JPH06223285A

JPH06223285A - 非破壊的なやり方で動物との衝突を避けるための電子警報装置

Info

Publication number: JPH06223285A
Application number: JP5223984A
Authority: JP
Inventors: Louis D Carlo; ディーカルロルイス; Michael J Shives; ジェーシーベスマイケル; Jon E Garner; イーガーナージョン
Original assignee: WINNER INTERNATL
Current assignee: WINNER INTERNATL
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1994-08-12
Also published as: AU4151893A; FI933344A7; EP0581214A1; NO179572B; CA2099792A1; NO932531D0; US5278537A; TW199928B; MX9304478A; KR940002744A; KR970004414B1; NO179572C; AU659318B2; NO932531L; FI933344A0; CA2099792C

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】動物が自動車両の通路中に侵入することを防ぐ
ために超音波を発生する自動車両に使用される電子警報
装置を提供する。【構成】装置は、超音波の周波数で音を発生するように
操作可能な音変換器、予め決定されしかも変化する超音
波の周波数で少なくとも第一及び第二の複数の音波１４
ａ，１４ｂを連続したやり方で発生しそれによりサイレ
ンの超音波の震音効果が該変換器により発生して該動物
を混乱させそして分散するための該変換器を電気的に作
動する電気的手段１０、並びに該電気的手段を作動する
電力源により構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、動物を分散さ
せるのに使用される装置に関し、そしてさらに特に、非
破壊的なやり方で動物を分散させる音を発生させる装置
に関する。本発明は、自動車両の通路中に入り込む動物
により生ずる自動車の衝突が動物への損傷なしに避けら
れるような、作動すると動物を混乱させそして分散させ
るのに有効である車両に設けられた電子オーディオ警報
装置に特に適用でき、そしてそれに特に関して記述され
る。しかし、本発明は、必ずしも移動車両に限定され
ず、そして静止した物体例えばテントなどに設置される
か又は限定された領域への動物の侵入を避けるための周
辺の垣根として機能するだろう。

【０００２】

【従来の技術】動物が、人間により占拠されている空間
又は領域中を歩き回るか、又はその逆に人間が、動物に
より占拠されている空間又は領域中を歩き回るかして、
動物又は人間に荒廃させる結果を与える事例は、数え切
れない。移動する車両の通路中に走り込むか又は突っ込
む動物のために、ハイウエイに散乱する動物の死体の数
を単に考えただけでも十分であろう。これは、恐らく最
も普通の例であり、そして本発明が主として関している
のは、この問題である。しかし、他の応用も存在する。
ハンター及びキャンバーは、かれらのテント又はキャン
プ場をうろつく動物により侵入される。郊外の環境で
は、郵便配達人及び測定者は、伝続的にかれらの作業
中、脅かす動物に出会う。さらに、農民及び牧場労働者
は、望まない動物の侵入が生じない或る領域を設定する
必要がある。従来の技術は、この問題を認識しており、
そして一般に本発明に関係のある装置を生成している。
動物即ち少なくとも多くの動物は、超音波的音波を検出
でき、そして音の源を検出するのに超音波的音波を使用
できることが知られている。概念的に、これは図１に説
明され、物体１は、動物３が聞く所定の周波数で番号２
により示された超音波的音波を発する。超音波２は、静
止する物体例えば樹木４ａ及び４ｂに反射し又は跳ね返
りそして示されたように動物３の耳に反射される波２ａ
及び２ｂを含む。動物３は、物体１の位置を知るため
に、波２ａ、２ｂの増大する反射距離から生ずる時間の
ずれを認識するものと考えられる。

【０００３】この概念を利用して、周波数が変化する超
音波的音を発生する機械装置が提案されている。超音波
的音は、周波数又は別の言い方をすれば波長が変化する
ので、動物は、存在しない反射波から生ずる時間のずれ
を認識しようとすることにより音の位置を突き止めよう
と試みるものと考えられ、その［時間のずれ］は、機械
装置により発せられる超音波的音の変化する周波数から
生ずる。従って、動物は、混乱するようになり、一方そ
れは、音が発散する位置を空間的に再現することを試み
る。テストは、動物が混乱するので、音が発散する付近
から分散又は離れることを示す。いずれにしても、動物
は、音に向かって不注意に動くことはない。明らかに、
動物は、超音波的音波により損傷されず又はその聴力を
損なわない。この原則により操作する一つの機械装置
は、最近、ＤＡＺＺＬＥＲの商品名で市販されている。
装置は、機械的であり、手で持つ応用に適合され、特に
郵便配達人又は測定者が装置を使用して犬の攻撃を防ぐ
ものである。しかし、強烈なやり方で一定の繰り返され
る音を発生する全ての機械装置の能力は、制限されてい
る。全ての機械装置の耐久性には疑問がある。明らか
に、機械的に音波を生成する装置は、厳密にコントロー
ルされた音波を正確に生成するそれらの能力に固有の制
限を有する。本出願の出願日まで、テストは、本発明の
それを含む装置についてなお行われつつある。超音波の
波長の厳密なコントロールが、移動する物体即ち自動車
が含まれる場合において、静止又は徐々に移動する物体
を含むそれより遥かに厳密を要することができる。

【０００４】

【発明の概要】従って、動物に対して損傷を与えること
なく、動物を混乱させ、方向を狂わせ又は分散させるた
めに、順番を決められた変化するやり方で超音波的音を
常にそして繰返し生成できる電子装置又は警報装置を提
供するのが、本発明の主な目的である。本発明の他の特
徴とともにこの目的は、超音波の周波数の音を聞くこと
のできる動物を非破壊的なやり方で分散する装置で一般
に達成され、その装置は、超音波の周波数で音を発生す
るように操作可能な音変換器（ｔｒａｎｓｄｕｃｅ
ｒ）、並びに変化する超音波の周波数で複数の第一及び
第二の順番の決った音波を周期的に繰り返すやり方で変
換器をして発生させそれによりサイレンの超音波の震音
（ｗａｒｂｌｅ）効果が該変換器により発生して動物を
混乱させそして分散するための、電源により作動する電
気的機構又は回路を含む。本発明の他の態様によれば、
超音波的音を検出することのできる動物が自動車両と衝
突するのを防ぐ衝突回避の超音波発生警報装置を備えた
自動車両が提供される。警報装置は、自動車両からの電
力の源即ちその電池、並びに順番の決った変化する周波
数の電圧波形を有する複数の電気的パルスに電力を転換
する電気的励振器（ｄｒｉｖｅｒ）機構又は回路を含
む。ピエゾ電気変換器機構は、それらが発生する連続す
るやり方で電気的パルスを受信し、そしてそれに応じて
順番の決った電気的波の変化する周波数で超音波的音波
を発生し、そのため超音波的音波は変化的に配列され
て、サイレンの震音効果をシミュレートし、それによっ
て超音波のサイレンのシミュミレートした音を聞いた動
物は、混乱するようになりそして方向を狂わせるように
なる。

【０００５】本発明の他の態様では、超音波を聞くこと
のできる動物を損傷することなく分散させるために自動
車両に使用される装置が提供され、そして装置は、予め
決定された電圧の変化する波形で第一及び第二の電気的
パルスを連続的に発生する励振器機構又は回路、その一
次側で前記の第一及び第二の電気的パルスを受信する結
合変圧器、該変圧器の二次側と並列のコンデンサ、及び
前記の第一及び第二の電気的波に波長で相関する第一及
び第二の変化する複数の超音波的音を発生しそれにより
該変換器がサイレンの震音効果で周期的の繰り返される
変化する超音波的音を発生して該動物を混乱させしかも
方向を狂わせそれにより該自動車両との該動物による衝
突を避けるための、該コンデンサ及び該変圧器と並列の
ピエゾ電気変換器を含む。本発明のさらに特定の特徴に
従って、変圧器は、ピエゾ電気変換器に適用される連続
した正弦波として一定のピークからピークの電圧を発生
して、変換器の過熱及び早まった失敗なしに、他の波形
により可能なそれより高い強度で音のレベルを変換器を
して発せしめる。本発明の特定の態様によれば、励振器
は、クラス「Ｃ」の低いデューティサイクルの演算増幅
器又はトランジスタを利用し、それは、クラス「Ａ」又
はクラス「Ｂ」サイクルで操作する増幅器より少ない熱
を発生し（それ故より小さい熱シンクを必要とし）、一
方回路のコンポーネントの数を減らしさらにさもなけれ
ばピエゾ電気トランジスタを駆動するのに必要な正弦波
形成回路の必要性を排除する。本発明の特定のしかも重
要な特徴によれば、励振器は、連続的に変化する周波数
の複数の電気的波を発生するマイクロプロセッサ、並び
に周波数が別個の（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）期間増大するも
のから周波数が減少するものへ変化する周波数の配列を
周期的に変化するマイクロプロセッサと関連して操作可
能なタイミング機構又は回路を含む。特に、タイミング
機構は、マイクロプロセッサをして、約１９ｋＨｚから
約２４ｋＨｚに周波数を連続的に増大させそして約２４
ｋＨｚから約１９ｋＨｚに周波数を連続的に減少させる
一連の電気的パルス波を発生させるように操作させ、そ
してタイミング機構は、マイクロプロセッサをして、電
気的波の発生を約各２００ミリ秒で増大する周波数から
減少する周波数に切り替えさせて、正確な、耐久力のあ
る常に繰り返すことのできる安価な回路が変換器を電気
的に働かすように提供される。

【０００６】本発明のさらに特定のしかも重要な特徴に
よれば、励振器回路は、変化する周波数で方形波で電圧
を発生し、その周波数は、クラス［Ｃ」サイクルで操作
されるトランジスタにより増幅されて安価な回路で変換
器に入力される電力を顕著に上昇させ、そして方形波の
電圧は、別の波形成回路の必要なしに、結合変圧器によ
り一定のピークからピークの電圧により変化する周波数
の連続する正弦波の電圧に変成される。本発明の他の態
様によれば、増大する周波数を有する第一の複数の電圧
波形次に減少する周波数を有する第二の複数の電圧波形
を発生する車両の電池により動力を供給される電子励振
器を設ける段階、超音波的音を生成できるピエゾ電気変
換器を該車両に設ける段階、該電圧波形を該変換器に入
力して該変換器をして増大する周波数を有するように配
列された第一の複数の超音波的音次に減少する周波数の
配列の第二の複数の超音波的音を発しさせ、それにより
サイレンの震音効果が、該動物をして該車両の通路中に
移動するのを避けさせることを生じさせる段階を含む動
物が接近する車両の通路中に入り込むことを妨げる方法
が提供される。本発明の他の特徴によれば、励振器回路
は、もし車両の電池が放電又は低いとき、装置を解除す
る低電圧検出器回路を含む。励振器回路は、又そのエン
ジンが操作しているとき車両に与えられる震動を感知し
て、車両が移動しているか又はそのエンジンがかかって
いるときに限って、警報装置が作動する運動検出器装置
を含む。最後に、安価な発光ダイオードが提供されて、
ピエゾ電気変換器が操作中車両の運転者に指示する。サ
イレンの震音効果の変化する超音波的音を常にそして繰
返し発生する電子装置を提供するのが本発明の目的の一
つである。厳密にコントロールされた強度及び厳密にコ
ントロールされた周波数で超音波的音を正確且つ精密に
発生する能力を有する装置を提供するのが本発明の他の
目的である。作動すると、移動しているときの車両の通
路中に動物が走り込むことを防ぐのに有効である車両に
超音波的音警報装置を提供するのが本発明の他の目的で
ある最小数の回路を利用するサイレンの震音効果の超音
波的音を発生し、各回路は、安価な警報装置を提供する
ために最小数の電気的コンポーネントを利用する電子装
置を提供するのが本発明の他の目的である。本発明の他
の目的は、ピエゾ電気変換器をその最大の強度に働かせ
るために電気的電圧の顕著な増幅を提供する簡単なしか
も安価な動物警報装置の音発生回路を提供することにあ
る。本発明のなお他の目的は、超音波的音波を利用する
非破壊的動物分散装置において、ピエゾ電気超音波的音
波変換器をして過熱及び早まった失敗なしに顕著に高い
強度で操作させる、簡単且つ安価な正弦波発生器を提供
することにある。本発明の他の目的は、動物に損傷を与
えることなく、動物が接近する車両の通路に入り込むこ
とを防ぐ方法を提供することにある。本発明のこれら及
び他の目的は、以下に記載された本発明の詳細な記述を
読みそして理解すると、当業者に明らかになるだろう。

【０００７】本発明は、或るパーツ及びパーツの配置の
物理的な形をとり、その好ましい態様は、詳細に記述さ
れそしてそのパーツを形成する図面に説明されている。
図１は、本発明の環境における音波の伝達の概略的な絵
画的説明である。図２は、本発明の操作中発生する正弦
波電圧を示す周波数対時間の概略的グラフである。図３
は、本発明の操作中発生する正弦波電圧を説明する電圧
対時間の概略的グラフである。図４は、本発明の電子装
置に使用される回路の一部を説明する電気的な概略図で
ある。図５は、本発明の回路の他の部分特にピエゾ電気
変換器の電気回路の電気的な概略図である。

【０００８】示していることは、本発明の好ましい態様
のみを説明することを目的としそれを制限することを目
的としていない図に関して、図１では、移動する車両１
２に設けられるその商品名ＡＮＩＭＡＬＬＯＶＥＲで
市販されているオーディオ警報装置１０が示されてい
る。警報装置１０は、概して一定の強度であるが変化す
る周波数の超音波的音を発する。さらに詳しくは、警報
装置１０により発生する超音波的音波は、別個の期間周
波数が増大する波形を有し、その期間後波形は同様な別
個の期間周波数が減少する。図面では、超音波的音は、
図１で番号１４により示されそして超音波的音波は周波
数が増大するとき図１で番号１４ａにより示され、一方
超音波的音波は、周波数が減少するとき図１で番号１４
ｂで示されるが、変化する周波数の多数の音波よりなる
一つの音は、警報装置１０により生成されることは明ら
かでなければならない。音波１４は、波の周波数又は波
長が増大又は減少するので、波は、サイレンにより生ず
る震音効果のそれにアナロジーされる。上記の従来の技
術に示されるように、動物３がこの震音効果にさらされ
たとき、特に変化する周波数か静止する物体例えば樹木
４ａ、４ｂで反射するとき、動物３は、最早「時間のず
れ」を区別することはできずそして混乱し方向を狂わせ
るようになる。音の強度か消減するまで、それは音の源
から移動する。一つのことが明らかである。動物は、動
物が音の源に近付くにつれ音の強度は増大するので、音
に向かって移動し続けるのを止める。警報装置１０の好
ましい態様で使用される回路は、図４及び５に概略的に
示され、それらは従来の配線図であると理解されたい。
図４は、励振器回路又は励振器手段又は励振器２０を主
として説明するが、図５は、番号３０により一般的に指
示される変換器回路又は変換器手段を説明する。記載さ
れた回路は、プリント回路ボード（図示せす）上になさ
れ、電気的コンポーネントは、従来のやり方で回路ボー
ド中にハンダ付け又は配線される。それ故、警報装置１
０は、プリント回路ボードを含む簡単な箱並びに箱に物
理的に付着したか又はそれに離れて針金で接続されたか
の何れかの超音波マイクロフォン又は変換器並びに車両
の電池から供給されるボードへの電力から物理的に含む
ものと見られる。

【０００９】Ａ）変換器回路先ず図５に関し、変換器回路３０が示され、それは、結
合変圧器３１、変圧器３１と並列のコンデンサ３４、変
圧器３１と直列の負荷抵抗並びにコンデンサ３４及び変
圧器３１と並列の超音波ピエゾ電気変換器３６を含む。
最後に、発光ダイオード３８は、抵抗３５と並列であ
り、自動車両１２の運転者に、警報装置１０が操作中で
あることを指示する。以下の表の形に、記述により、図
４及び５に示される各電気的コンポーネント、パート番
号並びにそれからコンポーネントが購入できる源のリス
トを示す。変換器回路３０か記載される限り、変圧器３
１の一次側３２に入力されるのは、周期的に増大及び減
少する変化する周波数の方形波の形の電圧である。変圧
器３１は、その二次側３３で電圧を方形波の形から正弦
波の形に転換する。変換器３６が、正弦波の最大の電圧
（好ましい態様では４０ボルト）で電気的電圧に曝され
る時間が、変換器が方形電圧波の最大の電圧に曝される
のより短いので、変換器は、正弦波の形で顕著に高い電
圧又は電気的パルスに曝されて、方形波又は同様な形の
電圧波の形で、さもなければ生ずる（同じサイズの変換
器について）過熱及び早まった失敗なしに、より強い音
を発する。当業者は、他の波形が、又ここに開示された
本発明の広い概念に入るこの他の波形及び過熱する変換
器３６なしに、変換器３６を同様に働かせるように、ピ
ーク電圧の短い持続時間を発生するために使用できるこ
とを容易に認識するだろう。しかしながら、ａ）正弦波
が変圧器３１から生ずるので特別な波発生回路は何も必
要されない及び／又はｂ）音の発生のために、正弦波の
波節の滑らかな形が好ましいので、正弦波の電圧波形を
使用するのが本発明の特別な特徴である。変圧器の一次
側３０の方形波のピークからピークの電圧が一定であり
そして変圧器の二次側３３のピークからピークの正弦波
の波電圧も又一定であることを理解すべきである。セラ
ミックスピーカー即ちモデルＮｏ．ＫＳＮ１０７５Ａ、
１０７６Ａ、１１０１ＡとしてＭｏｔｏｒｏｌａから市
販されている１．５インチダイレクトラディエーティン
グツイターが、超音波周波数範囲で優れたレスポンスレ
ベルを有しそしてピエゾ電気変換器３６と同様に機能す
ることが分った。規定の目的のため、波は、もしその周
波数が少なくとも１８−２０ｋＨｚであるならば超音波
と考えられるだろう。又、コンデンサ３４及び抵抗３５
のサイズは、変換器回路３０の電圧正弦波の中間の周波
数で共振するように選択されることを注目すべきであ
る。すなわち、好ましい態様では、正弦波の周波数は、
２１ｋＨｚと２４ｋＨｚとの間の配列された周波数が最
適になるように変化すべきであり、そのため変換器３０
のコンポーネントは２３ｋＨｚで最適なレスポンス時間
又は共振になるように、サイズが決められ又は同調され
ることが分った。

【００１０】Ｂ．励振器励振器２４に関する電気的な概略図は、図４に示され、
そして図に示された実線の節は、従来のプリント回路ボ
ードへの接続及び線接続を表すことを理解されるべきで
ある。さらに、図に示されているもの以外の番号の付さ
れていない又は記載されていない線のあるものは、スイ
ントラック（ｔｈｉｎｔｒａｃｋ）でありそして従来
のやり方でフューズとして機能する。図４及び５で開示
された回路の全てのコンポーネントは、番号を付されそ
して好ましい態様では、特に以下の表に同定される。簡
単のために、回路に開示された或るコンポーネントの操
作の記述は、コンポーネントの操作は、一度以下に同定
されそして図と関連されると、当業者に容易に明らか又
は明白であると考えられるので、論じない。

【００１１】車両の電池（明らかに同期発電機を含む−
図示せず）は、番号４０で概略的に示され、そして接点
４１、４２で励振器２０に電力を供給し、接点の一つは
接地される。（全ての他の接地は、図に示される。）回
路に使用される全てのコンポーネントは、従来から使用
されているものである。入力電圧は１２ボルトであり、
バイアス電圧は５ボルトである。電池４０からの回路ボ
ードへの電力は、ダイオード４５及びコンデンサ４６を
含む示された配置で正電圧調整器によりもたらさられ
る。２個の方形波発生器があり、それぞれ演算増幅器回
路を使用する。１個の方形波発生器は、番号４８により
指示される点線内に含まれるように示され、そして電池
４０が放電しない限り番号５２により概略示される基本
方形波を発生するクランク検出器即ち低電圧検出器とし
て機能する。他の演算増幅器回路は、振動検出器であり
そして番号４９により指示される点線内に含まれる。振
動検出器回路４９は、自動車両１２のエンジンからの振
動が感知されるならば、番号６３と名付けられた方形波
を同様に発生する。換言すれば、もし自動車両のエンジ
ンが作動しているならば、振動検出器回路４９は作動
し、概略的に示された方形波を発生して警報装置１０を
操作せしめる。クランク検出器回路４８及び振動検出器
回路４９は、ともにクラス［Ｃ」サイクル又は操作で操
作する演算増幅器を使用する。クラス「Ｃ」増幅器サイ
クルは、その古典的な従来規定された意味で使用され
る。それは、増幅器の特徴曲線（Ｙ軸のコレクタ電流及
びＸ軸のコレクタ対エミッタ電圧）のＤＣ負荷線の休止
操作点即ちＱ点が、負荷線のカットオフ点（Ｘ軸）より
下であることを意味する。クラス「Ｃ」増幅器は、顕著
な振幅の歪みを導入するが、コレクタ対エミッタ電圧は
増大して変換器回路３０に最大電圧又は電力を供給す
る。クラス「Ｃ」増幅器サイクルに固有なのは、増幅器
又はトランジスタが、恐らく実質的に高い熱出力を発生
し従って大きな熱シンクを必要とする代表的なクラス
［Ａ」又はクラス「Ｂ」又はクラス「Ａ−Ｂ」演算増輻
器サイクルで生ずるのより低温で作動することである。
又、他の演算サイクル（「Ａ」、「Ｂ」、「Ａ−Ｂ］）
は、より多量のパーツを有しそしてピエゾ電気変換器３
６をその最大又は最高の音出力に駆動するために正弦波
成形回路を必要とするだろう。クランク検出器回路４８
は、逆変換演算増幅器５０を有し、そのコンポーネント
は、番号５２により概略指示されるような一定のピーク
からピークの電圧を有する方形波の形又は型の電圧を発
生するように、示されたように配置される。クランク検
出器回路４８のコンポーネントは、示された回路を形成
するように接続された抵抗５４、５５、５６及び５７並
びにコンデンサ５９及び６０を含む。

【００１２】振動検出器回路４９は、同様に、逆変換演
算増幅器６２及び電気的コンポーネントを使用して、番
号６３と概略指示される一定のピークからピークの電圧
を有する方形波を発生する。コンポーネントは、図示さ
れた回路で接続された増幅器のバイアス電圧で抵抗６
５、６６、６７及び６８並びにコンデンサ６９を含む。
さらに、抵抗６５に直列に、図示された接点７１、７２
に接続された運動センサ７０があり、そして運動センサ
７０は、車両１２により経験される運動により作動し
て、電流を振動検出器回路４９に通すようにしなければ
ならない。振動検出器回路４９への入力電圧は、接点７
１、７３においてである。図示されたように、方形波５
２、６３は、従来の８−ビットＣＭＯＳマイクロプロセ
ッサ７５に入力される。参考のために、マイクロプロセ
ッサ７５は、１８ピンを有し、図４の示されているよう
に、ピン番号１はＲＡ−２に相関し、ピン９はＲＢ−３
に相関し、ピン１０はＲＢ−４に相関しそしてピン１８
はＲＡ−１に相関する。マイクロプロセッサの出力は、
ｔｐＲＢ−７に相関するピンにおいてである。又、マ
イクロプロセッサ７５に接続しているのは、抵抗７７及
びコンデンサ７８であり、ともに接地している。又、マ
イクロプロセッサ７５に接続しているのは、タイミング
機構又はタイミング回路である。タイミング回路は、
４．０ＭＨｚ共振器８０及び第一及び第二のコンデンサ
８１、８２を含む。マイクロプロセッサ７５に組み込ま
れたソフトウエアは、入ってくる方形波を乗じ及び／又
は除して、その周波数又は波長を連続的に増大又は減少
させ、そして第一及び第二のコンデンサ８１、８２と組
み合せた共振器８０は、別個の期間即ちシフト時間Ｔ１
で、波の周波数の増大から波の周波数の減少に、そして
周波数の減少から周波数の増大へ、マイクロプロセッサ
７５を切り替えるように働く。即ち、１個のコンデンサ
例えば第一のコンデンサ８１が充電されると、他のコン
デンサ例えば第二のコンデンサ８２が放電されて、マイ
クロプロセッサのソフトウエアが周波数を増大させ、そ
して４ＭＨｚに合わされた共振器８０が、第一及び第二
のコンデンサ８１、８２の充電及び放電の機能を切り替
えるとき、マイクロプロセッサ７５は、番号８３として
図４に概略的に示されるＲＢ−７で発する方形パルスの
周波数又は波長を減少するように働く。

【００１３】概略的にそして一般的な意味で、電圧波形
の型は、図２及び３に指示される。概念的に、マイクロ
プロセッサ７５は、好ましい態様の一つの形において１
０ｋＨｚの周波数を有しそして番号９０ａにより図２で
概略的に示される第一の方形電圧波形を出力する。マイ
クロプロセッサのソフトウエアは、次に番号９０ｂとし
て示される２０ｋＨｚの周波数で第二の方形波形を発生
する。その次の高い周波数電圧波へ電圧波形の周波数
（又は別に波長）を連続的に進めるためにマイクロプロ
セッサ７５をしてその算術的機能を完了する反復時間
（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃなどとして示される）中、複数の波
が設定周波数で生ずるものと考えられる。波長は周波数
により変化するので、電圧波形は、周波数が連続的に高
い価に進むにつれ、図２で一定と示されている反復期間
（Ｔａ、Ｔｂなど）中さらに生成されるだろう。マイク
ロプロサッサは、方形波形９０ｆが２４ｋＨｚの周波数
で発生するまで、電圧方形波の周波数を連続的に進める
又は増大するために、その反復機能を続ける。共振器８
０及びコンデンサ８１、８２を通るタイミング回路は、
マイクロプロセッサ７５がタイミング回路を経て再びシ
フトされるときに９０ａが繰り返すまで、周波数が低下
する波形即ち９０ｅ、９０ｄ、９０ｃ、９０ｂを生成す
るために、次に論理をしてそれ自体逆転させる。シフト
時間は、図２及び３に概略的に示され、そしてＴ１と呼
ばれ、さらに持続時間で等しいと示されて、サイレンの
震音効果が生成する。好ましい態様では、共振器８０、
コンテンサ８１、８２及びマイクロプロセッサ７５に関
する２００ミリ秒のシフト時間Ｔ１は、良好な結果を有
する。実際、波形９０ａが生成される時間と波形９０ｂ
が生成される時間との間発生する複数の変化する波形
（そして図２で点線９２により指示される）が存在す
る。換言すれば、マイクロプロセッサをしてその算術的
機能を完了させそして波形の周波数を変化させる反復期
間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃなどの間、固定した周波数で複数の
波が生ずるか、又は別に反復期間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔ
ｄなどの間、変化する周波数の複数の波形９２がマイク
ロプロセッサに応じて生ずる。何れの場合でも、概念は
同じである。タイミング回路と組み合わされたマイクロ
プロセッサは、反復機能を行うために使用され、電圧波
の周波数を連続的に高い周波数又は短い波長に向かって
進め、次に予定された別個のシフト期間中複数の反復時
間段階が生じた後、低い周波数又は長い波長に逆転させ
る。本発明の広い意味で、全ての反復機能は、「震音」
の任意のタイプの所望の配列を発生させるのに利用さ
れ、そして遅延は、震音を中断するのにタイミング回路
中に組み込まれる。

【００１４】本発明の好ましい態様では、２１ｋＨｚで
始まりそして２４ｋＨｚまで続き、直ぐに２４ｋＨｚか
ら２１ｋＨｚに連続して減少する周波数が、動物を分散
するのに優れた効果を生じ、そしてそれが好ましい。グ
ラフで指示されるように、１９ｋＨｚから２４ｋＨｚの
周波数範囲が又有効であることが分った。警報装置１０
は、１９−３０ｋＨｚの全ての周波数範囲又はその範囲
内の全ての下位範囲の増大する配列で操作するとき、有
効であることが証明されるものと考えられる。本発明
は、その広い意味で、上昇する周波数と下降する周波数
との間に遅延があることを考慮している。即ち、シフト
時間Ｔ１の間の遅延は、回路に組み込まれるか、又は遅
延は、或る予定されたシフト時間Ｔ１が生じた後回路に
組み込まれる。恐らくさらに顕著に、ソフトウエアは、
特定の応用に応じて用途を見つける任意の所定の周波数
の波形の濃度を含むように修飾される。例えば、静止し
たものへの応用では、或る動物は、他の動物はそうでは
ない特定のシリーズの超音波的音に特別な感度を有し、
そしてそれは、或る限定された領域に入るのを防止され
るべき動物である。震音サイレン効果は、集中するか又
は特定の周波数で共振するように構築できる。例えば、
反復期間Ｔｂ及びＴｃは、同じ周波数を有するように構
築できる。又、テストの結果は、連続する上昇及び下降
の震音は、非破壊的なやり方で動物を分散するのに最も
有効であることか決定されることを立証し、そしてここ
に開示された励振器がこの震音を発現することが特別な
本発明の特徴である。図３は、マイクロプロセッサの出
力ピンＲＢ７で発生した方形波形８３を、番号９０ａ、
９０ｂ、９０ｃなどにより示される点線により概略的に
説明する。図を明瞭にするために、反復時間Ｔａ、Ｔｂ
などは、変化するものとして示されて（事実反復時間は
比較的一定である）、ただ１個の波形のみか示されてい
る。演算増幅器５０、６２はクラス［Ｃ］サイクルで操
作するので、基線電圧は、或る価Ｖ０を有するものとし
て示され、ピークからピークの電圧は、好ましい態様に
おけるその価である４０ボルトとして示される。図３
は、励振器回路２０で発生する方形電圧波形８３から形
成される変換器回路３０で発生する正弦波形１００を示
す。

【００１５】図４に関し、マイクロプロセッサ７５によ
り生成される増大−減少と変化する配列された方形電圧
波形８３は、次に上述したようなクラス「Ｃ」操作又は
サイクルで操作する演算増幅器である変換器９５で増幅
される。増幅されそして順番に並べられた変化する周波
数の波形は、次に変圧器３１の一次側３２に入力され
る。コンデンサ９７は、反対の一次側３２に接続されそ
して接地されて回路を完成させる。以下に、表の形で、
パート番号並びにコンポーネントが購入できる供給者に
より、回路のダイアグラムの図４及び５に説明された各
コンポーネントの説明をする。上記のように、全ての回
路コンポーネントは従来からあるものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】本発明は、好ましい態様に関して記述され
た。明らかに、修飾及び変更は、明細書を読みそして本
発明を理解すると、当業者に生ずるだろう。これらの変
更及び修飾は、それらが本発明の範囲内に入る限り、全
て含まれることを目的としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の環境における音波の伝達の概略的な絵
画的説明である。

【図２】本発明の操作中発生する正弦波電圧を示す周波
数対時間の概略的グラフである。

【図３】本発明の操作中発生する正弦波電圧を説明する
電圧対時間の概略的グラフである。

【図４】本発明の電子装置に使用される回路の一部を説
明する電気的な概略図である。

【図５】本発明の回路の他の部分特にピエゾ電気変換器
の電気回路の電気的な概略図である。

【符号の説明】

２超音波２ａ超音波２ｂ超音波３動物４ａ樹木４ｂ樹木１０オーディオ警報装置１２自動車両１４超音波１４ａ増大する周波数の波形１４ｂ減少する周波数の波形２０励振器３０変換器回路３１変圧器３２３１の一次側３３３１の二次側３４コンデンサ３５抵抗３６変換器３８発光ダイオード４０電池４１接点４２接点４４正電圧調整器４５ダイオード４６コンデンサ４８クランク検出器回路４９振動検出器回路５０逆変換演算増幅器５２方形波５４抵抗５５抵抗５６抵抗５７抵抗５９コンデンサ６０コンデンサ６２逆変換演算増幅器６３方形波６５抵抗６６抵抗６７抵抗６８抵抗６９コンデンサ７０運動センサー７１接点７２接点７３接点７５マイクロプロセッサ７７抵抗７８コンデンサ８０共振器８１コンデンサ８２コンデンサ８３方形波９０ａ方形電圧波形９０ｂ方形波形９０ｃ方形波形９０ｄ方形波形９０ｅ方形波形９０ｆ方形波形９２変化する波形９５トランジスタ９７コンデンサ１００正弦波形

フロントページの続き (72)発明者ジョンイーガーナーアメリカ合衆国バージニア州 22132 パーセルビルボックス 435 ルート１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波の周波数で音を聞くことのできる動
物を非破壊的なやり方で分散する装置において、該装置
は、ａ）超音波の周波数で音を発生するように操作可能な音
変換器、ｂ）予め決定されしかも変化する超音波の周波数で少な
くとも第一及び第二の複数の音波を連続したやり方で発
生しそれによりサイレンの超音波の震音効果が該変換器
により発生して該動物を混乱させそして分散するための
該変換器を電気的に作動する電気的手段、並びにｃ）該電気的手段を作動する電力源を含む装置。
【請求項２】該電気的手段は、第一の別個の期間変化す
る周波数で前記の第一の複数の超音波を発生し、次に第
二の別個の期間変化する周波数で前記の第二の複数の超
音波を発生する請求項１の装置。
【請求項３】前記の第一及び第二の期間が等しい請求項
２の装置。
【請求項４】該変換器により生成する前記の第一の複数
の超音波の持続時間は、該変換器により生成する前記の
第二の複数の超音波の持続時間に大体等しく、そして該
持続時間は、別個の期間で予め決定される請求項２の装
置。
【請求項５】該電気的手段は、前記の第一及び第二の別
個の期間の間予め決定された時間の遅延を生ずる請求項
３の装置。
【請求項６】該変換器は、ピエゾ電気変換器である請求
項１の装置。
【請求項７】該電気的手段は、該変換器に適用される連
続する正弦波として一定のピークからピークの電圧を発
生し、それにより該変換器は、過熱なしに他の電圧波形
により可能なのより高い該電圧レベルに相関する強度で
音レベルを発することができる手段を含む請求項６の装
置。
【請求項８】該音波を発生する該電気的手段は、該変換
器に適用される正弦波電圧として電流を発生する結合変
圧器手段、該変換器へ連続的なピークからピークへの正
弦波電圧を供給する該変圧器手段に並列でしかもそれに
関して大きさを決められるコンデンサ手段、並びに前記
の第一及び第二の超音波周波数に相関する電圧波周波数
で該変圧器手段の一次側に電流を供給する励振器手段を
含む請求項１の装置。
【請求項９】該コンデンサ手段は、該電気電圧正弦波の
周波数の中点で共振するように大きさを決められるコン
デンサを含む請求項８の装置。
【請求項１０】該励振器手段は、クラス「Ｃ」増幅器サ
イクルで演算する演算増幅器手段を含む請求項９の装
置。
【請求項１１】該励振器手段は、連続的に変化する周波
数で複数の電気的波を発生するマイクロプロセッサ手段
並びに別個の期間増加する周波数から減少する周波数に
該周波数を周期的に変化する該マイクロプロセッサに関
連して操作可能なタイミング手段を含む請求項８の装
置。
【請求項１２】該タイミング手段は、約１９ｋＨｚから
約２４ｋＨｚの周波数に連続的に増大しそして約２４ｋ
Ｈｚから約１９ｋＨｚの周波数に連続的に減少する予め
決定された電圧波形で複数の電気的パルスを該マイクロ
プロセッサ手段をして発生せしめるように操作する請求
項１１の装置。
【請求項１３】該タイミング手段は、各約２００ミリ秒
で増大した周波数から減少した周波数に該電気的波の該
発生を切り替えるように該マイクロプロセッサ手段をさ
せる請求項１２の装置。
【請求項１４】前記の予め決定された電気的波の周波数
が、該変換器により発せられる該超音波の周波数に等し
い請求項１３の装置。
【請求項１５】該変圧器手段及び該コンデンサ手段の共
振周波数は、約２２．５ｋＨｚである請求項８の装置。
【請求項１６】超音波を聞くことのできる動物を損傷な
しに分散させるための自動車両で使用される電子装置に
おいて、該装置は、ａ）予め決定された電圧の変化する波形で第一及び第二
の電気的パルスを連続的に発生する励振器手段、ｂ）その一次側で前記の第一及び第二の電気的パルスを
受信する結合変圧器、ｃ）該変圧器の二次側と並列のコンデンサ、及びｄ）前記の第一及び第二の電気的波に波長で相関する第
一及び第二の変化する複数の超音波的音を発生しそれに
より該変換器がサイレンの震音効果で周期的の繰り返さ
れる変化する超音波的音を発生して該動物を混乱させし
かも方向を狂わせそれにより該自動車両との該動物によ
る衝突を避けるための、該コンデンサ及び該変圧器と並
列のピエゾ電気変換器を含む装置。
【請求項１７】該電気的波形は、該超音波ピエゾ電気変
換器により生成される該超音波的音波と同じ周波数を有
する請求項１６の装置。
【請求項１８】該電気的波及び該超音波の該周波数は、
約１９ｋＨｚから約３０ｋＨｚの間に概して変化する請
求項１６の装置。
【請求項１９】該周波数は、約２０ｋＨｚから約２５ｋ
Ｈｚの間に概して変化する請求項１８の装置。
【請求項２０】該周波数は、約２１ｋＨｚから約２４ｋ
Ｈｚの間に概して変化する請求項１８の装置。
【請求項２１】前記の第一の複数の変化する超音波的音
は、第一の別個の期間の間発生し、そして前記の第二の
複数の変化する超音波的音は、第二の別個の期間の間発
生する請求項１６の装置。
【請求項２２】前記の第一及び第二の別個の期間は、互
いに等しい請求項２１の装置。
【請求項２３】前記の第二の複数の超音波的音は、前記
の第一の超音波的音に直ぐに続きそして前記の第一の複
数の超音波的音は、前記の第二の超音波的音に直ぐに続
く請求項２１の装置。
【請求項２４】前記の第一の複数の超音波的音は、どん
な音も伝達されない第三の別個の遅延期間後、前記の第
二の超音波的音に続く請求項２１の装置。
【請求項２５】該励振器手段は、クラスＣサイクルで演
算する演算増幅器を含む請求項１６の装置。
【請求項２６】該励振器手段は、方形波として前記の予
め決定された電圧波形を生成する請求項１６の装置。
【請求項２７】該励振器手段は、該波形を発生する演算
増幅器手段、並びに連続的に変化する周波数で複数の電
気的波を発生するマイクロプロセッサ手段、並びに別個
の期間増大から減少の該周波数を周期的に変化させる該
マイクロプロセッサ手段と関連して操作かのうなタイミ
ング手段を含む請求項２６の装置。
【請求項２８】該タイミング手段は、約１９ｋＨｚから
約２４ｋＨｚの周波数に連続的に増大しそして約２４ｋ
Ｈｚから約１９ｋＨｚの周波数に連続的に減少する予め
決定された電圧波形で複数の電気的パルスを該マイクロ
プロセッサ手段をして発生せしめるように操作する請求
項２７の装置。
【請求項２９】該タイミング手段は、該マイクロプロセ
ッサ手段をして、各約２００ミリ秒で増大した周波数か
ら減少した周波数に該電気的波の該発生を切り替えるよ
うにさせる請求項２８の装置。
【請求項３０】超音波的音を検出可能な動物が自動車両
と衝突するのを防ぐ自動車両の衝突回避の超音波的音警
報装置において、該警報装置は、ａ）該警報装置を作動するための該車両の電池から電力
の源をもたらす該車両からの手段、ｂ）順番に並べられ変化する周波数の電圧波形を有する
複数の電気的パルスに該電力を変換する電気的励振器手
段、並びにｃ）該電気的パルスを受信しそしてそれに応じて該電気
的波の変化する順番に並べられた周波数で超音波的音を
発生させ、該超音波的音波は順番に並べられてサイレン
の震音効果をシミュレートし、それにより前記の超音波
的なサイレンのシミュレートした音を聞いた該動物が混
乱ししかも方向を狂わせるようになるピエゾ電気変換器
手段を含む警報装置。
【請求項３１】該超音波的音波の周波数は、約１９ｋＨ
ｚから約３０ｋＨｚの間に変化する請求項３０の警報装
置。
【請求項３２】該超音波的音波の強度は、大体等しい請
求項３０の警報装置。
【請求項３３】該電圧波の周波数は、別個の期間連続し
て増大し、そして別個の期間連続して減少する請求項３
２の警報装置。
【請求項３４】該電圧波形のピークからピークへの電圧
は等しい請求項３１の警報装置。
【請求項３５】全ての電気的パルスのピークからピーク
への電圧は、実質的に一定である請求項３３の警報装
置。
【請求項３６】該変換器手段は、ａ）結合変圧器、ｂ）該変圧器と並列のコンデンサ、並びにｃ）該変圧器と並列の超音波的音発生ピエゾ電気変換器
を含む請求項３０の警報装置。
【請求項３７】増大する周波数を有する第一の配列の電
圧波形次に減少する周波数を有する第二の配列の電圧波
形の発生をコントロールする該励振器手段をさらに含
み、該変換器は、増大する周波数を有する第一の固定し
た持続時間の間前記の第一のシリーズの超音波的音波を
生成し次に直ぐに第二の固定した持続時間の間減少する
周波数を有する第二のシリーズの超音波的音波を生成す
る請求項３６の警報装置。
【請求項３８】該励振器手段は、前記の第二のシリーズ
の音波が発せられた後そして前記の第一の超音波的シリ
ーズの音波を発する前に第三の固定した期間遅延を生じ
させるのにさらに有効である請求項３７の警報装置。
【請求項３９】前記の第一及び第二の期間が等しい請求
項３８の警報装置。
【請求項４０】該励振器手段は、同じ連続する順序で変
化する周波数で複数の超音波的音波を発生するための、
連続する順序で変化する周波数で複数の電気的波を生成
する請求項３０の警報装置。
【請求項４１】該コンデンサは、前記の第一及び第二の
電気的波の周波数の中点で共振周波数であるように大き
さを決められる請求項３６の警報装置。
【請求項４２】該励振器手段は、クラスＣサイクルで演
算する演算増幅器、並びに該変圧器に入力される変化す
る連続するやり方で前記の第一及び第二のパルスを生成
するために該演算増輻器の出力を組合せ、時機に合わせ
そして規制するマイクロプロセッサ手段を含む請求項３
０の警報装置。
【請求項４３】該演算増幅器は、方形波発生演算増輻器
である請求項４２の警報装置。
【請求項４４】該励振器手段の回路は運動検出器を含
み、該運動検出器は、その操作エンジンからの震動又は
該車両の運動からそれに与えられる震動の不存在下該回
路を短絡する請求項３０の警報装置。
【請求項４５】該励振器手段は、低電池検出器回路を含
み、該低電池検出器回路は、該自動車両の電池が放電す
るとき、該超音波回路を解除するように操作可能である
請求項３０の警報装置。
【請求項４６】該変換器手段は、該変換器手段が操作し
ているとき、作動する発光ダイオードを含む請求項３６
の警報装置。
【請求項４７】動物が接近する車両の通路中に入り込む
ことを妨げる方法において、増大する周波数を有する第
一の複数の電圧波形次に減少する周波数を有する第二の
複数の電圧波形を発生する車両の電池により動力を供給
される電子励振器を設ける段階、超音波的音を生成でき
るピエゾ電気変換器を該車両に設ける段階、該電圧波形
を該変換器に入力して該変換器をして増大する周波数を
有するように配列された第一の複数の超音波的音次に減
少する周波数の配列の第二の複数の超音波的音を発しさ
せ、それによりサイレンの震音効果が、該動物をして該
車両の通路中に移動するのを避けさせることを生じさせ
る段階を含む方法。
【請求項４８】該励振器は、方形電圧波形を生成させ、
そして該方法は、該方形波を正弦波形に転換しそして該
正弦波形を該変換器に入力して該変換器をして過熱する
ことなく激しい音を発する変圧器を設ける追加の段階を
含む請求項４７の方法。