(57)【要約】【課題】  安価かつ丈夫で、しかも構造が簡単な感知装置を提供する。【解決手段】  一端を閉塞するとともに他端を開口した可撓性を有するチューブ１１と、このチューブ１１の開口に設けた集音体１２とからなり、上記チューブ１１に外力が作用したとき、チューブ１１内に生じる音を上記集音体１２が検出する。また、両端を開口する可撓性を有するチューブ１１と、このチューブ１１の両端の開口に設けた一対の集音体１２と、この一対の集音体１２に接続した制御機構１３とを備え、上記集音体１２は、上記チューブ１１に外力が作用したときチューブ１１内に生じる音を検出する一方、上記制御機構１３は、上記一対の集音体１２が音を検出するタイミングの差に基づいて、外力が作用した場所を特定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を閉塞するとともに他端を開口した可撓性を有するチューブと、このチューブの開口に設けた集音体とからなり、上記チューブに外力が作用したとき、チューブ内に生じる音を上記集音体が検出する構成にした感知装置。
【請求項２】
両端を開口する可撓性を有するチューブと、このチューブの両端の開口に設けた一対の集音体と、この一対の集音体に接続した制御機構とを備え、上記集音体は、上記チューブに外力が作用したときチューブ内に生じる音を検出する一方、上記制御機構は、上記一対の集音体が音を検出するタイミングの差に基づいて、外力が作用した場所を特定する構成にした感知装置。
【請求項３】
上記集音体がマイクロフォンからなる上記請求項１または２記載の感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輌の通過台数をカウントしたり、防犯システムに利用したりする感知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輌の通過台数をカウントしたり、あるいは防犯システムに利用したりする感知装置として、図４に示す装置が従来知られている。
この感知装置１は、一端を閉塞するとともに他端を開口させた、可撓性のチューブ２を備えてなる。このチューブ２は、内部に空間２ａを形成するとともに、この空間２ａの開口、すなわち、チューブ２の開口に、圧力センサ３を接続している。なお、圧力センサ３の接続箇所にはシール４を設けて、上記空間２ａをしっかりと密閉するとともに、チューブ２に外力が作用したときに、空間２ａに圧力変動が生じるようにしている。
そして、上記圧力センサ３には制御機構５を電気的に接続するとともに、圧力センサ３が検出する上記空間２ａの圧力変動に基づいて、制御機構５が様々な制御をするようにしている。
【０００３】
上記の構成からなる感知装置１は、例えば駐車場において次のように用いられる。
すなわち、通過する車輌の車輪に踏みつけられるようにして、路上にチューブ２を敷設する。上記したようにチューブ２は可撓性を有しているので、車輌に踏みつけられることでチューブ２が撓むとともに、空間２ａの圧力が高くなる。すると、圧力センサ３が、空間２ａの圧力変動を検出するとともに、この圧力変動回数を制御機構５がカウントする。このようにすれば、当該道路を何台の車輌が通過したかを検出することができるので、例えば、駐車場における車輌の入場台数をカウントして、満車状態であるか否かを容易に判別することができる。
【０００４】
また、別の例として、倉庫等の出入口あるいは倉庫内の地面にチューブ２を敷設して、不正侵入者や不正侵入車輌を検出することも可能である。
この場合には、圧力センサ３が、空間２ａの圧力変動を検出したときに、制御機構５が防犯ブザーを鳴らしたり、あるいは、警備会社に通報したりするようにすればよい。このように、上記感知装置１は、防犯システム等にも利用可能であるように、さまざまな場面で幅広く利用されている。
【特許文献１】特開平６−４３０４３号公報
【特許文献２】特開２００１−２１６５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の感知装置１によれば、圧力センサ３を設けて、空間２ａの圧力を検出するとともに、この圧力に基づいて、人間や車輌の通過等を検出するようにしている。
しかし、空間２ａの圧力は、人間がチューブ２を踏んだときと、車輌がチューブ２を踏んだときとで、その大きさが全く異なる。したがって、上記防犯システムに用いる場合のように、人間および車輌のどちらも検出する場合、すなわち空間２ａの圧力範囲が広い場合には、定格圧力範囲（検出可能範囲）の広いセンサを用いなければならない。
ところが、定格圧力範囲が広いセンサは非常に高価なものである。したがって、空間２ａにおける圧力範囲が広い場合には、感知装置１全体のコストが非常に高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記感知装置１は、さまざまな場面で用いられること上記した通りであるが、その使用態様によっては、チューブに作用する外力がほぼ一定であり、空間２ａの圧力変動範囲が非常に狭い場合がある。例えば、ラジコンカーレースにおいて、ラジコンカーの通過を検出する場合が考えられる。このように、空間２ａの圧力変動範囲が狭い場合には、定格圧力範囲の狭い安価なセンサを用いて、装置全体のコストを低減することが可能なようにも思われる。
ところが、圧力センサ３は、通常、定格圧力の２倍ないし３倍の圧力が作用すると破壊されてしまう。そのため、定格圧力範囲の狭い安価なセンサを用いた場合に、人間が誤ってチューブ２を踏んでしまう等して定格圧力以上の外力が作用すると、簡単にセンサが壊れてしまうという問題があった。
【０００７】
さらに、チューブ２に外力が作用したときに、空間２ａの圧力が変化するためには、空間２ａを大気からしっかりと密封しておかなければならない。したがって、チューブ２の開口に圧力センサ３を接続する際には、シール４によって当該接続箇所に隙間が生じないようにしっかりと密閉しなければならない。このように、従来の感知装置１においては、チューブ２と圧力センサ３との接続構造が複雑化するとともに、製造工程が面倒になってしまうという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、安価かつ丈夫で、しかも構造が簡単な感知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、一端を閉塞するとともに他端を開口した可撓性を有するチューブと、このチューブの開口に設けた集音体とからなり、上記チューブに外力が作用したとき、チューブ内に生じる音を上記集音体が検出する点に特徴を有する。
【００１０】
第２の発明は、両端を開口する可撓性を有するチューブと、このチューブの両端の開口に設けた一対の集音体と、この一対の集音体に接続した制御機構とを備え、上記集音体は、上記チューブに外力が作用したときチューブ内に生じる音を検出する一方、上記制御機構は、上記一対の集音体が音を検出するタイミングの差に基づいて、外力が作用した場所を特定する点に特徴を有する。
【００１１】
第３の発明は、上記集音体がマイクロフォンからなる点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、チューブ内の空間に生じる音を集音体が検出するようにしたので、チューブに作用する外力が僅かで空間の圧力変化がほとんどない場合であっても、チューブに外力が作用したことを確実に検出することができる。
また、集音体としては、一般的に流通しているマイクロフォンやスピーカー、さらには圧電素子等、音を検出する機能を有するものを広く用いることができ、しかもチューブも可撓性を有していれば、その素材等、特に限定されることもない。したがって、極めて安価な集音体およびチューブを用いることができ、装置全体を安価にすることができる。
しかも、集音体は、音を検出するだけなので、大きな外力が作用して空間の圧力が極めて高くなった場合にも破壊されることがない。したがって、耐圧性が極めて高い丈夫な感知装置を実現することができる。
さらに、空間の圧力変動を検出する必要がないので、シールを設ける必要もなくなり、集音体の接続構造を簡素化することができる。
また、チューブ内の媒質として水等の音伝達速度の速いものを用いれば、検出速度を速くすることができる。
【００１３】
第２の発明によれば、外力が作用した場所を特定するために、一対の集音体を設けるだけでよいので、極めて簡単かつ安価に位置検出機能を付加することができる。
第３の発明によれば、集音体としてマイクロフォンを用いたので、検出する音の範囲が広く、しかも、高感度な検出が可能となる。また、マイクロフォンは、音波を電気の波に変換して検出するので、従来の圧力センサを用いた場合に比べて制御回路を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を用いてこの発明の第１実施形態について説明する。
この感知装置１０は、一端を閉塞するとともに他端を開口させた、可撓性のチューブ１１を備えてなる。このチューブ１１は、内部に空間１１ａを形成するとともに、この空間１１ａの開口、すなわち、チューブ１１の開口をケースＣに接続している。このケースＣ内には、上記チューブ１１の開口に対向する位置に、指向性を有するマイクロフォンからなる集音体１２を設け、この集音体１２によって空間１１ａに生じる音を検出するようにしている。
そして、上記集音体１２には、制御機構１３を電気的に接続するとともに、上記集音体１２が検出した空間１１ａの音に応じて、制御機構１３が様々な制御をするようにしている。
【００１５】
なお、ここでいう空間１１ａに生じる音とは、チューブ１１に外力が作用したときに生じる音のことであり、人間の可聴範囲に限らず、０．１Ｈｚの超低音波から２万Ｈｚの高音波まで広範囲にわたるものである。音は媒質の疎密の繰り返し変化（振動）であるため、可撓性を有するチューブ１１の外周に外力が作用すると、空間１１ａにおいて、空気を媒質とする疎密波（音）が生じる。つまり、音は疎密波であるから、チューブ１１が外力によって振動すれば、空間１１ａに簡単に音が生じるのである。したがって、例えば、チューブ１１の外周を指で軽く弾いたような場合でも、音は空間１１ａに確実に生じるのである。
また、マイクロフォンによって感度に多少の差はあるものの、一般的に流通しているマイクロフォンは、音の検出可能範囲が広く、高感度な検出が可能であるため、僅かに生じる音（疎密波）の検出も可能である。
したがって、上記の感知装置１０を用いれば、チューブ１１の外周を指で軽く弾いたような場合にも、集音体１２が音を検出するとともに、制御機構１３による制御が可能となる。
【００１６】
上記の構成からなる感知装置１０は、さまざまな用途を有するが、例えば、防犯システムとして不正侵入者や不正侵入車輌を検出する場合、次のようにして用いられる。
すなわち、まず、不正侵入者や不正侵入車輌によってチューブ１１が踏みつけられるように、倉庫等の出入口あるいは倉庫内の地面にチューブ１１を敷設する。可撓性を有するチューブ１１に侵入者や車輌等が接触すると、言い換えれば、チューブ１１に外力が作用すると、空間１１ａに音が生じるとともに、この空間１１ａに生じた音を集音体１２が電気の波に変換して検出する。
そして、集音体１２が検出した電気の波は、制御機構１３に信号として入力されるとともに、この入力信号に基づいて制御機構１３が防犯ブザーを鳴らしたり、あるいは、警備会社に通報したりする。
【００１７】
上記第１実施形態の感知装置１０によれば、チューブ１１内の空間１１ａに生じる音を集音体１２が検出するようにしたので、チューブ１１に作用する外力が僅かで空間の圧力変化がほとんどない場合であっても、チューブ１１に外力が作用したことを確実に検出することができる。
また、集音体１２は音を検出するだけなので、大きな外力が作用するとともに、空間の圧力が極めて高くなった場合にも、集音体１２が破壊されることがない。したがって、耐圧性が極めて高い丈夫な感知装置を実現することができる。
さらに、空間１１ａの圧力変動を検出する必要がないので、集音体１２の接続部分等にシールを設ける必要もなくなり、集音体１２の接続構造を簡素化することができる。
【００１８】
なお、上記第１実施形態においては、集音体としてマイクロフォンを用いたが、集音体は音を検出するものであればよく、例えばスピーカーや圧電素子であっても構わない。このように、集音体としては、音を検出する機能を有するものを広く用いることができるので、一般的に流通しているものを用いれば、感知装置を極めて安価に製造することができる。
また、上記第１実施形態においては、集音体が指向性を有しているが、集音体は必ずしも指向性を有している必要はない。ただし、指向性を有しない集音体を用いる場合には、遮音性を有するケースＣを用いて、集音体が外部の音に反応しないようにすることが望ましい。
【００１９】
さらに、上記感知装置１０は、防犯システム以外にも種々利用することができる。例えば、ベランダの手すり等にチューブ１１を敷設すれば、カラス避けとして活用することができる。この場合には、チューブ１１に外力が作用したときに、制御機構１３からカラスが嫌がる音波を流すようにすればよい。
このように、上記感知装置１０は、僅かな外力であっても、チューブ１１に外力が作用したことを確実に検出することができ、しかも耐水性、耐圧性に優れているため、これまでにない新たな用途にも利用可能である。
【００２０】
図２を用いてこの発明の第２実施形態について説明する。
なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同様の符号を付するとともに、その詳細な説明は省略する。
図２に示す感知装置１４は、両端を開口する可撓性を有するチューブ１５を備えてなる。このチューブ１５は、内部に空間１５ａを形成するとともに、この空間１５ａの開口、すなわち、チューブ１５の両端開口をそれぞれ一対のケースＣに接続している。このケースＣ内には、上記チューブ１５の開口に対向する位置に、指向性を有するマイクロフォンからなる集音体１２を設け、この集音体１２によって空間１５ａに生じる音を検出するようにしている。
【００２１】
また、上記一対の集音体１２，１２には、制御機構１３を電気的に接続している。この制御機構１３は、上記一対の集音体１２，１２が、それぞれ空間１５ａの音を検出した時間を記憶するとともに、この時間の差、つまり、一対の集音体１２，１２が音を検出するタイミングの差を演算する。そして、制御機構１３は、予めチューブ１５の長さを記憶しており、このチューブ１５の長さと、両集音体１２，１２の検出タイミングの差とから、外力が作用した場所を演算して特定する。
【００２２】
すなわち、チューブ１５に外力が作用すると、その外力が作用した場所を基点として疎密波（音）が生じるとともに、この疎密波が空間１５ａの空気を伝播して一対の集音体１２，１２まで到達する。したがって、外力が作用した場所が、両集音体１２，１２のちょうど中間地点である場合には、両集音体１２，１２は同時に音を検出することになる。また、両集音体１２，１２までの距離が異なる場所で外力が作用すると、両集音体１２，１２が音を検出するタイミングに差が生じる。音の伝達速度は常温の空気中であれば約３４１ｍ／ｓなので、制御機構１３に予めチューブ１５の長さを記憶させておけば、チューブ１５の長さと、検出タイミングの差とから、外力が作用した場所を演算により特定することができる。
【００２３】
このように、第２実施形態の感知装置１４によれば、一対の集音体１２，１２を設けるだけで、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができ、しかも極めて簡単に位置検出機能を付加することができる。
また、集音体１２，１２は安価であるため、位置検出機能を有する感知装置１４を安価に製造することができる。
なお、制御機構１３に温度検出機能を備えるとともに、温度に応じて音の伝達速度を校正して演算するようにすれば、環境の変化に関わらず高精度な位置検出機能を実現することができる。
また、上記第１実施形態と同様、集音体１２はマイクロフォンに限らず、スピーカーや圧電素子等、音を検出するものを広く用いることができる。
【００２４】
図３を用いてこの発明の第３実施形態について説明する。
なお、上記第１実施形態と同様の構成要素については同様の符号を付するとともに、その詳細な説明は省略する。
図３に示す感知装置１６は、可撓性を有するとともに内部を空間１７ａ，１７ｂに区画したチューブ１７を備えてなる。このチューブ１７の空間１７ａ，１７ｂは、一端を閉塞するとともに他端を開口させており、上記空間１７ａ，１７ｂの開口をそれぞれ一対のケースＣ，Ｃに接続している。
そして、上記ケースＣ，Ｃ内には、分岐したチューブ１７の開口（空間１７ａ，１７ｂの開口）に対向する位置に、指向性を有するマイクロフォンからなる集音体１２，１２を設けている。
【００２５】
なお、上記空間１７ｂには空気が入らないようにして水が入れられている。そして、チューブ１７の開口側には、伝播部材１８，１８を設けている。この伝播部材１８，１８は、例えば薄いフィルム状の素材からなり、チューブ１７の開口を密閉するとともに、空間１７ａ，１７ｂに生じた音に伴って振動するものである。
そして、チューブ１７に外力が作用して空間１７ａ，１７ｂに音が生じると、この音は、空間１７ａにおいては空気を媒質として伝播部材１８まで伝播し、空間１７ｂにおいては水を媒質として伝播部材１８まで伝播する。伝播部材１８，１８は、空間１７ａ，１７ｂに生じた音によって振動するとともに、集音体１２，１２が、空間１７ａ，１７ｂに生じた音を伝播部材１８，１８の振動によって検出する。
【００２６】
また、上記一対の集音体１２，１２には、制御機構１３を電気的に接続している。この制御機構１３は、上記一対の集音体１２，１２が、それぞれ空間１７ａ，１７ｂの音を検出した時間を記憶するとともに、この時間の差、つまり、一対の集音体１２，１２が音を検出するタイミングの差を演算する。そして、制御機構１３は、両集音体１２，１２の検出タイミングの差から、外力が作用した場所を演算して特定する。
【００２７】
すなわち、チューブ１７に外力が作用すると、その外力が作用した場所を基点として疎密波（音）が生じるとともに、この疎密波が空間１７ａ，１７ｂの空気および水を伝播して一対の集音体１２，１２まで到達する。
音の伝達速度は常温の空気中では約３４１ｍ／ｓであり、水中では約１４８０ｍ／ｓであるので、検出タイミングの差を演算すれば、この検出タイミングの差から、外力が作用した場所を特定することができる。
このように、この第３実施形態の感知装置１６において、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
なお、上記第３実施形態においては、空間１７ａに空気を用い、空間１７ｂに水を用いたが、両空間１７ａ，１７ｂに用いるのは空気と水に限らず、音の伝播速度が異なる媒質であれば構わない。したがって、ガスや油を用いてもよいこと当然である。
また、この第３実施形態においても、制御機構１３に温度検出機能を備えれば、環境の変化に関わらず高精度な位置検出機能を実現することができること当然である。そして、上記第１，２実施形態と同様、集音体１２はマイクロフォンに限らず、スピーカーや圧電素子等、音を検出するものを広く用いることができる。
【００２９】
また、上記第１，２実施形態においても、空気ではなく水やガス等を用いても構わないが、空気以外の媒質によって音を伝播する場合には、チューブの開口に伝播部材を設けなければならない。したがって、空気によって音を伝播した方が構造を簡素化することができる。ただし、水等の音伝達速度の速い媒質を用いれば、検出速度を速くすることができるので、検出距離が長い場合等には、空気よりも水等を用いるのが有効である。
なお、上記各実施形態においては、構造を簡素化するために、集音体をチューブの開口部に密封していない。これは、チューブの開口部を密封しなくても、集音体を用いれば音の検出精度を十分に維持することができるからである。
ただし、チューブの開口部を密封すれば、集音体がチューブ内に生じる圧力変動によって変位するので、音が超低音波の場合にも、チューブ内の圧力変動によってチューブに外力が作用したことを検出することができる。したがって、チューブ内に発生する音が超低音波の場合であっても、チューブに外力が作用したことを確実に検出することができ、検出精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態の感知装置である。
【図２】第２実施形態の感知装置である。
【図３】第３実施形態の感知装置である。
【図４】従来の感知装置である。
【符号の説明】
【００３１】
１０，１４，１６                感知装置
１１，１５，１７                チューブ
１１ａ，１５ａ，１７ａ，１７ｂ  空間
１２                            集音体
１３                            制御機構
【図１】
2008076124.tif 000003
【図２】
2008076124.tif 000004
【図３】
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【図４】
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