放電式セキュリティ装置
【課題】 放電発生装置の動作を外部に通知し、その通知を専用の受信機で受信して放電発生装置の動作を検知することができる放電式セキュリティ装置を得ること。
【解決手段】 導電体が接触したときに放電を起こす一対の放電電極２を有する放電発生装置１と、該放電発生装置１の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置１が動作したと検知する専用受信機６とを備えて構成されている。
【解決手段】 導電体が接触したときに放電を起こす一対の放電電極２を有する放電発生装置１と、該放電発生装置１の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置１が動作したと検知する専用受信機６とを備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気的ショックを与えて侵入者を排除する放電式セキュリティ装置、特に放電発生装置の動作を通知することにより侵入の事実と時と場所を特定できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の侵入防止装置は、電源及びこの電源によって発生させた電圧を昇圧する昇圧器を備えた高電圧発生装置を内蔵した装置本体と、この装置本体より展張される陽極線と陰極線とからなる１以上の電線対と、この電線対に設けられた複数の放電電極と、電線対を展張させるために電線対に設けられた固定手段と、電線対に作用する張力を検知する張力検知手段と、張力検知手段での所定の張力の検知により高電圧発生装置が電線対に電圧を与えて放電電極を放電させ、放電電極が放電したことを外部に送信する送信装置とを備えて構成され、侵入者に対して放電電極を放電させて予想しない突然の電気ショックを与えて侵入者を排除するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１２８６２号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる従来の侵入防止装置では、高電圧発生装置の動作を遠方まで通知する手段として無線による送信装置を用いており、受信側にも無線による受信装置を必要としていたため、装置の動作を通知するためのコストが増大し、さらに送信装置を装備するための寸法、重量の増大が避けられないという問題があった。
また、送信装置と受信装置との無線通信の場合は、単一ないしは複数の定められた無線帯域を使用することになるため、その帯域が明らかにされれば、妨害を受けて装置の動作を通知することが困難になり、また、所定の無線帯域を占有するため、他の通信に支障を来すことも考えられるという問題もあった。
【０００４】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、送信装置を必要とせず、放電発生装置の動作を外部に通知し、その通知を専用の受信機で受信して放電発生装置の動作を検知することができる放電式セキュリティ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る放電式セキュリティ装置は、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機とを備えて構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は以上説明したとおり、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機とを備えて構成されているので、放電発生装置に接触した導電体である例えば人が電気的ショックを受けるため、侵入者を排除することができ、専用受信機では放電発生装置が動作したことを検知することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図、図２は放電発生装置の構成を示すブロック図、図３は放電発生装置の昇圧トランスの出力波形図である。
図１において、放電式セキュリティ装置の箱状型放電発生装置１の一対の放電電極２には、被覆された電線であるリード線３、４が取り付けられている。その箱状型放電発生装置１は一対の放電電極２に人が接触すると、一対の放電電極２間に放電を発生させ、人体にパルス状の電流を流すものである。
そして、一対の放電電極２間に放電が起こると、放電電極２間は短絡状態になるため、後述のＸ接点基板２７のＸ接点で空中放電が発生し、電磁ノイズ５が放射されるが、リード線３、４の効果によりＸ接点のみよりも、強い電磁ノイズ５が放射される。
【０００８】
その電磁ノイズ５は、箱状型放電発生装置１とは離れたところにある放電式セキュリティ装置の専用受信機６で受信される。その専用受信機６は、電磁ノイズ５を受信するアンテナ７と、アンテナ７で高周波電気信号に変換された電磁ノイズを増幅する高周波増幅回路８と、増幅された電磁ノイズのうち、待ち受け周波数成分のみを通過させる同調回路９と、同調回路９を通過した電磁ノイズを検波する検波回路１０と、検波された電磁ノイズ信号のレベルと予め定めたレベルとを比較してレベル判定を行うレベル判定回路１１とで構成されている。
レベル判定回路１１では、検波回路１０によって検波された電磁ノイズ信号のレベルと予め定めたレベルとを比較し、電磁ノイズ信号のレベルが予め定めたレベルを超えていれば、電磁ノイズありと判定し、動作検知信号を出力するものである。
【０００９】
図２において、箱状型放電発生装置１は、直列に接続された４つの乾電池２０と、乾電池２０と放電スイッチ２１及びコネクタ２２を介して接続された放電発生装置本体２３とで構成されている。
放電発生装置本体２３は、乾電池２０から入力されたＤＣ電圧を約５ＫＨｚ周期のパルス電圧に変換する発振回路２４と、発振回路２４から出力されたパルス電圧を約５ＫＶ、５ＫＨｚ周期の高圧パルス電圧に昇圧する昇圧トランス２５と、昇圧トランス２５から出力された約５ＫＶ、５ＫＨｚ周期の高圧パルス電圧を、約２０倍増幅して約１０万Ｖ（１００ＫＶ）の直流電圧に変換に昇圧し、出力側が一対の放電電極２に接続された倍電圧回路２６と、一対の放電電極２が短絡した状態で電圧を印加したときに、接点で放電させて内部回路の破損を防ぐＸ接点基板２７とを有して構成されている。
図３は昇圧トランス２５の高圧パルス電圧の出力波形を示しており、５０μｓ間隔で約５ＫＶ、５ＫＨｚ周期の高圧パルス電圧を出力していることが分かる。
【００１０】
図４は棒状型放電発生装置３１の構成を示しており、図４の（ａ）は棒状型放電発生装置３１を伸張した状態を示し、図４の（ｂ）は棒状型放電発生装置３１を縮めた状態を示し、図４の（ｃ）は棒状型放電発生装置３１の断面を示している。
この棒状型放電発生装置３１は円柱状のボデイの表面に相対向するように一対の放電電極３２が設けられているものである。
この棒状型放電発生装置３１の回路構成は、図１及び２に示す箱状型放電発生装置１と同様の構成である。
【００１１】
次に、本発明の実施の形態１の放電式セキュリティ装置の箱状型放電発生装置１又は棒状型放電発生装置３１が作動し、Ｘ接点２７が放電を起した場合に発生する電磁ノイズを装置の動作を外部に通知することに利用できる原理について、箱状型放電発生装置１の一対の放電電極２の放電に伴って発生する電磁ノイズの計測結果から説明する。
図５は電磁ノイズ計測方法を示す説明図、図６は電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ、図７は電磁ノイズの垂直偏波の計測結果を示すグラフ、図８は箱状型放電発生装置の放電電極にリード線を取り付けた状態を示す斜視図、図９はリード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ、図１０はリード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフである。
図５に示すように、計測アンテナＡを水平と垂直に設置し、箱状型放電発生装置１を縦置きし、計測アンテナＡに対して放電電極２が向けられた角度を０度としたときの放電にともなう電磁ノイズを計測するもので、ＥＭＣ計測法に準じた方法によって計測した。
【００１２】
このＥＭＣ計測法はElectromagnetic Compatibility：電磁適合性（電磁両立性）といい、電子機器が発生する電磁ノイズが他の電子機器に影響を与えないレベルであることを確認するために行う、「電子機器等の発する連続的な電磁ノイズのアンテナを用いた測定法」である。
図６と図７の計測結果は、箱状型放電発生装置１又は棒状型放電発生装置３１と計測アンテナＡの距離を３ｍとし、＃５は棒状型放電発生装置３１で、それ以外は全て箱状型放電発生装置１を使用し、放電電圧５０ＫＶＡ〜６２５ＫＶＡまでの範囲をそれぞれの放電発生装置に割り当てたものである。また、図６と図７とでは計測アンテナＡの姿勢が異なり、図６は計測用アンテナａの姿勢をホリゾンタル（水平）に、図７は計測用アンテナＡの姿勢をバーチカル（垂直）にしてデータをとったものである。
【００１３】
図６と図７の計測データを見ると、太線で示した家庭用ＴＶやラジオなどを対象にした電磁ノイズの電界強度規制値に対して、２００〜３００ＭＨzより低周波域において電界強度が大幅に増大し、３０〜３００ＭＨzの周波数帯域まで規制値をこえていることも分かる。従って、この３０〜３００ＭＨzの周波数帯域全般にわたって広く電磁ノイズが放射されていることが分かる。
従って、２００〜３００ＭＨzより低周波域を使用すれば、通信機器（家庭用ＴＶやラジオ）に妨害を与えるレベルであるため、放電が行ったことを通知することができる可能性がある。
また、放射伝播の電界強度はそれが球面拡散すると仮定すると、電界強度は距離に比例して低下する。従って、図６と図７によれば、３０ＭＨzにおいて、概ね２０dＢ以上の差がある。２０dＢを真数に直すと１０倍に相当するため、３ｍの１０倍即ち３０ｍ程度の距離までは規制値を上回るがそれ以上の距離になると規制値を下回る可能性がある。
そこで、通信距離をのばすために電界強度のレベルを増大させる必要がある。
【００１４】
図８に示すように、箱状型放電発生装置１の一対の放電電極２にリード線を取り付け、この状態において、電磁ノイズを計測した結果が図９、図１０である。なお、図９、図１０は一対の放電電極２に取り付けるリード線３、４の長さによって電磁ノイズがどのように変化するかを示すグラフである。また、図９と図１０とでは計測アンテナＡの姿勢が異なり、図９は計測用アンテナＡの姿勢をホリゾンタル（水平）に、図１０は計測用アンテナＡの姿勢をバーチカル（垂直）にしてデータをとったものである。
図９と図１０のグラフを見ると、２０dＢ（１０倍）程度レベルが上がっているのが分かる。よって、リード線を取り付けることにより、電界強度のレベルが増大し、３０ｍ程度の距離で規制値と同程度となったものが、その１０倍の３００ｍ程度で規制値と同程度となることを示している。
【００１５】
また、リード線３、４の長さが２ｍとした場合を示したが、１ｍの方がレベルが下がる傾向があり、リード線３、４の長さによってレベルをある程度調整できることをを示している。
なお、アンテナとして使用するリード線の長さは、各電極ごとに１／４波長の長さが望ましい。
その理由は電磁ノイズが大きくなる波長は概ね１００〜３００ＭＨｚ程度であり、この帯域の電波の波長は
波長（ｍ）＝３００（ｍ）／対象周波数（ＭＨｚ）
よって、３ｍ〜１ｍとなるからである。
そして、アンテナのサイズはこの波長と密接に関連しており、波長の１／４という寸法が最も簡単なアンテナである１／４波長モノポールアンテナとしての１つの目安となるからである。よって、このアンテナタイプでは、具体的な数値としては、０．７５〜０．２５ｍということになる。
【００１６】
また、図９、図１０においては、３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域まで規制値をこえている。従って、この３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域全般にわたって広く電磁ノイズが放射されていることが分かる。
従って、これまで説明した図６、図７、図９、図１０のグラフに示す試験結果に基づき、３０〜３００ＭＨzの帯域にわたって放電に伴う電磁ノイズ放射を通信手段として利用することができることが分かる。
【００１７】
次に、放電発生装置の放電に伴う電磁ノイズの放射を装置の動作の通知を行う送信手段とし、電磁ノイズを受信する受信装置を備えた放電式セキュリティ装置について図１に基づいて説明する。
箱状型放電発生装置１の放電電極２にリード線３、４が取り付けられており、放電電極２に導電体である例えば人が接触すると、放電電極２間に放電が発生し、人体を介して放電電極２間は短絡状態になるため、Ｘ接点基板２７のＸ接点で空中放電が発生し、電磁ノイズ５が放射されるが、リード線３、４を取り付けたことにより、Ｘ接点のみよりも強い電磁ノイズが放射される。
その電磁ノイズを箱状型放電発生装置１から離れたところにある受信機６のアンテナ７で受信し、アンテナ７で高周波電気信号に変換された電磁ノイズは高周波増幅回路８で増幅される。
【００１８】
そして、同調回路９で増幅された高周波電気信号のうち、一番電界強度が強い例えば５０ＭＨｚの待ち受け周波数成分のみを通過させ、同調回路９を通過した受け周波数成分を検波回路１０で検波し、検波した信号をレベル判定回路１１に入力する。
レベル判定回路１１では検波した信号のレベルと、箱状型放電発生装置１の放電による電磁ノイズであることを示す予め定めたレベルとを比較し、検波した信号のレベルが予め定めたレベルを超えていれば、電磁ノイズあり、即ち、箱状型放電発生装置１が放電発生の動作をしたと判定し、動作検知信号を出力する。
従って、その動作検知信号を受けた監視装置（図示省略）では、箱状型放電発生装置１が動作したと知ることができ、箱状型放電発生装置１の放電電極２に接触した人は電気的ショックを受けるため、侵入者を排除することができる。
また、レベル判定回路１１に、箱状型放電発生装置１を設置した場所を記憶させておくと共に時計機能を持たせるようにしておくことにより、侵入の事実と場所と時を特定することができる。
【００１９】
また、箱状型放電発生装置１が動作した場合、発振回路２４の回路構成に応じた固有の断続的な放電を繰り返し、放電に伴う電磁ノイズもこれに併せて断続する。
従って、レベル判定回路１１に電磁ノイズの断続周期を設定値として記憶させておき、その設定された断続周期と検波した信号の断続周期とを比較し、両者が一致したときにはその箱状型放電発生装置１の動作による電磁ノイズと判定し、両者が一致しないときはそれ以外の放電発生装置或るいは他の放電機器による電磁ノイズと判定することができる。
上記の説明は、箱状型放電発生装置１についてのものであるが、棒状放電発生装置３１についても同様に適用できることはいうまでもない。
【００２０】
図１１は皿状型放電発生装置３３を示し、一対の放電電極３４にそれぞれ半円弧状の金属線３５を接続し、各金属線３５に複数の電極針３６を間隔を置いて取り付け、トラばさみのようにしたものである。
このように複数の電極針３６を取り付けた金属線３５を一対の放電電極３４に接続してトラばさみのように構成することにより、皿状型放電発生装置３３の周囲の広い範囲にわたって人の侵入を防止することができる。
また、複数の電極針３４を設けるようにしたのは、革靴や衣服の上から電極針３４に接触したときに、これらを貫通して人体と直接触れるようにするためと、外しにくくするためである。
【００２１】
実施の形態２．
図１２は本発明の実施の形態２に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図、図１３は位置判定回路の構成を示すブロック図である。
この実施の形態２は複数の箱状型放電発生装置１が各エリア毎に面状に配置され、どのエリアの箱状型放電発生装置１が動作したかの位置情報も判定できるようにしたものである。
図１２に示すように、例えば４つの箱状型放電発生装置１Ａ〜１Ｄが各エリア毎に面状に配置されている。また、専用受信機３０の４つのアンテナ７Ａ〜７Ｄがこれら箱状型放電発生装置１Ａ〜１Ｄを取り囲むように配置されている。
その専用受信機３０は、アンテナ７Ａ〜７Ｄ、高周波増幅回路８Ａ〜８Ｄ、同調回路９Ａ〜９Ｄ、検波回路１０Ａ〜１０Ｄ及びレベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄというように、図１で示した受信回路を４回路を備えている。レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄは動作した各箱状型放電発生装置１Ａ〜１Ｄの位置を判定する位置判定回路１２に接続されている。
【００２２】
位置判定回路１２は各レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄからのレベル信号を一時的に保持するレベル一時記憶部１３Ａ〜１３Ｄと、各レベル一時記憶部１３Ａ〜１３Ｄに保持されたレベル信号を任意に選択可能とする２つの信号選択回路１４Ａ、１４Ｂと、各信号選択回路１４Ａ、１４Ｂが選択したレベル信号を比較するレベル比較回路１５と、レベル比較回路１５が比較した結果を記憶する比較結果記憶部１６と、比較結果記憶部１６に蓄積された結果を読み出して位置判定を行う位置判定部１６と、各回路の動作制御を行う制御部１８とで構成されている。
【００２３】
次に、エリア位置判定方法について具体例を挙げて説明する。
図１２は複数の箱状型放電発生装置１を面状の各エリア毎に配置したものであるが、図１４は複数の棒状型放電発生装置４１を直線状の各エリア毎に配置したものを示す。また、図１５（ａ）は直線状に配置された２つのアンテナの間の各位置に棒状型放電発生装置を設置した場合の位置関係を示す説明図、図１５（ｂ）は直線状に配置された２つのアンテナの間の各位置に棒状型放電発生装置を設置した場合の各アンテナが受ける強度を示すグラフである。
図１５（ｂ）のイ、ロ、ハは棒状型放電発生装置を設置した位置を示し、各アンテナ１，２が受ける強度は棒状型放電発生装置との距離に比例していることが分かる。
従って、このことを前提にエリア位置判定方法について説明する。
【００２４】
まず、複数の棒状型放電発生装置を直線状に配置すると共に複数のアンテナを直線状に配置した場合のエリア判定方法について説明する。
図１６に示すように、直線状に４つのアンテナＡ〜Ｄが等間隔に配置された状態で、直線状にＩからＶＩＩまでの７分割されたエリアにそれぞれ棒状型放電発生装置が設置された場合における各エリアの各アンテナが受ける入力レベルは、図１６の各エリアに示すような大小関係が成立する。
例えば、エリアＩで発生した電磁ノイズの各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルは、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄとなる。
従って、各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルが、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄという関係があるときにはエリアＩに動作した棒状型放電発生装置があることを位置判定部１２で判定することができるということになる。
【００２５】
次に、複数の箱状型放電発生装置を面状に配置すると共に複数のアンテナを面状に配置した場合のエリア判定方法について説明する。
図１７に示すように、面状に４つのアンテナＡ〜Ｄが等間隔に配置された状態で、面状にＩからＩＸまでの９分割されたエリアにそれぞれ放電発生装置が設置された場合における各エリアの各アンテナが受ける入力レベルは、図１７の各エリアに示すような大小関係が成立する。
例えば、エリアＩで発生した電磁ノイズの各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルは、Ｂ＞Ａ、Ｂ＞Ｃ、Ｂ＞Ｄとなる。
従って、各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルが、Ｂ＞Ａ、Ｂ＞Ｃ、Ｂ＞Ｄという関係があるときにはエリアＩに動作した放電発生装置があることを位置判定部１２で判定することができるということになる。
なお、ここで使用している「＝」なる記号は厳密な一致を示すのではなく、ほぼ同一のレベルであることを示す。
【００２６】
例えば図１２に示すように、箱状型放電発生装置１Ｄが作動した場合を考える。箱状型放電発生装置１Ｄはアンテナ７Ｄに最も接近しているので、アンテナ７Ｄに最も強い電磁ノイズが到達すると考えられる。
各アンテナ７Ａから７Ｄで受信された信号は減衰することなく、各受信回路まで導かれるとすれば、レベル判定回路１１Ａから１１Ｄのレベル値はアンテナ７Ａから７Ｄに到達した電磁ノイズの強さに比例している。
そこで、位置判定回路２５はそれぞれのレベルを比較し、最も強いレベルのアンテナ７Ｄに近い箱状型放電発生装置１Ｄが動作したと判断する。
【００２７】
次に、図１３に示す位置判定回路１２の動作について説明する。
各レベル判別回路１１Ａから１１Ｄからでたレベル信号はそれぞれレベル一時記憶部１３Ａ〜１３Ｄによって保持され、保持されたレベル信号は２つの信号選択回路１４Ａ、１４Ｂによって任意の信号を選択し、選択されたレベル信号はレベル比較回路１５に送られる。レベル比較回路１５では選択されたレベル信号の大小、イコールの比較を行い、その比較結果が比較結果記憶部１６に逐次送られ、全ての組み合わせの比較結果が終了するまでレベル比較回路１５で行われ、その結果が比較結果記憶部１６に送られる。
そして、位置判定部１７では、蓄積した結果を比較結果記憶部１６から読み出しながら全ての組み合わせの比較結果に基づいて上述した図１６又は図１７に示すエリア判定方法により位置判定を行う。
【００２８】
この実施の形態２では、複数の箱状型又は棒状型の放電発生装置１、３１が直線状に或いは面状に設置された場合に、どのエリア位置にある放電発生装置が動作したかどうかが分かる。
従って、複数の放電発生装置が直線状に或いは面状に設置することにより、所定の場所に侵入する侵入者を電気的ショックを与えて撃退できると共に、侵入者が侵入した場所を特定することができる。
【００２９】
また、位置判定回路１２に複数の箱状型又は棒状型の放電発生装置１、３１を設置した場所を記憶させておくと共に時計機能を持たせるようにしておくことにより、各放電発生装置が動作することにより、所定の場所における侵入の事実と場所と時を特定することができる。
また、複数の箱状型又は棒状型の放電発生装置１、３１は放電を断続的に繰り返し、各放電発生装置の放電の間隔周期がそれぞれ異なるときには、各放電発生装置１の放電の間隔周期をそれぞれ記憶させておき、時計機能により計測した放電の断続的な間隔と記憶した間隔とを比較し、両者が一致した放電発生装置について、その放電発生装置が動作したと特定することができ、より精度の高い判断を行うことができる。
【００３０】
実施の形態３．
図１８は本発明の実施の形態３に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図、図１９は総合判定回路の構成を示すブロック図である。
この実施の形態３は、１つの箱状型放電発生装置１が広範囲の周波数帯域にわたって発する電磁ノイズについて複数の周波数のぞれぞれのレベルを検出して箱状型放電発生装置１が動作したかを判定できるようにしたものである。
図１８に示すように、１つの箱状型放電発生装置１が所定の場所に配置されている。また、箱状型放電発生装置１から離れた位置に専用受信機４０が設置されている。
【００３１】
その受信機４０は、アンテナ７、高周波増幅回路８、同調回路９Ａ〜９Ｃ、検波回路１０Ａ〜１０Ｃ及びレベル判定回路１１Ａ〜１１Ｃ及びレベル判定回路１１Ａ〜１１Ｃの出力に基づき箱状型放電発生装置１が動作したかどうかを判定する総合判定回路４１を備えて構成されている。なお、図１２に示す実施の形態２の同調回路９Ａ〜９Ｄは全て同じ周波数に同調されていたが、この実施の形態３の図１８に示す同調回路９Ａ〜９Ｃは例えば、３０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚというようにそれぞれ異なった周波数に同調されるようになっている。
【００３２】
総合判定回路４１は、各レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄからのレベル信号が入力される短積分回路４２Ａ〜４２Ｃと、各レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄからのレベル信号が入力される長積分回路４３Ａ〜４３Ｃと、短積分回路４２Ａ〜４２Ｃと長積分回路４３Ａ〜４３Ｃとの出力を比較するレベル比較回路４４Ａ〜４４Ｃと、レベル比較回路４４Ａ〜４４Ｃがそれぞれ比較した結果から放電ノイズによる信号であるかどうかを判断する信号判定部４５とで構成されている。
その短積分回路４２Ａ〜４２Ｃは時定数の短い積分回路（信号平滑化回路）であり、入力信号に対する追従性が速いもので、長積分回路４３Ａ〜４３Ｃは時定数の長い積分回路（信号平滑化回路）であり、入力信号が変動してもすぐには追従せずこまかい変動には応答しない特徴があるものである。
【００３３】
次に、この実施の形態３の専用受信機４０が１つの箱状型放電発生装置１が動作したかどうかを判定できる動作を説明する。
この実施の形態３では、箱状型放電発生装置１の放電に伴う電磁ノイズの放出は図４に示すように３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ付近までと非常に広範囲の周波数帯域を持っているので、電磁ノイズによる電磁波信号は複数の周波数において同時に信号のレベルが上昇するため、複数の信号のレベルが上昇したときは電磁ノイズであると判断し、全ての信号のレベルが上昇しないときには放電にともなう電磁ノイズでないと判断することを特徴とするものである。
そして、この特徴を図１８及び１９に示す総合判定回路４１で捉えるようにしたものである。
【００３４】
以下、総合判定回路４１の動作について図１９に基づいて説明する。
各レベル判別回路１１Ａから１１Ｄからでたレベル信号はそれぞれ短積分回路４２Ａ〜４２Ｃと長積分回路４３Ａ〜４３Ｃとに入力され、レベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃではこの両者の出力をそれぞれ比較し、信号判定部４５では、全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力となったときに箱状型放電発生装置１の放電ノイズによる信号であると判断し、全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力とならなかったときは箱状型放電発生装置１の放電にともなう電磁ノイズでないと判断するようにしたものである。
【００３５】
このように、全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力となったときに箱状型放電発生装置１の放電ノイズによる信号であると判断できる理由は、箱状型放電発生装置１の放電ノイズによるレベル変動があった場合には、短積分回路４２Ａ〜４２Ｃは入力信号に対する追従性が速いもので、長積分回路４３Ａ〜４３Ｃは入力信号が変動してもすぐには追従せずこまかい変動には応答しない特徴があるため、両者の出力の関係が短積分回路出力＞長積分回路出力となるからである。
この実施の形態３では、１つの箱状型放電発生装置１が動作したかどうかを複数の周波数により同時に判定することができため、判定精度が向上する。
【００３６】
上述の説明では、 全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力となったときに箱状型放電発生装置１の電磁ノイズによる信号であると判断するようにしているが、図６、図７、図９、図１０に示すように周波数が高くなるに従って電磁ノイズのレベルは小さくなる傾向があるので、例えば、１つの同調回路９Ａは電磁ノイズが検出できない周波数帯域に同調させておき、他の２つの同調回路９Ｂ、９Ｃの周波数帯域ではレベルの上昇を検出できる周波数帯域に同調させておき、信号判定部４５で１つの同調回路９Ａに対応するレベル比較回路４４Ａではレベルが上昇しないことを、２つの同調回路９ＢＣに対応するレベル比較回路４４Ｂ、４４Ｃではレベルが上昇することをもって箱状型放電発生装置１の放電に伴う電磁ノイズであると判断するようにしてもよい。
【００３７】
また、総合判定回路４１に箱状型放電発生装置１を設置した場所を記憶させておくと共に時計機能を持たせるようにしておくことにより、侵入の事実と場所と時を特定することができる。
また、箱状型放電発生装置１は、放電を断続的に繰り返すため、その繰り返し間隔を記憶させておき、時計機能により計測した放電の断続的な間隔と記憶した間隔とを比較して
両者が一致したことで、その箱状型放電発生装置１が動作したと特定することができる。
上記の説明は、箱状型放電発生装置１についてのものであるが、棒状放電発生装置３１についても同様に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図。
【図２】放電発生装置の構成を示すブロック図。
【図３】放電発生装置の昇圧トランスの出力波形図。
【図４】棒状型放電発生装置の構成を示す説明図。
【図５】電磁ノイズ計測方法を示す説明図。
【図６】電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ。
【図７】電磁ノイズの垂直偏波の計測結果を示すグラフ。
【図８】箱状型放電発生装置の放電電極にリード線を取り付けた状態を示す斜視図。
【図９】リード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ。
【図１０】リード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ。
【図１１】箱状型放電発生装置の放電電極をトラばさみのように構成した斜視図。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図。
【図１３】位置判定回路の構成を示すブロック図。
【図１４】複数の棒状型放電発生装置を設置した状態を示す説明図。
【図１５】直線状に配置された２つのアンテナの間に放電発生装置を設置した例の説明図とこの例の場合の各アンテナが受ける強度を示すグラフ。
【図１６】複数の放電発生装置を直線状に配置すると共に複数のアンテナを直線状に配置した場合のエリア判定方法の説明図。
【図１７】複数の放電発生装置を面状に配置すると共に複数のアンテナを面状に配置した場合のエリア判定方法の説明図。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図。
【図１９】総合判定回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３９】
１ 箱状型放電発生装置、２ 放電電極、３，４ リード線、５ 電磁ノイズ、６ 専用受信機、７ アンテナ、８ 高周波増幅回路、９ 同調回路、１０ 検波回路、１１ レベル判定回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気的ショックを与えて侵入者を排除する放電式セキュリティ装置、特に放電発生装置の動作を通知することにより侵入の事実と時と場所を特定できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の侵入防止装置は、電源及びこの電源によって発生させた電圧を昇圧する昇圧器を備えた高電圧発生装置を内蔵した装置本体と、この装置本体より展張される陽極線と陰極線とからなる１以上の電線対と、この電線対に設けられた複数の放電電極と、電線対を展張させるために電線対に設けられた固定手段と、電線対に作用する張力を検知する張力検知手段と、張力検知手段での所定の張力の検知により高電圧発生装置が電線対に電圧を与えて放電電極を放電させ、放電電極が放電したことを外部に送信する送信装置とを備えて構成され、侵入者に対して放電電極を放電させて予想しない突然の電気ショックを与えて侵入者を排除するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１２８６２号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる従来の侵入防止装置では、高電圧発生装置の動作を遠方まで通知する手段として無線による送信装置を用いており、受信側にも無線による受信装置を必要としていたため、装置の動作を通知するためのコストが増大し、さらに送信装置を装備するための寸法、重量の増大が避けられないという問題があった。
また、送信装置と受信装置との無線通信の場合は、単一ないしは複数の定められた無線帯域を使用することになるため、その帯域が明らかにされれば、妨害を受けて装置の動作を通知することが困難になり、また、所定の無線帯域を占有するため、他の通信に支障を来すことも考えられるという問題もあった。
【０００４】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、送信装置を必要とせず、放電発生装置の動作を外部に通知し、その通知を専用の受信機で受信して放電発生装置の動作を検知することができる放電式セキュリティ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る放電式セキュリティ装置は、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機とを備えて構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は以上説明したとおり、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機とを備えて構成されているので、放電発生装置に接触した導電体である例えば人が電気的ショックを受けるため、侵入者を排除することができ、専用受信機では放電発生装置が動作したことを検知することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図、図２は放電発生装置の構成を示すブロック図、図３は放電発生装置の昇圧トランスの出力波形図である。
図１において、放電式セキュリティ装置の箱状型放電発生装置１の一対の放電電極２には、被覆された電線であるリード線３、４が取り付けられている。その箱状型放電発生装置１は一対の放電電極２に人が接触すると、一対の放電電極２間に放電を発生させ、人体にパルス状の電流を流すものである。
そして、一対の放電電極２間に放電が起こると、放電電極２間は短絡状態になるため、後述のＸ接点基板２７のＸ接点で空中放電が発生し、電磁ノイズ５が放射されるが、リード線３、４の効果によりＸ接点のみよりも、強い電磁ノイズ５が放射される。
【０００８】
その電磁ノイズ５は、箱状型放電発生装置１とは離れたところにある放電式セキュリティ装置の専用受信機６で受信される。その専用受信機６は、電磁ノイズ５を受信するアンテナ７と、アンテナ７で高周波電気信号に変換された電磁ノイズを増幅する高周波増幅回路８と、増幅された電磁ノイズのうち、待ち受け周波数成分のみを通過させる同調回路９と、同調回路９を通過した電磁ノイズを検波する検波回路１０と、検波された電磁ノイズ信号のレベルと予め定めたレベルとを比較してレベル判定を行うレベル判定回路１１とで構成されている。
レベル判定回路１１では、検波回路１０によって検波された電磁ノイズ信号のレベルと予め定めたレベルとを比較し、電磁ノイズ信号のレベルが予め定めたレベルを超えていれば、電磁ノイズありと判定し、動作検知信号を出力するものである。
【０００９】
図２において、箱状型放電発生装置１は、直列に接続された４つの乾電池２０と、乾電池２０と放電スイッチ２１及びコネクタ２２を介して接続された放電発生装置本体２３とで構成されている。
放電発生装置本体２３は、乾電池２０から入力されたＤＣ電圧を約５ＫＨｚ周期のパルス電圧に変換する発振回路２４と、発振回路２４から出力されたパルス電圧を約５ＫＶ、５ＫＨｚ周期の高圧パルス電圧に昇圧する昇圧トランス２５と、昇圧トランス２５から出力された約５ＫＶ、５ＫＨｚ周期の高圧パルス電圧を、約２０倍増幅して約１０万Ｖ（１００ＫＶ）の直流電圧に変換に昇圧し、出力側が一対の放電電極２に接続された倍電圧回路２６と、一対の放電電極２が短絡した状態で電圧を印加したときに、接点で放電させて内部回路の破損を防ぐＸ接点基板２７とを有して構成されている。
図３は昇圧トランス２５の高圧パルス電圧の出力波形を示しており、５０μｓ間隔で約５ＫＶ、５ＫＨｚ周期の高圧パルス電圧を出力していることが分かる。
【００１０】
図４は棒状型放電発生装置３１の構成を示しており、図４の（ａ）は棒状型放電発生装置３１を伸張した状態を示し、図４の（ｂ）は棒状型放電発生装置３１を縮めた状態を示し、図４の（ｃ）は棒状型放電発生装置３１の断面を示している。
この棒状型放電発生装置３１は円柱状のボデイの表面に相対向するように一対の放電電極３２が設けられているものである。
この棒状型放電発生装置３１の回路構成は、図１及び２に示す箱状型放電発生装置１と同様の構成である。
【００１１】
次に、本発明の実施の形態１の放電式セキュリティ装置の箱状型放電発生装置１又は棒状型放電発生装置３１が作動し、Ｘ接点２７が放電を起した場合に発生する電磁ノイズを装置の動作を外部に通知することに利用できる原理について、箱状型放電発生装置１の一対の放電電極２の放電に伴って発生する電磁ノイズの計測結果から説明する。
図５は電磁ノイズ計測方法を示す説明図、図６は電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ、図７は電磁ノイズの垂直偏波の計測結果を示すグラフ、図８は箱状型放電発生装置の放電電極にリード線を取り付けた状態を示す斜視図、図９はリード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ、図１０はリード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフである。
図５に示すように、計測アンテナＡを水平と垂直に設置し、箱状型放電発生装置１を縦置きし、計測アンテナＡに対して放電電極２が向けられた角度を０度としたときの放電にともなう電磁ノイズを計測するもので、ＥＭＣ計測法に準じた方法によって計測した。
【００１２】
このＥＭＣ計測法はElectromagnetic Compatibility：電磁適合性（電磁両立性）といい、電子機器が発生する電磁ノイズが他の電子機器に影響を与えないレベルであることを確認するために行う、「電子機器等の発する連続的な電磁ノイズのアンテナを用いた測定法」である。
図６と図７の計測結果は、箱状型放電発生装置１又は棒状型放電発生装置３１と計測アンテナＡの距離を３ｍとし、＃５は棒状型放電発生装置３１で、それ以外は全て箱状型放電発生装置１を使用し、放電電圧５０ＫＶＡ〜６２５ＫＶＡまでの範囲をそれぞれの放電発生装置に割り当てたものである。また、図６と図７とでは計測アンテナＡの姿勢が異なり、図６は計測用アンテナａの姿勢をホリゾンタル（水平）に、図７は計測用アンテナＡの姿勢をバーチカル（垂直）にしてデータをとったものである。
【００１３】
図６と図７の計測データを見ると、太線で示した家庭用ＴＶやラジオなどを対象にした電磁ノイズの電界強度規制値に対して、２００〜３００ＭＨzより低周波域において電界強度が大幅に増大し、３０〜３００ＭＨzの周波数帯域まで規制値をこえていることも分かる。従って、この３０〜３００ＭＨzの周波数帯域全般にわたって広く電磁ノイズが放射されていることが分かる。
従って、２００〜３００ＭＨzより低周波域を使用すれば、通信機器（家庭用ＴＶやラジオ）に妨害を与えるレベルであるため、放電が行ったことを通知することができる可能性がある。
また、放射伝播の電界強度はそれが球面拡散すると仮定すると、電界強度は距離に比例して低下する。従って、図６と図７によれば、３０ＭＨzにおいて、概ね２０dＢ以上の差がある。２０dＢを真数に直すと１０倍に相当するため、３ｍの１０倍即ち３０ｍ程度の距離までは規制値を上回るがそれ以上の距離になると規制値を下回る可能性がある。
そこで、通信距離をのばすために電界強度のレベルを増大させる必要がある。
【００１４】
図８に示すように、箱状型放電発生装置１の一対の放電電極２にリード線を取り付け、この状態において、電磁ノイズを計測した結果が図９、図１０である。なお、図９、図１０は一対の放電電極２に取り付けるリード線３、４の長さによって電磁ノイズがどのように変化するかを示すグラフである。また、図９と図１０とでは計測アンテナＡの姿勢が異なり、図９は計測用アンテナＡの姿勢をホリゾンタル（水平）に、図１０は計測用アンテナＡの姿勢をバーチカル（垂直）にしてデータをとったものである。
図９と図１０のグラフを見ると、２０dＢ（１０倍）程度レベルが上がっているのが分かる。よって、リード線を取り付けることにより、電界強度のレベルが増大し、３０ｍ程度の距離で規制値と同程度となったものが、その１０倍の３００ｍ程度で規制値と同程度となることを示している。
【００１５】
また、リード線３、４の長さが２ｍとした場合を示したが、１ｍの方がレベルが下がる傾向があり、リード線３、４の長さによってレベルをある程度調整できることをを示している。
なお、アンテナとして使用するリード線の長さは、各電極ごとに１／４波長の長さが望ましい。
その理由は電磁ノイズが大きくなる波長は概ね１００〜３００ＭＨｚ程度であり、この帯域の電波の波長は
波長（ｍ）＝３００（ｍ）／対象周波数（ＭＨｚ）
よって、３ｍ〜１ｍとなるからである。
そして、アンテナのサイズはこの波長と密接に関連しており、波長の１／４という寸法が最も簡単なアンテナである１／４波長モノポールアンテナとしての１つの目安となるからである。よって、このアンテナタイプでは、具体的な数値としては、０．７５〜０．２５ｍということになる。
【００１６】
また、図９、図１０においては、３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域まで規制値をこえている。従って、この３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域全般にわたって広く電磁ノイズが放射されていることが分かる。
従って、これまで説明した図６、図７、図９、図１０のグラフに示す試験結果に基づき、３０〜３００ＭＨzの帯域にわたって放電に伴う電磁ノイズ放射を通信手段として利用することができることが分かる。
【００１７】
次に、放電発生装置の放電に伴う電磁ノイズの放射を装置の動作の通知を行う送信手段とし、電磁ノイズを受信する受信装置を備えた放電式セキュリティ装置について図１に基づいて説明する。
箱状型放電発生装置１の放電電極２にリード線３、４が取り付けられており、放電電極２に導電体である例えば人が接触すると、放電電極２間に放電が発生し、人体を介して放電電極２間は短絡状態になるため、Ｘ接点基板２７のＸ接点で空中放電が発生し、電磁ノイズ５が放射されるが、リード線３、４を取り付けたことにより、Ｘ接点のみよりも強い電磁ノイズが放射される。
その電磁ノイズを箱状型放電発生装置１から離れたところにある受信機６のアンテナ７で受信し、アンテナ７で高周波電気信号に変換された電磁ノイズは高周波増幅回路８で増幅される。
【００１８】
そして、同調回路９で増幅された高周波電気信号のうち、一番電界強度が強い例えば５０ＭＨｚの待ち受け周波数成分のみを通過させ、同調回路９を通過した受け周波数成分を検波回路１０で検波し、検波した信号をレベル判定回路１１に入力する。
レベル判定回路１１では検波した信号のレベルと、箱状型放電発生装置１の放電による電磁ノイズであることを示す予め定めたレベルとを比較し、検波した信号のレベルが予め定めたレベルを超えていれば、電磁ノイズあり、即ち、箱状型放電発生装置１が放電発生の動作をしたと判定し、動作検知信号を出力する。
従って、その動作検知信号を受けた監視装置（図示省略）では、箱状型放電発生装置１が動作したと知ることができ、箱状型放電発生装置１の放電電極２に接触した人は電気的ショックを受けるため、侵入者を排除することができる。
また、レベル判定回路１１に、箱状型放電発生装置１を設置した場所を記憶させておくと共に時計機能を持たせるようにしておくことにより、侵入の事実と場所と時を特定することができる。
【００１９】
また、箱状型放電発生装置１が動作した場合、発振回路２４の回路構成に応じた固有の断続的な放電を繰り返し、放電に伴う電磁ノイズもこれに併せて断続する。
従って、レベル判定回路１１に電磁ノイズの断続周期を設定値として記憶させておき、その設定された断続周期と検波した信号の断続周期とを比較し、両者が一致したときにはその箱状型放電発生装置１の動作による電磁ノイズと判定し、両者が一致しないときはそれ以外の放電発生装置或るいは他の放電機器による電磁ノイズと判定することができる。
上記の説明は、箱状型放電発生装置１についてのものであるが、棒状放電発生装置３１についても同様に適用できることはいうまでもない。
【００２０】
図１１は皿状型放電発生装置３３を示し、一対の放電電極３４にそれぞれ半円弧状の金属線３５を接続し、各金属線３５に複数の電極針３６を間隔を置いて取り付け、トラばさみのようにしたものである。
このように複数の電極針３６を取り付けた金属線３５を一対の放電電極３４に接続してトラばさみのように構成することにより、皿状型放電発生装置３３の周囲の広い範囲にわたって人の侵入を防止することができる。
また、複数の電極針３４を設けるようにしたのは、革靴や衣服の上から電極針３４に接触したときに、これらを貫通して人体と直接触れるようにするためと、外しにくくするためである。
【００２１】
実施の形態２．
図１２は本発明の実施の形態２に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図、図１３は位置判定回路の構成を示すブロック図である。
この実施の形態２は複数の箱状型放電発生装置１が各エリア毎に面状に配置され、どのエリアの箱状型放電発生装置１が動作したかの位置情報も判定できるようにしたものである。
図１２に示すように、例えば４つの箱状型放電発生装置１Ａ〜１Ｄが各エリア毎に面状に配置されている。また、専用受信機３０の４つのアンテナ７Ａ〜７Ｄがこれら箱状型放電発生装置１Ａ〜１Ｄを取り囲むように配置されている。
その専用受信機３０は、アンテナ７Ａ〜７Ｄ、高周波増幅回路８Ａ〜８Ｄ、同調回路９Ａ〜９Ｄ、検波回路１０Ａ〜１０Ｄ及びレベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄというように、図１で示した受信回路を４回路を備えている。レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄは動作した各箱状型放電発生装置１Ａ〜１Ｄの位置を判定する位置判定回路１２に接続されている。
【００２２】
位置判定回路１２は各レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄからのレベル信号を一時的に保持するレベル一時記憶部１３Ａ〜１３Ｄと、各レベル一時記憶部１３Ａ〜１３Ｄに保持されたレベル信号を任意に選択可能とする２つの信号選択回路１４Ａ、１４Ｂと、各信号選択回路１４Ａ、１４Ｂが選択したレベル信号を比較するレベル比較回路１５と、レベル比較回路１５が比較した結果を記憶する比較結果記憶部１６と、比較結果記憶部１６に蓄積された結果を読み出して位置判定を行う位置判定部１６と、各回路の動作制御を行う制御部１８とで構成されている。
【００２３】
次に、エリア位置判定方法について具体例を挙げて説明する。
図１２は複数の箱状型放電発生装置１を面状の各エリア毎に配置したものであるが、図１４は複数の棒状型放電発生装置４１を直線状の各エリア毎に配置したものを示す。また、図１５（ａ）は直線状に配置された２つのアンテナの間の各位置に棒状型放電発生装置を設置した場合の位置関係を示す説明図、図１５（ｂ）は直線状に配置された２つのアンテナの間の各位置に棒状型放電発生装置を設置した場合の各アンテナが受ける強度を示すグラフである。
図１５（ｂ）のイ、ロ、ハは棒状型放電発生装置を設置した位置を示し、各アンテナ１，２が受ける強度は棒状型放電発生装置との距離に比例していることが分かる。
従って、このことを前提にエリア位置判定方法について説明する。
【００２４】
まず、複数の棒状型放電発生装置を直線状に配置すると共に複数のアンテナを直線状に配置した場合のエリア判定方法について説明する。
図１６に示すように、直線状に４つのアンテナＡ〜Ｄが等間隔に配置された状態で、直線状にＩからＶＩＩまでの７分割されたエリアにそれぞれ棒状型放電発生装置が設置された場合における各エリアの各アンテナが受ける入力レベルは、図１６の各エリアに示すような大小関係が成立する。
例えば、エリアＩで発生した電磁ノイズの各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルは、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄとなる。
従って、各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルが、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄという関係があるときにはエリアＩに動作した棒状型放電発生装置があることを位置判定部１２で判定することができるということになる。
【００２５】
次に、複数の箱状型放電発生装置を面状に配置すると共に複数のアンテナを面状に配置した場合のエリア判定方法について説明する。
図１７に示すように、面状に４つのアンテナＡ〜Ｄが等間隔に配置された状態で、面状にＩからＩＸまでの９分割されたエリアにそれぞれ放電発生装置が設置された場合における各エリアの各アンテナが受ける入力レベルは、図１７の各エリアに示すような大小関係が成立する。
例えば、エリアＩで発生した電磁ノイズの各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルは、Ｂ＞Ａ、Ｂ＞Ｃ、Ｂ＞Ｄとなる。
従って、各アンテナＡ〜Ｄへの入力レベルが、Ｂ＞Ａ、Ｂ＞Ｃ、Ｂ＞Ｄという関係があるときにはエリアＩに動作した放電発生装置があることを位置判定部１２で判定することができるということになる。
なお、ここで使用している「＝」なる記号は厳密な一致を示すのではなく、ほぼ同一のレベルであることを示す。
【００２６】
例えば図１２に示すように、箱状型放電発生装置１Ｄが作動した場合を考える。箱状型放電発生装置１Ｄはアンテナ７Ｄに最も接近しているので、アンテナ７Ｄに最も強い電磁ノイズが到達すると考えられる。
各アンテナ７Ａから７Ｄで受信された信号は減衰することなく、各受信回路まで導かれるとすれば、レベル判定回路１１Ａから１１Ｄのレベル値はアンテナ７Ａから７Ｄに到達した電磁ノイズの強さに比例している。
そこで、位置判定回路２５はそれぞれのレベルを比較し、最も強いレベルのアンテナ７Ｄに近い箱状型放電発生装置１Ｄが動作したと判断する。
【００２７】
次に、図１３に示す位置判定回路１２の動作について説明する。
各レベル判別回路１１Ａから１１Ｄからでたレベル信号はそれぞれレベル一時記憶部１３Ａ〜１３Ｄによって保持され、保持されたレベル信号は２つの信号選択回路１４Ａ、１４Ｂによって任意の信号を選択し、選択されたレベル信号はレベル比較回路１５に送られる。レベル比較回路１５では選択されたレベル信号の大小、イコールの比較を行い、その比較結果が比較結果記憶部１６に逐次送られ、全ての組み合わせの比較結果が終了するまでレベル比較回路１５で行われ、その結果が比較結果記憶部１６に送られる。
そして、位置判定部１７では、蓄積した結果を比較結果記憶部１６から読み出しながら全ての組み合わせの比較結果に基づいて上述した図１６又は図１７に示すエリア判定方法により位置判定を行う。
【００２８】
この実施の形態２では、複数の箱状型又は棒状型の放電発生装置１、３１が直線状に或いは面状に設置された場合に、どのエリア位置にある放電発生装置が動作したかどうかが分かる。
従って、複数の放電発生装置が直線状に或いは面状に設置することにより、所定の場所に侵入する侵入者を電気的ショックを与えて撃退できると共に、侵入者が侵入した場所を特定することができる。
【００２９】
また、位置判定回路１２に複数の箱状型又は棒状型の放電発生装置１、３１を設置した場所を記憶させておくと共に時計機能を持たせるようにしておくことにより、各放電発生装置が動作することにより、所定の場所における侵入の事実と場所と時を特定することができる。
また、複数の箱状型又は棒状型の放電発生装置１、３１は放電を断続的に繰り返し、各放電発生装置の放電の間隔周期がそれぞれ異なるときには、各放電発生装置１の放電の間隔周期をそれぞれ記憶させておき、時計機能により計測した放電の断続的な間隔と記憶した間隔とを比較し、両者が一致した放電発生装置について、その放電発生装置が動作したと特定することができ、より精度の高い判断を行うことができる。
【００３０】
実施の形態３．
図１８は本発明の実施の形態３に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図、図１９は総合判定回路の構成を示すブロック図である。
この実施の形態３は、１つの箱状型放電発生装置１が広範囲の周波数帯域にわたって発する電磁ノイズについて複数の周波数のぞれぞれのレベルを検出して箱状型放電発生装置１が動作したかを判定できるようにしたものである。
図１８に示すように、１つの箱状型放電発生装置１が所定の場所に配置されている。また、箱状型放電発生装置１から離れた位置に専用受信機４０が設置されている。
【００３１】
その受信機４０は、アンテナ７、高周波増幅回路８、同調回路９Ａ〜９Ｃ、検波回路１０Ａ〜１０Ｃ及びレベル判定回路１１Ａ〜１１Ｃ及びレベル判定回路１１Ａ〜１１Ｃの出力に基づき箱状型放電発生装置１が動作したかどうかを判定する総合判定回路４１を備えて構成されている。なお、図１２に示す実施の形態２の同調回路９Ａ〜９Ｄは全て同じ周波数に同調されていたが、この実施の形態３の図１８に示す同調回路９Ａ〜９Ｃは例えば、３０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚというようにそれぞれ異なった周波数に同調されるようになっている。
【００３２】
総合判定回路４１は、各レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄからのレベル信号が入力される短積分回路４２Ａ〜４２Ｃと、各レベル判定回路１１Ａ〜１１Ｄからのレベル信号が入力される長積分回路４３Ａ〜４３Ｃと、短積分回路４２Ａ〜４２Ｃと長積分回路４３Ａ〜４３Ｃとの出力を比較するレベル比較回路４４Ａ〜４４Ｃと、レベル比較回路４４Ａ〜４４Ｃがそれぞれ比較した結果から放電ノイズによる信号であるかどうかを判断する信号判定部４５とで構成されている。
その短積分回路４２Ａ〜４２Ｃは時定数の短い積分回路（信号平滑化回路）であり、入力信号に対する追従性が速いもので、長積分回路４３Ａ〜４３Ｃは時定数の長い積分回路（信号平滑化回路）であり、入力信号が変動してもすぐには追従せずこまかい変動には応答しない特徴があるものである。
【００３３】
次に、この実施の形態３の専用受信機４０が１つの箱状型放電発生装置１が動作したかどうかを判定できる動作を説明する。
この実施の形態３では、箱状型放電発生装置１の放電に伴う電磁ノイズの放出は図４に示すように３０ＭＨｚから３００ＭＨｚ付近までと非常に広範囲の周波数帯域を持っているので、電磁ノイズによる電磁波信号は複数の周波数において同時に信号のレベルが上昇するため、複数の信号のレベルが上昇したときは電磁ノイズであると判断し、全ての信号のレベルが上昇しないときには放電にともなう電磁ノイズでないと判断することを特徴とするものである。
そして、この特徴を図１８及び１９に示す総合判定回路４１で捉えるようにしたものである。
【００３４】
以下、総合判定回路４１の動作について図１９に基づいて説明する。
各レベル判別回路１１Ａから１１Ｄからでたレベル信号はそれぞれ短積分回路４２Ａ〜４２Ｃと長積分回路４３Ａ〜４３Ｃとに入力され、レベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃではこの両者の出力をそれぞれ比較し、信号判定部４５では、全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力となったときに箱状型放電発生装置１の放電ノイズによる信号であると判断し、全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力とならなかったときは箱状型放電発生装置１の放電にともなう電磁ノイズでないと判断するようにしたものである。
【００３５】
このように、全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力となったときに箱状型放電発生装置１の放電ノイズによる信号であると判断できる理由は、箱状型放電発生装置１の放電ノイズによるレベル変動があった場合には、短積分回路４２Ａ〜４２Ｃは入力信号に対する追従性が速いもので、長積分回路４３Ａ〜４３Ｃは入力信号が変動してもすぐには追従せずこまかい変動には応答しない特徴があるため、両者の出力の関係が短積分回路出力＞長積分回路出力となるからである。
この実施の形態３では、１つの箱状型放電発生装置１が動作したかどうかを複数の周波数により同時に判定することができため、判定精度が向上する。
【００３６】
上述の説明では、 全てのレベル比較回路４２Ａ〜４２Ｃにおける両者の出力が短積分回路出力＞長積分回路出力となったときに箱状型放電発生装置１の電磁ノイズによる信号であると判断するようにしているが、図６、図７、図９、図１０に示すように周波数が高くなるに従って電磁ノイズのレベルは小さくなる傾向があるので、例えば、１つの同調回路９Ａは電磁ノイズが検出できない周波数帯域に同調させておき、他の２つの同調回路９Ｂ、９Ｃの周波数帯域ではレベルの上昇を検出できる周波数帯域に同調させておき、信号判定部４５で１つの同調回路９Ａに対応するレベル比較回路４４Ａではレベルが上昇しないことを、２つの同調回路９ＢＣに対応するレベル比較回路４４Ｂ、４４Ｃではレベルが上昇することをもって箱状型放電発生装置１の放電に伴う電磁ノイズであると判断するようにしてもよい。
【００３７】
また、総合判定回路４１に箱状型放電発生装置１を設置した場所を記憶させておくと共に時計機能を持たせるようにしておくことにより、侵入の事実と場所と時を特定することができる。
また、箱状型放電発生装置１は、放電を断続的に繰り返すため、その繰り返し間隔を記憶させておき、時計機能により計測した放電の断続的な間隔と記憶した間隔とを比較して
両者が一致したことで、その箱状型放電発生装置１が動作したと特定することができる。
上記の説明は、箱状型放電発生装置１についてのものであるが、棒状放電発生装置３１についても同様に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図。
【図２】放電発生装置の構成を示すブロック図。
【図３】放電発生装置の昇圧トランスの出力波形図。
【図４】棒状型放電発生装置の構成を示す説明図。
【図５】電磁ノイズ計測方法を示す説明図。
【図６】電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ。
【図７】電磁ノイズの垂直偏波の計測結果を示すグラフ。
【図８】箱状型放電発生装置の放電電極にリード線を取り付けた状態を示す斜視図。
【図９】リード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ。
【図１０】リード線を取り付けた場合の電磁ノイズの水平偏波の計測結果を示すグラフ。
【図１１】箱状型放電発生装置の放電電極をトラばさみのように構成した斜視図。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図。
【図１３】位置判定回路の構成を示すブロック図。
【図１４】複数の棒状型放電発生装置を設置した状態を示す説明図。
【図１５】直線状に配置された２つのアンテナの間に放電発生装置を設置した例の説明図とこの例の場合の各アンテナが受ける強度を示すグラフ。
【図１６】複数の放電発生装置を直線状に配置すると共に複数のアンテナを直線状に配置した場合のエリア判定方法の説明図。
【図１７】複数の放電発生装置を面状に配置すると共に複数のアンテナを面状に配置した場合のエリア判定方法の説明図。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る放電式セキュリティ装置の構成を示すブロック図。
【図１９】総合判定回路の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３９】
１ 箱状型放電発生装置、２ 放電電極、３，４ リード線、５ 電磁ノイズ、６ 専用受信機、７ アンテナ、８ 高周波増幅回路、９ 同調回路、１０ 検波回路、１１ レベル判定回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項２】
前記専用受信機は、前記放電発生装置が設置された場所を記憶する記憶部と、前記放電発生装置が動作したと検知した時刻を計測する時間計測部とを有することを特徴とする請求項１記載の放電式セキュリティ装置。
【請求項３】
導電体が接触したときに断続放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う断続電磁ノイズを受信し、該断続電磁ノイズの周期と予め設定された断続周期とが一致するとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項４】
導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信して音を発する汎用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項５】
導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる複数の所定の周波数帯域の信号のうち、少なくとも２つの信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項６】
所定の領域の所定エリア毎に配置され、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する複数の放電発生装置と、
所定の領域の周囲に間隔を置いて配置され、いずれか１つの放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信する複数のアンテナと、複数のアンテナがそれぞれ受信した電磁ノイズの信号のレベルを互いに比較し、これらの信号のレベル差の軽重に基づいて動作した当該１つの放電発生装置の位置を検知する位置検出部とを有する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項７】
所定の領域の所定エリア毎に配置され、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する複数の放電発生装置と、
前記各放電発生装置の作動に伴う固有の断続電磁ノイズの周期及び設置エリアをそれぞれを記憶する記憶部と、
いずれかの放電発生装置の作動に伴う固有の断続電磁ノイズを受信し、該固有の断続電磁ノイズの周期と該記憶部に予め記憶された固有の断続周期とが一致するとき当該放電発生装置が動作したと検知し、当該放電発生装置の設置エリアを検出する位置検出部とを有する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項８】
前記放電発生装置の一対の放電電極に、所定長さのリード線をそれぞれ取り付けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放電式セキュリティ装置。
【請求項９】
前記放電発生装置の一対の放電電極に、複数の電極針を有する湾曲した金属線をそれぞれ取り付けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放電式セキュリティ装置。
【請求項１】
導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる所定の周波数帯域の信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項２】
前記専用受信機は、前記放電発生装置が設置された場所を記憶する記憶部と、前記放電発生装置が動作したと検知した時刻を計測する時間計測部とを有することを特徴とする請求項１記載の放電式セキュリティ装置。
【請求項３】
導電体が接触したときに断続放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う断続電磁ノイズを受信し、該断続電磁ノイズの周期と予め設定された断続周期とが一致するとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項４】
導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信して音を発する汎用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項５】
導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する放電発生装置と、該放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信し、該電磁ノイズに含まれる複数の所定の周波数帯域の信号のうち、少なくとも２つの信号のレベルが所定レベル値以上のとき該放電発生装置が動作したと検知する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項６】
所定の領域の所定エリア毎に配置され、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する複数の放電発生装置と、
所定の領域の周囲に間隔を置いて配置され、いずれか１つの放電発生装置の作動に伴う電磁ノイズを受信する複数のアンテナと、複数のアンテナがそれぞれ受信した電磁ノイズの信号のレベルを互いに比較し、これらの信号のレベル差の軽重に基づいて動作した当該１つの放電発生装置の位置を検知する位置検出部とを有する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項７】
所定の領域の所定エリア毎に配置され、導電体が接触したときに放電を起す一対の放電電極を有する複数の放電発生装置と、
前記各放電発生装置の作動に伴う固有の断続電磁ノイズの周期及び設置エリアをそれぞれを記憶する記憶部と、
いずれかの放電発生装置の作動に伴う固有の断続電磁ノイズを受信し、該固有の断続電磁ノイズの周期と該記憶部に予め記憶された固有の断続周期とが一致するとき当該放電発生装置が動作したと検知し、当該放電発生装置の設置エリアを検出する位置検出部とを有する専用受信機と
を備えたことを特徴とする放電式セキュリティ装置。
【請求項８】
前記放電発生装置の一対の放電電極に、所定長さのリード線をそれぞれ取り付けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放電式セキュリティ装置。
【請求項９】
前記放電発生装置の一対の放電電極に、複数の電極針を有する湾曲した金属線をそれぞれ取り付けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の放電式セキュリティ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−１５５３２８（Ｐ２００６−１５５３２８Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４６５１０（Ｐ２００４−３４６５１０）
【出願日】平成１６年１１月３０日（２００４．１１．３０）
【出願人】（５０２１１６９２２）ユニバーサル造船株式会社 (172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月３０日（２００４．１１．３０）
【出願人】（５０２１１６９２２）ユニバーサル造船株式会社 (172)
【Ｆターム（参考）】
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