JPH0877466A - 侵入検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】誤動作が少なく低コストな侵入検出方式を提供
すること。 【構成】閉ざされた空間（車室１）の侵入等による境界
の変化により、室内の音圧分布に変化が生じ、音圧検出
手段３に電圧変化が生じるので、その電圧Viと基準電圧
Vrとを比較し、その結果、差が予め設定される値より大
きい場合に侵入と判定され警告が出力される。音圧検出
手段３の信号は増幅器13で増幅され、フィルタ回路14で
大きく音圧変化の生じる周波数帯域のみ取り出し、整流
回路15と平滑回路16とで音圧検出した電圧Viが得られ
る。予めセット時、又は周期的に背景音圧を取り入れて
基準電圧をVrを設定しておく。警戒時、コンパレータ17
でVrとViを比較して侵入があったか否かを判定する。あ
る周波数帯域において音圧が変化して音圧分布が変化す
るので、他の原因による音圧変化を除去して境界の開口
等による変化を中心に検出できるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両、船舶、工場、住
居、オフィス等における閉ざされた室内への侵入警報シ
ステムに用いる侵入検出方式に関し、特に、音場を用い
た侵入検出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来開発されている、盗難等の目的で、
自動車などの室内へ物または人などが侵入したことを検
出し警報を発するシステムにおいて、侵入を検出する方
式としては、古くは音の定在波を形成して、室内での物
や人の動きによる定在波の変化を検出する方式が知られ
ており、最近では、超音波のドップラー効果を利用し
た動きの検出、焦電型赤外線センサによる人体温度の
検出等がある。

【０００３】音場の定在波による侵入検出としては、米
国特許USP No.3061829明細書に可聴周波数の定在波を形
成して、その定在波の変化を検出して警報するシステム
が示されている。これは、密閉された領域に定在波を形
成し、内部の予期せぬ動きや火事変動などによる定在波
の変化を電圧変化として検出する方式であるが、内部は
静的状態であることが要求され、外部からの雑音、とり
わけ検出周波数と同程度の外部からの周波数による誤動
作、通風の風による誤動作等のために実用化が難しい点
があった。

【０００４】また前記の方式も、やはり室内にある物
の動きに反応することから、例えば車の室内にぶら下げ
られたアクセサリーや室内に残された子供やペットの動
きを検出し、警報を発してしまうといった問題があっ
た。またの方式では、人体と同じ温度の部位が日射等
によって生じた場合にも反応するため、やはり誤警報を
生じやすいという問題がある。そこで、このような誤検
出のない方式として、窓、ドア等の外界との境界の変化
の検出、または室内の容積変化の検出方式があり、これ
らの具体的な検出方式として、米国特許USP No.389864
0 が出願されている。この米国特許は、境界もしくは容
積変化の検出方法として、数十Hzの極低周波の共振音波
によって音場を室内に形成し、窓、ドア開閉等による境
界変化によって生じる部屋の固有振動数の変化を検出す
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の米国特
許USP No.3898640の方式は、数十Hzという極低周波の音
波を室内に満たすための非常に大きな振幅で振動する発
音手段が必要であり、体格、消費電力ともに大きくなら
ざるを得ない（オーディオで低音を忠実に再生するため
には大型のウーハーが必要となることと同義）。よって
室内、とりわけ、取り付けスペース、及び電源パワーが
限られた自動車などの使用状況下では、そのような発音
手段や音圧検出手段を設置して使用することは非常に困
難であるという問題点を有している。

【０００６】従って本発明の目的は、前記問題点に鑑
み、閉ざされた空間への侵入を検出する方式として、
窓、ドア等の境界の変化を、空間内の音圧の変化という
形で捉え、誤動作が少なく、少ない消費電力かつ低コス
トで実現する侵入検出方式を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の構成は、閉ざされた空間を形成する室内に設
置された侵入検出装置の発音手段から発せられる音波に
より該室内に音圧分布を形成し、該室内に対する環境変
化によって生じる該音圧分布の変化を音圧検出手段で検
出する侵入検出方式であって、前記音圧検出手段が、前
記発音手段と対向する位置であって前記空間内の離れた
位置に配置され、前記音波の周波数が低周波可聴周波数
帯域であり、前記音圧検出手段が、(1) 背景音圧レベル
に相当する基準電圧を保持する基準電圧保持手段と、
(2) 該侵入検出装置の警戒時の音圧レベルに相当する電
圧を前記基準電圧と比較する比較手段と、(3) 前記比較
手段による音圧レベルの比較が、ある一定値以上になっ
た場合に異常を知らせる信号を発する異常通知手段とか
ら構成されることである。

【０００８】また関連発明の構成は、前記発音手段に音
声信号を出力し、前記音圧検出手段を介して前記基準電
圧保持手段に前記背景音圧レベルを取り込み、前記比較
手段で警戒時の音圧レベルの電圧値を前記基準電圧と比
較し、比較の結果、異常通知手段により所定値以上の差
がある場合に異常を知らせるマイクロコンピュータシス
テムで構成されていることを特徴とする。本発明の別の
構成はまた、前記音圧検出手段の作動を間欠に行う間欠
手段を有することを特徴とする。

【０００９】あるいはまた、前記発音手段の動作、もし
くは前記信号発生手段の動作を、低レベルな背景音圧レ
ベルの音と比べて十分大きな音圧レベルの検出によって
トリガーとして開始させることである。本発明の構成は
さらに、前記基準電圧の設定を前記侵入検出装置のセッ
ト時に行うか、もしくは、前記音圧検出手段の間欠作動
時に取り込まれる背景音圧レベルをもとに、音圧レベル
の変化がある所定値以下になった場合に、前記基準電圧
の設定値を更新して行うことを特徴とする。あるいは、
前記音圧検出手段に複数個の音圧検出器を有し、いずれ
か一つの前記音圧検出器を基準検出器として、該基準検
出器による検出電圧を基準電圧とし、前記比較手段が、
前記基準検出器以外のそれぞれの前記音圧検出器によっ
て検出された音圧レベルと基準電圧との差分、または音
圧信号の伝達関数の変化を検出することが特徴ある構成
である。

【００１０】

【作用】まず作用の概要として、閉ざされた空間の境界
の変化、とりわけ侵入等による境界部分の開口により、
あるいは人等が侵入した結果生じる室内表面積の変化に
より、室内の音圧分布に変化が生じて音圧検出手段に電
圧変化が生じるので、その電圧と基準電圧と比較する。
比較の結果、差が予め設定された値より大きい場合に侵
入と判定され警告がなされる。請求項２の構成によれ
ば、音声信号をデジタル化し、信号処理がソフトウエア
で処理される。請求項３の構成によれば、侵入検出装置
を検出漏れがない程度に周期的に駆動させ、駆動のため
の電力を節約する。

【００１１】請求項４の構成によれば、通常では考えら
れない程度の、ある程度以上の大きな音が発生した場合
は侵入などの異常による音発生と考えられる公算が大で
あるので、この音発生によって侵入検出装置を始めて駆
動させ、通常はスリープ状態にしておいて省エネを計
る。請求項５の構成によれば、侵入検出装置を駆動する
場所における背景音圧レベルを取り込んだり、背景音圧
レベルをもとに使用環境変化に応じて検出レベルを更新
できる。従って、使用箇所における背景音圧レベルの違
いをなくすことができる。請求項６の構成によれば、複
数の音圧検出器によって、その場で背景音圧レベルをモ
ニタできる。

【００１２】

【発明の効果】請求項１の構成により、閉ざされた空間
である室内の境界の侵入による開口、あるいは侵入その
ものによる室内表面積の変化により、どのような室内に
おいても音響インピーダンスが変化し、ある周波数帯域
において音圧の変化に伴い音圧分布が変わるので、他の
原因による音圧変化を除去して、境界の開口等による変
化を中心に検出できるという効果を有する。また請求項
２の構成により、装置がデジタル処理による簡素な構成
にでき、信号処理をソフトウエアで容易に変更可能であ
るという効果を有する。請求項３や請求項４の構成で
は、間欠作動やトリガー駆動とすることで消費エネルギ
ーを省力化することができるという効果を有する。請求
項５の構成では、侵入検出装置を使用する度ごとに背景
音圧レベルを設定できるため、温度や気圧等の環境変化
に起因する背景音圧レベルの変化をキャンセルでき、誤
検出を低減できる効果を有する。また、この基準電圧の
設定や更新の間欠動作は、警戒動作と独立に設けても、
同様の効果を有する。請求項６の構成では、常に背景音
圧レベルが変化するような環境でも正確に検出できると
いう効果を有する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、本発明の侵入検出方式を乗用車の車室
内に適用して実現する侵入検出装置１０のブロック構成
図を示している。これは、図２に模式的に示す乗用車の
車室内１に音圧分布（もしくは音場）を形成し、音圧を
検出する方式を示したものである。図２において、車室
内１の一区画に設けられた発音手段（スピーカ）２が車
室内１に音場を形成し、所定の位置に音圧検出手段３
（各種タイプのマイクロフォンや圧電素子等）が設置さ
れている。車室内１にはシート４があり、その他、通常
の乗用車に備わっているステアリングやダッシュボード
等がある（図示しない）。ここでは発音手段２の設置位
置を車室内１の後端のリアトレイ部５とし、音圧検出手
段３をダッシュボード部６としてある。

【００１４】この図１のブロック図は、アナログ回路に
よって本発明の効果を実現するもので、発音手段である
スピーカ２が、図２に示すように車室の後端部であるリ
アトレイ上のほぼ中央に配置され、音圧検出手段（マイ
クロフォン）３は車室内の前端部であるダッシュボード
上のほぼ中央部に配置され、お互いが比較的離れた位置
に設置してある。そして、侵入検出装置１０として、ス
ピーカ２へ音場発生のための信号を送出し、音圧検出手
段３からの信号を取り込んで判定結果を出力する筐体が
形成されている。この筐体はスピーカ２もしくは音圧検
出手段３のいずれかと一体的に構成されていても良い。

【００１５】ここで、本発明による侵入検出方式の基本
的原理を説明する。本方式では、車室等の周囲が壁等で
閉ざされた空間内において、発音手段（例えばスピー
カ）から音波を発し、音場を形成する。この時の音波の
形態は、ランダムノイズ、インパルス、正弦波、方形波
等がある。つまり従来例のように特定の共振周波数など
に限らない。ここで形成される音場における音圧分布
は、空間の形状、壁等の境界の音響インピーダンスや音
波の周波数によって決まる。本発明は、この音圧分布が
境界変化によって変化することを利用し、外界からの物
または人等の侵入時の窓、ドア開け、及び侵入自体を検
出するものである。

【００１６】前述のような構成の車室内を代表的なモデ
ルとして、発音手段１から、ある範囲の周波数（200 〜
500Hz)の正弦波音波を放射した場合の音圧検出手段３の
位置における音圧の環境変化による違いを図３に示す。
図３(a) は、窓、ドア等全閉状態の場合（クローズ）と
前席片側の窓を開けた場合（オープン）との音圧比較
を、図３(b) も同様に全閉時と後席片側の窓を開けた時
の音圧比較をしたものである。図３から明らかなよう
に、前後どちらの窓を開けた状態の時でも、音圧が同じ
ように変化する周波数帯域があることが判る。即ちこの
周波数位置での音圧変化を検出することで、窓が開けら
れたことを判定することができる。なお、本実施例の場
合は、他の周波数帯域において音圧の環境変化による違
いを測定しても、大きな差が発生していなかった。

【００１７】次に、この音圧変化の原因を説明する。図
２のような構成の車内を、一例として図３で示したよう
な音圧変化の大きかった周波数（約２７５Hz）において
音圧分布を求めると、図４(a) 〜(c) に示すようにな
る。図４(a) 〜(c) のデータは、発音手段２の設置場所
を７ｄとし、音圧検出手段３の設置場所を７ａとして、
図に示すようなメッシュの格子点で音圧を測定し、その
間を補完して表示している。図４(a) は窓やドア等の開
口部が全閉時の音圧分布を示したものであり、図４(b)
は前席側の窓一つ（図４(b) の８）が開けられた時、図
４(c) は後席側の窓一つ（図４(c) の９）が開けられた
時の音圧分布を示している。

【００１８】この三つの音圧分布の図から、音圧検出手
段３の設置されている７ａにおいて、前後いずれの窓の
開状態によっても、音圧が低下していることが判る。こ
れは、いずれの窓部分においても、その室内領域に音圧
レベルの低い領域があり、そのいずれの窓を開けること
によっても、７ａにおける音圧レベルが一段と低下する
ことに因る。そのために、音圧検出手段３でその音圧レ
ベルが低下することを検出できることになる。図示しな
いが、ドアの開状態、及び人等の侵入そのものによって
も音圧分布の測定において同様な結果となった。従っ
て、このような変化から車内への侵入が検出できること
になる。

【００１９】上記の例では、ちょうど対面する辺の中央
部分にそれぞれ発音手段２と音圧検出手段３とが配置さ
れているが、車室内の配置や材料の違いによって音圧分
布状態は様々となるので、音圧変化の検出条件として
は、発音手段２と音圧検出手段３の配置を特定すること
はできない。車室内１の構成によっては、車室の対角上
の隅にそれぞれ配置して、よく音圧レベルの差が検出で
きる場合もある。しかし発音手段２と音圧検出手段３の
配置として言えることは、発音手段２と音圧検出手段３
の配置を車室内のなるべく離れた位置に設置することが
望ましい。従って発音手段２と音圧検出手段３の取り付
け位置は、特に上記実施例の位置に限ったものではな
く、例えば天井部分とか、ドア蝶番近傍、あるいはソフ
アの後ろ側など、必要に応じた取り付け場所であればよ
い。

【００２０】以上のような侵入検出原理から、音圧検出
手段３によって音圧レベルの変化として電気信号を得る
ことができる。図１において、まず音圧を定常的に発生
させる発音手段であるスピーカ２に、信号発生回路１１
から増幅器１２を介して音響パワーとして送出する。ス
ピーカ２はその音響パワー信号により室内に音圧分布を
形成する。この音圧レベルは、背景音レベルよりも、窓
開きによって生じる音圧変化が十分検出できるレベルに
なるよう、増幅器１２でゲイン調整される。

【００２１】なお、侵入検出装置１０の筐体には図示し
ない電源回路、外部からの電源パワー供給部、信号授受
のためのターミナル、コネクタ等の電気接続端子が備わ
っている。筐体材料としては、耐熱性のＰＢＴ等の樹
脂、もしくはシールド効果のある金属ケースであること
が望ましい。

【００２２】得られた音圧レベルの信号は、マイクロフ
ォン等の音圧検出手段３によって電気信号に変換されて
信号増幅器１３に入力される。そして後段において検出
が十分可能なまでに増幅され、目的とする検出周波数帯
域をフィルタ回路１４で選びだし、整流回路１５で直流
化処理を行って平滑回路１６で平滑化及びノイズ低減処
理を行い、音圧レベルに相当する電圧Ｖi に変換され
る。まず初期モードとして、侵入検出装置１０を動作さ
せるセット時に、セットされる際の背景音圧レベルに相
当する電圧を取り込んで、その値を基に、異常を判定す
る基準となるスレッショルド電圧値Ｖr を発生する基準
電圧発生回路１８にスイッチ１９を一時的にオンする。
スレッショルド電圧値Ｖr が設定されたら、侵入警戒モ
ードとして、音圧検出手段３からの信号により発生する
電圧Ｖi が、先の電圧値Ｖr とコンパレータ１７で比較
されて、この値Ｖr を越える音圧レベルであれば、異常
と判定されて警戒信号Ｖout を出力する。ここではコン
パレータ１７の出力をそのまま警戒信号Ｖout としてい
るので、侵入による窓開きで音圧レベルがＶr 値以上と
なると、コンパレータ１７の出力が反転するので、図示
しない警報装置等を起動させるトリガ信号とすることが
できる。

【００２３】フィルタ回路１４の働きは、窓、ドア開け
等によって音圧変化の生じる周波数帯域の信号のみを抽
出することにより、窓、ドア開け等の境界が変化するこ
と以外の原因によって音圧変化の生じる周波数帯域を除
外する。そのため、検出にとってノイズ成分となる信号
を除去するので、検出精度を高めることができる。ここ
で、検出するべき周波数帯域は 200〜500Hz という帯域
としてあるので、比較的低い可聴周波数帯域であり、音
圧検出手段３としては、通常市販されているレベルの音
声検出手段、例えば小型のコンデンサマイクロフォンや
圧電素子等で良く、また信号処理回路も通常の電子回路
技術で実施可能なことから、この侵入検出装置１０は実
施が容易である。なお、音圧形成で常に低周波の音が存
在することになるが、レベル的には使途に影響を与える
ことはなく、侵入検出という目的からは、車内に人が存
在しない場合が多いと考えられるので障害とはならな
い。内部に子供や荷物、あるいはペットが存在する場合
でも、極端な検出妨害が生じない限り（例えばマイクロ
フォン３を覆い隠す等）音圧変化の検出は誤動作なく実
施できる。

【００２４】フィルタ回路１４を経由した音圧信号は交
流信号であるので、整流回路１５で全波整流もしくは半
波整流を行って、音圧に対応する直流信号を得る。整流
処理のみでは安定した直流値ではないので、平均電圧値
が得られるよう平滑回路１６を用いて安定した直流電圧
値Ｖi を得る。この電圧値Ｖi を、予め装置のセット時
に設定した基準電圧Ｖr と比較して異常な音圧が発生し
ているかを判定する。このような整流回路と平滑回路は
通常の電子回路で実施できるものである。

【００２５】基準電圧の設定は、最初にこの侵入検出装
置１０をセットする際に、まず初期モードとしてスイッ
チ１９を一時的にオン状態にし、その使用する環境にお
ける背景音圧レベルを取り込んで、平滑回路１６から得
られた出力電圧値を基準電圧発生回路１８に保持させ
る。そしてスイッチ１９をオフとして警戒モードとす
る。コンパレータ１７は常時機能するので、基本的に連
続して警戒モードにすることができる。コンパレータ１
７の出力はHiかLoであり、図１の構成では、正常時Hiと
し、侵入発生の場合はLoとなるようにしてある。必要に
よっては反転した設定としても構わないことは言うまで
もない。

【００２６】さて、このような侵入検出方式を車両に応
用する場合、車両の形式が多いために応用性が問題とな
る。形式等が異なると形状や境界の材料が異なり、音響
インピーダンスが異なるためである。そこで、本発明が
適用できない場合があるかどうかを以下のようにして調
べた。すなわち、形状の異なる６種の主な車両におい
て、それぞれの車室内にて発音手段と音圧検出手段を図
４と同様な位置に配置して、車両前後の窓開け時と全閉
時との音圧変化最大値（音圧単位ｄＢ）を調査した結果
を図５に示す。この図から判るように、車室形状の異な
る場合でも、前記の位置において窓開けによって音圧が
少なくとも３ｄＢ以上変化し、十分検出可能であること
が判明した。なお図５においてフロントとは車両のフロ
ント側の窓を開けた場合に生じる音圧変化量を示してい
る。

【００２７】また図６は、音圧変化が最大値を示した周
波数を、各車両に置いて比較したもので、ほぼどの車両
も 200〜500Hz の範囲に入っている。従って車両におい
てはこの周波数範囲で特に検出を実施することで、窓開
け等による侵入検出が普遍的に実施できることが明らか
となり、検出する周波数帯域を限定することで、検出に
は不要な周波数成分を除外できる。なおかつ、この周波
数帯域は可聴周波数帯域なので、発音や検出には通常の
スピーカ、マイクロフォンが利用でき、容易に装置を構
成できる。なお図５、６の上の数字が最大変化を示した
周波数である。一般的には、対象とする空間の音響イン
ピーダンスにより音圧の差の出る周波数が異なるので、
音圧の差が発生している周波数帯域内で実施することが
望ましい。

【００２８】（第二実施例）図７は、デジタル回路によ
って本発明を実施した場合の侵入検出装置７０のブロッ
ク構成図で、図１の信号発生回路１１と、コンパレータ
回路１７、基準電圧発生回路１８の機能をＭＰＵ（マイ
クロプロセシングユニット）２０で処理する構成として
ある。ＭＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換器２０ａ、ＲＯＭ２０
ｂ、ＲＡＭ２０ｃ、演算部２０ｄ、Ｄ／Ａ変換器２０ｅ
から成っている。発音手段２への出力は、ＭＰＵのＤ／
Ａ変換器出力ポート２０ｇからの信号で増幅器１２を介
して音響パワーとして送出する。音圧検出手段３からの
信号は、図１と同様に信号増幅器１３に入力される。そ
して後段において検出が十分可能なまでに増幅され、目
的とする検出周波数帯域をフィルタ回路１４で選びだ
し、整流回路１５で直流化処理を行って平滑回路１６で
平滑化処理、ノイズ低減処理を行い、音圧レベルに相当
する電圧Ｖi に変換される構成となっていることまでは
図１の第一実施例と同様である。そして電圧Ｖi はＡ／
Ｄ変換器の入力部２０ｆに入力される。ＭＰＵ２０で
は、このデジタル化された電圧信号を、図８に示すよう
なフローチャートで処理、判定する。

【００２９】侵入検出装置７０の筐体には図１と同様、
図示しない電源回路、外部からの電源パワー供給部、信
号授受のためのターミナル、コネクタ等の電気接続端子
が備わっている。筐体材料としても、耐熱性のＰＢＴ等
の樹脂、もしくはシールド効果のある金属ケースである
ことが望ましい。

【００３０】侵入検出装置７０が起動状態にセットされ
ると、ＭＰＵ２０内のＲＯＭ２０ｂに記憶された図８に
示すフローチャートの制御プログラムに従い、以下に示
す二つのモードの処理を開始する。最初のモードは、初
期の音圧レベルを取り込んで記憶する初期モード処理
で、本装置を使用する場所でのセット時に１回だけ実施
され、運転者などの車両管理者が車両から離れていくよ
うな場合に、この侵入検出装置７０をセットするため
に、車両に設けられた図示しない警戒開始スイッチ等で
使用開始状態にする。車室内は、利用される環境によっ
て、時として暑いために僅かに窓を開けた状態で使用さ
れるかもしれず、また内部に荷物や子供などの存在があ
るかもしれないために、音圧分布の状態が常に変化する
ことから、使用のたびごとに、背景音圧レベルを測定す
る。

【００３１】まず予め、やはりＭＰＵ２０内のＲＯＭ２
０ｂに記憶された音圧形成用の音声信号波形を数値化し
たデータが、Ｄ／Ａ変換器２０ｅによってアナログ値に
変換され、ある一定時間、出力ポート２０ｇから増幅器
１２に出力され、スピーカ２から音波として放射される
（ステップ800)。この音波によって生じる音圧はマイク
ロフォン３で電気信号に変換されて、第一実施例と同様
に最終的に平滑回路１６を経て、音圧レベルの電圧Ｐi
となる（ステップ802)。この音圧レベル値がＡ／Ｄ変換
器の入力ポート２０ｆから入力されてデジタル化され、
内部のＲＡＭ２０ｃに記憶される（ステップ804)。これ
によってセット時における背景音圧となるレベルが前提
され、初期モードが終了する。

【００３２】次に、直ちに侵入による窓、ドア開けによ
る音圧変化を検出する警戒モード処理を実行する。ＭＰ
Ｕ２０は、やはり音声データをＤ／Ａ変換器２０ｅから
出力して音場を形成する（ステップ806)。そして所定の
サンプリング時間で、音圧レベルに相当する電圧値Ｐa
を取り込み（ステップ808)、演算部２０ｄにおいて、Ｒ
ＡＭ２０ｃに記憶されている、セット時の音圧レベル値
Ｐi と比較する（ステップ810)。そしてそのレベルがセ
ット時のレベル値Ｐi をある一定値αだけ越えている場
合は、異常発生、つまり侵入者ありとして出力ポート２
０ｈへ異常判定信号を出力する（ステップ812)。この出
力ポート２０ｈはデジタル出力であっても、Ｄ／Ａ変換
器２０ｅのアナログ出力であってもよい。もし音圧レベ
ルＰa がセット時のレベルＰi より一定値αを越えてい
なければ、警戒システムが終了リクエストされていない
かチェックし、終了でなければ、再び音場を発生させて
侵入警戒を継続する。なおステップ812 のトリガの意味
は、Ｖout から警戒装置を駆動する、という意味でのト
リガである。

【００３３】この第二実施例のようにマイクロコンピュ
ータを用いた侵入検出方式では、使用される場での背景
音圧レベルの設定が、機器を設定する際に自動的に実施
され、設定調整の手間がなく利用し易い。また信号処理
を一つのＭＰＵ２０で実施できるので、部品点数が少な
くて済み、装置の簡素化、小型化、低コスト化が図れ
る。

【００３４】（第三実施例）警戒判定出力をデジタル値
とする場合に、音圧発生のための音声信号波形を方形
波、即ちパルス波形とする場合は、ＭＰＵ２０の内部パ
ルスがそのまま利用でき、Ｄ／Ａ変換器２０ｅを省略す
る構成とできる（ブロック図等は図示しない）。なお、
音場の形成が方形波でも、侵入に対する音圧レベルの関
係は第一実施例と同様、代わりはない。

【００３５】（第四実施例）上記の第二実施例および第
三実施例に対して、図７のフィルタ回路１４、からの音
声電圧信号を整流回路１５、平滑回路１６を省略して直
接ＭＰＵ２０の入力ポート２０ｆに入力し、プログラム
によって適切なサンプリング時間を設定して数値化、つ
まりある一定時間の平均値もしくは実効値を算出して音
圧レベルの検出を行う構成としても良い。このようなプ
ログラムでは、上記の例よりさらに簡素な構成とするこ
とができる。

【００３６】（第五実施例）本発明の侵入検出方式を実
施する装置の駆動自体もしくは音場発生を、間欠タイマ
ー回路（図示しない）によって適切な時間間隔で間欠的
に実施する構成とすれば、装置の消費電力を半減させる
ことができる。この場合適切な時間間隔とは、侵入検出
のために必要なサンプリング時間を意味するため、秒の
オーダーから分のオーダーまで設定が可能である。

【００３７】（第六実施例）また、第五実施例に対し
て、装置自体の駆動または音場発生を同様な間欠タイマ
ー回路によって間欠的に実施させた時に、取り込まれる
背景音圧レベルをもとにして、音圧レベルの変化がある
所定値以下になった場合に、基準音圧を更新して行って
も良い。これにより温度や気圧等の環境変化に起因する
背景音圧レベルの変化をキャンセルでき、誤検出を低減
できる。

【００３８】（第七実施例）上記の第五実施例の場合と
は少し異なり、通常の侵入警戒モードでは、音声信号の
発生、あるいは本体装置の作動を間欠的に実施し、ガラ
ス割れやドアへの打撃等、何らかの音圧変動が始めてあ
った場合に、その最初の音圧レベル変化をトリガとして
無条件に連続作動させる構成としてもよい。これによ
り、異常であるかもしれない際に、検出能力を低下させ
ることがなく、通常は消費電力を抑制することができ
る。あるいは、侵入検出装置をスリープモード（通電さ
れていてもほとんどの機能が働かず消費電力を省く状
態）としておき、音圧検出のマイクロフォンを機能させ
ておいて、このマイクロフォンにつながる衝撃音検出手
段をハード的もしくはソフト的に設けて、衝撃的な音が
発生したような場合に異常が発生しているかもしれない
と判断して侵入検出装置をスリープ解除して駆動するよ
うな構成としてもよい。

【００３９】（第八実施例）音圧検出手段３を複数設置
する構成とすると、検出精度を高めることができる。即
ち、例として二つのマイクロフォンを用いる場合、一つ
のマイクロフォンを基準用とし、他の一つを検出用とす
ることで、二つの検出した音圧レベルの比率を調べて、
その比の程度から侵入したレベルにあるか否かを判定す
る。なお二個以上マイクロフォンを設定しても構わない
が、構成要素が多くなり、データ処理の負担も増えるこ
とから、実質上は二個または三個のマイクロフォン設置
が好ましい。

【００４０】なお、請求項でいう音圧検出手段が、発音
手段と対向する位置とは、発音手段と音圧検出手段とが
真正面に向かい合うことに限らず、音を発する方向と受
音方向との向きが異なっていても、お互いが離れた位置
であれば良く、また発音手段と音圧検出手段との間に、
例えば座席のヘッドレストのような障害物が存在しても
構わない、ということである。

【００４１】以上のように、音場の中から検出周波数を
限定して、基準となる背景音圧レベルを使用のたびごと
に設定する、本発明の侵入検出方式の構成で、非常に簡
素な侵入検出装置が容易に構築でき、誤動作の少ない侵
入検出が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例を示すブロック構成図。

【図２】車室内の模式的構成図。

【図３】音圧レベルの環境変化による差を示す周波数分
布図。

【図４】環境差による車室内の音圧分布図。

【図５】音圧分布の変化量の車種による比較図。

【図６】音圧変化量が最大である周波数の車種による比
較図。

【図７】第二実施例のデジタル化された侵入検出装置の
ブロック構成図。

【図８】第二実施例のフローチャート。

【符号の説明】

１ 車室 ２ 発音手段（スピーカ） ３ 音圧検出手段（マイクロフォン） １０ 侵入検出装置 １１ 音声信号発生回路 １２ 増幅器 １３ 音圧信号増幅器 １４ フィルタ回路 １５ 整流回路 １６ 平滑回路 １７ 比較器 １８ 基準電圧発生回路（スレッショルド電圧） １９ セットスイッチ ２０ ＭＰＵ（マイクロコンピュータ） ２０ａ Ａ／Ｄ変換器 ２０ｂ ＲＯＭ ２０ｃ ＲＡＭ ２０ｄ 演算部 ２０ｅ Ｄ／Ａ変換器 ２０ｆ 入力ポート ２０ｇ 出力ポート ２０ｈ 判定出力ポート ３０ 侵入検出装置（デジタル） ７０ 侵入検出装置（マイクロコンピュータ構成）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉ざされた空間を形成する室内に設置され
   た侵入検出装置の発音手段から発せられる音波により該
   室内に音圧分布を形成し、該室内に対する環境変化によ
   って生じる該音圧分布の変化を音圧検出手段で検出する
   侵入検出方式であって、 前記音圧検出手段が、前記発音手段と対向する位置であ
   って前記空間内の離れた位置に配置され、 前記音波の周波数が低周波可聴周波数帯域であり、 前記音圧検出手段が、 (1) 背景音圧レベルに相当する基準電圧を保持する基準
   電圧保持手段と、 (2) 該侵入検出装置の警戒時の音圧レベルに相当する電
   圧を前記基準電圧と比較する比較手段と、 (3) 前記比較手段による音圧レベルの比較が、ある一定
   値以上になった場合に異常を知らせる信号を発する異常
   通知手段とから構成されることを特徴とする侵入検出方
   式。
2. 【請求項２】前記発音手段に音声信号を出力し、前記音
   圧検出手段を介して前記基準電圧保持手段に前記背景音
   圧レベルを取り込み、前記比較手段で警戒時の音圧レベ
   ルの電圧値を前記基準電圧と比較し、比較の結果、異常
   通知手段により所定値以上の差がある場合に異常を知ら
   せるマイクロコンピュータシステムで構成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の侵入検出方式。
3. 【請求項３】前記音圧検出手段の作動を間欠に行う間欠
   手段を有することを特徴とする請求項１乃至２に記載の
   侵入検出方式。
4. 【請求項４】前記発音手段の動作、もしくは前記信号発
   生手段の動作を、低レベルな背景音圧レベルの音と比べ
   て十分大きな音圧レベルの検出によってトリガーとして
   開始させることを特徴とする請求項１乃至３に記載の侵
   入検出方式。
5. 【請求項５】前記基準電圧の設定を前記侵入検出装置の
   セット時に行うか、もしくは、 前記音圧検出手段の間欠作動時に取り込まれる背景音圧
   レベルをもとに、音圧レベルの変化がある所定値以下に
   なった場合に、前記基準電圧の設定値を更新して行うこ
   とを特徴とする請求項１乃至４に記載の侵入検出方式。
6. 【請求項６】前記音圧検出手段に複数個の音圧検出器を
   有し、 いずれか一つの前記音圧検出器を基準検出器として、該
   基準検出器による検出電圧を基準電圧とし、 前記比較手段が、前記基準検出器以外のそれぞれの前記
   音圧検出器によって検出された音圧レベルと基準電圧と
   の差分、または音圧信号の伝達関数の変化を検出するこ
   とを特徴とする請求項１乃至４に記載の侵入検出方式。