WO2021107095A1 - 集音装置及び動物情報出力装置 - Google Patents

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sound collecting
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譲二 山口
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株式会社ラングレス
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    • A01K27/002—Harnesses
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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    • A01K29/005—Monitoring or measuring activity, e.g. detecting heat or mating
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/46—Special adaptations for use as contact microphones, e.g. on musical instrument, on stethoscope

Definitions

  • the present invention relates to a sound collecting device and an animal information output device for detecting sound and outputting information about animals.
  • Patent Document 1 describes a device that obtains a biological potential by placing an animal's foot on an electrode and passing a weak electric current through the animal's body, and measures the degree of relaxation and excitement of the animal based on the biological potential. There is.
  • the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to make it possible to obtain information on the body of an animal in daily life.
  • the sound collecting device includes a sound collecting unit for detecting sound in the body of an animal, a sound absorbing member provided on the sound collecting unit, and a sound collecting member on the body surface of the animal.
  • the sound collecting portion includes a contact member provided so as to be in contact with the housing, and an opening provided on the sound absorbing member side of the housing for communicating the inside and the outside of the housing.
  • a sound collecting element provided inside the housing and detecting the sound, and the sound absorbing member covers the opening of the housing and of the housing through the opening. It protrudes inward.
  • the contact member is made of sponge, and the sound absorbing member may be made of gel.
  • the sound absorbing member may be made of a substance softer than the contact member.
  • the sound absorbing member includes a first sound absorbing member that covers the opening of the housing and a second sound absorbing member that projects toward the inside of the housing through the opening. , It may be composed of a substance different from the first sound absorbing member.
  • the sound collecting unit has a diaphragm provided between the sound collecting element and the opening inside the housing, and the sound absorbing member may be in contact with the diaphragm.
  • the sound collecting device further includes a support member for supporting the sound collecting portion, a portion of the contact member outside the sound collecting portion, and a cushioning member provided so as to be in contact with the supporting member. You may.
  • the cushioning member may be made of a sponge.
  • the animal information output device includes a sound collecting device, a notification device, and a mounting member for fixing the sound collecting device and the notification device to the body of an animal.
  • the sound collecting device includes a notification unit that notifies information about the animal specified based on the sound detected by the sound collecting device, and the sound collecting device includes a sound collecting unit that detects a sound in the body of the animal and the sound collecting unit.
  • a sound absorbing member provided on the portion and a contact member provided on the sound absorbing member so as to be in contact with the body surface of the animal are provided, and the sound collecting portion includes a housing and the sound absorbing member of the housing.
  • the sound absorbing member has an opening provided on the member side for communicating the inside and the outside of the housing, and a sound collecting element provided inside the housing for detecting the sound. It covers the opening of the housing and projects toward the inside of the housing through the opening.
  • the sound collecting device includes a sound collecting unit that detects sound in the body of an animal, a support member having an accommodating portion that accommodates at least a part of the sound collecting unit, and the sound collecting unit.
  • the sound absorbing member provided on the portion, the contact member provided on the sound absorbing member so as to be in contact with the body surface of the animal, the portion of the contact member outside the accommodating portion, and the support member.
  • the sound collecting portion includes a cushioning member provided so as to be in contact with the housing, and an opening provided on the side of the sound absorbing member of the housing for communicating the inside and the outside of the housing. , A sound collecting element provided inside the housing and detecting the sound.
  • FIG. 5 is an external view of an animal information output device attached to an animal according to an embodiment.
  • FIG. 5 is an external view of an animal information output device in a state where it is not attached to an animal according to an embodiment.
  • It is a block diagram of the animal information output device which concerns on embodiment.
  • It is sectional drawing of the sound collecting apparatus which concerns on embodiment.
  • It is an exploded perspective view of the sound collecting device which concerns on embodiment.
  • It is sectional drawing of the sound collecting apparatus which concerns on a modification.
  • It is a front view of the notification device which displays the information about an animal.
  • FIG. 5 which shows the flowchart of the animal information output method executed by the animal information output apparatus which concerns on embodiment.
  • FIG. 1 is an external view of the animal information output device 1 in a state of being attached to an animal according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an external view of the animal information output device 1 in a state of not being attached to an animal according to the present embodiment.
  • the hidden portion of the animal information output device 1 is represented by a broken line.
  • FIG. 1 shows a state in which the animal information output device 1 is attached to a dog.
  • the animal information output device 1 is not limited to dogs, and may be attached to, for example, small animals such as cats, large animals such as elephants, marine animals such as dolphins, or other animals.
  • the animal information output device 1 includes a sound collecting device 2, a notification device 3, a mounting member 4, and a control device 5.
  • the sound collecting device 2 is a device that detects sounds in the body of an animal.
  • the sound collecting device 2 includes a sound collecting unit that detects sounds in the body of an animal, a sound absorbing member that absorbs sound so that the sound collecting unit can mainly detect sounds in the frequency band to be detected (for example, heart sounds and breath sounds). It has a contact member in contact with the body surface of the animal.
  • the sound collecting device 2 outputs information indicating the detected sound to the control device 5. The detailed structure of the sound collector 2 will be described later.
  • the notification device 3 is a device that displays information according to a signal output by the control device 5.
  • the notification device 3 has a display unit (display) capable of displaying information such as a lamp and a liquid crystal display. Further, the notification device 3 may have a voice output unit such as a speaker that can output information by voice.
  • the mounting member 4 is a member for fixing the sound collecting device 2, the notification device 3, and the control device 5 to the animal's body.
  • the mounting member 4 is, for example, a belt made of rubber or resin.
  • the mounting member 4 may have a fastener such as a buckle.
  • the mounting member 4 fixes the notification device 3 to the back of the animal so that the user can visually recognize the notification device 3.
  • Users are, for example, animal owners, animal caregivers, health care workers who treat animals, and the like.
  • the mounting member 4 is a member that fixes the sound collecting device 2 at a place where the sound to be detected can be detected.
  • the mounting member 4 fixes the sound collecting device 2 to the chest of an animal when the sound collecting device 2 detects a heart sound.
  • the mounting member 4 fixes the sound collecting device 2 to the neck or chest of the animal when the sound collecting device 2 detects the breath sounds.
  • the animal information output device 1 may include a plurality of sound collecting devices 2 corresponding to a plurality of sounds to be detected.
  • the control device 5 is a computer that identifies information about animals based on the sound detected by the sound collecting device 2.
  • the information about an animal is, for example, information indicating the emotion of the animal or information indicating the health condition of the animal.
  • the control device 5 causes the notification device 3 to notify the information about the identified animal.
  • FIG. 3 is a block diagram of the animal information output device 1 according to the present embodiment.
  • the arrows indicate the main data flows, and there may be data flows other than those shown in FIG.
  • each block shows not a hardware (device) unit configuration but a functional unit configuration. Therefore, the block shown in FIG. 3 may be mounted in a single device, or may be mounted separately in a plurality of devices. Data can be exchanged between blocks via any means such as a data bus, a network, or a portable storage medium.
  • the control device 5 has a control unit 51 and a storage unit 52.
  • the control unit 51 includes an acquisition unit 511, a specific unit 512, and an output unit 513.
  • the storage unit 52 is a storage medium including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk drive, and the like.
  • the storage unit 52 stores in advance the program executed by the control unit 51.
  • the storage unit 52 may be provided outside the animal information output device 1, and in that case, data may be exchanged with the control unit 51 via a network.
  • the control unit 51 is, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit), and functions as an acquisition unit 511, a specific unit 512, and an output unit 513 by executing a program stored in the storage unit 52. At least a part of the function of the control unit 51 may be executed by an electric circuit. Further, at least a part of the functions of the control unit 51 may be realized by the control unit 51 executing a program executed via the network.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit)
  • CPU Central Processing Unit
  • the animal information output device 1 is not limited to the specific configuration shown in FIG.
  • the sound collecting device 2, the notification device 3, and the control device 5 may be configured by connecting two or more physically separated devices, respectively, by wire or wirelessly.
  • the control device 5 is integrated with the animal information output device 1, but may be a computer provided outside the animal information output device 1. In this case, the sound collecting device 2, the notification device 3, and the control device 5 exchange information with each other by wireless communication.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the sound collecting device 2 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 shows a cross section of the sound collecting device 2 in the line AA of FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the sound collecting device 2 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 shows a state in which the sound collecting device 2 is disassembled along the vertical direction of FIG. 4 (support member 22 is omitted).
  • the animal body is located on the upper side of FIGS. 4 and 5 in a state where the sound collecting device 2 is fixed to the animal body.
  • the sound collecting device 2 includes a sound collecting unit 21, a support member 22, a sound absorbing member 23, a contact member 24, and a cushioning member 25. As shown in FIG. 5, the sound absorbing member 23 and the contact member 24 are superposed on the upper surface of the sound collecting unit 21, and the cushioning member 25 is provided along the side surface of the sound collecting unit 21.
  • the sound collecting unit 21 is a member that detects sounds in the body of an animal.
  • the sound collecting unit 21 includes a housing 211, an opening 212, a sound collecting element 213, and a diaphragm 214.
  • the housing 211 is a hollow columnar member.
  • a circular opening 212 for communicating the inside and the outside of the housing 211 is provided on the upper surface of the housing 211, that is, on the sound absorbing member 23 side (animal body side).
  • a sound collecting element 213 and a diaphragm 214 are fixed inside the housing 211.
  • the sound collecting element 213 is provided on the inner wall of the housing 211 on the opposite side of the opening 212 with the diaphragm 214 interposed therebetween.
  • the sound collecting element 213 detects sound through the opening 212, for example, by detecting the vibration of the diaphragm 214 as a change in capacitance.
  • the sound collecting unit 21 is not limited to the specific method shown here, and may detect sound by other methods.
  • the support member 22 is a member that supports the sound collecting unit 21.
  • the support member 22 has an accommodating portion that accommodates at least a part of the sound collecting portion 21.
  • the accommodating portion accommodates a portion having a predetermined height from the bottom surface (the surface opposite to the sound absorbing member 23) of the sound collecting unit 21 toward the upper surface (the surface on the sound absorbing member 23 side).
  • the sound absorbing member 23 is a frequency selection member (also referred to as a frequency filter) that mainly passes sounds in the frequency band to be detected (for example, heart sounds and breath sounds) and mainly absorbs sounds other than the frequency band.
  • the sound absorbing member 23 is composed of, for example, a gel which is a polymer elastic substance having a three-dimensional network structure.
  • the sound absorbing member 23 is provided so as to cover the opening 212 of the housing 211 of the sound collecting portion 21 and project toward the inside of the housing 211 through the opening 212.
  • the sound absorbing member 23 suppresses the air outside the sound collecting portion 21 from entering the housing 211 from the opening 212, and reduces the amount of air located between the sound absorbing member 23 and the diaphragm 214. Can be reduced. Therefore, the sound collecting device 2 can further reduce noise, which is a sound other than the sound in the body, as compared with the sound in the body of the animal transmitted from the air, so that information on the body of the animal in daily life can be stably obtained. You can get it.
  • the sound absorbing member 23 may include a first sound absorbing member that covers the opening 212 of the housing 211 of the sound collecting portion 21, and a second sound absorbing member that projects toward the inside of the housing 211 through the opening 212. ..
  • the second sound absorbing member may be made of a substance different from that of the first sound absorbing member. With such a configuration, for example, by forming the second sound absorbing member with a substance harder than the first sound absorbing member (that is, a substance having a large elastic modulus), the frequency band selected by the sound absorbing member 23 can be set more flexibly. it can.
  • the contact member 24 is a member provided on the sound absorbing member 23 so as to be in contact with the body surface of the animal.
  • the contact member 24 is made of, for example, a sponge which is a porous elastic substance. Since the contact member 24 can reduce the frictional sound generated between the contact member 24 and the animal's body surface by flexibly contacting the animal's body surface (mainly hair), the sound collecting device 2 provides information on the animal's body in daily life. Can be obtained stably.
  • the sound absorbing member 23 is made of a substance softer than the contact member 24. That is, the elastic modulus of the sound absorbing member 23 is configured to be smaller than the elastic modulus of the contact member 24.
  • low-frequency sounds such as heart sounds and breath sounds are difficult to pass through hard substances and easily pass through soft substances.
  • the sound absorbing member 23 can mainly pass the sound in the body of the animal.
  • the natural frequency of the sound absorbing member 23 may be configured to be smaller than the natural frequency of the contact member 24.
  • the buffer member 25 is provided so as to be in contact with a portion of the contact member 24 outside the accommodating portion provided in the support member 22 (that is, the sound collecting portion 21 accommodated in the accommodating portion) and the support member 22. It is a member.
  • the cushioning member 25 is made of a substance different from the contact member 24 (for example, a substance softer than the contact member 24), and is made of, for example, a sponge. With such a configuration, the buffer member 25 can suppress the transmission of noise from the support member 22 to the sound absorbing member 23 and the contact member 24.
  • FIG. 6A shows a sound collecting device 2 having a configuration in which the buffer member 25 is omitted as compared with the configuration of FIG.
  • FIG. 6B shows a sound collecting device 2 having a configuration in which the cushioning member 25 is omitted and the sound absorbing member 23 is housed in the opening 212 of the housing 211 as compared with the configuration of FIG. There is.
  • the contact member 24 keeps contact with the body surface of the animal, and the sound absorbing member 23 selectively passes the sound inside the animal, so that the sound collecting device is used. 2 can stably acquire information on the body of an animal in daily life.
  • FIG. 6C further has a protective member 26 that covers the side surface and the bottom surface of the housing 211 as compared with the configuration of FIG.
  • the protective member 26 is made of, for example, a gel or a sponge.
  • the protective member 26 can reduce the sound transmitted from the side surface and the bottom surface of the housing 211 to the sound collecting unit 21, the sound collecting device 2 can detect the sound with further reduced noise. ..
  • the sound absorbing member 23 does not have to be in contact with the diaphragm 214. Further, in each of the configurations shown in FIGS. 6A to 6C, the sound absorbing member 23 may cover the opening 212 without protruding toward the inside of the housing 211. Even in such a configuration, the sound collecting device 2 can reduce noise which is a sound other than the sound in the body.
  • the processing performed by the animal information output device 1 will be described in detail below.
  • the sound collecting device 2 After the animal information output device 1 is attached to the body of the animal, the sound collecting device 2 starts detecting the sound by the sound collecting unit 21. The sound collecting device 2 outputs sound information indicating the sound detected by the sound collecting unit 21 to the control device 5.
  • the acquisition unit 511 acquires the sound information output by the sound collector 2.
  • the identification unit 512 identifies information about the animal based on the sound information acquired by the acquisition unit 511.
  • the information about the animal is information indicating the emotion of the animal or information indicating the health condition of the animal, which can be identified based on the sound information.
  • the specific unit 512 acquires heartbeat information indicating the heartbeat of an animal by executing predetermined signal processing (for example, a noise filter and a low-pass filter) on the sound indicated by the sound information acquired by the acquisition unit 511. Then, the specific unit 512 estimates the emotion of the animal by performing heart rate variability analysis on the heartbeat indicated by the acquired heartbeat information. Animal emotions are, for example, whether the animal is stressed, drowsy, and interested in something.
  • the identification unit 512 identifies the information indicating the estimated emotion of the animal as the information about the animal.
  • the specific unit 512 executes predetermined signal processing (for example, a noise filter and a low-pass filter) on the sound indicated by the sound information acquired by the acquisition unit 511, thereby performing the heart rate, the respiration rate, and the body of the animal.
  • the number of times the noise is scratched may be acquired as information indicating the health condition of the animal.
  • the identification unit 512 identifies the acquired information indicating the health condition of the animal as information about the animal.
  • the identification unit 512 is not limited to the specific information shown here, and may specify information about other animals that can be identified from the sounds inside the animal.
  • the output unit 513 outputs information about the animal specified by the specific unit 512 to the notification device 3.
  • the notification device 3 displays information about the animal output by the control device 5.
  • FIG. 7 is a front view of the notification device 3 displaying information about the animal.
  • the notification device 3 includes, for example, a lamp 31 such as an LED (Light Emitting Diode).
  • the lamp 31 displays information about the animal by emitting light in different modes (that is, light emission color, light emission intensity, light emission timing, etc.) depending on the information about the animal.
  • the user can easily grasp the information indicating the emotion of the animal and the information indicating the health condition of the animal identified based on the sound in the body of the animal.
  • the mode in which the lamp 31 emits light may be specified by the control device 5 based on the information about the animal, or may be determined by the notification device 3 based on the information about the animal.
  • the notification device 3 may display information about the animal on the liquid crystal display in place of or in addition to the lamp 31.
  • the notification device 3 may output a voice indicating information about the animal instead of or in addition to displaying the information.
  • FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of an animal information output method executed by the animal information output device 1 according to the present embodiment.
  • the sound collecting device 2 After the animal information output device 1 is attached to the body of the animal, the sound collecting device 2 starts detecting the sound by the sound collecting unit 21. The sound collecting device 2 outputs sound information indicating the sound detected by the sound collecting unit 21 to the control device 5.
  • the acquisition unit 511 acquires the sound information output by the sound collecting device 2 (S11).
  • the identification unit 512 specifies information about the animal based on the sound information acquired by the acquisition unit 511 (S12).
  • the output unit 513 outputs information about the animal specified by the specific unit 512 to the notification device 3 (S13).
  • the notification device 3 notifies the information about the animal output by the control device 5.
  • the sound collecting device 2 covers the opening 212 of the housing 211 of the sound collecting unit 21 and projects toward the inside of the housing 211 through the opening 212. It has a sound absorbing member 23 and a contact member 24 provided on the sound absorbing member 23 so as to be in contact with the body surface of the animal. With such a configuration, the contact member 24 keeps contact with the body surface of the animal, and the sound absorbing member 23 selectively passes the sound inside the animal body, so that the sound collecting device 2 can be used for the animal body in daily life. You can get stable information about.
  • the processor of the control device 5 is the main body of each step included in the animal information output method shown in FIG. That is, the processor of the control device 5 reads a program for executing the animal information output method shown in FIG. 8 from the storage unit, executes the program, and controls each unit of the animal information output device 1 to control each unit of FIG. Execute the animal information output method shown in. Some of the steps included in the animal information output method shown in FIG. 8 may be omitted, the order between the steps may be changed, and a plurality of steps may be performed in parallel.

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Abstract

本発明の一実施形態に係る集音装置２は、動物の体内の音を検出する集音部２１と、集音部上に設けられた吸音部材２３と、吸音部材上において動物の体表に接するように設けられた接触部材２４と、を備え、集音部は、筐体２１１と、筐体の吸音部材側に設けられた、筐体の内部と外部とを連通させる開口部２１２と、筐体の内部に設けられ、音を検出する集音素子２１３と、を有し、吸音部材は、筐体の開口部を覆うとともに、開口部を介して筐体の内部に向かって突出する。

Description

集音装置及び動物情報出力装置
　本発明は、音を検出して動物に関する情報を出力するための集音装置及び動物情報出力装置に関する。
　近年、犬や猫等のペットを飼育している家庭が増加しており、それに伴って動物の感情を知りたいという需要が高まっている。特許文献１には、動物の足を電極に載せ、動物の体に微弱電流を流すことによって生体ポテンシャルを取得し、生体ポテンシャルに基づいて動物のリラックス度や興奮度を計測する装置が記載されている。
特開２０１０－１８７６３１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載された装置は、動物の足を電極に載せる必要があるため、自然な状態の動物の体に関する情報を取得しているとは言い難い。動物の足に電極を固定したまま生活をすることは現実的でないため、特許文献１に記載された装置は、日常生活における動物の体に関する情報を取得して動物の感情を推定することは難しい。
　本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、日常生活における動物の体に関する情報を取得可能にすることを目的とする。
　本発明の第１の態様の集音装置は、動物の体内の音を検出する集音部と、前記集音部上に設けられた吸音部材と、前記吸音部材上において前記動物の体表に接するように設けられた接触部材と、を備え、前記集音部は、筐体と、前記筐体の前記吸音部材側に設けられた、前記筐体の内部と外部とを連通させる開口部と、前記筐体の内部に設けられ、前記音を検出する集音素子と、を有し、前記吸音部材は、前記筐体の前記開口部を覆うとともに、前記開口部を介して前記筐体の内部に向かって突出する。
　前記接触部材は、スポンジによって構成されており、前記吸音部材は、ゲルによって構成されてもよい。
　前記吸音部材は、前記接触部材よりも柔らかい物質によって構成されてもよい。
　前記吸音部材は、前記筐体の前記開口部を覆う第１吸音部材と、前記開口部を介して前記筐体の内部に向かって突出する第２吸音部材とを含み、前記第２吸音部材は、前記第１吸音部材とは異なる物質によって構成されていてもよい。
　前記集音部は、前記筐体の内部における前記集音素子と前記開口部との間に設けられた振動板を有し、前記吸音部材は、前記振動板に接触していてもよい。
　前記集音装置は、前記集音部を支持する支持部材と、前記接触部材の前記集音部よりも外側の部分と、前記支持部材とに接するように設けられた緩衝部材と、をさらに備えてもよい。
　前記緩衝部材は、スポンジによって構成されていてもよい。
　本発明の第２の態様の動物情報出力装置は、集音装置と、通知装置と、前記集音装置及び前記通知装置を動物の体に固定するための装着部材とを含み、前記通知装置は、前記集音装置が検出した音に基づいて特定された前記動物に関する情報を通知する通知部を備え、前記集音装置は、前記動物の体内の音を検出する集音部と、前記集音部上に設けられた吸音部材と、前記吸音部材上において前記動物の体表に接するように設けられた接触部材と、を備え、前記集音部は、筐体と、前記筐体の前記吸音部材側に設けられた、前記筐体の内部と外部とを連通させる開口部と、前記筐体の内部に設けられ、前記音を検出する集音素子と、を有し、前記吸音部材は、前記筐体の前記開口部を覆うとともに、前記開口部を介して前記筐体の内部に向かって突出する。
　本発明の第３の態様の集音装置は、動物の体内の音を検出する集音部と、前記集音部の少なくとも一部を収容している収容部を有する支持部材と、前記集音部上に設けられた吸音部材と、前記吸音部材上において前記動物の体表に接するように設けられた接触部材と、前記接触部材の前記収容部よりも外側の部分と、前記支持部材とに接するように設けられた緩衝部材と、を備え、前記集音部は、筐体と、前記筐体の前記吸音部材側に設けられた、前記筐体の内部と外部とを連通させる開口部と、前記筐体の内部に設けられ、前記音を検出する集音素子と、を有する。
　本発明によれば、日常生活における動物の体に関する情報を取得可能にすることができる。
実施形態に係る、動物に装着された状態の動物情報出力装置の外観図である。 実施形態に係る、動物に装着されていない状態の動物情報出力装置の外観図である。 実施形態に係る動物情報出力装置のブロック図である。 実施形態に係る集音装置の断面図である。 実施形態に係る集音装置の分解斜視図である。 変形例に係る集音装置の断面図である。 動物に関する情報を表示している通知装置の正面図である。 実施形態に係る動物情報出力装置が実行する動物情報出力方法のフローチャートを示す図である。
［動物情報出力装置の概要］
　図１は、本実施形態に係る、動物に装着された状態の動物情報出力装置１の外観図である。図２は、本実施形態に係る、動物に装着されていない状態の動物情報出力装置１の外観図である。図１及び図２において、動物情報出力装置１のうち隠れている部分は破線で表されている。図１は、動物情報出力装置１が犬に装着された状態を表している。動物情報出力装置１は、犬に限られず、例えば猫等の小型動物、象等の大型動物、イルカ等の海獣、又はその他の動物に装着されてもよい。
　動物情報出力装置１は、集音装置２と、通知装置３と、装着部材４と、制御装置５とを含む。集音装置２は、動物の体内の音を検出する装置である。集音装置２は、動物の体内の音を検出する集音部と、集音部が検出対象の周波数帯の音（例えば心音や呼吸音）を主に検出できるように吸音する吸音部材と、動物の体表に接する接触部材とを有する。集音装置２は、検出した音を示す情報を制御装置５へ出力する。集音装置２の詳細な構造については後述する。
　通知装置３は、制御装置５が出力した信号に従って情報を表示する装置である。通知装置３は、ランプ、液晶ディスプレイ等、情報を表示可能な表示部（ディスプレイ）を有する。また、通知装置３は、スピーカ等、情報を音声で出力可能な音声出力部を有してもよい。
　装着部材４は、集音装置２、通知装置３及び制御装置５を動物の体に固定するための部材である。装着部材４は、例えばゴムや樹脂で構成されたベルトである。装着部材４は、バックル等の留め具を有してもよい。装着部材４は、ユーザが通知装置３を視認できるように、通知装置３を動物の背部に固定する。ユーザは、例えば、動物の飼い主、動物を世話する人、動物を治療する医療従事者等である。
　装着部材４は、検出対象の音を検出可能な場所に、集音装置２を固定する部材である。例えば、装着部材４は、集音装置２に心音を検出させる場合に、集音装置２を動物の胸部に固定する。例えば、装着部材４は、集音装置２に呼吸音を検出させる場合に、集音装置２を動物の頸部又は胸部に固定する。動物情報出力装置１は、検出対象の複数の音に対応する複数の集音装置２を含んでもよい。
　制御装置５は、集音装置２が検出した音に基づいて、動物に関する情報を特定するコンピュータである。動物に関する情報は、例えば動物の感情を示す情報や、動物の健康状態を示す情報である。制御装置５は、特定した動物に関する情報を、通知装置３に通知させる。
　図３は、本実施形態に係る動物情報出力装置１のブロック図である。図３において、矢印は主なデータの流れを示しており、図３に示したもの以外のデータの流れがあってよい。図３において、各ブロックはハードウェア（装置）単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図３に示すブロックは単一の装置内に実装されてよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてよい。ブロック間のデータの授受は、データバス、ネットワーク、可搬記憶媒体等、任意の手段を介して行われてよい。
　制御装置５は、制御部５１と、記憶部５２とを有する。制御部５１は、取得部５１１と、特定部５１２と、出力部５１３とを有する。記憶部５２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクドライブ等を含む記憶媒体である。記憶部５２は、制御部５１が実行するプログラムを予め記憶している。記憶部５２は、動物情報出力装置１の外部に設けられてもよく、その場合にネットワークを介して制御部５１との間でデータの授受を行ってもよい。
　制御部５１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、記憶部５２に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部５１１、特定部５１２及び出力部５１３として機能する。制御部５１の機能の少なくとも一部は電気回路によって実行されてもよい。また、制御部５１の機能の少なくとも一部は、制御部５１がネットワーク経由で実行されるプログラムを実行することによって実現されてもよい。
　本実施形態に係る動物情報出力装置１は、図３に示す具体的な構成に限定されない。集音装置２、通知装置３及び制御装置５は、それぞれ２つ以上の物理的に分離した装置が有線又は無線で接続されることにより構成されてもよい。本実施形態では、制御装置５は、動物情報出力装置１と一体化されているが、動物情報出力装置１の外部に設けられたコンピュータであってもよい。この場合に、集音装置２、通知装置３及び制御装置５は、無線通信によって互いに情報を授受する。
［集音装置の構造］
　本実施形態に係る集音装置２の構造を以下に詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る集音装置２の断面図である。図４は、図２のＡ－Ａ線における集音装置２の断面を表している。図５は、本実施形態に係る集音装置２の分解斜視図である。図５は、集音装置２を、図４の上下方向に沿って分解した状態（支持部材２２は省略）を表している。集音装置２が動物の体に固定されている状態において、図４及び図５の上側に動物の体が位置する。
　集音装置２は、集音部２１と、支持部材２２と、吸音部材２３と、接触部材２４と、緩衝部材２５とを備える。図５に示すように、集音部２１の上面上に吸音部材２３及び接触部材２４が重ねられており、集音部２１の側面に沿って緩衝部材２５が設けられている。
　集音部２１は、動物の体内の音を検出する部材である。集音部２１は、筐体２１１と、開口部２１２と、集音素子２１３と、振動板２１４とを有する。筐体２１１は、中空の円柱状の部材である。筐体２１１の上面、すなわち吸音部材２３側（動物の体側）に、筐体２１１の内部と外部とを連通させる円形の開口部２１２が設けられている。
　筐体２１１の内部には、集音素子２１３と、振動板２１４（ダイヤフラム）とが固定されている。集音素子２１３は、振動板２１４を挟んで開口部２１２の反対側の、筐体２１１の内壁に設けられている。集音素子２１３は、例えば振動板２１４の振動を静電容量の変化として検出することによって、開口部２１２を介して音を検出する。集音部２１は、ここに示した具体的な方法に限られず、その他の方法で音を検出してもよい。
　支持部材２２は、集音部２１を支持する部材である。支持部材２２は、集音部２１の少なくとも一部を収容する収容部を有する。収容部は、集音部２１の底面（吸音部材２３とは反対側の面）から上面（吸音部材２３側の面）に向かって所定の高さの部分を収容する。
　吸音部材２３は、検出対象の周波数帯の音（例えば心音や呼吸音）を主に通過させるとともに、当該周波数帯以外の音を主に吸収する、周波数選択部材（周波数フィルタともいう）である。吸音部材２３は、例えば三次元網目構造を有する高分子の弾性物質であるゲルによって構成されている。吸音部材２３は、集音部２１の筐体２１１の開口部２１２を覆うとともに、開口部２１２を介して筐体２１１の内部に向かって突出するように設けられている。このような構成により、吸音部材２３は、集音部２１の外部の空気が開口部２１２から筐体２１１に入ることを抑制し、吸音部材２３と振動板２１４の間に位置する空気の量を少なくすることができる。そのため、集音装置２は、空気から伝達される動物の体内の音と比較して、体内の音以外の音であるノイズをより低減できるため、日常生活における動物の体に関する情報を安定的に取得できる。
　ここで、「吸音部材２３が筐体２１１の内部に向かって突出している」とは、吸音部材２３の少なくとも一部が開口部２１２の表面（すなわち、図４において開口部２１２の上端）よりも筐体２１１の内部側（集音素子２１３側）に位置していればよいが、ノイズをより低減するためには、吸音部材２３が開口部２１２の全体を塞いでいることが望ましい。さらに、吸音部材２３は、筐体２１１の内部において、振動板２１４に接触していることが望ましい。これにより、吸音部材２３は、吸音部材２３と振動板２１４の間に位置する空気の量をさらに減少させ、動物の体内の音以外のノイズを大幅に低減できる。
　吸音部材２３は、集音部２１の筐体２１１の開口部２１２を覆う第１吸音部材と、開口部２１２を介して筐体２１１の内部に向かって突出する第２吸音部材とを含んでもよい。第２吸音部材は、第１吸音部材とは異なる物質によって構成されてもよい。このような構成により、例えば第２吸音部材を第１吸音部材よりも硬い物質（すなわち弾性係数が大きい物質）で構成することによって、吸音部材２３が選択する周波数帯をより柔軟に設定することができる。
　接触部材２４は、吸音部材２３上において、動物の体表に接するように設けられた部材である。接触部材２４は、例えば多孔質の弾性物質であるスポンジによって構成されている。接触部材２４は、動物の体表（主に毛）に柔軟に接触することによって動物の体表との間で生じる摩擦音を軽減できるため、集音装置２は、日常生活における動物の体に関する情報を安定的に取得できる。
　吸音部材２３は、接触部材２４よりも柔らかい物質によって構成されている。すなわち、吸音部材２３の弾性係数は、接触部材２４の弾性係数よりも小さいように構成される。例えば心音や呼吸音のような低い周波数帯の音は、硬い物質を通過しづらく、柔らかい物質を通過しやすい。上述のように開口部２１２を覆う吸音部材２３を比較的柔らかい物質で構成することによって、吸音部材２３は、動物の体内の音を主に通過させることができる。また、吸音部材２３の固有振動数は、接触部材２４の固有振動数よりも小さいように構成されてもよい。
　緩衝部材２５は、接触部材２４の、支持部材２２に設けられた収容部（すなわち収容部に収容された集音部２１）よりも外側の部分と、支持部材２２とに接するように設けられた部材である。緩衝部材２５は、接触部材２４とは異なる物質（例えば接触部材２４よりも柔らかい物質）によって構成されており、例えばスポンジによって構成されている。このような構成により、緩衝部材２５は、支持部材２２から吸音部材２３及び接触部材２４へノイズが伝達することを抑制できる。
　図６（ａ）～図６（ｃ）は、本実施形態の変形例に係る集音装置２の断面図である。図６（ａ）～図６（ｃ）は、それぞれ図２のＡ－Ａ線における集音装置２の断面を表している。図６（ａ）は、図４の構成と比較して、緩衝部材２５が省略された構成を有する集音装置２を表している。図６（ｂ）は、図４の構成と比較して、緩衝部材２５が省略され、かつ吸音部材２３が筐体２１１の開口部２１２内に収まっている構成を有する集音装置２を表している。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）の構成においても、接触部材２４が動物の体表との接触を保ち、吸音部材２３が動物の体内の音を選択的に通過させるため、集音装置２は、日常生活における動物の体に関する情報を安定的に取得できる。
　図６（ｃ）は、図４の構成と比較して、さらに筐体２１１の側面及び底面を覆う保護部材２６を有している。保護部材２６は、例えばゲル又はスポンジによって構成されている。図６（ｃ）の構成では、保護部材２６は、筐体２１１の側面及び底面から集音部２１に伝わる音を低減できるため、集音装置２は、さらにノイズの低減された音を検出できる。
　図６（ａ）～図６（ｃ）に示した各構成において、吸音部材２３は、振動板２１４に接触していなくてもよい。また、図６（ａ）～図６（ｃ）に示した各構成において、吸音部材２３は、筐体２１１の内部に向かって突出せずに、開口部２１２を覆っていてもよい。このような構成においても、集音装置２は、体内の音以外の音であるノイズを低減できる。
［動物情報出力装置が行う処理］
　本実施形態に係る動物情報出力装置１が行う処理を以下に詳細に説明する。動物情報出力装置１が動物の体に装着された後、集音装置２は、集音部２１による音の検出を開始する。集音装置２は、集音部２１が検出した音を示す音情報を、制御装置５へ出力する。
　制御装置５において、取得部５１１は、集音装置２が出力した音情報を取得する。特定部５１２は、取得部５１１が取得した音情報に基づいて、動物に関する情報を特定する。動物に関する情報は、音情報に基づいて特定可能な、動物の感情を示す情報、又は動物の健康状態を示す情報である。
　例えば特定部５１２は、取得部５１１が取得した音情報が示す音に対して、所定の信号処理（例えばノイズフィルタ及びローパスフィルタ）を実行することによって、動物の心拍を示す心拍情報を取得する。そして特定部５１２は、取得した心拍情報が示す心拍に対して、心拍変動解析を行うことによって、動物の感情を推定する。動物の感情は、例えば動物がストレスを感じているか否か、眠気を感じているか否か、及び何かに関心を寄せている否かである。特定部５１２は、推定した動物の感情を示す情報を、動物に関する情報として特定する。
　また、特定部５１２は、取得部５１１が取得した音情報が示す音に対して、所定の信号処理（例えばノイズフィルタ及びローパスフィルタ）を実行することによって、動物の心拍数、呼吸回数、及び体を掻いている回数を、動物の健康状態を示す情報として取得してもよい。特定部５１２は、取得した動物の健康状態を示す情報を、動物に関する情報として特定する。
　特定部５１２は、ここに示した具体的な情報に限られず、動物の体内の音から特定可能なその他の動物に関する情報を特定してもよい。
　出力部５１３は、特定部５１２が特定した動物に関する情報を、通知装置３へ出力する。通知装置３は、制御装置５が出力した動物に関する情報を表示する。図７は、動物に関する情報を表示している通知装置３の正面図である。通知装置３は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のランプ３１を含む。
　通知装置３において、ランプ３１は、動物に関する情報によって異なる態様（すなわち発光の色、発光の強度、発光のタイミング等）で発光することによって、動物に関する情報を表示する。これにより、ユーザは、動物の体内の音に基づいて特定された動物の感情を示す情報や動物の健康状態を示す情報を、容易に把握することができる。
　ランプ３１が発光する態様は、制御装置５によって動物に関する情報に基づいて指定されてもよく、通知装置３によって動物に関する情報に基づいて決定されてもよい。通知装置３は、ランプ３１に代えて又は加えて、液晶ディスプレイ上に動物に関する情報を表示してもよい。通知装置３は、情報の表示に代えて又は加えて、動物に関する情報を示す音声を出力してもよい。
［動物情報出力方法のフローチャート］
　図８は、本実施形態に係る動物情報出力装置１が実行する動物情報出力方法のフローチャートを示す図である。動物情報出力装置１が動物の体に装着された後、集音装置２は、集音部２１による音の検出を開始する。集音装置２は、集音部２１が検出した音を示す音情報を、制御装置５へ出力する。制御装置５において、取得部５１１は、集音装置２が出力した音情報を取得する（Ｓ１１）。
　特定部５１２は、取得部５１１が取得した音情報に基づいて、動物に関する情報を特定する（Ｓ１２）。出力部５１３は、特定部５１２が特定した動物に関する情報を、通知装置３へ出力する（Ｓ１３）。通知装置３は、制御装置５が出力した動物に関する情報を通知する。
［実施形態の効果］
　本実施形態に係る動物情報出力装置１において、集音装置２は、集音部２１の筐体２１１の開口部２１２を覆うとともに、開口部２１２を介して筐体２１１の内部に向かって突出する吸音部材２３と、吸音部材２３上において動物の体表に接するように設けられた接触部材２４とを有する。このような構成により、接触部材２４が動物の体表との接触を保ち、吸音部材２３が動物の体内の音を選択的に通過させることによって、集音装置２は、日常生活における動物の体に関する情報を安定的に取得できる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
　制御装置５のプロセッサは、図８に示す動物情報出力方法に含まれる各ステップ（工程）の主体となる。すなわち、制御装置５のプロセッサは、図８に示す動物情報出力方法を実行するためのプログラムを記憶部から読み出し、該プログラムを実行して動物情報出力装置１の各部を制御することによって、図８に示す動物情報出力方法を実行する。図８に示す動物情報出力方法に含まれるステップは一部省略されてもよく、ステップ間の順番が変更されてもよく、複数のステップが並行して行われてもよい。
１　動物情報出力装置
２　集音装置
２１　集音部
２２　支持部材
２３　吸音部材
２４　接触部材
２５　緩衝部材
２６　保護部材
２１１　筐体
２１２　開口部
２１３　集音素子
２１４　振動板
３　通知装置
４　装着部材
５　制御装置
５１　制御部
５１１　取得部
５１２　特定部
５１３　出力部

 

Claims (9)

  1. 　動物の体内の音を検出する集音部と、
    　前記集音部上に設けられた吸音部材と、
    　前記吸音部材上において前記動物の体表に接するように設けられた接触部材と、
    　を備え、
    　前記集音部は、
    　　筐体と、
    　　前記筐体の前記吸音部材側に設けられた、前記筐体の内部と外部とを連通させる開口部と、
    　　前記筐体の内部に設けられ、前記音を検出する集音素子と、
    　を有し、
    　前記吸音部材は、前記筐体の前記開口部を覆うとともに、前記開口部を介して前記筐体の内部に向かって突出する、集音装置。
  2. 　前記接触部材は、スポンジによって構成されており、
    　前記吸音部材は、ゲルによって構成されている、
    　請求項１に記載の集音装置。
  3. 　前記吸音部材は、前記接触部材よりも柔らかい物質によって構成されている、
    　請求項１又は２に記載の集音装置。
  4. 　前記吸音部材は、前記筐体の前記開口部を覆う第１吸音部材と、前記開口部を介して前記筐体の内部に向かって突出する第２吸音部材とを含み、
    　前記第２吸音部材は、前記第１吸音部材とは異なる物質によって構成されている、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の集音装置。
  5. 　前記集音部は、前記筐体の内部における前記集音素子と前記開口部との間に設けられた振動板を有し、
    　前記吸音部材は、前記振動板に接触している、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の集音装置。
  6. 　前記集音部を支持する支持部材と、
    　前記接触部材の前記集音部よりも外側の部分と、前記支持部材とに接するように設けられた緩衝部材と、
    　をさらに備える、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の集音装置。
  7. 　前記緩衝部材は、スポンジによって構成されている、
    　請求項６に記載の集音装置。
  8. 　集音装置と、通知装置と、前記集音装置及び前記通知装置を動物の体に固定するための装着部材とを含み、
    　前記通知装置は、前記集音装置が検出した音に基づいて特定された前記動物に関する情報を通知する通知部を備え、
    　前記集音装置は、
    　　前記動物の体内の音を検出する集音部と、
    　　前記集音部上に設けられた吸音部材と、
    　　前記吸音部材上において前記動物の体表に接するように設けられた接触部材と、
    　を備え、
    　前記集音部は、
    　　筐体と、
    　　前記筐体の前記吸音部材側に設けられた、前記筐体の内部と外部とを連通させる開口部と、
    　　前記筐体の内部に設けられ、前記音を検出する集音素子と、
    　を有し、
    　前記吸音部材は、前記筐体の前記開口部を覆うとともに、前記開口部を介して前記筐体の内部に向かって突出する、動物情報出力装置。
  9. 　動物の体内の音を検出する集音部と、
    　前記集音部の少なくとも一部を収容している収容部を有する支持部材と、
    　前記集音部上に設けられた吸音部材と、
    　前記吸音部材上において前記動物の体表に接するように設けられた接触部材と、
    　前記接触部材の前記収容部よりも外側の部分と、前記支持部材とに接するように設けられた緩衝部材と、
    　を備え、
    　前記集音部は、
    　　筐体と、
    　　前記筐体の前記吸音部材側に設けられた、前記筐体の内部と外部とを連通させる開口部と、
    　　前記筐体の内部に設けられ、前記音を検出する集音素子と、
    　を有する、集音装置。
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