(57)【要約】煙感知警報音を感知するための方法は、警報音の時間的パターンを感知するために、ある時間期間にわたって周囲の音の少なくとも２つのパラメータを分析するステップを含む。一実施例において、繰返す音パターンの少なくとも１期間全体を含むよう十分に長い、ある時間期間にわたって一連のサンプルが取得され、２つのパラメータは各サンプルの最大音の周波数および振幅である。アルゴリズム的解析の開始は、アルゴリズム的解析より低い電力量を利用する検出アルゴリズムによってトリガされ得る。他の実施例において、感知装置は従来の煙感知器に統合され、煙と他の煙感知器からの警報との両方を感知する。他の実施例において煙感知器は送受信機を含み、送受信機は、火災が感知されると近くにある煙感知器に作動信号を送り、かつ近くにある感知器から作動信号を受取る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙感知器の可聴警報音を感知するための方法であって、
ある時間期間、周囲の音の第１のパラメータを検査するステップと、
ある時間期間、周囲の音の第２のパラメータを検査するステップと、
第１のパラメータおよび第２のパラメータを予想パターンと比較するステップと、
第１のパラメータおよび第２のパラメータが可聴警報音の予想パターンと一致すると可聴警報音の感知を宣言するステップとを含む、方法。
【請求項２】
パターンは時間的に変動する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周囲の音は当該時間期間内に複数のサンプル期間についてサンプリングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のパラメータはサンプル期間の各々におけるピーク振幅の周波数である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第２のパラメータはサンプル期間の各々におけるピーク振幅の大きさである、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
第１のパラメータを第２のパラメータと相関させるステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
相関させるステップは、第１のパラメータおよび第２のパラメータの双方が可聴警報音のオン部分と対応する値であるときを判断するステップによって実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第２のパラメータが可聴警報音のオン部分に対応する値であると判断するステップは、
サンプル期間の各々におけるピーク振幅の大きさのうちの最大ピーク振幅を決定するステップと、
最大ピーク振幅に基づいて振幅しきい値を決定するステップと、
サンプル期間の各々からの各ピーク振幅と振幅しきい値とを比較するステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
最大ピーク振幅は、平均的な周囲の雑音レベルより少なくとも最小振幅分だけ高い、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
可聴警報音が存在する可能性を判断するために周囲の雑音の単一のパラメータを検査するステップと、
可聴警報音が存在する可能性がない場合には、ある時間期間だけ遅延して検査するステップを繰り返すステップとをさらに含み、
可聴警報音が存在する可能性がある場合にのみ、第１のパラメータを検査するステップおよび第２のパラメータを検査するステップが実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
可聴警報音が感知されると触知性警告装置を作動させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
遠隔装置に作動メッセージを送るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
遠隔装置は作動メッセージを受取るよう構成される煙感知器である、請求項１２に記載
の方法。
【請求項１４】
遠隔装置は触知性警報装置である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
当該時間期間は、煙感知器の可聴警報音の時間的に繰り返す期間の、完全な１期間よりも多くと対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
煙感知器の可聴警報音を感知するための装置であって、
マイクと、
マイクに接続されるプロセッサと、
プロセッサに接続される触知性警報装置とを含み、
プロセッサは、
ある時間期間、周囲の音の第１のパラメータを検査するステップと、
ある時間期間、周囲の音の第２のパラメータを検査するステップと、
第１のパラメータおよび第２のパラメータを予想パターンと比較するステップと、
第１のパラメータおよび第２のパラメータが可聴警報音の予想パターンと一致すると可聴警報音の感知を宣言するステップとを実行するよう構成される、装置。
【請求項１７】
パターンは時間的に変動する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
周囲の音はある時間期間内に複数のサンプル期間についてサンプリングされる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１のパラメータは、サンプル期間の各々におけるピーク振幅の周波数である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２のパラメータはサンプル期間の各々におけるピーク振幅の大きさである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
プロセッサは、第１のパラメータを第２のパラメータに相関させるステップを実行するようさらに構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
相関させるステップは、第１のパラメータおよび第２のパラメータの双方が可聴警報音のオン部分と対応する値であるときを判断するステップによって実行される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
プロセッサは、
サンプル期間の各々におけるピーク振幅の大きさのうちの最大ピーク振幅を決定するステップと、
最大ピーク振幅に基づいて振幅しきい値を決定するステップと、
サンプル期間の各々からの各ピーク振幅と振幅しきい値とを比較するステップと、
を実行することによって、第２のパラメータが可聴警報音のオン部分に対応する値であると判断するステップを実行するよう構成される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
最大ピーク振幅は、平均的な周囲の雑音レベルより少なくとも最小振幅分だけ高い、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
プロセッサは、
可聴警報音が存在する可能性を判断するために周囲の雑音の単一のパラメータを検査するステップと、
可聴警報音が存在する可能性がない場合には、ある時間期間だけ遅延して検査するステップを繰り返すステップとを実行するようさらに構成され、
可聴警報音が存在する可能性がある場合にのみ、第１のパラメータを検査するステップおよび第２のパラメータを検査するステップが実行される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２６】
プロセッサに接続される触知性警告装置をさらに含み、プロセッサはさらに、可聴警報音の感知が宣言されると警告装置を作動させるよう構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２７】
プロセッサはさらに、プロセッサに接続される送受信機を介して遠隔装置に作動メッセージを送るステップを実行するよう構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２８】
遠隔装置は、作動メッセージを受取るよう構成される煙感知器である、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
遠隔装置は触知性警報装置である、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
煙感知回路と、
マイクと、
警報装置と、
送信機と、
マイク、警報装置、および送受信機に接続されるプロセッサとを含み、プロセッサは、
火災が発生したという指示を煙感知回路から受取るステップと、
他の煙感知器からの可聴警報音を感知するためにマイクからの周囲の音を分析するステップと、
煙感知回路からの火災が発生したという指示、または他の感知器からの可聴警報音の感知を受取った時点で警報装置を作動させ、遠隔の警報装置に作動メッセージを送るステップと、を実行するよう構成される、煙感知器。
【請求項３１】
遠隔の警報装置は触知性警報器である、請求項３０に記載の煙感知器。
【請求項３２】
遠隔の警報装置は、作動メッセージを受取った時点で可聴警報器を作動させるよう構成される第３の装置である、請求項３０に記載の煙感知器。
【請求項３３】
プロセッサに接続される受信機をさらに含み、受信機は、受信機を介して作動メッセージを受取った時点で作動させるステップを実行するようさらに構成される、請求項３０に記載の煙感知器。
【請求項３４】
警報装置は可聴警報器である、請求項３０に記載の煙感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００２年１０月２日に出願された米国仮出願連続番号第６０／４１５，１２７号からの優先権を主張する。この仮出願の全文が引用によってここに援用される。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、可聴の煙感知警報器の作動を感知するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
技術背景
火災の際、建物にいる人は、被害なく避難するまでほんの数分しかない場合がある。避難時間が潜在的に短いので、燃えている建物にいる人に十分な警告を与えることが不可欠である。防災業者によって販売されているほとんどの装置は、住居用建物にいる人に警告するために、可聴警報に依存している。残念ながら、これらの装置は聴覚障害者の助けにはならない。したがって、火災緊急時に聴覚障害者に十分な保護を与える装置の必要性が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該技術で知られるのは、可視信号を使って聴覚障害者に火災緊急時の警告をする装置である。このような装置の例が、米国特許第４，２２７，１９１号および第４，２８７，５０９号で説明される。これらの装置は、感知器および可視警報器を単一の装置に組合せたものである。他の可視警告装置が米国特許第５，０１２，２２３号に開示される。この装置は遠隔の煙感知器からの音を感知し、それに応答して光を発する。これらの可視警報装置は、睡眠中の聴覚障害者に警告する効果はないという重大な欠点を有する。
【０００５】
この必要性に応えるために、触知性の刺激を組合わせたシステム（たとえば振動機およびベッドシェイカ）が提案されてきた。このような装置の１つが米国特許第４，３８０，７５９号に説明される。この装置は煙感知器に隣接して設置される振動センサを含む。煙感知器が作動すると、可聴警報器からの振動が振動リード（reed）を起動し、肌に軽い刺激を起こす。このような装置は、ユーザが、しばしば天井または他の届きにくい場所にある煙感知器と物理的に接触するよう送信ユニットを設置しなければならないので、（特に装置がホテルの部屋などで一時的にのみ用いられる場合）、使用が面倒である。聴覚障害者ための他の装置（たとえば米国特許第５，９１７，４２０号に開示される装置）は、感知器から家具シェイカへ、または他の触知性刺激装置への信号送信を伴う。このような装置は正しい方向に向う一歩ではあるが、通常はかなり高価であり、さらに重要なことに、特別なハードウェアを必要とする。
【０００６】
米国特許第５，６５１，０７０号は、玄関ベルおよび煙感知器などの装置が出す音を「聞き取って」、腕時計の形状をした触知性刺激装置を作動させる警告装置を記載している。この装置は所望の可聴警報音を録音し、マイクが拾った周囲の雑音と、録音された警報音とを絶えず比較する。その一致を宣言するために４ビットのコンパレータが用いられるが、一致を宣言するためにコンパレータにどのような基準が入力されるのかは開示されていない。加えてこの装置は、ユーザが使用前に所望の音を録音する必要がある点で、使いづらい。これはたとえば、ユーザが夜遅くホテルの部屋に入った場合、問題となり得る。なぜなら、録音する目的で煙感知警報器を作動させると他の客に迷惑だからである。
【０００７】
上記の懸念に加えて、このような装置においては誤報の問題が重要な課題である。煙感知器の可聴警報の作動を感知することは比較的単純な問題であるが、家庭で普通に見かける他の装置を誤って感知することなくこのような警報音が感知できることは、全く別の問題である。このような装置は持続的な広帯域雑音を作り出す場合があり（たとえば電気掃除機および料理用ミキサ）、また、煙感知警報器の周波数と同じか、またはそれに近い、はっきり区別される周波数の間欠音を作り出すこともある（たとえば、目覚し時計、電話機、携帯電話機など）。ユーザが大量の誤報をもたらす警報装置を無視することを素早く学び、このような装置を無用とすることはよく知られている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
上述の問題は、連続的煙警報音および間欠的煙警報音の双方に対応する音の存在を感知するための方法および装置を提供する本発明により、相当程度解消される。警報を決定することは、音データの少なくとも２つのパラメータのアルゴリズム的解析と、煙感知警報器の信号を感知した後に警報装置をトリガすることとを含む。好ましい実施例においては、警報装置を用いて触知性の刺激を与える。
【０００９】
好ましい実施例において、煙感知器の可聴警報音の時間的に繰返す音パターンの、少なくとも１期間全体を含むよう十分に長い時間期間にわたって、時間的に間隔をあけた一連のサンプルが取得される。各サンプルについて分析される２つのパラメータは、そのサンプルの最大音の周波数および振幅である。警報音の感知が宣言されるためには、これらのパラメータの双方が所望の時間的パターンに一致しなければならない。間欠的な可聴の煙感知警報音の感知に向けられた本発明の実施例において、パターンは時間につれて変動する。持続的な可聴の煙感知警報音の感知に向けられた実施例においては、パターンは時間につれて変動しない。
【００１０】
本発明の、聴覚障害者向けの警告装置を含み得るが含まなくてもよい、他の局面においては、アルゴリズム的解析の開始は、アルゴリズム的解析で消費される電力量に相対してより低い電力量を利用するよう設計される検出アルゴリズムによってトリガされる。これは特にバッテリによって動く装置で重要である。
【００１１】
本発明のさらに他の局面において、上述の感知装置が従来の煙感知器に統合され、煙と他の煙感知器からの警報との両方を感知する煙感知器を提供する。代替的な実施例において、煙感知器は送受信機を含み、送受信機は、火災を示す煙が感知されると近くにある煙感知器に作動信号を送信し、また、近くにある煙感知器から作動信号を受取る。近くにある煙感知器から作動信号を受取ると、煙感知器は警告装置（可聴性、触知性、および／または可視性）を作動させる。このような実施例は、（たとえば建物のコードによる）局から局への（station-to-station）作動が必要なとき、特に有用である。なぜなら、この実施例は配線を必要とすることなく局から局への作動を達成するための手段を提供するからである。
【００１２】
本発明ならびに付随する特徴および利点の多くは、添付の図面との関連で考慮されると、下記の詳細な説明を参照してよりよく理解されるので、それらについてのより完全な理解が容易に得られるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
詳細な説明 
本発明は、可聴の煙感知警報音を感知するための装置の好ましい実施例を参照して説明される。本発明の完全な理解を提供するために具体的詳細が説明される。ここに説明される好ましい実施例は本発明を限定すると理解されてはならない。さらに、理解を容易にする
ために、ある方法ステップは個別のステップとして区別されるが、これらのステップは、その実行において必ず区別されると見なされてはならず、順序に依存するとも見なされてはならない。
【００１４】
１９９６年以前は、煙感知器の可聴警報音は、製造会社によってパターンが異なっていた。ある可聴警報音は持続的であり、他は異なる間欠的な時間的パターンを示していた。しかしながら、１９９６年以降に製造された煙感知器は、煙感知器が図１に示される時間的パターンを有する可聴警報信号を発することを規定した、全国防火協会（National Fire Protection Association）の規格であるＮＦＰＡ７２に従うよう求められている。このパターンは、３セットの短いオン／オフ期間と、それに続く、より長いオフ期間とからなる。短いオンおよびオフ期間の長さは、「オン」が０．５秒＋／−１０％、続く「オフ」が０．５秒＋／−１０％に特定される。長いオフ期間は、１．５秒＋／−１０％に特定される。出願人が数個の煙感知器で行った試験によれば、すべてではないがほとんどの感知器がこの仕様を満たす。
【００１５】
図１の時間的パターンに加えて、ＮＦＰＡ７２はさらに、プライベートモードで動作するよう意図される可聴警報信号は以下を有しなければならないと特定している。
−可聴機器から１０ｆｔで少なくとも４５ｄＢＡの音響レベル、または最小聴取距離で１２０ｄＢＡ超の音響レベル、
−床上５ｆｔで計測して、平均的な周囲音響レベルより少なくとも１５ｄＢＡ高い音響レベル、または少なくとも６０秒の長さを有する最大音響レベルより５ｄＢＡ高い音響レベルの、いずれか大きいレベル。
ＮＦＰＡ７２はさらに、睡眠場所においては可聴警報信号は以下を有しなければならないと特定している。
−睡眠場所における枕のレベルで計測して、平均的な周囲の音響レベルより少なくとも１５ｄＢＡ高い音響レベル、または、少なくとも６０秒の長さを有する最大音響レベルより５ｄＢＡ高い音響レベル、または少なくとも７０ｄＢＡの音響レベルの、いずれか大きいレベル。
【００１６】
ＮＦＰＡ７２は可聴警報音の周波数は特定していない。しかしながら、出願人は約１８種の現在入手可能な煙感知器について試験を行ない、１９９６年以降に製造された（１９９６年以前に製造された数種を含む）、現在市場で入手可能な煙感知器のほとんどは、その可聴警報音が約３２００Ｈｚ＋／−約１０％ではっきり区別される周波数ピークを有し、対応する調和（harmonic）周波数においてもピークを有することを発見した。３２００Ｈｚの周波数は、通常の聴力を有するほとんどの人に容易に聴こえる音に対応する。図２ａに、典型的な煙感知器、この場合はセントリー社（Fire Sentry）の０９１４モデルの煙感知器において、発泡体（foam）で内張りされた箱の中で取得された、警報音の振幅対周波数の例示的なプロットが示される。図２ｂに、内張りのない箱の中における同じ感知器の振幅対周波数のプロットが示される。表２に、出願人が試験を行った１８種の煙感知器の結果のまとめが示される。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
多くの煙感知器の製造会社がほぼ１０年で煙感知器を取替えるよう推奨しているので、依然稼動している１９９６年以前の煙感知器の数は急速に減っている。したがって、本発明は、主に１９９６年製およびそれより新しい煙感知器の可聴警報器を認識するというコンテキストで説明される。しかしながら、本発明はそのように限定されると理解されるべきではない。
【００１９】
図３は、煙感知器の可聴警報音を感知し、第２の警報装置を作動させるための、本発明の実施例による装置３００を示す。装置３００は周囲の音を感知するためのマイク３１０を含む。マイク３１０は任意で増幅器３２０（図３では点線で示される）に接続される。増幅器３２０は、マイク３１０からのアナログ信号を周囲の音を表わすデジタル信号へ変換するための、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ３３０に接続される。Ａ／Ｄコンバータ３３０からのデジタル化された音データは、可聴の煙感知警報音を感知するためのプロセッサ３４０に入力される。プロセッサ３４０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または他のいかなるタイプのプロセッサでもよい。図３ではプロセッサ３４０は単一の箱で示されるが、プロセッサ３４０は複数の装置を含み得ることが理解されるべきである。一実施例において、プロセッサ３４０はフーリエ変換を計算するための専用装置と汎用マイクロプロセッサとを含む。メモリ３５０がプロセッサ３４０に接続される。
【００２０】
プロセッサ３４０は電源３６０によって動く。好ましい実施例において、電源３６０はバッテリである。代替として、電源は、交流電源に接続するための変換器および整流器を含んでもよい。さらに他の実施例において、電源３６０は、交流電源が入手可能な場合には交流電源から、交流電源が入手可能でない場合にはバッテリから、当該技術において周知の態様でプロセッサ３４０に電力を供給するように適合されてもよい。
【００２１】
プロセッサが煙感知器からの可聴警報音を感知すると、プロセッサ３４０は警報装置３７０に信号を出力する。警報装置３７０は好ましい実施例では触知性警報器である。本発明で用いられ得る触知性警報器には、振動する腕時計、振動するポケットベル、および、SONIC ALERTS（登録商標）の商標で販売されているスーパーベッドバイブレータ（Super Bed Vibrator）、速度が可変のスーパーベッドバイブレータなどのベッドシェイカがある。スーパーバイブレータは、３．５インチの直径、１．２５インチの厚みを有し、不平衡
な質量とモータとを有する。この装置は、マットレスまたは枕の下に置くことができる。他の触知性警報器もまた用いることができる。
【００２２】
図４は、本発明の一実施例においてプロセッサ３４０によって実行される処理のフロー図４００である。ステップ４０２において、マイク３１０を用いて周囲の音がある時間期間サンプリングされる。この時間期間は、いくつかの実施例では２秒と選択される。この期間は、ＮＦＰＡ７２規格で特定される、１．５秒の長いオフ期間を超えるよう選択される。ステップ４０３において、プロセッサ３４０は、Ａ／Ｄコンバータ３３０によって出力されたデジタル化された音データについてフーリエ変換を実行する。次にステップ４０４において、低周波しきい値より低い周波数のデータを消去することによりデータがフィルタされる。当業者は、ハイパスアナログフィルタをＡ／Ｄコンバータ３３０より前に挿入することによって、このフィルタするステップが置換され得ることを認識するであろう。
【００２３】
ステップ４０４においてデータがフィルタされた後、ステップ４０６において、フィルタされたデータの最大振幅が決定される。ステップ４０８において、この最大振幅が煙感知警報音の予想周波数に対応する周波数、すなわち、３２００Ｈｚ＋／−１０％（２８８０から３５２０Ｈｚ）であれば、ステップ４１０において取得ルーチンに入る。取得ルーチンが完了した後、またはステップ４０６で特定されたピークがステップ４０８で正しい周波数にないとき（すなわち、煙感知器以外の何らかの装置がその時点で最大の雑音を出しているとき）、プロセッサ３４０はステップ４１２においてある時間期間遅延し、ステップ４０２が繰返される。好ましい実施例において、ステップ４１２の遅延期間は１０秒である。
【００２４】
図４のフロー図４００に示されるルーチンは、煙感知警報音が鳴っている可能性があるか否かを決定するために周期的（periodic）に実行されるモニタリングルーチンとして機能する。この文脈において「周期的」とは、時々、を意味し、固定間隔および変動する間隔の双方でルーチンを実行することを含む。２秒間のモニタリング期間および１０秒間の遅延期間の選択は、約１７％のデューティサイクルに対応する。代替として、連続した２秒間のモニタリング期間ではなく、１．５秒の「オフ」期間（または目標となる時間的パターンの最長のオフ期間）よりも長い期間にわたって連続して間隔をあけた、より短いサンプルが用いられてもよい。連続的なモニタリングよりも、周期的なモニタリングルーチンが電力を節約するよう実行され、それは特にバッテリで動く装置では重要である。壁のコンセントからの従来の家庭用の交流電力で動く装置など、本発明の他の実施例においては、このモニタリングルーチン４００が省略されて取得ルーチン４１０が連続して実行されてもよい。
【００２５】
モニタリングルーチン４１０の詳細は図５ａおよび図５ｂに示される。このルーチンは、ステップ５０２において、周囲の音を短時間期間サンプリングすることで開始する。いくつかの実施例において、このサンプリング期間は５０ミリ秒である。サンプリング期間の最小の長さは、データのフーリエ変換から良好な周波数分解能を得るのに、取得されるサンプル数が十分であるように選択されなければならない。したがって、サンプリング期間の最小の長さは、ハードウェアのサンプルレートに依存する。ステップ５０４において、プロセッサ３４０はフーリエ変換を行うことによってサンプルを周波数領域に変換し、ステップ５０６において、サンプルは、ある周波数しきい値（好ましい実施例では５００Ｈｚ）より低いデータを除外することによってハイパスでフィルタされる。次にステップ５０８において、ピーク振幅の周波数が決定される。ピーク振幅が煙感知警報音の予想周波数（上述のように、３２００Ｈｚ＋／−１０％、すなわち２８８０Ｈｚから３５２０Ｈｚ）にある場合、ステップ５１２において、対応するビットがメモリ３５０のピーク周波数アレイに設定される。さもなければ、対応するビットは「０」のままである。ピーク周
波数アレイは、好ましくはビットの一次元アレイであり、ビットの総数は総サンプル期間中のサンプル総数（たとえば１２個）に等しい。ステップ５１２の後（または、ピーク振幅の周波数がステップ５１０において煙感知警報音の予想周波数でない場合、ステップ５１０の後）、サンプルのピーク振幅はステップ５１４においてメモリに記録される。
【００２６】
下記にさらに説明されるように、ピーク周波数アレイはピーク振幅アレイと相関され、次に、予想される時間的パターンと比較される。これによりＮＦＰＡ７２パターンの各「オン」期間のピーク周波数は、煙感知器の可聴警報音の予想周波数に確実に一致する。「オフ」期間のピーク振幅の周波数が目標周波数にあるか否かは重要ではなく、煙感知警報音の目標周波数にピーク周波数を有する「オフ」期間は、結果として、宣言されない一致とはなるわけではない。なぜなら、周囲の雑音が、「オフ」期間中に、煙感知警報音と同じ周波数にピークを有する可能性があるからである。
【００２７】
ステップ５１４で所望のサンプル数が取得されていない場合、ステップ５１８においてプロセッサ３４０はある時間期間遅延し、ステップ５０２で他のサンプルが取得される。好ましい実施例において遅延期間は最後のサンプル期間の開始から０．５秒と選択され、それはＮＦＰＡ７２によって規定された時間的パターンの、０．５秒の「オン」期間および０．５秒の「オフ」期間に対応する。好ましい実施例ではサンプルの総数は１２個と選択され、それは、サンプル期間の間に０．５秒の間隔をおいた、５．５秒の総サンプル期間と対応する。図６に示されるように、５．５秒は、ＮＦＰＡ７２で規定される３つの「オン」期間および長い「オフ」期間、ならびに１つの追加の「オン」期間が確実に総サンプル期間内に存在するために必要となる、最小時間量に対応する。図７は、１つのあり得る可聴警報音信号の上に重畳された、１２個のサンプル期間を示す。
【００２８】
再び図５ａを参照して、ステップ５１６において総サンプル期間について所望のサンプル数が取得されると、ステップ５１８において総期間中の全サンプルの最大振幅が決定される。次に、ステップ５２０において、最大振幅に基づいて振幅しきい値が設定される。振幅しきい値は「オン」条件に対応するしきい値振幅を決定するのに用いられる。いくつかの実施例において、振幅しきい値は最大振幅の８０％に選択される。振幅しきい値は音源（すなわち煙感知器の可聴警報音）の変動の予想振幅に依存する。したがって、振幅しきい値は、「目標」となる煙感知器の範囲および所望の誤報率に依存して異なり得る。
【００２９】
振幅しきい値を最大しきい値の関数として設定することは、本発明の誤報制御にとって重要な局面であると考えられることに注意されるべきである。このしきい値の選択では、煙感知警報音の最大振幅は装置３００と煙感知器との間の距離の自乗の関数として変動するので、最大振幅はわからないであろうが、煙感知警報音は「オン」期間中は一定のレベルであって、装置３００と煙感知器との間の距離は通常は変化しないので、最大振幅は「オン」期間中、通常は同じであろう、と認識する。さらに、振幅しきい値は、雑音に対する最大振幅、または雑音信号に対する最大振幅の関数としてではなく、最大振幅の関数として選択されることも注意されるべきである。なぜなら、背景の雑音は変化していることがあり、そのため煙感知警報音の振幅が一定であっても信号対雑音比は一定ではないためである。この振幅しきい値は、振幅が変動する間欠音を発するテレビなど他の装置から煙感知警報音を区別することを助けるので、誤報防止に重要な役割を果たす。
【００３０】
ステップ５２０でしきい値振幅が決定された後、ステップ５２２において、最大振幅がしきい値振幅を超える各サンプルについて、ピーク振幅アレイに、対応するビットが設定される。ピーク振幅アレイは、ピーク周波数アレイと同様、好ましくはビットの一次元アレイであって、ビットの総数は総サンプル期間におけるサンプル総数（たとえば１２個）に等しい。例として、総サンプル期間中に感知される最大振幅が下記のようであるとする。
【００３１】
【表２】
2006502483.tif 000004
【００３２】
この場合において、最大振幅は９．５である。振幅しきい値は９．５×０．８０＝７．６である。したがって、サンプル１，３，５，９および１１における振幅のみがしきい値を超え、結果としてピーク振幅アレイは１０１０１０００１０１０となる。
【００３３】
いくつかの実施例において、振幅しきい値がそれ以下に設定できない最底値がある。この最底値はＮＦＰＡ７２によって規定された周囲雑音レベルより１５ｄＢ高いレベルに対応する。しかしながらこの最小値１５ｄＢは、建物に応じて正しい数の煙感知器が設置されている（すなわち煙感知器が最大許容距離内にある）と仮定している。他の実施例においては、このような規格外の設置に合わせて最小値は１０ｄＢにすぎない。この最小振幅しきい値は、周囲の雑音によって誤報がトリガされないことを確実にする。
【００３４】
次にステップ５２４において、ピーク振幅アレイはピーク周波数アレイと相関される。上述のように、ピーク周波数アレイはビットのアレイであって、最大振幅が３２００Ｈｚの周波数に対応している各サンプルについて、１つの１を有する。好ましい実施例において、この相関関係は、ピーク周波数アレイおよびピーク振幅アレイのビット単位のＡＮＤを取ることを含む。相関するアレイも、サンプル数と等しい数のビットを有する一次元アレイであり、ピーク振幅が振幅しきい値を超え、ＡＮＤ（かつ）、煙感知器の予想周波数と一致する周波数、すなわち約３２００Ｈｚにピーク振幅がある各サンプルについて、１つのビットが設定される。低雑音環境において、ピーク周波数アレイおよびピーク振幅アレイは一致し得る。しかしながら、それは常に起こるわけではない。たとえば、出願人が実際に行った試験によると、ピーク周波数アレイでは、ピーク振幅アレイにおいてはビットが設定されないサンプルについてビットが設定され得る、ということが明らかとなった。これは、ＮＦＰＡ７２の時間的パターンにおける「オフ」期間中に感知される、煙感知警報音と当然同じ周波数を有する「オン」期間からのわずかな反響によると考えられる。ピーク周波数アレイとピーク振幅アレイとを相関させることで、これらの反響が「オン」信号と誤認されることを防ぐ。
【００３５】
次にステップ５２６において、相関後のアレイがＮＦＰＡ７２の時間的パターンと比較される。上述のように、サンプルの総期間は、ＮＦＰＡ７２の時間的パターンの「オン」期間が少なくとも４つあるように選択される。４つの「オン」期間のうち３つは０．５秒の「オフ」期間によって分離され、他の「オン」期間は１．５秒の「オフ」期間によって分離される。しかしながら、３つの「オン」期間が４つ目の「オン」期間に先立つかどうかはわからない。したがって、これらの４つの「オン」期間に対応する２つのあり得るパ
ターンは以下のようになる（ここで１は「オン」を示し、０は「オフ」を示す）:（ａ）１０００１０１０１、または（ｂ）１０１０１０００１。したがって、これら２つのあり得る９ビットのパターンの各々は、１２ビットの相関アレイと、１２ビットアレイの第１、第２、第３および第４のビットを開始位置として比較される（換言すると、パターンは、相関アレイの最初の４ビットのいずれからも開始し得る）。ステップ５２６においていずれかのパターンが相関アレイ内で見つかると、ステップ５２８において警告装置が作動される。
【００３６】
ピーク周波数アレイとは異なり、ピーク振幅アレイが、ＮＦＰＡ７２の時間的パターンの「オフ」期間に対応するサンプル中で「オフ」を示すことが重要である。ピーク周波数アレイ（ここでは「オフ」期間に対応するサンプルの状態は重要ではない）をピーク振幅アレイとＡＮＤすることで、２つのアレイをＮＦＰＡの時間的パターンと比較することが容易になる。
【００３７】
これらの２つのパターンが、ＮＦＰＡ７２に規定されるパターンの完全な１「期間」よりも多くを含むことに注意されるべきである。これはすなわち、ＮＦＰＡ７２のパターンの完全な１期間が含む「オン」期間は３つのみであるということである。上記のパターンにおける第４の「オン」期間は、ＮＦＰＡ７２のパターンの第２の期間に対応し、これは、誤報防止のための追加の方策を提供するために含まれている。いくつかの実施例において、第４の「オン」期間は目標のパターンに含まれない。
【００３８】
ステップ５２６においてパターンが相関アレイ内で見つからない場合、ステップ５３０において、試行の総回数が、相関試行しきい値の総数と比較される。好ましい実施例において、相関試行しきい値の総回数は１０回と選択される。したがって、プロセッサ３４０は、５．５秒の期間を１０回にわたり、合計５５秒、すなわち約１分間にわたって、時間的パターンを見つけるよう試行する。ステップ５３０において相関試行しきい値の総回数が達成されていない場合、ステップ５０２以降が繰返される。ステップ５３０において相関試行しきい値の総数が達成されるとサブルーチンは終了し、制御はステップ４１２（図４）に戻る。
【００３９】
上述のように、装置３００は１９９６年以前の煙感知器を感知するためにも用いられ得る。たとえば、１９９６年以前のいくつかの煙感知器は、一連のオンおよびオフのパルスからなる時間的パターンで可聴警報音を発する。このような煙感知器を感知するために、サンプルレートはオン／オフのパルスのタイミングに対応するよう調整され、ステップ５２６のパターンは１と０とが交代する数列に変更される。他の１９９６年以前の煙感知器は連続的な音を発する。これらの感知器については、パターンは１の数列に変更される。単一の１（すなわち、振幅しきい値より高い振幅を有する単一のサンプル）ではなく１の数列が用いられ、いずれの信号の持続時間も確実に、短い、短期の音（たとえばテレビの音）が煙感知器の可聴警報音と誤認されるのを防ぐために十分に長くされる。
【００４０】
図８は、本発明の第２の実施例による煙感知器８００を示す。煙感知器８００は、従来の煙感知器と類似の態様で壁または天井に設置するのに適している。しかしながら、下記にさらに詳細に述べるように、煙感知器８００は、遠隔の触知性警報の作動および局から局への作動ができるよう適合される。
【００４１】
煙感知器８００は、増幅器８２０に接続されるマイク８１０を含む。増幅器８２０はＡ／Ｄコンバータ８３０に接続される。Ａ／Ｄコンバータ８３０はプロセッサ８４０に接続される。プロセッサ８４０は、上述の態様で、Ａ／Ｄコンバータ８３０からのデジタル化された音のサンプル内の可聴警報音を感知するよう構成される。同様に、メモリ８５０および電源８６０は、図３のメモリ３５０および電源３６０と同じ機能を実行する。
【００４２】
煙感知器８００は、プロセッサ８４０に接続される煙感知回路８０５をさらに含む。煙感知回路は当該技術で知られるいかなる従来の型でもよい。同じくプロセッサ８４０に接続されるのは、他の煙感知器（図８では示されない）と通信することが可能な送受信機８８０（典型的にはＲＦ送受信機）である。プロセッサ８４０が他の煙感知器（図８では示されない）からの可聴警報音を感知するか、または、煙感知回路８０５が火災を感知すると、または、他の煙感知器から送受信機８８０を介して作動が受取られると、プロセッサ８４０は可聴の（および／または可視性の）警報器８９５を鳴らす。加えて、プロセッサ８４０は、触知性警報装置８７０および追加の煙感知器８９０に対して作動メッセージを発信する。
【００４３】
煙感知器８００のプロセッサ８４０は、他の煙感知器から送受信機８８０を介して作動メッセージを受取ったとき、または他の煙感知器の可聴警報音が感知されたとき、警報装置８７０および８９５を作動させる。代替的な実施例において、警報装置８７０および８９５が作動するにはそれら双方の条件が満たされなければならない。これは誤報を減じることに役立つが、感知器８００が、ＲＦ、または聴覚的な干渉から、より影響を受けやすくする。
【００４４】
他の感知器から作動メッセージを受取るとすぐ作動メッセージを送ることが望ましいということを、当業者は理解するであろう。なぜならそれは、３つ以上の感知器が１つの場所に設置されている場合に、感知器８００が中継機として作動することを可能にするからである。したがって、たとえば第１の煙感知器は、感知器８００に受取られるが第３の煙感知器には受取られない作動メッセージを送り得る。この場合、第１の感知器から作動メッセージを受取ってすぐ感知器８００が送った作動メッセージが、第３の感知器に達し得る。
【００４５】
いくつかの実施例においては、煙感知器８００は図８のすべての構成要素を含むわけではないことが理解されるべきである。たとえば、煙感知器８００は、聴覚障害者に対して警告する必要がない場合には触知性警報装置８７０とともには用いられない。このような実施例は、配線を必要とせずに局から局への作動を提供する目的で用いられ得る。さらに、このような実施例は、他の感知器からの可聴警報音を感知するためのマイク８１０、増幅器８２０およびＡ／Ｄコンバータ８３０を含まなくてもよく、その代わり、他の感知器からのＲＦ作動信号および煙感知回路８０５に依存して作動が引起され得る。代替として、他の実施例は、送受信機８８０を介して他の感知器から作動装置を受取るよう適合されておらず、その代わり、煙感知回路８０５および／または他の感知器からの可聴警報音の感知に依存して、可聴警報器８９５および触知性警報器８７０をトリガする。
【００４６】
本発明は、煙感知器と、煙感知器の可聴警報音を感知する方法および装置との具体的な実施例を参照して説明されたが、当業者によれば本発明の精神を逸脱することなく多くの変形および変更がなされ得ることが理解されるであろう。したがって、付随する請求項によって本発明の真の精神および範囲の中にあるこのようなすべての変形および変更を網羅することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＮＦＰＡ規格による可聴の煙感知警報音の時間的パターンを示すタイミング図である。
【図２ａ】発泡体の内張りのある箱の中で感知器で取得された、典型的な可聴の煙感知警報音の周波数の、関数としての振幅のプロット図である。
【図２ｂ】発泡体の内張りのない箱の中で感知器で取得された、典型的な可聴の煙感知警報音の周波数の、関数としての振幅のプロット図である。
【図３】本発明の第１の実施例による、煙警報器の作動を知らせる装置のハードウェアのブロック図である。
【図４】図２の装置によって実行される、取得ルーチンのフロー図である。
【図５ａ】図５ｂとともに、図２の装置によって実行される感知サブルーチンのフロー図を構成する。
【図５ｂ】図５ａとともに、図２の装置によって実行される感知サブルーチンのフロー図を構成する。
【図６】図５ａおよび図５ｂのサブルーチンのための、総サンプル期間を示す図である。
【図７】図５ａおよび図５ｂのサブルーチンの、個別のサンプル期間を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例による、煙感知器のハードウェアのブロック図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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