特許 6882710 信号処理装置およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6882710

(24)【登録日】2021年5月11日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】信号処理装置およびシステム

(51)【国際特許分類】

   H04R 29/00 20060101AFI20210524BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20210524BHJP

   H04R 1/32 20060101ALI20210524BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20210524BHJP

   G01S 7/521 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   H04R29/00 310

   H04R17/00

   H04R1/32 310A

   H04R3/00 310

   G01S7/521

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-155525(P2020-155525)

(22)【出願日】2020年9月16日

【審査請求日】2020年9月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518133201

【氏名又は名称】富士通クライアントコンピューティング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古川 啓

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２２７８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２３４６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２２０６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３６５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３６３６８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ ２９／００

Ｇ０１Ｓ ７／５２１

Ｈ０４Ｒ １／３２

Ｈ０４Ｒ ３／００

Ｈ０４Ｒ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピエゾ素子および前記ピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルを有する出力装置に検査信号を出力する第１出力部と、
前記検査信号が前記ピエゾ素子に入力されたタイミングに応じて前記ピエゾ素子を介して出力された、前記検査信号に対応する反射信号のうち、前記反射信号に含まれるスパイク状電圧波形の所定閾値以上の部分を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果を出力する第２出力部と、
を備え、
前記反射信号に含まれるスパイク状電圧波形は、前記検査信号が前記ピエゾ素子に入力されたタイミングで立ち上がり、徐々に下がるスパイク状の波形である、
信号処理装置。

【請求項2】

前記検出部は、
前記スパイク状電圧波形の電圧と、閾値とを比較する比較部と、
前記比較部の結果を維持した結果を前記検出結果とする維持部と、を有する、請求項１に記載の信号処理装置。

【請求項3】

前記検出部は、
前記比較部の前段に整流部を備える、請求項２に記載の信号処理装置。

【請求項4】

前記出力装置は、回転動作する機構を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項5】

前記出力装置は、指向性スピーカである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の信号処理装置。

【請求項6】

信号処理装置と情報処理装置とを含むシステムであって、
前記信号処理装置は、
ピエゾ素子および前記ピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルを有する出力装置に検査信号を出力する第１出力部と、
前記検査信号が前記ピエゾ素子に入力されたタイミングに応じて前記ピエゾ素子を介して出力された、前記検査信号に対応する反射信号のうち、前記反射信号に含まれるスパイク状電圧波形の所定閾値以上の部分を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果を出力する第２出力部と、
を備え、
前記反射信号に含まれるスパイク状電圧波形は、前記検査信号が前記ピエゾ素子に入力されたタイミングで立ち上がり、徐々に下がるスパイク状の波形であり、
前記情報処理装置は、
前記第２出力部による検出結果に基づいた前記出力装置の断線の有無の判断結果を出力する判断結果出力部を備える、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、信号処理装置およびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ピエゾ素子を有する出力装置として、様々な装置がある。出力装置として、例えば、超音波を搬送波として可聴音を出力する超指向性スピーカ（超音波スピーカ）が実用化されている。超指向性スピーカは、複数の超音波スピーカセルを配列することにより超音波の放射面を形成している。そして、超音波を搬送波として用いることで、鋭い指向性を持たせることができる。その結果、特定の狭い領域に存在する人に選択的に可聴音を流す（認識させる）ことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６６１１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記のような超音波スピーカシステム等の出力装置には、ケーブルが内蔵されており、当該ケーブルが断線していると、出力装置からピエゾ素子を用いて音声または超音波信号を出力することができなくなってしまうので、断線しているか否かを適切に判断する必要がある。

【0005】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、適切に断線しているか否かを判断し得る信号処理装置およびシステム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】

【0006】

本発明の第１態様にかかる信号処理装置は、ピエゾ素子およびピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルを有する出力装置に検査信号を出力する第１出力部と、検査信号がピエゾ素子に入力されたタイミングに応じてピエゾ素子を介して出力された、検査信号に対応する反射信号のうち、反射信号に含まれる反射信号に基づくスパイク状電圧波形の所定閾値以上の部分を検出する検出部と、検出部による検出結果を出力する第２出力部と、を備える。

【0007】

本発明の第２態様にかかるシステムは、信号処理装置と情報処理装置とを含むシステムであって、信号処理装置は、ピエゾ素子およびピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルを有する出力装置に検査信号を出力する第１出力部と、検査信号がピエゾ素子に入力されたタイミングに応じてピエゾ素子を介して出力された、検査信号に対応する反射信号のうち、反射信号に含まれるスパイク状電圧波形の所定閾値以上の部分を検出する検出部と、検出部による検出結果を出力する第２出力部と、を備え、情報処理装置は、第２出力部による検出結果に基づいた出力装置の断線の有無の判断結果を出力する判断結果出力部を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の不審者検出システムの構成を例示した図である。

【図2】図２は、実施形態の指向性スピーカの外観を例示した図である。

【図3】図３は、実施形態の指向性スピーカの内部構成を例示した図である。

【図4】図４は、実施形態にかかるホスト装置およびコントロールボックスの構成を示した図である。

【図5】図５は、検出部の動作説明のための信号波形を示す図である。

【図6】図６は、ダイオードが無い場合におけるスパイク電圧波形の例を説明する図である。

【図7】図７は、不審者検出システムの動作を示すシーケンス図である。

【図8】図８は、断線の有無を判断する処理手順を説明するフローチャートである。

【図9】図９は、実施形態にかかるホスト装置を実現するコンピュータのハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、信号処理装置およびシステムの実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、信号処理装置およびシステムを、不審者検出システムに適用した例について説明する。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0010】

（実施形態）
図１は、実施形態の不審者検出システムの構成を例示した図である。図１に示される不審者検出システムは、例えば、小売り業等の店舗に入った人物を撮像して得られた撮像画像データに基づいて、当該人物が不審者か否かを判定し、不審者と判定された場合に、当該不審者に対して音声を出力する。これにより、不審者検出システムは、不審者に対して注意を促し、不審な行為を行うことを抑止する。

【0011】

不審者検出システムは、ホスト装置１００と、コントロールボックス１２０と、ハブ（Ｈｕｂ）１３０と、指向性スピーカ１５０−１〜１５０−４と、監視カメラ１６０−１〜１６０−２と、を備えている。ホスト装置１００、コントロールボックス１２０、およびハブ１３０は、例えば店舗のバックヤード等に設置され、指向性スピーカ１５０−１〜１５０−４と、監視カメラ１６０−１〜１６０−２とは、例えば店舗の売り場等に設置されている。監視カメラ１６０−１〜監視カメラ１６０−２は、ハブ１３０を介して、ホスト装置１００とＬＡＮ等の第１の通信ネットワークで通信可能に接続されている。また、指向性スピーカ１５０−１〜１５０−４は、コントロールボックス１２０を介して、ホスト装置１００と通信可能に接続されている。

【0012】

監視カメラ１６０−１〜１６０−２（以下、監視カメラ１６０とも示す）は、カラーの２次元画像データを撮像可能なエリアカメラ（エリアセンサ）として構成されている。監視カメラ１６０は、店舗の売り場を撮像し、当該撮像して得た撮像画像データを、ハブ１３０を介してホスト装置１００に送信する。本実施形態においては、売り場に設置される監視カメラ１６０の数が２個の場合とするが、売り場に設けられるカメラの数を制限するものではなく、１個でもよいし、３個以上であってもよい。

【0013】

指向性スピーカ１５０−１〜１５０−４（以下、指向性スピーカ１５０とも示す）は、音声出力装置の一態様であって、例えば、指向性を有した音声（音波）を店舗の売り場に出力可能である。本実施形態においては、売り場に設置される指向性スピーカ１５０の数が４個の場合とするが、売り場に設けられる指向性スピーカ１５０の数を制限するものではなく、１個でもよいし、２個または３個でもよいし、５個以上であってもよい。

【0014】

本実施形態の指向性スピーカ１５０は、ホスト装置１００の制御によって、不審者に注意を促すように、不審者が存在する方向を向いた後に、当該不審者に対して指向性を有する音声を出力する。このように、指向性スピーカ１５０は、店舗の売り場内の所定の位置に音声を出力可能な構成となっている。

【0015】

図２は、本実施形態の指向性スピーカ１５０の外観を例示した図である。図２に示されるように、指向性スピーカ１５０は、水平方向に１８０°回動可能であり、且つ垂直方向に１８０°回動可能とする。本実施形態では、指向性スピーカ１５０を、店舗の売り場内に４個設けることで、売り場内の任意の位置に対して音声を出力することを可能としている。

【0016】

図３は、指向性スピーカ１５０の内部構成を例示した図である。図３に示されるように、指向性スピーカ１５０は、本体部１５０ａと、音声出力部１５０ｂと、を備えている。そして、本体部１５０ａと音声出力部１５０ｂとの間は、軸１５６で接続されている。また、本体部１５０ａから音声出力部１５０ｂの内部まで音声出力用のケーブル１５７が接続されている。

【0017】

本体部１５０ａは、水平回転用モータ１５１ａと、制御部１５２と、回転軸１５５ａと、スリット付き円盤１５４ａと、位置決めセンサ１５３ａと、垂直回転用モータ１５１ｂと、回転軸１５５ｂと、スリット付き円盤１５４ｂと、位置決めセンサ１５３ｂと、を備えている。

【0018】

制御部１５２は、ホスト装置１００から入力される制御情報に従って、水平回転、および垂直回転を制御する。ホスト装置１００から入力される制御情報には、垂直方向における指示角、および水平方向における指示角が含まれている。

【0019】

水平回転用モータ１５１ａは、回転軸１５５ａを回転させることで本体部１５０ａを水平方向に回転させる。位置決めセンサ１５３ａは、スリット付き円盤１５４ａに設けられたスリットの検出結果に基づいた、本体部１５０ａの水平方向の回転角度を示す信号を、制御部１５２に出力する。

【0020】

垂直回転用モータ１５１ｂは、回転軸１５５ｂを回転させることで音声出力部１５０ｂを垂直方向に回転させる。位置決めセンサ１５３ｂは、スリット付き円盤１５４ｂに設けられたスリットの検出結果に基づいた、音声出力部１５０ｂの垂直方向の回転角度を示す信号を、制御部１５２に出力する。

【0021】

そして、制御部１５２は、位置決めセンサ１５３ａから信号として入力された水平方向の回転角度が、制御情報で示された水平方向の指示角になるように、水平回転用モータ１５１ａを回転制御する。また、制御部１５２は、位置決めセンサ１５３ｂから信号として入力された垂直方向の回転角度が、制御情報で示された垂直方向の指示角になるように、垂直回転用モータ１５１ｂを回転制御する。

【0022】

上述した構成を備えることで、指向性スピーカ１５０は、指向性を有する音声を出力させる音声出力部１５０ｂが回転可能となる。すなわち、指向性スピーカ１５０は、水平回転用モータ１５１ａや垂直回転用モータ１５１ｂ等の回転動作する機構を有する。

【0023】

音声出力部１５０ｂは、超音波を発生する複数の超音波スピーカセルが、例えば千鳥状に配列された超音波発生部１５８を備える。各超音波スピーカセルは、振動面がほぼ円形のピエゾ素子（圧電素子）で密着配置されて、超音波放射面を形成する。制御部１５２は、コントロールボックス１２０から入力された音声信号をケーブル１５７を介して、音声出力部１５０ｂへ入力し、当該音声信号に基づいて、音声出力部１５０ｂの超音波発生部１５８のピエゾ素子等を動作させることにより音声出力する。よって、ケーブル１５７は、ピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルである。

【0024】

このように、回転制御された指向性スピーカ１５０から音声を出力することで、不審者に対して注意を喚起することができる。ところで、指向性スピーカ１５０のケーブル１５７は、構造上長いため、断線する可能性がある。また、指向性スピーカ１５０が、回転動作を頻繁に行う場合、ケーブル１５７の断線リスクがより高まる。また、指向性スピーカ１５０のケーブル１５７は、外観から見ても分かりづらい。また、指向性スピーカ１５０は、超指向性であるため、周囲から断線しているか否か分かりづらい。そこで、本実施形態においては、指向性スピーカ１５０のケーブル１５７の断線を判断することが可能な不審者検出システムについて説明する。

【0025】

図４は、実施形態にかかるホスト装置１００およびコントロールボックス１２０の構成を示した図である。

【0026】

また、図４に示されるように、情報処理装置であるホスト装置１００は、記憶部１０１と、制御部１０２と、検出結果取得部１０３と、判断部１０４と、判断結果出力部１０５とを備える。記憶部１１０は、メモリまたはストレージのような、情報（データ）を記憶するためのハードウェアにより実現される。また、制御部１０２、検出結果取得部１０３、判断部１０４、および判断結果出力部１０５は、ホスト装置１００に搭載されるハードウェア（回路：circuitry）とソフトウェアとの協働、例えば少なくとも１つのプロセッサがメモリなどに記憶されたプログラムを実行することにより機能的に実現される。なお、ホスト装置１００の具体的なハードウェア構成については、後で図９を参照して説明する。なお、判断結果出力部１０５は、本開示の「判断結果出力部」の一例である。

【0027】

記憶部１０１には、指向性スピーカ２００に出力させる可能性のある複数種類の音声に対応した複数種類の（デジタルの）音声データが予め記憶されている。

【0028】

制御部１０２は、コントロールボックス１２０を介した指向性スピーカ１５０との通信を司る。例えば、制御部１０２は、監視カメラ１６０から取得した画像データに基づいて、不審人物を検出した場合、指向性スピーカ１５０の音声出力部１５０ｂに出力させる音声のもととなる音声データをコントロールボックス１２０に出力（送信）可能に構成される。

【0029】

また、制御部１０２は、指向性スピーカ１５０の水平回転用モータ１５１ａまたは垂直回転用モータ１５１ｂを制御させるための制御指示をコントロールボックス１２０に送信し、当該制御指示に応じた応答を指向性スピーカ１５０からコントロールボックス１２０を介して受信することも可能に構成される。制御指示は、例えば所定の情報処理の結果に応じて作動することを水平回転用モータ１５１ａまたは垂直回転用モータ１５１ｂに指示する作動指示と、回転位置を原点位置に復帰することを水平回転用モータ１５１ａまたは垂直回転用モータ１５１ｂに指示する復帰指示と、を含んでいる。

【0030】

また、制御部１０２は、後述するＧＰＩＯ１２４を制御可能に構成される。例えば、制御部１０２は、ＧＰＩＯ１２４に対して、接続先の指向性スピーカ１５０を切り替える制御の指示をしたり、ケーブル断線判断処理を実行可能な状態に切り替える制御の指示をしたりする。また、制御部１０２は、検査信号であるステップ信号を生成し、ＧＰＩＯ１２４に対して、ケーブル断線判断処理に切り替えさせて、当該ステップ信号を送信する（検出信号の送信要求）制御指示をする。また、制御部１０２は、コントロールボックス１２０へ検出信号の送信要求を解除する制御指示をする。

【0031】

検出結果取得部１０３は、コントロールボックス１２０から断線判断のための信号を取得する部分である。例えば、検出結果取得部１０３は、制御部１０２がステップ信号を送信したことによる反射信号に関する信号（検出信号）をＧＰＩＯ１２４から取得する。

【0032】

判断部１０４は、検出結果取得部１０３が取得した信号に基づいてケーブル断線しているか否かを判断する部分である。判断部１０４は、制御部１０２によりステップ信号が送信されてから、一定期間内に、検出結果取得部１０３によってケーブルが正常であることを示す信号（検出信号）が取得された場合、ケーブルが正常であると判断する。一方、判断部１０４は、制御部１０２によりステップ信号が送信されてから、一定期間内に、検出結果取得部１０３によってケーブルが正常であることを示す信号が取得されなかった場合、ケーブルが断線していると判断する。

【0033】

判断結果出力部１０５は、判断部１０４による、検出結果取得部１０３が取得した信号に基づいたケーブル断線しているか否かの判断に応じて、出力処理をする部分である。判断結果出力部１０５は、上記判断部１０４により、ケーブル断線していると判断された場合、システム管理者宛てにその旨（例えば、修理依頼等）を示すメッセージ情報を判断結果として出力する。

【0034】

なお、制御部１０２は、定期的に（例えば、毎朝に一度）に、各指向性スピーカ１５０について断線判断イベントの指示を出力するようにしてもよい。また、制御部１０２は、長期間使用していなかった指向性スピーカ１５０がある場合、当該指向性スピーカ１５０についての断線判断イベントの指示を出力するようにしてもよい。

【0035】

また、ホスト装置１００とコントロールボックス１２０とは、ＵＳＢケーブルを介して互いに通信可能に接続される。

【0036】

また、図４に示されるように、信号処理装置であるコントロールボックス１２０は、ＵＳＢハブ１２１と、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１２２と、ＡＭＰ１２３と、ＧＰＩＯ（General Purpose Input Output）１２４と、ＭＵＸ１２５と、スイッチ１２６と、ダイオード１２７と、コンパレータ１２８と、Ｄ型フリップフロップ回路１２９とを備えている。なお、ＧＰＩＯ１２４は、本開示の「第１出力部」および「第２出力部」の一例である。また、ダイオード１２７と、コンパレータ１２８と、Ｄ型フリップフロップ回路１２９とは、「検出部」の一例である。また、ダイオード１２７は、「整流部」の一例である。また、コンパレータ１２８は、「比較部」の一例である。Ｄ型フリップフロップ回路１２９は、「維持部」の一例である。

【0037】

説明の便宜上、コントロールボックス１２０は、１台の指向性スピーカ１５０と接続する場合を示しているが、ＭＵＸ等の切り替え部をさらに備え、複数の指向性スピーカ１５０と接続するようにしてもよい。

【0038】

前述したように、実施形態において、ホスト装置１００とコントロールボックス１２０とは、例えばＵＳＢケーブルを介して互いに通信可能に接続される。また、コントロールボックス１２０と指向性スピーカ２００とは、例えばＬＡＮケーブルを介して互いに通信可能に接続される。

【0039】

ＵＳＢハブ１２１は、ＵＳＢ端子を複数接続可能に設けられたハブであり、ＤＡＣ１２２およびＧＰＩＯ１２４と接続される。また、ＵＳＢハブ１２１は、図示しないコネクタを介してホスト装置１００と接続する。ＵＳＢハブ１２１は、ＧＰＩＯ１２４から入力された信号をホスト装置１００へ送信する。また、ＵＳＢハブ１２１は、受信した信号の宛先にしたがい、受信した信号をＤＡＣ１２２またはＧＰＩＯ１２４へ出力する。

【0040】

ＤＡＣ１２２は、ホスト装置１００から出力されるデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換する。

【0041】

ＡＭＰ１２３は、ＤＡＣ１２２の後段に設けられ、ＤＡＣ１２２により出力されたアナログの音声信号を増幅させる部分である。ＡＭＰ１２３は、信号線Ｌ１または信号線Ｌ２を介して増幅させた音声信号を指向性スピーカ１５０へ出力する。

【0042】

ＭＵＸ１２５は、マルチプレクサであり、後述するＧＰＩＯ１２４から信号に基づいて、指向性スピーカ１５０と接続させるスイッチ１２６を切り替える。例えば、ＭＵＸ１２５は、ＧＰＩＯ１２４からスイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄへの切替指示を示す信号を受信すると、スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄをオン状態にする。オン状態とは、当該スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄを介して指向性スピーカ１５０と接続可能な状態をいう。

【0043】

ＧＰＩＯ１２４は、例えば、ＧＰＩＯ（General Purpose Input Output）ボードにより構成され、各種信号を送受信する部分である。ＧＰＩＯ１２４は、ホスト装置１００からＵＳＢハブ１２１を介して、スイッチ１２６の切替要求を示す信号を受信すると、これに応じて、スイッチ１２６の切替制御を行う。例えば、ＧＰＩＯ１２４は、上記ケーブル断線判断処理を実行可能な状態に切り替える制御の指示として、スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄへの切替要求を示す信号を受信すると、ＧＰＩＯ１２４は、スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄへの切替制御をする。

【0044】

また、ＧＰＩＯ１２４は、スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄへの切替制御をした後に、ホスト装置１００からＵＳＢハブ１２１を介して、検査信号となるステップ信号を受信すると共に、検出信号の送信要求を示す信号を受信すると、当該ステップ信号を信号線Ｌ３を介して、指向性スピーカ１５０へ送出する。また、ＧＰＩＯ１２４は、Ｄ型フリップフロップ回路１２９から出力された検出信号を受信し、当該信号を検出結果として、ＵＳＢハブ１２１を介して、ホスト装置１００へ送信する。

【0045】

なお、ＧＰＩＯ１２４が、信号線Ｌ３を介して、指向性スピーカ１５０へステップ信号を送出すると、指向性スピーカ１５０のケーブル１５７が断線していない場合、ステップ信号が当該ケーブル１５７を介して音声出力部１５０ｂに入力される。そして、音声出力部１５０ｂの超音波発生部１５８に含まれるピエゾ素子を介して当該ステップ信号に対応する反射信号が、指向性スピーカ１５０からコントロールボックス１２０へ送出される。このように、当該反射信号は、ステップ信号がピエゾ素子に入力されたタイミングに応じてピエゾ素子を介して出力される信号である。

【0046】

上記反射信号は、コンパレータ１２８の前段に位置するダイオード１２７を通って信号線Ｌ４により、コンパレータ１２８へ入力される。コンパレータ１２８は、反射信号の電圧と、所定の閾値電圧（例えば、接地線電圧よりも若干高い電圧）とを比較して、比較した結果（例えば、矩形波）をＤ型フリップフロップ回路１２９へ出力する。上記閾値電圧は、電源電圧を抵抗分割した電圧でもよい。

【0047】

Ｄ型フリップフロップ回路１２９は、Ｄ型フリップフロップ回路であり、Ｄ端子には、電源が接続されている。Ｄ型フリップフロップ回路１２９は、コンパレータ１２８から矩形波が入力されると、電源電圧（Ｈｉｇｈ）をラッチし、ラッチした信号を信号出力ＱからＧＰＩＯ１２４へ出力する。すなわち、Ｄ型フリップフロップ回路１２９は、コンパレータ１２８から入力された矩形波を維持した結果を出力する。

【0048】

次いで、検出部の動作について、図５を参照しつつ説明する。図５は、検出部の動作説明のための信号波形を示す図である。

【0049】

図５（ａ）における波形は、ホスト装置１００による指示に応じて、ＧＰＩＯ１２４が指向性スピーカ１５０へ出力するステップ信号の波形である。指向性スピーカ１５０は、ステップ信号を受信すると、当該ステップ信号をケーブル１５７を介して音声出力部１５０ｂに入力し、ピエゾ素子を介したステップ信号に対応する反射信号をコントロールボックス１２０へ出力する。

【0050】

図５（ｂ）における波形は、ダイオード１２７を介してコンパレータ１２８に入力された反射信号に含まれるスパイク状電圧波形１７０である。図５（ｂ）に示すように、反射信号の波形は、ステップ信号が出力されたタイミング（ステップ信号がピエゾ素子に入力されたタイミング）と同時に立ち上がった後、徐々に０Ｖに近づくスパイク状の波形となっている。これは、指向性スピーカ１５０は、ピエゾ素子を使ったトランデューサであり、当該ピエゾ素子は、概ねコンデンサと同じ動作をするためである。

【0051】

コンパレータ１２８は、閾値電圧（スレッショルド電圧）の閾値１７１と、反射信号の電圧の波形であるスパイク状電圧波形１７０の電圧値とを比較し、当該閾値１７１以上の場合は、Ｈｉｇｈとし、それ未満の場合はＬｏｗとする矩形波に変換する。このように、コンパレータ１２８は、スパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分を抽出した矩形波を出力する。なお、コントロールボックス１２０は、コンパレータ１２８の前段にダイオード１２７を有しており、ステップ信号終了時（タイミングｔ１）に電圧がマイナスになってしまうことを防止している。

【0052】

ここで、図６に、ダイオード１２７が無い場合におけるスパイク状電圧波形１７０の例を示す。図６に示すように、ダイオード１２７が無いと、ステップ信号終了時であるタイミングｔ１に、電圧がマイナスになってしまう。この結果、コンパレータ１２８の定格を下回り、コンパレータ１２８の故障に繋がる可能性がある。本実施形態に係るコントロールボックス１２０は、コンパレータ１２８の前段にダイオード１２７を有するので、コンパレータ１２８の故障を防止することができる。

【0053】

図５に戻り、図５（ｃ）における波形は、コンパレータ１２８により変換された矩形波の波形である。Ｄ型フリップフロップ回路１２９は、コンパレータ１２８から当該矩形波が入力されると、電源電圧をラッチし、ラッチした信号を検出信号として信号出力ＱからＧＰＩＯ１２４へ出力する。図５（ｄ）は、Ｄ型フリップフロップ回路１２９によりラッチされた信号の波形である。

【0054】

ＧＰＩＯ１２４は、Ｄ型フリップフロップ回路１２９が出力した信号をＵＳＢハブ１２１経由でホスト装置１００へ送信する。ホスト装置１００は、ケーブル１５７が断線していないことを判断した後で、ＵＳＢハブ１２１経由でＧＰＩＯ１２４へ検出信号送信要求のリセット要求（検出信号の送信要求の解除）をする。ＧＰＩＯ１２４は、これに応じて、Ｄ型フリップフロップ回路１２９へリセット指示をする。また、ホスト装置１００は、リセット要求後に、スイッチ１２６ａおよびスイッチ１２６ｂへの切替要求を示す信号を送出し、ＧＰＩＯ１２４は、これに応じて、スイッチ１２６ａおよびスイッチ１２６ｂへの切替制御をする。これにより、コントロールボックス１２０は、ＤＡＣ１２２およびＡＭＰ１２３による音声出力処理を実行することができる。

【0055】

なお、ケーブル１５７が断線している場合、ステップ信号がピエゾ素子を有する音声出力部１５０ｂまで到達しないので、指向性スピーカ１５０は、上述のような反射信号をコントロールボックス１２０へ送信することはできない。よって、ホスト装置１００が、検出信号送信要求した後に、ＧＰＩＯ１２４からＤ型フリップフロップ回路１２９によりラッチされた信号を一定期間受信していない場合、対象となる指向性スピーカ１５０のケーブル１５７が断線していると判断できる。

【0056】

続いて、不審者検出システムにおける検出信号に基づく断線判断の処理手順について、図７を用いて説明する。図７は、不審者検出システムの動作を示すシーケンス図である。

【0057】

まず、ホスト装置１００の制御部１０２は、コントロールボックス１２０に対して、スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄへの切替要求をする（ステップＳ１）。コントロールボックス１２０のＧＰＩＯ１２４は、当該切替要求に応じて、スイッチ１２６ｃおよびスイッチ１２６ｄへの切替処理を行う（ステップＳ２）。

【0058】

ホスト装置１００の制御部１０２は、コントロールボックス１２０へステップ信号を送信する共に、検出信号送信要求をする（ステップＳ３）。コントロールボックス１２０のＧＰＩＯ１２４は、当該ステップ信号を受信すると共に、検出信号送信要求を受信し、当該ステップ信号を指向性スピーカ１５０へ送信出力する（ステップＳ４）。これに応じて、指向性スピーカ１５０は、当該ステップ信号を受信し、ケーブル１５７経由で、ピエゾ素子を含む音声出力部１５０ｂへ当該ステップ信号を入力する。これにより、指向性スピーカ１５０では、当該ステップ信号によるピエゾ素子の制御をする（ステップＳ５）。そして、指向性スピーカ１５０は、当該ピエゾ素子の制御による反射信号をコントロールボックス１２０へ送信する（ステップＳ６）。

【0059】

コントロールボックス１２０は、当該反射信号を受信し、コンパレータ１２８は、当該反射信号に基づくスパイク状電圧波形１７０の電圧値と、閾値電圧（スレッショルド電圧）の閾値１７１とを比較し、矩形波をＤ型フリップフロップ回路１２９へ出力する（ステップＳ７）。Ｄ型フリップフロップ回路１２９は、コンパレータ１２８から当該矩形波が入力されると、電源電圧をラッチし、ラッチした信号を検出信号として、ＧＰＩＯ１２４へ出力する（ステップＳ８）。

【0060】

ＧＰＩＯ１２４は、検出信号をホスト装置１００へ送信する（ステップＳ９）。ホスト装置１００の検出結果取得部１０３は、検出信号を取得し、判断部１０４は、検出信号を取得したので、指向性スピーカ１５０のケーブル１５７は断線していないと判断し（ステップＳ１０）、処理を終了する。

【0061】

続いて、ホスト装置１００が、指向性スピーカ１５０のケーブル１５７の断線の有無を判断する処理手順について、図８を用いて説明する。図８は、断線の有無を判断する処理手順を説明するフローチャートである。前提として、図７に示したステップＳ１の処理を終了しているものとする。

【0062】

まず、制御部１０２は、図７のステップＳ３と同様に、コントロールボックス１２０へステップ信号を送信する共に、検出信号送信要求をする（ステップＳ１１）。検出結果取得部１０３は、コントロールボックス１２０からの検出信号の受信を受け付け、コントロールボックス１２０から検出信号が送信された場合、当該検出信号を取得する（ステップＳ１２）。判断部１０４は、一定期間内に検出信号（正常信号）を受信できたか否かを判断し（ステップＳ１３）、検出信号を受信できた場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ケーブル１５７が断線していないと判断する。制御部１０２は、コントロールボックス１２０へ検出信号の送信要求を解除し（ステップＳ１５）、処理を終了する。一方、ステップＳ１３において、一定期間内に検出信号（正常信号）を受信できなかった場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、判断部１０４は、ケーブル１５７が断線していると判断する。判断結果出力部１０５は、システム管理者宛てにケーブル１５７が断線している旨を示すメッセージ情報を出力する（ステップＳ１４）。制御部１０２は、コントロールボックス１２０へ検出信号の送信要求を解除し（ステップＳ１５）、処理を終了する。

【0063】

上述の実施形態では、音声出力装置である指向性スピーカ１５０のケーブル１５７の断線を判断する場合について述べたが、他の出力装置のケーブルの断線を判断するようにしてもよい。例えば、ピエゾ素子およびピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルを有する距離センサ等の出力装置のケーブルの断線を判断するようにしてもよい。

【0064】

上述の実施形態では、ＧＰＩＯ１２４が、ホスト装置１００から受信したステップ信号を指向性スピーカ１５０へ出力する場合について述べたが、コントロールボックス１２０が、ステップ信号を生成する回路を備えて、当該回路から出力するステップ信号を指向性スピーカ１５０へ送信するようにしてもよい。

【0065】

上述の実施形態では、検査信号としてステップ信号を適用する場合について述べたが、ケーブル１５７が断線していない指向性スピーカ１５０からスパイク状電圧波形１７０の信号を受信可能な信号（例えば、スパイク状電圧波形１７０の立ち上がり部分の幅以上の信号幅のある信号）を検査信号であればよい。

【0066】

上述の実施形態では、コントロールボックス１２０のコンパレータ１２８およびＤ型フリップフロップ回路１２９を含む回路が検出部として機能する場合について述べたが、他の装置（例えば、マイクロコンピュータ）が、検査信号を出力し、当該検査信号による反射信号のスパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分を検出し、検出した結果（例えば、検出したことを示す割り込み信号）を出力するようにしてもよい。例えば、指向性スピーカ１５０が上記マイクロコンピュータを備えるようにしてもよい。

【0067】

本実施形態のコントロールボックス１２０のＧＰＩＯ１２４は、ホスト装置１００による指示に基づいてステップ信号を指向性スピーカ１５０へ出力する。コンパレータ１２８が、ステップ信号がピエゾ素子に入力されたタイミングに応じて当該ピエゾ素子を介して出力された反射信号に含まれるスパイク状電圧波形１７０と、閾値電圧の閾値１７１とを比較した結果に基づき矩形波を出力し、Ｄ型フリップフロップ回路１２９が、当該矩形波をラッチした結果（検出結果）を出力する。ＧＰＩＯ１２４は、当該ラッチした結果をホスト装置１００へ出力する。

【0068】

このように、コントロールボックス１２０は、ステップ信号を指向性スピーカ１５０へ出力し、指向性スピーカ１５０のピエゾ素子を介した当該ステップ信号による反射信号の特徴的部分であるスパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分を検出し、検出した結果をホスト装置１００へ出力することで、ホスト装置１００へケーブル１５７が断線していないことを示す情報を提示することができる。

【0069】

また、ケーブル１５７が断線している場合、コントロールボックス１２０は、ステップ信号を指向性スピーカ１５０へ送信したとしても、指向性スピーカ１５０がステップ信号をピエゾ素子まで送出することができないので、スパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分を検出した結果をホスト装置１００へ出力することはない。すなわち、ホスト装置１００は、コントロールボックス１２０からスパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分を検出した結果を取得したか否かにより、適切にケーブル１５７が断線しているか否かを判断することができる。このように、コントロールボックス１２０は、スパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分の検出結果を出力することで、適切に断線しているか否かを判断し得る情報を提供できる。このように、ホスト装置１００は、適切に断線しているか否かを判断することで、指向性スピーカ１５０が見た目では動いているものの、音声出力できないという事態を避けることができる。

【0070】

また、ホスト装置１００の判断部１０４は、上述のように、コントロールボックス１２０からスパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分を検出した結果を取得したか否かにより、適切にケーブル１５７の断線の有無を判断し、判断結果出力部１０５は、ケーブル１５７が断線していると判断された場合に、システム管理者宛てにケーブル１５７が断線している旨を示すメッセージ情報を出力する。これにより、不審者検出システムでは、ケーブル１５７が断線しているか否かを適切に判断した上で、断線の有無の判断に基づいた情報を出力することができる。

【0071】

また、本実施形態では、コンパレータ１２８が、指向性スピーカ１５０により出力されたピエゾ素子を介した反射信号に基づくスパイク状電圧波形１７０と、閾値電圧の閾値１７１とを比較した結果に基づき矩形波を出力し、Ｄ型フリップフロップ回路１２９が、当該矩形波をラッチした結果を出力する。このように、Ｄ型フリップフロップ回路１２９が、矩形波をラッチした結果を出力するので、コントロールボックス１２０は、ホスト装置１００がスパイク状電圧波形１７０を検出したか否かをより適切に判断し得る信号を出力することができる。

【0072】

また、コントロールボックス１２０は、コンパレータ１２８の前段に整流部であるダイオード１２７を有しており、ステップ信号終了時に反射信号の電圧がマイナスになってしまうことを防止し、コンパレータ１２８の故障を防止することができる。

【0073】

指向性スピーカ１５０は、回転動作する機構を有しており、ケーブル１５７の断線のリスクがある。また、指向性スピーカ１５０は、音声出力部１５０ｂに接続するケーブル１５７が長く、この観点でもケーブル１５７の断線のリスクがある。コントロールボックス１２０は、当該指向性スピーカ１５０へステップ信号を送信し、当該ステップ信号による反射信号のスパイク状電圧波形１７０の閾値以上の部分の検出することで、ケーブル１５７の断線のリスクのある指向性スピーカ１５０の断線の有無を判断し得る信号を出力することができる。

【0074】

ここで、図９を参照して、実施形態にかかるホスト装置１００のハードウェア構成について説明する。ホスト装置１００は、例えば次の図９に示されるようなハードウェア構成を有するコンピュータ５００により実現される。

【0075】

図９は、実施形態にかかるホスト装置１００を実現するコンピュータ５００のハードウェア構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

【0076】

図９に示されるように、コンピュータ５００は、プロセッサ５１０と、メモリ５２０と、ストレージ５３０と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）５４０と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５５０と、を備えている。これらのハードウェアは、バス５６０に接続されている。

【0077】

プロセッサ５１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）として構成され、コンピュータ５００の各部の動作を統括的に制御する。

【0078】

メモリ５２０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含み、プロセッサ５１０により実行されるプログラムなどの各種のデータの揮発的または不揮発的な記憶、およびプロセッサ５１０がプログラムを実行するための作業領域の提供などを実現する。

【0079】

ストレージ５３０は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）を含み、各種のデータを不揮発的に記憶する。

【0080】

入出力インターフェース５４０は、例えばキーボードおよびマウスなどのような入力装置（不図示）からコンピュータ５００へのデータの入力と、例えばコンピュータ５００からディスプレイおよびスピーカなどのような出力装置（不図示）へのデータの出力と、を制御する。

【0081】

通信インターフェース５５０は、コンピュータ５００が他の装置と通信を実行することを可能にする。

【0082】

実施形態において、ホスト装置１００が有する図４に示されるような機能モジュール群は、コンピュータ５００のプロセッサ５１０がメモリ５２０またはストレージ５３０などに記憶された所定のコンピュータプログラムとしての情報処理プログラムを実行した結果として、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される。ただし、実施形態では、図３に示される機能モジュール群のうち少なくとも一部が、専用のハードウェアのみによって実現されてもよい。

【0083】

以上、本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0084】

１００…ホスト装置、１０１…記憶部、１０２…制御部、１０３…検出結果取得部、１０４…判断部、１０５…判断結果出力部、１２０…コントロールボックス、１２１…ＵＳＢハブ、１２２…ＤＡＣ、１２３…ＡＭＰ、１２４…ＧＰＩＯ、１２５…ＭＵＸ、１２６…スイッチ、１２７…ダイオード、１２８…コンパレータ、１２９…Ｄ型フリップフロップ回路、１３０…ハブ、１５０…指向性スピーカ、１５７…ケーブル、１６０…監視カメラ。

【要約】

【課題】適切に断線しているか否かを判断する。
【解決手段】信号処理装置は、ピエゾ素子およびピエゾ素子に信号を入出力するためのケーブルを有する出力装置に検査信号を出力する第１出力部と、検査信号が前記ピエゾ素子に入力されたタイミングに応じてピエゾ素子を介して出力された、検査信号に対応する反射信号のうち、反射信号に含まれる反射信号に基づくスパイク状電圧波形の所定閾値以上の部分を検出する検出部と、検出部による検出結果を出力する第２出力部と、を備える。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】