ＰＷＭ信号の周波数を変化させる。

上記構成により、発音装置１は、第１周波数ｆ１を含む第１帯域Ｂ１の音の発生期間を長くして、発音部４が発生させる音の音圧をより増大することが可能となる。ただし、この構成は、発音装置１に必須の構成ではなく、単位時間あたりにおけるＰＷＭ信号の周波数の変化量は一定であってもよい。

第１１態様に係る発音装置１は、第５態様において、発音部４を収納する筐体１１を更に備える。信号生成部２は、発音部４から筐体１１の外側へ放射される音の放射特性に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを変化させる。

上記構成により、発音装置１は、発音部４から発生させる音の音圧の増大を図ることが可能となる。発音装置１は、発音部４から可聴音を発生させる場合、大音量化を図ることが可能となる。

第１２態様に係る発音装置１は、第５〜第１１態様のいずれかにおいて、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティを、ＰＷＭ信号の周波数に基いた係数で補正する。

上記構成により、ＰＷＭ信号の周波数に応じて発音部４から発生する音を調整することができる。

第１３態様に係る発音装置１は、第５〜第１２態様のいずれか１つの態様において、信号生成部２は、ＰＷＭ信号のデューティの変化幅が所定範囲内となるようにＰＷＭ信号のデューティを変化させる。

上記構成により、発音装置１は、発音部４から発生させる音の瞬時音圧の差が大きくなり過ぎることを抑制することが可能となる。ただし、この構成は、発音装置１に必須の構成ではなく、ＰＷＭ信号のデューティの変化幅は所定範囲外であってもよい。

第１４態様に係る発音装置１は、第５〜第１３態様のいずれか１つの態様において、ＰＷＭ信号の周波数は、２０Ｈｚ以上かつ２０ｋＨｚ以下である。

上記構成により、人間の可聴音を発生させる発音装置１において、消費電力の低減を図ることが可能となる。

第１５態様に係る警報装置１０は、第１〜第１４態様のいずれか１つの態様の発音装置１であって、発音部４は、警報音を発生させる。

上記構成により、警報装置１０は、ＰＷＭ信号のデューティが小さい期間が発生するので、ＰＷＭ信号のデューティを一定にする場合に比べて、消費電力の低減を図ることが可能となる。

第１６態様に係る感知器１００は、第１５態様の警報装置１０と、特定事象を検知する検知部６とを備え、警報装置１０は、検知部６が特定事象を検知した場合、警報音を発生させる。

上記構成により、感知器１００は、ＰＷＭ信号のデューティが小さい期間が発生するので、ＰＷＭ信号のデューティを一定にする場合に比べて、消費電力の低減を図ることが可能となる。

１ 発音装置
１０ 警報装置
１００ 感知器
１１ 筐体
２ 信号生成部
３ 音響回路
４ 発音部
６ 検知部
７ 設定部
７１ 操作部
９ 親機
ｆ１ 第１周波数
ｆ２ 第２周波数
Ｔ１０ 第１期間
Ｔ２０ 第２期間
Ｂ１ 第１帯域
Ｂ２ 第２帯域
Δ１ 第１変化量
Δ２ 第２変化量

Claims (16)

1. 複数の国の規格にそれぞれ準拠したトーンが異なる複数のパターンの音を発生可能な発音部と、
   前記トーンが異なる前記複数のパターンの音に対応するデータを記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶される前記データの前記複数のパターンのうちいずれかのパターンに対応した信号を前記発音部に出力する信号生成部と、を備え、
   前記発音部は、前記信号生成部からの前記信号に応じたパターンの音を発生させ、
   前記信号生成部は、検知部にて特定事象が検知された場合に、前記複数のパターンのうちいずれかのパターンに対応した信号を出力することで、前記発音部に前記音を発生させる
   ことを特徴とする発音装置。
2. 前記信号生成部が前記発音部に出力する前記信号に対応するパターンを、前記信号生成部に設定する設定部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の発音装置。
3. 前記設定部は、親機からの設定信号に基づいたパターンを、前記信号生成部に設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の発音装置。
4. 前記設定部は、ユーザからの操作を受け付ける操作部を有し、前記操作部が出力する操作信号に基づいたパターンを、前記信号生成部に設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の発音装置。
5. 前記信号生成部は、前記信号として周波数が可変であるＰＷＭ信号を生成し、
   前記発音部は、前記ＰＷＭ信号の周波数及びデューティに応じた音を発生させ、
   前記信号生成部は、前記ＰＷＭ信号の周波数を変化させ、かつ、前記ＰＷＭ信号の周波数の変化に応じて前記ＰＷＭ信号のデューティを変化させる
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発音装置。
6. 前記発音部を収納する筐体を更に備え、
   前記信号生成部は、時間経過に伴って前記ＰＷＭ信号の周波数を、少なくとも第１周波数と第２周波数とに交互に変化させ、
   前記筐体の共振周波数と前記第１周波数との差は、前記筐体の前記共振周波数と前記第２周波数との差よりも小さく、
   前記信号生成部は、前記ＰＷＭ信号の周波数が前記第１周波数であるときのデューティを、前記ＰＷＭ信号の周波数が前記第２周波数であるときのデューティよりも大きくする
   ことを特徴とする請求項５に記載の発音装置。
7. 前記信号生成部は、前記ＰＷＭ信号の周波数が前記第１周波数である第１期間を、前記ＰＷＭ信号の周波数が前記第２周波数である第２期間よりも長くする
   ことを特徴とする請求項６に記載の発音装置。
8. 前記信号生成部は、時間経過に伴って前記ＰＷＭ信号の周波数を複数の帯域にわたって徐々に変化させ、かつ、前記ＰＷＭ信号のデューティを前記複数の帯域ごとに変化させる
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の発音装置。
9. 前記信号生成部は、時間経過に伴って前記ＰＷＭ信号の周波数を徐々に変化させ、かつ、前記ＰＷＭ信号のデューティを前記ＰＷＭ信号の周波数と一対一に対応したデューティに変化させる
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の発音装置。
10. 前記発音部を収納する筐体を更に備え、
    前記信号生成部は、時間経過に伴って前記ＰＷＭ信号の周波数を、第１周波数を含む第１帯域と、前記筐体の共振周波数との差が前記第１周波数よりも大きい第２周波数を含む第２帯域とを含む複数の帯域にわたって徐々に変化させ、かつ、前記ＰＷＭ信号のデューティを前記複数の帯域ごとに変化させ、
    前記ＰＷＭ信号の周波数が前記第１帯域内で変化しているときの、単位時間あたりにおける前記ＰＷＭ信号の周波数の変化量を第１変化量とし、
    前記ＰＷＭ信号の周波数が前記第２帯域内で変化しているときの、単位時間あたりにおける前記ＰＷＭ信号の周波数の変化量を第２変化量とし、
    前記信号生成部は、前記第１変化量が前記第２変化量よりも小さくなるように、前記ＰＷＭ信号の周波数を変化させる
    ことを特徴とする請求項５に記載の発音装置。
11. 前記発音部を収納する筐体を更に備え、
    前記信号生成部は、前記発音部から前記筐体の外側へ放射される音の放射特性に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティを変化させる
    ことを特徴とする請求項５に記載の発音装置。
12. 前記信号生成部は、前記ＰＷＭ信号のデューティを、前記ＰＷＭ信号の周波数に基いた係数で補正する
    ことを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項に記載の発音装置。
13. 前記信号生成部は、前記ＰＷＭ信号のデューティの変化幅が所定範囲内となるように前記ＰＷＭ信号のデューティを変化させる
    ことを特徴とする請求項５〜１２のいずれか１項に記載の発音装置。
14. 前記ＰＷＭ信号の周波数は、２０Ｈｚ以上かつ２０ｋＨｚ以下である
    ことを特徴とする請求項５〜１３のいずれか１項に記載の発音装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発音装置であって、
    前記発音部は、警報音を発生させる
    ことを特徴とする警報装置。
16. 請求項１５に記載の警報装置と、
    特定事象を検知する検知部と、を備え、
    前記警報装置は、前記検知部が前記特定事象を検知した場合、警報音を発生させる
    ことを特徴とする感知器。

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