(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被探査動物を探査する探査エリアから到来する音波を捉えるマイクと、
メモリに格納した複数のパターンを順次選び、選んだパターンについて、固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変化させて、前記被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を発生する低周波パルス発生回路と、
低周波増幅回路により増幅したマイクの出力と、前記低周波パルス発生回路から出力される低周波パルス信号とを電気的に合成するミキシング回路と、
該ミキシング回路の出力を、前記被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する選択増幅回路と、
前記低周波パルス信号と同期するパルス信号が前記選択増幅回路の出力信号に含まれているか否かを、同期が取れて波形合成されて増強された出力信号波形が得られるか否かにより判別する同期検出回路と、
増強された出力信号波形が得られると前記探査エリアに前記被探査動物が存在することを報知する報知手段とを備える動物探査装置。
【請求項２】
被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに放射する疑似鼓動パルス発生器と、
該疑似鼓動パルス発生器から離れた位置に配され、前記探査エリアから到来する音波を捉えるマイクと、
該マイクの低周波出力を、該低周波出力に含まれる可能性が有る被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する選択増幅手段と、
該選択増幅手段で増幅された低周波出力に前記被探査動物の鼓動信号が含まれているか否かを検出する鼓動信号検出手段と、
前記鼓動信号が検出されると前記探査エリアに前記被探査動物が存在することを報知する報知手段とを備える動物探査装置。
【請求項３】
前記探査エリアに放射する前記音波の前記低周波パルス信号のパターンを連続的に変更し、
前記低周波パルス信号と同期するパルス信号が、前記選択増幅手段で増幅された低周波出力に存在する場合に前記鼓動信号が検出されたとする請求項２に記載の動物探査装置。
【請求項４】
前記低周波パルス信号のパターン変更は、前記低周波パルス信号における被探査動物固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を変えて行う請求項３に記載の動物探査装置。
【請求項５】
被探査動物の心臓の鼓動パターンを模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに放射し、
前記探査エリアから到来する音波を捉えて被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅し、
前記低周波パルス信号と同期するパルス信号が、選択して増幅された低周波出力に存在する場合に前記探査エリアに前記被探査動物が存在するとする動物探査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被探査動物の心臓の鼓動を捉えることにより、探査エリア内の被対象動物の存在を検知する、動物探査装置および動物探査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人間を含む被対象動物の存在を非接触状態で検知する技術として、下記に示すものが知られている。
放射した赤外線を受けた被対象動物が発する黒体放射を検出する。
発射した電波が当たった被対象動物から反射される反射波を検出する。
被対象動物が光路を遮ったことによる受光素子の出力低下から検知する。
カメラが送出する映像信号を画像処理して判別する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術は、以下に示す課題がある。
被対象動物が生きていることを確実に判別できない。
災害が発生して生き埋めになっている様な場合、光や電波等を放射しても瓦礫が邪魔になって被災者に届かないので被災者の存在を確認できない。
建物へ近づいたり忍び込む不審者を検知する防犯装置に適用する場合、鼠、狸、猫、犬等の動物にも反応してしまう。
画像処理は、大がかりな装置が必要であるとともに、コストがかかる。
【０００４】
本発明の目的は、探査エリア内に被探査動物がいるか否かを確実に探査することができる安価な、動物探査装置および動物探査方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、下記の構成を採用した。
（１）動物探査装置は、被探査動物を探査する探査エリアから到来する音波を捉えるマイクと、メモリに格納した複数のパターンを順次選び、選んだパターンについて、固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変化させて、前記被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を発生する低周波パルス発生回路と、低周波増幅回路により増幅したマイクの出力と、前記低周波パルス発生回路から出力される低周波パルス信号とを電気的に合成するミキシング回路と、該ミキシング回路の出力を、前記被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する選択増幅回路と、前記低周波パルス信号と同期するパルス信号が前記選択増幅回路の出力信号に含まれているか否かを、同期が取れて波形合成されて増強された出力信号波形が得られるか否かにより判別する同期検出回路と、増強された出力信号波形が得られると前記探査エリアに前記被探査動物が存在することを報知する報知手段とを備える。
【０００６】
（２）動物探査装置は、被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに放射する疑似鼓動パルス発生器と、該疑似鼓動パルス発生器から離れた位置に配され、前記探査エリアから到来する音波を捉えるマイクと、該マイクの低周波出力を、該低周波出力に含まれる可能性が有る被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する選択増幅手段と、該選択増幅手段で増幅された低周波出力に前記被探査動物の鼓動信号が含まれているか否かを検出する鼓動信号検出手段と、前記鼓動信号が検出されると前記探査エリアに前記被探査動物が存在することを報知する報知手段とを備える。
【０００７】
（３）動物探査装置は、上記（２）の構成を有し、前記探査エリアに放射する前記音波の前記低周波パルス信号のパターンを連続的に変更し、前記低周波パルス信号と同期するパルス信号が、前記選択増幅手段で増幅された低周波出力に存在する場合に前記鼓動信号が検出されたとする。
【０００８】
（４）動物探査装置は、上記（３）の構成を有し、前記低周波パルス信号のパターン変更は、前記低周波パルス信号における被探査動物固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を変えて行う。
【０００９】
（５）動物探査方法は、被探査動物の心臓の鼓動パターンを模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに放射し、前記探査エリアから到来する音波を捉えて被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅し、前記低周波パルス信号と同期するパルス信号が、選択して増幅された低周波出力に存在する場合に前記探査エリアに前記被探査動物が存在するとする。
【００１０】
【作用及び発明の効果】
［請求項１］
マイクは、被探査動物を探査する探査エリアから到来する音波を捉える。
低周波パルス発生回路は、メモリに格納した複数のパターンを順次選び、選んだパターンについて、固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変化させて、被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を発生する。これにより、低周波パルス信号のパターン変更を容易に行うことができるとともに、被探査動物の種別や体調に係わらず、確実に探査することができる。
【００１１】
ミキシング回路は、低周波増幅回路により増幅したマイクの出力と、低周波パルス発生回路から出力される低周波パルス信号とを電気的に合成する。
選択増幅回路は、ミキシング回路の出力を、被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する。これにより、ノイズを抑えて鼓動信号を強調して増幅することができる。
【００１２】
同期検出回路は、低周波パルス発生回路から出力される低周波パルス信号と同期するパルス信号が選択増幅回路の出力信号に含まれているか否かを、同期が取れて波形合成されて増強された出力信号波形が得られるか否かにより判別する。これにより、被探査動物に気づかれること無く、被探査動物の鼓動信号を高感度で検出することができる。
報知手段は、増強された出力信号波形が得られると探査エリアに被探査動物が存在することを報知する。
【００１３】
［請求項２］
疑似鼓動パルス発生器は、被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに放射する。これにより、鼓動信号の検出感度を高めることができる。
マイクは、疑似鼓動パルス発生器から離れた位置に配され、探査エリアから到来する音波を捉える。
【００１４】
選択増幅手段は、マイクの低周波出力を、低周波出力に含まれる可能性が有る被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する。これにより、ノイズを抑えて鼓動信号を強調して増幅することができる。
鼓動信号検出手段は、選択増幅手段で増幅された低周波出力に被探査動物の鼓動信号が含まれているか否かを検出する。
【００１５】
報知手段は、鼓動信号が検出されると探査エリアに被探査動物が存在していることを報知する。
被探査動物の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに疑似鼓動パルス発生器が放射する構成であるので、探査エリアに被探査動物が存在する場合に、被探査動物の心臓の鼓動を共振により強めることができる。
また、動物探査装置を比較的安価に製造することができる。
【００１６】
［請求項３］
探査エリアに放射する音波の低周波パルス信号のパターンを連続的に変更し、低周波パルス信号と同期するパルス信号が、選択増幅手段で増幅された低周波出力に存在する場合に鼓動信号が検出されたとする。
これにより、鼓動信号を高感度で検出することができる。
【００１７】
［請求項４］
低周波パルス信号のパターン変更は、低周波パルス信号における被探査動物固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を変えて行う構成である。
これにより、低周波パルス信号のパターン変更を容易に行うことができる。なお、被探査動物の鼓動は、運動状態、体調等によってパターンが異なるが、同一種で、同一年齢であれば、被探査動物固有の鼓動パターン部分は大凡、同じである。
【００１８】
［請求項５］
被探査動物の心臓の鼓動パターンを模した低周波パルス信号を音波にして探査エリアに放射する。これにより、探査エリアに被探査動物が存在する場合に、被探査動物の心臓の鼓動を共振により強めることができる。
探査エリアから到来する音波を捉えて被探査動物の鼓動信号が存在し得る帯域を強調して増幅する。これは、ノイズを抑えて鼓動信号を強調して増幅するためである。
低周波パルス信号と同期するパルス信号が、選択して増幅された低周波出力に存在する場合には探査エリアに被探査動物が存在するとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例（請求項２〜５に対応）を図１〜図２に基づいて説明する。
図１に示す様に、生存者探査システムＡは、音波発生装置１と、鼓動検出装置２とからなり、災害によって生き埋めとなった被災者３の発見に使用する。
【００２０】
音波発生装置１は、低周波パルス発生回路１１、パワーアンプ１２、及びスピーカ１３を備える。
低周波パルス発生回路１１は、人間の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を発生する。
低周波パルス信号は、メモリ１１１に格納された複数のパターンから選んだ一つのパターンについて、固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変化させて生成される。なお、複数のパターンは、年齢や性別を考慮して格納されている。
【００２１】
パワーアンプ１２は、トランジスタ等によって構成され、低周波パルス信号を電力増幅（数十Ｗ）する。
スピーカ１３は、低音域用のものであり、被災現場から数ｍ〜数十ｍ離れた場所に配置される。このスピーカ１３は、パワーアンプ１２により増幅された低周波パルス信号を音波に変換して、本実施例では、斜め方向から被災現場４の方向に放射する。
【００２２】
鼓動検出装置２は、集音マイク２１、低周波増幅回路２２、選択増幅器２３、同期検出回路２４、報知回路２５、及び表示器２６を備え、音波発生装置１から離れて配置されている。
【００２３】
集音マイク２１は、集音部２１１が被災現場４の瓦礫の方向を向く様に、瓦礫に近接して配置されている。
この集音マイク２１には、スピーカ１３から放射された音波（低周波パルス信号）や、被災者３の鼓動音（生き埋めになっている場合）が入る。
低周波増幅回路２２は、低ノイズのＦＥＴ等により構成され、集音マイク２１の信号を増幅する。
【００２４】
選択増幅器２３は、高域をカットするローパスフィルタや、外来ノイズを除去するノイズ除去回路等により構成され、低周波増幅回路２２の増幅出力を、該増幅出力に含まれる可能性が有る被災者３の鼓動信号が存在し得る低周域を強調して増幅する。
【００２５】
同期検出回路２４は、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号と同期するパルス信号が選択増幅器２３の出力に含まれているか否かを下記の原理によって判別する。なお、同期検出回路２４は、同期が取れているか否かを示す信号を低周波パルス発生回路１１に出力する。
【００２６】
集音マイク２１が鼓動信号（被災者３の鼓動音）を捉えていない場合、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号は波形合成されず、出力信号波形は増強されない｛図２の（ａ）参照｝。
しかし、集音マイク２１が鼓動信号（被災者３の鼓動音）を捉えていると、同期が取れた時点で、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号と鼓動信号とが波形合成され、出力信号波形が増強される｛図２の（ｂ）参照｝。
【００２７】
報知回路２５は、同期検出回路２４が判別した状態に応じて、液晶式の表示器２６を駆動し、現在の状態（探査中、被災者発見）を報知する。
【００２８】
本実施例の生存者探査システムＡは、以下の利点を有する。
［ア］生存者探査システムＡは、被災現場４に放射する音波（低周波パルス信号）のパターンを連続的に変更し、低周波パルス信号と同期するパルス信号が、選択増幅器２３で増幅された出力に存在する場合に鼓動信号が検出されたとする構成である。このため、鼓動信号を高感度で検出することができ、効率良く被災者３を発見することができる。
【００２９】
なお、人間の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を音波にしてスピーカ１３から被災現場４へ放射する構成であるので、被災現場４に被災者３が生き埋めになっている様な場合に、被災者３の心臓の鼓動を共振により強めることができる。
【００３０】
［イ］人間の鼓動は、運動状態、体調等によってパターンが異なるが、同程度の年齢であれば、固有の鼓動パターン部分は大凡、同じである。
このため、生存者探査システムＡは、被災現場４に放射する音波（低周波パルス信号）のパターン変更は、低周波パルス信号における固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変えて行う構成を採用している。
これにより、低周波パルス信号のパターン変更を容易に行うことができる。
【００３１】
つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、３、４に対応）を図３に基づいて説明する。  図３に示す様に、防犯システムＢは、マイク２０、低周波増幅回路２２、ミキシング回路２７、選択増幅器２３、同期検出回路２４、報知回路２５、及び表示器２６を備え、無人で稼働中の作業所５内に不法に侵入する侵入者６の発見に使用する。
【００３２】
低周波パルス発生回路１１は、人間の心臓の鼓動を模した低周波パルス信号を発生する。
低周波パルス信号は、メモリ１１１に格納された複数のパターンを順次選び、選んだパターンについて、固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変化させて生成される。なお、複数のパターンは、年齢や性別を考慮して格納されている。
【００３３】
マイク２０は、作業所５の天井に配置されている。このマイク２０には、侵入者６の鼓動音（侵入者６がいる場合）が入る。
低周波増幅回路２２は、低ノイズのＦＥＴ等により構成され、マイク２０の信号を増幅する。
【００３４】
ミキシング回路２７は、低周波増幅回路２２により増幅されたマイク２０の出力と、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号が入力され、両者を電気的に合成する。
【００３５】
選択増幅器２３は、高域をカットするローパスフィルタや、外来ノイズを除去するノイズ除去回路等により構成され、ミキシング回路２７の出力を該出力に含まれる可能性が有る侵入者の鼓動信号が存在し得る低周域を強調して増幅する。
【００３６】
同期検出回路２４は、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号と同期するパルス信号が選択増幅器２３の出力に含まれているか否かを下記の様に判別する。なお、同期検出回路２４は、同期が取れているか否かを示す信号を低周波パルス発生回路１１に出力する。
【００３７】
マイク２０が鼓動信号（侵入者６の鼓動音）を捉えていない場合、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号は波形合成されず、出力信号波形は増強されない。
しかし、マイク２０が鼓動信号（侵入者６の鼓動音）を捉えていると、同期が取れた時点で、低周波パルス発生回路１１から出力される低周波パルス信号と鼓動信号とが波形合成され、出力信号波形が増強される。
【００３８】
報知回路２５は、同期検出回路２４が判別した状態に応じて、カメラ２５１を駆動し、現在の状態（侵入者発見等）を表示器２６に表示する。
【００３９】
本実施例の防犯システムＢは、以下の利点を有する。
［ウ］防犯システムＢは、低周波増幅回路２２により増幅されたマイク２０の出力に合成する低周波パルス信号のパターン（複数種類）を連続的に変更し、低周波パルス信号と同期するパルス信号が、選択増幅器２３で増幅された出力に存在する場合に鼓動信号が検出されたとする構成である。
このため、侵入者６に気づかれること無く、侵入者６の鼓動信号を高感度で検出することができ、確実に侵入の事実を掴むことができる。また、作業に起因する音や他の動物６１等では誤作動しない。
【００４０】
［エ］人間の鼓動は、運動状態、体調等によってパターンが異なるが、同じ世代であれば、固有の鼓動パターン部分は大凡、同じである。
そして、防犯システムＢは、メモリ１１１に格納された複数のパターンを順次選び、選んだパターンについて、固有の鼓動パターン部分は変えずに周期を連続的に変化させて低周波パルス信号を生成している。
これにより、低周波パルス信号のパターン変更を容易に行うことができるとともに、侵入者６の種別（性別、年齢、人種）や体調に係わらず、確実に侵入を探知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る生存者探査システムの説明図である。
【図２】その生存者探査システムにおいて、非同期時と同期時における各波形を示す波形図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る防犯システムの説明図である。
【符号の説明】
１  音波発生装置（疑似鼓動パルス発生器）
３  被災者（被探査動物）
４  被災現場（探査エリア）
５  作業所（探査エリア）
６  侵入者（被探査動物）
１１ 低周波パルス発生回路
２１  集音マイク（マイク）
２２ 低周波増幅回路
２３  選択増幅器（選択増幅回路）
２４  同期検出回路
２５  報知回路（報知手段）
２６  表示器（報知手段）
２７  ミキシング回路
【図１】
0003539895.tif 000002
【図２】
0003539895.tif 000003
【図３】
0003539895.tif 000004