(57)【要約】【課題】学習能力を有する有害動物に対して有効な撃退音を発生させることができる有害動物撃退装置を開発すること。【解決手段】有害動物撃退装置において、超音波信号発振手段と、制御手段と、音圧調整手段と、音声出力手段と、からなる超音波信号発生部を有し、超音波スピーカーを複数設け、各超音波スピーカーはそれぞれの音圧調整手段と音声出力手段を介して超音波を出力する複数の超音波スピーカー系列からなり、基準位相の超音波スピーカー系列以外の超音波スピーカー系列にはそれぞれ位相差調整手段を設け、位相差調整手段と音圧調整手段によって位相差と音圧の異なる超音波を各超音波スピーカーから独立して出力できるようにしたので、学習能力のある有害動物に対しても有効な撃退音を発生させることができる。【選択図】図１
2014143994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の周波数の超音波信号を発振する超音波信号発振手段と、
超音波信号発振手段が出力する超音波信号を制御するための超音波制御信号、および音圧を調整するための音圧調整信号を生成・出力する制御手段と、
超音波信号発振手段からの超音波信号の音圧を調整するための音圧調整手段と、
音圧調整手段からの超音波信号を電力増幅して超音波スピーカーを駆動する音声出力手段と、
からなる超音波信号発生部を有する有害動物撃退装置において、
超音波を出力する超音波スピーカーを複数設け、
各超音波スピーカーはそれぞれ独立して音圧調整手段と音声出力手段を有する超音波スピーカー系列からなり、
複数の超音波スピーカー系列のうちの一つを基準位相として、基準位相の超音波スピーカー系列以外の超音波スピーカー系列にはそれぞれ位相差調整手段を設け、
位相差調整手段は、制御手段からの位相差調整信号によって超音波信号発振手段からの超音波信号の位相差を調整し、音圧調整手段に送信する
ことを特徴とする有害動物撃退装置。
【請求項２】
超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の四隅に設置され、中心の方向に超音波を出力するように設置されたことを特徴とする請求項１に記載の有害動物撃退装置。
【請求項３】
超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の中心に設置され、四隅の方向に超音波を出力するように設置されたことを特徴とする請求項１に記載の有害動物撃退装置。
【請求項４】
複数の超音波スピーカーから出力される超音波が、位相差調整手段と音圧調整手段により独立して位相と音圧が調整され、有害動物に音源が蛇行しているように認識させるような蛇行パターンを形成したことを特徴とする請求項１−請求項３のいずれかに記載の有害動物撃退装置。
【請求項５】
複数の超音波スピーカーから出力される超音波が、位相差調整手段と音圧調整手段により独立して位相と音圧が調整され、有害動物に音源が有害動物の周りを徘徊するように認識させるような徘徊パターンを形成したことを特徴とする請求項１−請求項３のいずれかに記載の有害動物撃退装置。
【請求項６】
超音波制御信号は、
単一周波数音、連続周波数増加音、連続周波数低下音、連続周波数増加低下音、間欠繰返し音、複数周波混合音から超音波の基本パターンを選択する基本パターン制御信号と、
基本パターンの周波数を設定する発生周波数制御信号と、
基本パターンの発信時間を設定する発音時間制御信号と、
発音の停止時間を設定する休止時間制御信号と、
発音の繰り返し回数を設定する繰り返し回数制御信号と、からなり、
これらの基本パターン制御信号、発生周波数制御信号、発生時間制御信号、休止時間制御信号、繰り返し回数制御信号、および連続周波数増加音、連続周波数低下音、連続周波数増加低下音のいずれかが選択された場合は発音開始周波数を、乱数によって決定することを特徴とする請求項１に記載の有害動物撃退装置。
【請求項７】
発生周波数制御信号は、特定の動物を撃退対象とする場合には、ある特定の周波数の出現頻度を高くしたことを特徴とする請求項６に記載の有害動物撃退装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、超音波を利用して継続的に動物を威嚇・撃退する有害動物撃退装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】鼠等の有害動物は特定範囲の周波数の超音波を嫌悪するため超音波信号を照射することにより有害動物の威嚇・撃退に有効であるが、単純な超音波信号の長時間にわたる照射は有害動物の学習効果により威嚇効果が失われてしまうことが知られており、不規則に発振周波数を変化させる有害動物撃退装置が提案されている。（特許文献１、特許文献２）
また、複数の超音波スピーカーを具備した有害動物撃退装置も提案されている。（特許文献３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−００２１３４号公報
【特許文献２】特開２００８−１７７６３号公報
【特許文献３】特開平１０−１９１８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】しかしながら、特許文献１、特許文献２の有害動物撃退装置は１つの超音波スピーカーのみで発生させる超音波信号の周波数、振幅を不規則に変化させることで学習能力を有する有害動物に対し慣れることを防止することを目的としているが、学習能力を有する有害動物に対して継続的に威嚇・撃退効果を発揮させるには不十分である。また、特許文献３のように複数の超音波スピーカーを具備した有害動物撃退装置も考えられているが、複数の超音波スピーカーを具備しているのは、従来と同様の電源容量で広範囲の領域を網羅するために出力系統を切り換える構成にしたものであって、学習能力を有する有害動物に対して継続的に威嚇・撃退効果を発揮させるには不十分である。【０００５】  本発明はこれらの課題を解決した有害動物撃退装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】これらの課題を解決するために、本発明の有害動物撃退装置は、任意の周波数の超音波信号を発振する超音波信号発振手段と、超音波信号発振手段が出力する超音波信号を制御するための超音波制御信号および音圧を調整するための音圧調整信号を生成・出力する制御手段と、超音波信号発振手段からの超音波信号の音圧を調整するための音圧調整手段と、音圧調整手段からの超音波信号を電力増幅して超音波スピーカーを駆動する音声出力手段と、からなる超音波信号発生部を有する有害動物撃退装置において、超音波を出力する超音波スピーカーを複数設け、各超音波スピーカーはそれぞれ独立して音圧調整手段と音声出力手段を有する超音波スピーカー系列からなり、複数の超音波スピーカー系列のうちの一つを基準位相として、基準位相の超音波スピーカー系列以外の超音波スピーカー系列にはそれぞれ位相差調整手段を設け、位相差調整手段は制御手段からの位相差調整信号によって超音波信号発振手段からの超音波信号の位相差を調整し、音圧調整手段に送信することを特徴とする。【０００７】  また、本発明の有害動物撃退装置は、超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の四隅に設置され、中心の方向に超音波を出力するように設置されたことを特徴とする。【０００８】また、本発明の有害動物撃退装置は、超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の中心に設置され、四隅の方向に超音波を出力するように設置されたことを特徴とする。【０００９】また、本発明の有害動物撃退装置は、複数の超音波スピーカーから出力される超音波が、位相差調整手段と音圧調整手段により独立して位相と音圧が調整され、有害動物に音源が蛇行しているように認識させるような蛇行パターンを形成したことを特徴とする。【００１０】また、本発明の有害動物撃退装置は、複数の超音波スピーカーから出力される超音波が、位相差調整手段と音圧調整手段により独立して位相と音圧が調整され、有害動物に音源が有害動物の周りを徘徊するように認識させるような徘徊パターンを形成したことを特徴とする。【００１１】また、本発明の有害動物撃退装置は、超音波制御信号として、単一周波数音、連続周波数増加音、連続周波数低下音、連続周波数増加低下音、間欠繰返し音、複数周波混合音から超音波の基本パターンを選択する基本パターン制御信号と、基本パターンの周波数を設定する発生周波数制御信号と、基本パターンの発信時間を設定する発音時間制御信号と、発音の停止時間を設定する休止時間制御信号と、発音の繰り返し回数を設定する繰り返し回数制御信号と、からなり、
これらの基本パターン制御信号、発生周波数制御信号、発生時間制御信号、休止時間制御信号、繰り返し回数制御信号、および連続周波数増加音、連続周波数低下音、連続周波数増加低下音のいずれかが選択された場合は発音開始周波数を、乱数によって決定することを特徴とする。【００１２】また、本発明の有害動物撃退装置は、発生周波数制御信号は、特定の動物を撃退対象とする場合には、ある特定の周波数の出現頻度を高くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】本発明の有害動物撃退装置は、超音波を発生する超音波スピーカーを複数設け、各超音波スピーカーはそれぞれ独立して音圧調整手段と音声出力手段を有する超音波スピーカー系列からなり、複数の超音波スピーカー系列のうちの一つを基準位相として、基準位相の超音波スピーカー系列以外の超音波スピーカー系列にはそれぞれ位相差調整手段を設け、制御手段からの位相差調整信号によって、超音波発振手段からの超音波信号を超音波スピーカー系列毎に位相差を調整するので、各超音波スピーカーから出力される超音波の位相差と音圧を独立して調整することにより音源が移動しているように認識させ、学習能力のある有害動物に対しより慣れにくい超音波を発生させることができ、威嚇・撃退効果を高め、継続的に威嚇・撃退効果を維持するとの効果を奏する。【００１４】  また、超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の四隅に設置され、中心の方向に超音波を出力するように設置するので、超音波スピーカーが囲む平面視四角形の空間内では音像の定位が明確に確定でき、超音波の位相と音圧をスピーカー系列毎に独立して調整できる様に構成する事で、平面視四角形内に進入した有害動物にとって、平面視四角形内を超音波が移動するように聞こえるので、有害動物に脅威を与える様に作用し、平面視四角形内から有害動物を排除する効果を奏する。【００１５】  また、超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは空間の中心に設置され、中心から外方向に超音波を出力するように設置するので、設置が容易で、隣接した超音波スピーカーの音圧と位相を調整することで擬似的な音像の定位確定が可能となり、中心点から全方位に対して、超音波が届く限りの全方位に有害動物が近づかない様に威嚇する効果を奏する。【００１６】  また、制御手段は単位時間毎の音像の定位を設定する定位設定手段をもち、位相差調整データと音圧調整データを定位設定手段のなかの蛇行パターン用定位設定テーブルから順次読み出し、位相差調整手段と音圧調整手段により４つの超音波スピーカー系列の位相と音圧を独立して調整することで音源が蛇行しているように音像の定位を確定し、例えば、有害動物である鼠に対して天敵となる蛇が蛇行しながら有害動物に近づいて来る様に認識させて有害動物に脅威を与えるため、威嚇・撃退効果を奏する。【００１７】  また、位相差調整データと音圧調整データを定位設定手段のなかの徘徊パターン用定位設定テーブルから順次読み出し、位相差調整手段と音圧調整手段により４つの超音波スピーカー系列の位相と音圧を独立して調整することにより、有害動物に音源が有害動物の周りを徘徊しながら近づいて来る様に認識させる様作用し、有害動物に対して脅威を与え、威嚇・撃退効果を奏する。【００１８】  また、本発明の有害動物撃退装置は、超音波制御信号として、基本パターン制御信号と、発生周波数制御信号と、発音時間制御信号と、休止時間制御信号と、繰り返し回数制御信号と、基本パターンとして連続周波数変化音が選択された場合に開始周波数制御信号とからなり、これらの制御信号が乱数によって決定されるので、超音波信号の発生パターンの組み合わせが複雑かつ不規則に変化するため��学習能力を有する動物でも学習能力を発揮させ得ることが出来ず、継続的に撃退効果を持続させる効果を奏する。【００１９】また、動物が嫌悪する超音波の周波数は動物によって異なることが知られており、特定の動物を撃退対象とする場合には、ある特定の周波数の出現頻度を高くすることで、特定の動物に対する撃退効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の有害動物撃退装置のブロック図。
【図２】本発明の超音波スピーカーの配置を示した図
【図３】本発明の超音波発生に係わるチャート図
【図４】本発明の超音波信号の一例を表した図
【図５】実施例２の蛇行パターンを表した図
【図６】蛇行パターン時の各超音波スピーカーの音圧・位相差の状態を示した図
【図７】実施例３の徘徊パターンを表した図
【図８】徘徊パターン時の各超音波スピーカーの音圧・位相差の状態を示した図
【発明を実施するための形態】
【００２１】  以下に、本発明の有害動物撃退装置の具体的な構成を、図面を用いて説明する。
図１には、本発明の超音波信号発生部１の構成が図示されている。超音波信号発生部１は、制御手段３、超音波信号発振手段４、位相差調整手段５１、５２、５３、音圧調整手段６、６１、６２、６３、音声出力手段７、７１、７２、７３、を有している。制御手段３は、第１の乱数発生手段３１、定位設定手段３２を含み、超音波信号発振手段には制御信号Ｃ、位相差調整手段には位相差調整信号Ｐ、音圧調整手段には音圧調整信号Ｌを出力している。また、超音波信号発生部１には、複数の超音波スピーカー２、２１、２２、２３、が接続されている。
【００２２】  超音波信号発振手段４は、制御手段３からの制御信号Ｃで設定された超音波信号Ｓ１を発振し生成する。超音波信号発振手段４より発振された超音波信号Ｓ１は音圧調整手段６、位相差調整手段５１、５２、５３に出力される。超音波信号発振手段４への制御手段３からの制御信号Ｃには、発生周波数制御信号Ｃ１、発音時間制御信号Ｃ２、休止時間制御信号Ｃ３、繰り返し回数制御信号Ｃ４、基本パターン制御信号Ｃ５、開始周波数制御信号Ｃ６があり、制御手段３に設けられている第１の乱数発生手段３１で発生した乱数により制御信号Ｃ１〜Ｃ６を生成する。
【００２３】  なお、本発明でいう「超音波」は、一般的に説明されている「可聴周波を超える高い周波数の音波」だけではなく、「人間の耳で直接聞くことを目的としない音波」を含め、「超音波」と広義に定義し、可聴周波およびより高い周波数の音波を含むものである。
【００２４】  制御手段３から超音波信号発振手段４に出力される制御信号Ｃ１〜Ｃ６について説明する。超音波信号発振手段４は、単一周波数音、連続周波数増加音、連続周波数低下音、連続周波数増加低下音、間欠繰返し音、複数周波混合音の各種の超音波信号を発振することができ、基本パターン制御信号Ｃ５は超音波信号の種類（基本パターン）を決定し、発音時間制御信号Ｃ２で超音波信号を発振する時間、休止時間制御信号Ｃ３で超音波信号の発振を停止する時間、繰り返し回数制御信号Ｃ４で選択された基本パターンの発振を繰り返す回数、また連続周波数変化音が選択された場合は開始周波数制御信号Ｃ６で発振を開始する周波数を、連続周波数変化音以外では発生周波数制御信号Ｃ１で超音波信号の周波数をそれぞれ超音波信号発振手段４に設定し、超音波信号Ｓ１を生成する。この一組の制御信号Ｃ１〜Ｃ６で設定される超音波信号を発振パターンと呼ぶ。
【００２５】第一の乱数発生手段３１が発生した乱数から生成された制御信号Ｃによって設定された超音波信号Ｓ１の発振パターンが終了すると、第一の乱数発生手段３１は新たな乱数を発生して次の制御信号Ｃが生成され、新たな超音波信号Ｓ１の発振パターンが決定される。
【００２６】なお、超音波信号発振手段は単一周波数音、連続周波数変化音、単一周波数の間欠繰返し音、複数の周波数を組み合わせた混合音を発生できるとしたが、これらの超音波信号の基本パターンの一部のみを発生する構成でもよいし、これ以外の超音波信号の種類を追加してもよい。
【００２７】  位相調整手段５１は入力した超音波信号Ｓ１の位相を基準として制御手段３からの位相差調整信号Ｐ１１に対応した位相差を設定し超音波信号Ｓ１１を出力する。同様に位相調整手段５２、５３は超音波信号Ｓ１を入力し、位相差調整信号Ｐ１２、Ｐ１３に応じた位相差をそれぞれ設定した超音波信号Ｓ１２、Ｓ１３を出力する。
【００２８】  音圧調整手段６は制御手段３からの音圧調整信号Ｌ１に応じて入力した超音波信号Ｓ１の振幅を調整し、超音波信号Ｓ２を出力する。同様に音圧調整手段６１〜６３は超音波信号Ｓ１１〜Ｓ１３をそれぞれ入力し、制御手段３からの音圧調整信号Ｌ１１〜Ｌ１３に応じて振幅を調整し、超音波信号Ｓ２１〜Ｓ２３を出力する。
【００２９】  音声出力手段７は超音波信号Ｓ２を入力し、電力増幅を行って超音波スピーカー２を駆動する。同様に音声出力手段７１〜７３はそれぞれ超音波信号Ｓ２１〜Ｓ２３を入力し、電力増幅を行ってそれぞれ超音波スピーカー２１〜２３を駆動する。
【００３０】  制御手段３から出力される位相差調整信号Ｐ、音圧調整信号Ｌについて説明する。
位相差調整信号および音圧調整信号は超音波信号Ｓ１の位相差および音圧を超音波スピーカー系列ごとに調整するもので、制御手段３に設けられている定位設定手段３２より生成される。
【００３１】定位設定手段３２は音像の定位（音源の位置）を決定する基準位相の超音波スピーカー系列以外の位相差データと、全ての超音波スピーカー系列の音圧データを単位時間ごとに設定するため、音源の定位を不規則に変化させるための第二の乱数発生手段３２１と、定位の移動パターンが特定の場合は特定のパターンごとのテーブル（一例として蛇行パターン用テーブル３２２と徘徊パターン用テーブル３２３）と、その中の１つを選択する切換え手段３２４を有し、音象の定位の移動パターンが選択できるようになっている。
【００３２】制御手段３は定位設定手段３２で設定された位相差と音圧の調整データで確定される位相差調整信号Ｐ１１〜Ｐ１３と音圧調整信号Ｌ１、Ｌ１〜Ｌ１３を出力し、単位時間経過後、次の単位時間の位相差と音圧の調整データに従い新たな位相差調整信号Ｐと音圧調整信号Ｌを出力する。
【００３３】本発明の有害動物撃退装置の超音波信号発生部１に接続される超音波スピーカーは複数個設置されるが、図２（ａ）に図示しているように、超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の四隅に設置され、中心の方向に超音波を出力するように構成したり、図２（ｂ）に図示しているように超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の中心に設置され、四隅の方向に超音波を出力するように構成すると有害動物を撃退するのに効果的である。
【００３４】  図２（ａ）のように平面視四角形の空間の四隅に、中心方向に向けて超音波スピーカーを配置すると、４つの超音波スピーカーの音圧、位相差を相互に関連付けて連続的に変化させる事で、空間内における超音波の音像定位を自由に変化させる事ができ、空間内に進入した有害動物側では、空間内を超音波が移動している様に聞こえる事で有害動物に脅威を与える効果をもたらすので、空間内から有害動物を排除する事が可能となる。
【００３５】図２（ｂ）のように平面視四角形の中心に４つの超音波スピーカーを隣接して、四角形の外側へ向けて超音波スピーカーを配置すると、全方位に向けて超音波を拡散発射する事で、超音波が届く限りの範囲にある有害動物に対して超音波発信源に近づかない様に威嚇する事を可能にできる。
【００３６】動物が嫌悪する超音波の周波数は動物によって異なることが知られており、特定の動物を撃退対象とする場合には、後で述べる周波数を設定するための制御信号である発生周波数制御信号Ｃ１および開始周波数制御信号Ｃ６の上位ビットとロータリースイッチ等（図示していない）で設定される固定値との論理積（ＡＮＤ）をとることにより、実施例では１０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚ内でランダムに発生させる周波数の範囲を論理積をとる上位ビットのビット数によって（２ビットであれば１／４、３ビットであれば１／８に）限定することができ、特定の周波数の出現頻度を高くすることができる。
【実施例１】
【００３７】  次に、超音波信号発生部１の動作の流れの一例について図３を用いて説明する。
図３（ａ）では第一の乱数発生手段３１で発生した乱数から各制御信号Ｃを生成し、各制御信号Ｃ１〜Ｃ６に対応して超音波信号発振手段４が超音波信号Ｓ１を出力するまでの動作の流れをチャートで示す。なお、超音波信号Ｓ１として本実施例では１０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの周波数を用いる。【００３８】ステップ１で制御手段３は第一の乱数発生手段３１で３２ビット（ｂ３１〜ｂ０）の乱数を発生し、各ビットを下記のように割り当て制御信号Ｃ１〜Ｃ６を生成する。
【表１】
2014143994.tif 000003
2014143994.tif 000004
【００３９】ステップ２で生成した制御信号Ｃを超音波信号発振手段４に送る。
超音波信号発振手段４は、単一周波数音、連続周波数増加音、連続周波数低下音、連続周波数増加低下音、間欠繰返し音（例えば０．５秒ごとに発音と休止を繰り返す）、複数周波混合音の超音波信号を発音および休止することができる。【００４０】ステップ３で超音波信号発振手段４はまず基本パターン制御信号Ｃ５により超音波信号の種類（基本パターン）を決定する。また発音時間制御信号Ｃ２によって超音波信号を発振する時間、休止時間制御信号Ｃ３によって発振を休止する時間（０秒の場合は休止しない）、さらに繰り返し回数制御信号Ｃ４によって発振と休止を繰り返す回数を設定する。【００４１】ステップ４では、基本パターン制御信号Ｃ５が「００１」、「０１０」、「０１１」のいずれか（連続周波数変化音を選択）の場合は、開始周波数制御信号Ｃ６によって連続して変化する周波数の開始周波数を設定し、連続周波数変化音以外が選択された場合は発生周波数制御信号Ｃ１によって超音波信号の発振周波数を設定する。なお、基本パターン制御信号Ｃ５が「１０１」で複数周波数の混合音が選択された場合は、本実施例では２つの周波数（ｂ０〜ｂ７で決定される周波数とｂ７のみ反転した値で決定される周波数）の混合とし、それぞれの周波数の発音時間は発音時間制御信号Ｃ２によって設定される時間の２分の１とする。【００４２】ステップ５で超音波信号発振手段４は各制御信号Ｃ１〜Ｃ６で設定された内容に従って超音波信号Ｓ１を出力する。【００４３】なお、複数周波数の混合音は２音に限定されるものでなく、その場合ｂ１７〜ｂ２４を使用して混合する音の周波数を増やすことも可能である。また、乱数から各制御信号Ｃ１〜Ｃ６を生成する方法は表１に限定されるものではない。【００４４】図４は、図３（ａ）の動作フローで設定された超音波信号Ｓ１のイメージの一例を表している。第一の乱数発生手段３１で発生した１番目の乱数は、基本パターン制御信号Ｃ５で単一周波数、発音時間制御信号Ｃ２で発音時間を２０秒、休止時間制御信号Ｃ３で休止時間を５秒、繰り返し回数制御信号Ｃ４で繰り返し回数を１回、発生周波数制御信号Ｃ１で発振周波数を２３ＫＨｚに設定された状態を示している。この発振パターンの終了時点で新たな乱数を発生し、次の超音波信号の発振パターンを決定する。【００４５】２番目の乱数は基本パターン制御信号Ｃ５で連続周波数低下音、発音時間制御信号Ｃ２で発音時間を１０秒、休止時間制御信号Ｃ３で休止時間を０秒、繰り返し回数制御信号Ｃ４で繰り返し回数を３回、開始周波数制御信号Ｃ６で連続周波数低下音の開始周波数を４０ＫＨｚに設定された場合のイメージを示している。【００４６】同様に３番目の乱数は１８ＫＨｚ単一周波数の間欠繰り返し音を１５秒間発音、１０秒間休止、繰り返し回数１回を設定した場合を示す。以下同様に、超音波信号の発振パターン毎に新たな乱数を発生し、それによって設定される不規則な超音波信号Ｓ１を出力する。【００４７】図３（ｂ）は、超音波信号発振手段４より出力された超音波信号Ｓ１を元に４つの超音波スピーカー系列毎に位相差と音圧を独立して調整することにより音像の定位を設定する動作フローを示す。【００４８】音像の定位を設定する手段として、単位時間ごとにランダムに位相差と音圧を設定する方法と、特定の定位の移動パターンを単位時間ごとに位相差データと音圧データをテーブルとして準備する方法が考えられる。【００４９】本実施例では位相差データは１度単位で０〜３５９度まで設定できるよう９ｂｉｔとし、音圧データは１２８段階の設定ができるよう７ｂｉｔとしているが、これに限定されるものではない。【００５０】第２の乱数発生手段３２１は５５ビットの乱数（ｂ’５４〜ｂ’０）を発生し，基準位相の超音波スピーカー系列以外の位相差データと、全ての超音波スピーカー系列の音圧データに表２のように割り当てる。
【表２】
2014143994.tif 000005
なお位相差データが３６０以上の場合は元の位相差データから３６０を減算した値を位相差データとする。【００５１】図１において、定位設定手段３２のなかに音圧データ・位相差データを生成する手段として、第二の乱数発生手段３２１、蛇行パターン用テーブル３２２、徘徊パターン用テーブル３２３の３つの手段があり、そのうち１つの手段を選択して出力する切換え手段３２４を有している。本実施例では切換え手段３２４は切換えスイッチで設定することを想定しているが、別途第三の乱数発生手段を設けることで不規則に切換えることもできる。【００５２】このように構成された超音波発生部１が、４つの超音波スピーカー系列毎に位相差と音圧を独立して調整するまでの動作の流れを図３（ｂ）を用いて説明する。【００５３】まずステップ１１で切換え手段３２４により音圧データ・位相差データを生成する手段を選択する。【００５４】切換え手段３２４が第二の乱数発生手段３２１を選択した場合、ステップ１２で第二の乱数発生手段３２１で乱数を発生する。【００５５】ステップ１３で、表２に示した内容に従って５５ビットの乱数を位相差調整信号Ｐ１１〜Ｐ１３と音圧調整信号Ｌ１、Ｌ１１〜Ｌ１３に割り当て、各位相差調整信号Ｐはそれぞれ位相差調整手段５１〜５２に出力し、各音圧調整信号Ｌはそれぞれ音圧調整手段６、６１〜６３へ出力する。【００５６】本実施例では１秒ごとに音像の定位を変化させることとしており、ステップ１４で１秒間待機した後、ステップ１１に戻る。なお待機時間は１秒と限定されるものではない。【００５７】切換え手段３２４は切換えスイッチの設定変更がない限り第二の乱数発生手段３２１を選択するため、ステップ１２で第二の乱数発生手段３２１は新たな乱数を発生し、新たな乱数の値でステップ１３、ステップ１４の動作を行うため、音像の定位が変更される。【００５８】以降、スイッチの設定変更がない限り切換え手段３２４は切換え第二の乱数発生手段３２１を選択し、ステップ１２、ステップ１３、ステップ１４を繰り返すことで、音像の定位をステップ１４の待機時間毎に不規則に変化させることができる。【００５９】次に、ステップ１１で切換え手段３２４が定位の移動パターンの位相差データ・音圧データを設定したテーブルを選択した場合の動作の流れを説明する。なお、実施例２、実施例３で具体的な定位の移動パターンを実現するための実際の位相差、音圧の設定について説明する。【００６０】本実施例では移動パターンとして蛇行パターン用テーブル３２２と徘徊パターン用テーブル３２３の２つの定位設定テーブルを有しており、ステップ１１で切換え手段３２４が選択した移動パターンに従い、ステップ１５でどちらかの定位設定テーブルを選択する。【００６１】ステップ１６以降は、蛇行パターン用テーブル３２２・徘徊パターン用テーブル３２３のどちらが選択されても読み出すデータの値が異なるのみで動作の流れは同じなので、定位設定テーブル３２３、３２４として説明する。【００６２】定位設定テーブル３２３、３２４は音像の定位を決定する基準位相の超音波スピーカー系列以外の位相差データと、全ての超音波スピーカー系列の音圧データが単位時間ごとに設定されている。【００６３】ステップ１６で制御手段３は最初の単位時間（ｔ０とする）を設定する。【００６４】ステップ１７で定位設定テーブル３２３、３２４から位相データ（超音波スピーカー系列毎にＰ１１−ｔ０、Ｐ１２−ｔ０、Ｐ１３−ｔ０とする）と音圧データ（超音波スピーカー系列毎にＬ１−ｔ０、Ｌ１１−ｔ０、Ｌ１２−ｔ０、Ｌ１３−ｔ０とする）を読み出す。【００６５】ステップ１８で、読み出した各位相データをそれぞれ位相差調整信号Ｐ１１〜Ｐ１３として各位相差調整手段５１〜５２に出力し、各音圧データをそれぞれ音圧調整信号Ｌ１、Ｌ１１〜Ｌ１３として各音圧調整手段６、６１〜６３へ出力する。【００６６】ステップ１９で基準位相の超音波スピーカー系列以外の超音波スピーカー系列では、各位相差調整手段５１〜５３は、それぞれの位相差調整信号Ｐ１１〜Ｐ１３の値に従って入力信号である超音波信号Ｓ１の位相を０度〜３５９度の範囲で遅らせる。【００６７】ステップ２０で各音圧調整手段６、６１〜６３は音圧調整信号Ｌ１、Ｌ１１〜Ｌ１３の値に従ってそれぞれの入力信号である超音波信号Ｓ１、Ｓ１１〜Ｓ１３の振幅を０〜１２７段階の範囲で設定する。【００６８】単位時間経過後、ステップ２１で単位時間を１つ進めて次の単位時間（ｔ１とする）とし、ステップ１２〜１５の処理を繰り返すことで、位相データ（Ｐ１１−ｔ１、Ｐ１２−ｔ１、Ｐ１３−ｔ１とする）と音圧データ（Ｌ１−ｔ１、Ｌ１１−ｔ１、Ｌ１２−ｔ１、Ｌ１３−ｔ１とする）を定位設定テーブル３２２、３２３から読み出し、それぞれのデータを位相差調整信号Ｐ１１〜Ｐ１３と音圧調整信号Ｌ１、Ｌ１１〜Ｌ１３として出力し、位相差と振幅を設定する。【００６９】同様にステップ１７〜２１の処理を定位設定テーブル３２２、３２３の最終の単位時間（ｔｅとする）まで行う。最終（ｔｅ）の位相データと音圧データを読み出した後は、ステップ１１に戻る。【００７０】スイッチの設定変更がない限り切換え手段３２４は定位設定テーブル３２２、３２３を選択し、ステップ１６で単位時間を（ｔ０）に設定することで、定位設定テーブル３２２、３２３で設定された定位移動パターンを繰り返す。
なお、本実施例では最も高い周波数を４０Ｋｈｚとしており、４０Ｋｈｚの信号の位相差を１度単位で設定できるよう、単位時間は１／（４００００×３６０）秒としている。
【実施例２】
【００７１】超音波の定位の移動パターンの一例である蛇行パターンについて図５、図６の図面を用いて説明する。この場合、図３（ｂ）においてステップ１５で蛇行パターン用テーブルを選択する。【００７２】図５に示すように、４つの超音波スピーカーは平面視四角形の空間の四隅に設置され、中心方向に超音波を出力するよう超音波スピーカーを配置した状況において、４つの超音波スピーカーが囲む平面視四角形の空間内で超音波の定位が蛇行するように有害動物側で聞こえる様、超音波の音圧、位相差を調整する方法を説明する。【００７３】蛇行パターンとしては、まず、図５のＡ１矢印左端（超音波スピーカ２近傍）からＡ１矢印右端（超音波スピーカ２１近傍）に向かってＡ１矢印上を、単位時間毎に徐々に超音波の定位が移動し、Ａ１矢印右端に達する。Ａ１右端に達すると、Ａ２矢印上端からＡ２矢印下端に向かってＡ２矢印上を超音波の定位が移動する。さらにＡ２矢印下端に達するとＡ３矢印右端からＡ３矢印左端に向かってＡ３矢印上を超音波の定位が移動する。【００７４】同様に、Ａ４、Ａ５、〜Ａ１９へと超音波の定位が移動するが、この超音波の定位の移動パターンを蛇行パターンとする。【００７５】上記蛇行パターンを実現するための、超音波スピーカー２、２１，２２，２３の音圧と位相差の調整方法を図６を用いて説明する。【００７６】図６では、最上段に超音波スピーカー２の出力する超音波波形を示し、下段に向け順に超音波スピーカー２１、２２，２３の出力する超音波波形を表す。縦軸は各超音波スピーカーの音圧レベルを示し、横軸は単位時間毎の経過を表す。【００７７】図５のＡ１〜Ａ１９で示した移動パターンの超音波となる様に、各超音波スピーカー２、２１，２２，２３の単位時間毎の音圧、位相差変化を図６のＡ１〜Ａ１９に表したものであり、図６のＡ１〜Ａ１９と図５のＡ１〜Ａ１９は同じ期間を示している。【００７８】まず、動作開始時（図５のＡ１矢印左端）では超音波スピーカー２の出力音圧を最大（値１２７）にし、超音波スピーカー２１、２２，２３の出力音圧を最小（値０）にしておく。超音波スピーカー２１、２２、２３の位相は超音波スピーカー２と同位相（値０）にする。超音波スピーカー２の音圧を単位時間毎に徐々に小さくする一方、超音波スピーカー２１の音圧を単位時間毎に徐々に大きくする。又、超音波スピーカー２の超音波を基準位相として、超音波スピーカー２１の位相を単位時間毎に徐々に遅らせてゆく。【００７９】超音波スピーカー２の音圧が最小になる時点で超音波スピーカー２１の音圧は最大となる。此処が図６のＡ１区間の終わり（図５のＡ１矢印右端）となる。【００８０】次に、超音波スピーカー２の音圧は０を維持したまま、超音波スピーカー２１の音圧を単位時間毎に徐々に小さくして行く一方、超音波スピーカー２２の音圧を０から徐々に大きくして行く。この時、超音波スピーカー２１の位相を基準として、超音波スピーカー２２の位相を単位時間毎に徐々に遅らせて行く。この区間が図６のＡ２区間となる。【００８１】Ａ２区間は時間経過が短いため、超音波スピーカー２１の音圧は若干減少し、超音波スピーカー２２の音圧は０から若干増加するのみとなる。【００８２】次に、超音波スピーカー２１の音圧を時間経過毎に徐々に減少させる一方、超音波スピーカー２の音圧を０から単位時間経過毎に徐々に増加させる。
又、超音波スピーカー２１の位相は超音波スピーカー２を基準位相として、Ａ２終端時点の位相ずれを単位時間経過毎に徐々に元に戻す。超音波スピーカー２１の音圧が０となる時点がＡ３区間の終点となる。【００８３】このとき超音波スピーカー２２の音圧は、単位時間経過毎に減少させつつ、位相は単位時間経過毎に徐々に進ませてゆく。超音波スピーカー２３の音圧は超音波スピーカー２２の音圧が減少する事に連動して、単位時間経過毎に徐々に増加させる。【００８４】Ａ３区間終端では、動作開始時（図５のＡ１矢印左端）より超音波スピーカー２の音圧は最大値より若干減少し、超音波スピーカー２１の音圧は０となる。【００８５】以下、Ａ４〜Ａ１９の区間についても上記同様に超音波スピーカー２、２１，２２，２３の音圧と位相を変化させてゆく。【００８６】  表３は、上記蛇行パターンで定位を移動させるために必要な音圧と位相差を単位時間ごとに設定した定位設定テーブルの一例で、単位時間ｔ０〜ｔｎまで各超音波スピーカー系列の音圧調整データと位相差調整データが格納されている。【００８７】ここでｔ０は動作開始時（図５のＡ１矢印左端）を示し、ｔｎは蛇行パターンの最終（図５のＡ１９矢印の先端）を示す。また超音波スピーカー２は基準位相となるため位相差調整データはない。【００８８】このように構成された位相差設定テーブルを用いて、超音波の定位が蛇行パターンで移動する手順を以下に示す。【００８９】動作開始時（図５のＡ１矢印左端）では制御手段３は蛇行パターン用テーブル３２２のｔ０の各調整データを読み出し、ＤＰ１−０を位相差調整信号Ｐ１１、ＤＰ２−０を位相差調整信号Ｐ１２、ＤＰ３−０を位相差調整信号Ｐ１３、同様に音圧調整データＤＬ−０を音圧調整信号Ｌ１、音圧調整データＤＬ１−０を音圧調整信号Ｌ１１、音圧調整データＤＬ２−０を音圧調整信号Ｌ１２、音圧調整データＤＬ３−０を音圧調整信号Ｌ１３として出力し、単位時間その出力を保持する。【００９０】位相差調整手段５１〜５３、および音圧調整手段６、６１〜６３は上記調整信号に従って超音波信号の位相差および振幅を設定する。ここで各調整信号はテーブル値から、超音波スピーカー２の出力音圧は最大、超音波スピーカー２１、２２，２３の出力音圧は最小となり、各超音波スピーカー２１、２２、２３の位相は超音波スピーカー２と同位相となる。【００９１】単位時間経過後、制御手段３は定位設定テーブルの次の行（ｔ１）の各調整データを読み出し、同様に各調整信号として出力する。【００９２】このように単位時間経過ごとに定位設定テーブルを順次読み出す。また、蛇行パターン用テーブル３２２の最終の単位時間をｔｎとしている。【００９３】なお、表３の蛇行パターン定位設定テーブルには各超音波スピーカー系列の位相差と音圧は図６で示した出力波形になるように単位時間ごとにデータが設定されており、各超音波スピーカーの位相差と音圧を順次調整することにより蛇行パターンが実現できる。
【表３】
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【００９４】  その結果、図５に示しているように、平面視四角形の空間内において、時間経過と共に空間内を蛇行している様に、有害動物側で聞こえる事が可能になるという結果が得られる。【００９５】  このような蛇行パターンを採用すれば、平面視四角形の空間内にある有害動物側では、時間経過と共に周波数、音圧が複雑に変化する超音波が単位時間経過毎に空間内を蛇行しながら近づいて来る様に聞こえる事で有害動物に脅威を与え、学習機能を有する有害動物に対して継続的な撃退効果をもたらす。
【実施例３】
【００９６】次に、超音波の定位の移動パターンの一例である徘徊パターンについて図７、図８の図面を用いて説明する。この場合、図３（ｂ）においてステップ１５で徘徊パターン用テーブルを選択する。【００９７】図７には超音波スピーカーを４つ設け、４つの超音波スピーカーが平面視四角形の空間の四隅に配置され、平面視四角形の中心方向に超音波を出力する向きに超音波スピーカー２、２１、２２、２３を配置した状況において、４つの超音波スピーカー２、２１，２２，２３が囲む平面視四角形の空間内で超音波が徘徊する様に有害動物で聞こえる様、各超音波スピーカーの音圧、位相差を調整する方法を説明する。【００９８】徘徊パターンとしては、まず、図７中Ｂ１〜Ｂ１６矢印に示す様に、発音開始時、Ｂ１矢印左端（超音波スピーカー２近傍）から超音波が発音し、Ｂ２、Ｂ３〜Ｂ１６へ超音波が時計回りで超音波スピーカー２、２１、２２、２３が囲む平面四角形の空間内を単位時間毎に円周軌道を描きながら中心方向へ移動する様な超音波の定位が移動するパターンを徘徊パターンとする。【００９９】上記、徘徊パターンで示す超音波の移動パターンを実現するための超音波スピーカー２、２１、２２、２３の音圧、位相差調整方法を図８を用いて説明する。
図８では、最上段に超音波スピーカー２の出力する超音波波形を示し、下段に向け順に超音波スピーカー２１、２２、２３が出力する超音波波形を示す。縦軸は各超音波の音圧レベルを示し、横軸は単位時間毎の経過を表す。【０１００】まず、動作開始時は超音波スピーカー２の出力音圧は最大にしておき、単位時間経過毎に音圧レベルを減少させ、Ｂ２終点到達時点で超音波スピーカー２の音圧を最小値０にする。Ｂ２終点（＝Ｂ３始点）からＢ４終点への移動時は単位時間毎に出力音圧を徐々に増加させ、Ｂ４到達時点では出力音圧が最大値より若干減少した値になる。（円周軌道を描きながら中心方向へ移動させるため、周回毎に最大値が減少して行き、周回軌道の中心点では最大値の１／２に収束する）。【０１０１】Ｂ５〜Ｂ１６についても超音波スピーカー２の出力が図８で示したような波形になるよう、上記同様に音圧、位相差の調整を行う。【０１０２】超音波スピーカー２の対角の位置にある超音波スピーカー２２の出力音圧は、超音波スピーカー２の出力音圧の増減とは逆になり、動作開始時は出力音圧０から単位時間経過毎に徐々に増加させ、Ｂ２終点到達時点で出力音圧を最大にする。【０１０３】又、超音波スピーカー２２の位相については、動作開始時は超音波スピーカー２と同相で、Ｂ２終点に移動する間、超音波スピーカー２を基準位相として、単位時間毎に徐々に遅らせて行く。【０１０４】Ｂ３始点からＢ４終点への移動時は超音波スピーカー２２の音圧を単位時間毎に徐々に減少させ、Ｂ４終点到達時点で最小となる。（円周軌道を描きながら中心方向へ移動させるため、周回毎に最小値が大きくなり、周回軌道の中心点では最大値の１／２に収束する。）【０１０５】Ｂ３始点からＢ４終点へ移動する間の超音波スピーカー２２の位相は、Ｂ２終点時点の位相から単位時間経過毎に徐々に進めて行き、Ｂ４終点では超音波スピーカー２と同位相とする。Ｂ５〜Ｂ１６については超音波スピーカー２２の出力が図８で示したような波形になるよう、上記同様に音圧、位相差の調整を行う。【０１０６】超音波スピーカー２１の出力音圧は、動作開始時に最大値の１／２に設定しておき、Ｂ１終点に移動する間、単位時間毎に増加させ、Ｂ１終点で出力音圧を最大にする。【０１０７】Ｂ２始点からＢ２終点への時間経過時、超音波スピーカー２１の出力音圧は最大から単位時間経過毎に徐々に減少させ、Ｂ２終点では出力音圧が最大値の１／２となる。
又、超音波スピーカー２１の位相は、動作開始時は超音波スピーカー２と同位相とし、Ｂ１始点からＢ２終点に移動する間は超音波スピーカー２を基準位相として、単位時間毎に徐々に位相を遅らせて行く。【０１０８】Ｂ３始点からＢ３終点への移動時の超音波スピーカー２１の出力音圧は、単位時間経過毎に減少しＢ３終点到達時点で最小値０となる。【０１０９】Ｂ４始点からＢ４終点への移動時は超音波スピーカー２１の出力音圧は、単位時間毎に増加しＢ４終点到達時点では最大値の１／２となる。（円周軌道を描きながら中心方向へ移動するため、周回毎に最小値は最大値の１／２に収束する。）
又、Ｂ３始点からＢ４終点へ移動する間の超音波スピーカー２１の位相はＢ２終点時点の位相から単位時間毎に徐々に進めてゆき、Ｂ４始点到達時点では超音波スピーカー２と同位相にする。【０１１０】Ｂ５〜Ｂ１６については超音波スピーカー２１の出力が図８で示したような波形になるよう、上記同様に音圧、位相差の調整を行う。【０１１１】  超音波スピーカー２１と対角にある超音波スピーカー２３の出力音圧は、超音波スピーカー２１の出力音圧の増減とは逆になり、動作開始時に最大値の１／２に設定しておき、Ｂ１終点移動する間、単位時間毎に徐々に減少させ、Ｂ１終点到達時点で最小値０にする。【０１１２】Ｂ２始点からＢ２終点へ移動する間は、単位時間毎に徐々に増加させ、Ｂ２終点到達時点では出力音圧を最大値の１／２にする。
又、超音波スピーカー２３の位相は動作開始時は超音波スピーカー２と同位相とし、Ｂ２終点に移動する間は、超音波スピーカー２を基準位相として、単位時間毎に徐々に位相を遅らせて行く。【０１１３】Ｂ３始点からＢ３終点への移動時の、単位時間毎に徐々に増加させ、Ｂ３終点到達時は出力音圧を最大値にする。【０１１４】Ｂ４始点からＢ４終点への移動時の超音波スピーカー２３の出力音圧は、単位時間経過毎に音圧を減少させ、Ｂ４終点時点で出力音圧を最大値の１／２にする。（円周軌道を描きながら、中心方向へ移動するため、最大値、最小値は周回毎に最大値の１／２に収束する。）
又、Ｂ３始点からＢ４終点へ移動する間の超音波スピーカー２３の位相は、Ｂ２終点時点の位相から単位時間毎に徐々に進めて行き、Ｂ４終点到達時点では、超音波スピーカー２と同相にする。【０１１５】Ｂ５〜Ｂ１６については超音波スピーカー２３の出力が図８で示したような波形になるよう、上記同様に音圧、位相差の調整を行う。【０１１６】表４に徘徊パターン用テーブルを示す。
表４において、ｔ０は図７における発音開始（Ｂ１始点）を示し、ｔｍは図７におけるＢ１６終点を示す。【０１１７】また、各超音波スピーカー系列の位相差と音圧のデータは図８で示した出力波形になるようにデータを設定しており、この徘徊パターン用テーブル３２３を使って各超音波スピーカーの位相差と音圧を調整する方法は前述の蛇行パターンの実現方法と同様である。
【表４】
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【０１１８】このような徘徊パターンを採用すれば、平面視四角形の空間内にある有害動物側では、時間経過とともに周波数、音圧が複雑に変化する超音波が、有害動物の周りを周回しながら徐々に近づいて来る様に聞こえる事で有害動物に脅威を与え、学習能力を有する有害動物に対して継続的な撃退効果をもたらす。【０１１９】  なお、実施例では蛇行パターンと徘徊パターンとしているが、パターンは限定されるものではなく、定位設定テーブルの値を変更することで様々なパターンを実現できる。【０１２０】  また、超音波スピーカーの配置は４つで説明したが、複数であれば超音波スピーカーの数や配置に限定されることなく、音像の定位を移動することができる。【０１２１】  なお、スピーカーの配置に関し、本実施例では一般的な超音波スピーカーの音圧を考慮して１０ｍ四方の広さを想定しているが、それ以上の大きな領域に対しては、各超音波スピーカー系列において、音声出力手段と超音波スピーカーの間にブースター付分配器を設け超音波スピーカーを増設することで対応できる。【０１２２】一例として４倍の領域に対応する場合、各超音波スピーカー系列に４出力の分配器を設置し各出力に超音波スピーカーを接続する。ここで図１において超音波信号Ｓ３を入力とする分配器に接続される超音波スピーカーを超音波スピーカー２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃとする。【０１２３】超音波スピーカー２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃからは位相、音圧とも同じ超音波が出力される。同様に超音波信号Ｓ３１を入力とする分配器へは超音波スピーカー２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが、超音波信号Ｓ３２を入力とする分配器へは超音波スピーカー２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが、超音波信号Ｓ３３を入力とする分配器へは超音波スピーカー２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃがそれぞれ接続される。【０１２４】このように超音波スピーカーを増設した構成において、超音波スピーカー２、２１、２２、２３は１つ目の平面視四角形の空間の四隅に設置され、中心方向に超音波を出力するよう超音波スピーカーを配置する。【０１２５】同様に、超音波スピーカー２Ａ、２１Ａ、２２Ａ、２３Ａは２つ目の平面視四角形の空間の四隅へ、超音波スピーカー２Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂは３つ目の平面視四角形の空間の四隅へ、超音波スピーカー２Ｃ、２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃは４つ目の平面視四角形の空間の四隅に設置し、それぞれ中心方向に超音波を出力するよう超音波スピーカーを配置する。【０１２６】上記のようにすれば、有害動物を撃退しようとする領域を、想定領域（１０ｍ四方）の４倍に拡張できる。
【符号の説明】１    超音波信号発生部
２、２１、２２、２３    超音波スピーカー
３    制御手段
３１  第一の乱数発生手段
３２  定位設定手段
３２１  第二の乱数発生手段
３２２  蛇行パターン用テーブル
３２３  徘徊パターン用テーブル
３２４  切換え手段
４    超音波信号発振手段
５１、５２、５３    位相差調整手段
６、６１、６２、６３    音圧調整手段
７、７１、７２、７３    音声出力手段
Ｃ    制御信号
Ｌ    音圧調整信号
Ｐ    位相差調整信号
Ｓ    超音波信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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