WO1999006804A1

WO1999006804A1 - Systeme de commande vocale au moyen de faisceau laser

Info

Publication number: WO1999006804A1
Application number: PCT/JP1997/002694
Authority: WO
Inventors: Masashi Nakao; Masahiko Hara
Original assignee: Kyoyu Corporation
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-11
Also published as: US6317237B1; CA2266923A1

Description

明細書レーザ光を用いた音声モニタシステム技術分野

本発明は、レーザ光を用いた音声モニタシステムに関し、特に、非可視波長域のレーザビームを部屋の窓ガラスなどに照射し、反射ビームの位置変動に基づいて、部屋の内部の音声をモニタするシステムに関する。背景技術

レーザの発見から四十年近く経た今日では、レーザ技術は非常に広い技術分野にわたって利用されている。特に、物理量を測定する技術分野では、レーザ光のもつ高いコヒ一レンス性を利用して、非常に高精度な測定が可能になってきている。たとえば、微小な機械的振動を測定する分野では、測定対象にレーザ光を照射し、その反射光を検出することにより、微小振動の高精度な解析が行われている。

一方、音声をモニタするシステムとしては、数十年前から現在に至るまで、依然としてマイクロフオンを利用したシステムが主流である。しかしながら、このようなマイクロフオンを利用した従来のシステムには、遠隔から音声をモニタすることが困難であるという問題がある。このため、部屋の内部の音声を部屋の外部からモニタするためには、通常、部屋の内部もしくは部屋の近傍にマイクロフォンを設置しておく必要がある。ところ力 s'、犯罪捜査など特殊な事情がある場合、モニタ対象となる部屋やその近傍にマイクロフォンを設置することが困難であったり、時間的な余裕がなかったりすることも少なくない。このような場合、従来は、やむを得ず、単一指向性をもったマイクロフォンを遠方に設置し、空間を伝播してくる音波を遠隔から集音する方法を採らざるを得なかった。

そこで本発明は、レーザ光を利用することにより、部屋の内部の音声を遠方からモニタすることが可能なレーザ光を用いた音声モニタシステムを提供することを目的とする。発明の開示

(1) 本発明の第 1の態様は、レーザ光を用いて部屋の内部の音声を部屋の外部からモニタする音声モニタシステムにおいて、

非可視波長域のレーザビームを、モニタ対象となる所定のターゲットに向けて照射するレーザ発信機と、

タ一ゲットからの反射ビームの位置変動を電気信号に変換し、この電気信号の音声帯域成分を抽出して出力するレーザ受信機と、

を設けるようにしたものである。

(2) 本発明の第 2の態様は、上述の第 1の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

レーザビームの照射によりターゲット上に形成されるレーザスポットカターゲット上の面内で移動するように、レーザビームを走査するビーム走査機構をレーザ発信機に設けるようにしたものである。

(3) 本発明の第 3の態様は、上述の第 2の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

レ一ザ発信機が、レーザビームの現時点での走査位置を示す座標を表示する座標表示部と、この座標をレーザ受信機に対して送信する通信手段とを有し、レ一ザ受信機が、レ一ザ発信機から送信されてきた座標を受信する通信手段と、この座標を表示する座標表示部とを有するようにしたものである。

(4) 本発明の第 4の態様は、上述の第 2の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、ターゲットからの反射ビームを受光すると電気信号を発生する多数の受光素子を配列した受光プレートと、

この電気信号に基づいて、反射ビームの存在を報知する報知装置と、を有するビーム検出器を、更に設けるようにしたものである。

(5) 本発明の第 5の態様は、上述の第 4の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

レーザ発信機が、レーザビームを連続信号として照射する連続モードと、レ一ザビームを所定の可聴周波数をもった変調信号として照射する変調モードと、の 2つのモードで動作する機能を有し、

ビーム検出器内の報知装置が、変調モード動作時に発生した反射ビームを受光したときに、この変調信号を利用して、可聴周波数の音を提示する機能をもつた装置によって構成されるようにしたものである。

(6) 本発明の第 6の態様は、上述の第 2の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

タ一ゲットからの反射ビームを受光すると電気信号を発生する多数の受光素子を配列した受光プレートと、

この電気信号に基づいて、ビーム走査機構の動作を制御する走査制御信号をレ一ザ発信機に対して送信する通信手段と、

を有するビーム検出器を、更に設けるようにしたものである。

(7) 本発明の第 7の態様は、上述の第 1の態様に係るレ一ザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

タ一ゲッ卜およびこのターゲット上に形成されるレーザスポットを撮像できるように光軸が調整され、レーザビームの波長を検出波長域に含む C C Dカメラと、

この C C Dカメラによる撮像画面を表示するためのターゲット表示部と、をレーザ発信機に設けるようにしたものである。 (8) 本発明の第 8の態様は、上述の第 1の態様に係るレ一ザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

レーザビームの波長を検出波長域に含む C C Dカメラと、

この C C Dカメラによる撮像画面を表示するためのターゲット表示部と、タ一ゲットからの反射ビームの位置変動を電気信号に変換する位置変動検出部と、

この電気信号から音声帯域成分を抽出する音声回路と、

ターゲットからの反射ビームを、 C C Dカメラへと導く第 1の経路と、位置変動検出部へと導く第 2の経路とを、選択的に形成させる光学手段と、レーザ受信機全体の設置状態を調整する設置状態調整手段と、

をレーザ受信機に設けるようにしたものである。

(9) 本発明の第 9の態様は、上述の第 1の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、

ターゲットからの反射ビームの光路途中に設けられ、反射ビームの一部を遮光するためのナイフエッジと、

このナイフエツジの遮光位置を調整するための遮光位置調整手段と、ナイフエッジによって遮光されなかった反射ビームを受光し、受光量に応じた電気信号を出力する受光素子と、

をレ—ザ受信機に設け、反射ビームの位置変動を電気信号に変換するようにしたものである。

(10) 本発明の第 1 0の態様は、上述の第 9の態様に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムにおいて、受光素子が出力する電気信号の値を表示する受光感度表示部と、

レ一ザ受信機全体の設置状態を調整する設置状態調整手段と、

をレーザ受信機に更に設けるようにしたものである。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の一実施例に係る音声モニタシステムの全体構成を示す斜視図である。

第 2図は、第 1図に示すレーザ発信機 1 0 0の内部構成を示すブロック図でる o

第 3図は、第 1図に示すレーザ受信機 2 0 0の内部構成を示すブロック図でる ₀

第 4図は、第 1図に示すビーム検出器 3 0 0の内部構成を示す構造図である。第 5図は、第 1図に示すビーム検出器 3 0 0の内部構成を示すブロック図である。

第 6図は、第 1図に示すレーザ受信機 2 0 0の位置変動検出部の動作原理を示す側断面図である。

第 7図，第 8図，第 9図は、第 1図に示すレーザ受信機 2 0 0の位置変動検出部の動作原理を示す正面図である。

第 1 0図は、第 1図に示すレーザ発信機 1 0 0から照射されたレーザビームを示す上面図である。

第 1 1図は、第 1図に示すレーザ発信機 1 0 0から照射されたレーザビームの走査態様を示す斜視図である。

第 1 2図は、第 1図に示す音声モニタシステムを用いたモニタ準備作業の手順を示す流れ図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を図示する一実施形態に基づいて説明する。

§ 1 . 基本原理

第 1図には、本発明の一実施例に係る音声モニタシステムの全体構成が示されている。このシステムの主たる構成要素は、レ一ザ発信機 1 0 0、レーザ受信機 2 0 0、ビーム検出器 3 0 0である。ここでは、建物 4 0 0の部屋内で行われている会話の内容を、会話の当事者に察知されない状況でモニタする場合を例にとり、本システムの概要を説明する。

レーザ発信機 1 0 0は、非可視波長域のレーザビーム B 1を照射する機能を有しており、主筐体部 1 1 0と、スコープ部 1 2 0と、スタンド部 1 3 0との 3つの部分から構成されている。後述するように、主筐体部 1 1 0には、このレーザ発信機 1 0 0の主たる構成要素が収容されており、この主筐体部 1 1 0 の上面に固定されているスコープ部 1 2 0には、 C C Dカメラ 1 2 1が収容されている。図示のように、主筐体部 1 1 0の側面には、操作盤 1 1 1 と座標表示部 1 1 2とが設けられており、背面にはターゲット表示部 1 1 3が設けられている。また、主筐体部 1 1 0の上面には、電波で信号を送受するためのアンテナ 1 1 4が取り付けられている。スタンド部 1 3 0は、主筐体部 1 1 0全体を支持するとともに、その設置^！犬態を調節する機能を有している。すなわち、スタンド部 1 3 0の上部には、主筐体部 1 1 0の高さ、向き、角度などを調節するための機構力備わっており、主筐体部 1 1 0の設置状態を調節することにより、射出したレーザビーム B 1を任意の方向へ照射することができる。

一方、レーザ受信機 2 0 0は、主筐体部 2 1 0と、スタンド部 2 3 0との 2 つの部分から構成されており、レーザビーム B 1に基づく反射ビーム B 2を受光し、その位置変動を電気信号に変換するとともに、この電気信号の音声帯域成分を抽出して出力する機能を有している。主筐体部 2 1 0には、後に詳述するように、このレーザ受信機 2 0 0の主たる構成要素力 1)又容されている。また、図示のように、主筐体部 2 1 0の側面には、操作盤 2 1 1と座標表示部 2 1 2 とが設けられており、背面にはタ一ゲット表示部 2 1 3力 ^s設けられている。更に、主筐体部 2 1 0の上面には、電波で信号を送受するためのアンテナ 2 1 4 が取り付けられている。スタンド部 2 3 0は、主筐体部 2 1 0全体を支持するとともに、その設置状態を調節する機能を有している。すなわち、スタンド部 2 3 0の上部には、スタンド部 1 3 0と同様に、主筐体部 2 1 0の高さ、向き、角度などを調節するための機構が備わっており、主筐体部 2 1 0の設置状態を調節することにより、入射してくる反射ビーム B 2の相対的な位置や向きを調整することができる。

建物 4 0 0の部屋内で行われている会話の内容をモニタするには、原理的には、レーザ発信機 1 0 0とレーザ受信機 2 0 0とを用意すれば足りる。たとえば、建物 4 0 0の部屋の窓ガラスをターゲット 4 1 0として、図示のように、レーザ発信機 1 0 0からのレーザビーム B 1を照射し、ターゲット 4 1 0上にレーザスポット Qを形成する。ターゲット 4 1 0として、窓ガラスのような鏡面反射面を選べば、照射したレ—ザビーム B 1 の一部は鏡面反射して反射ビーム B 2を生じる。そこで、この反射ビーム B 2 をレーザ受信機 2 0 0で受光する。このとき、ターゲット 4 1 0が静止状態を維持していれば、反射ビーム B 2 の光路は常に一定になる力、実際には、ターゲット 4 1 0は種々の要因により振動している。特に、部屋内で会話が行われていた場合、この会話の音声に基づく振動が窓ガラスまで伝達されることになり、ターゲット 4 1 0の振動には、会話の音声成分が含まれることになる。このようなターゲット 4 1 0の振動は、反射ビーム B 2の光路を変動させることになる。レーザ受信機 2 0 0は、この反射ビーム B 2の位置変動の音声帯域成分を電気信号として抽出する機能を有しているので、会話の音声を、電気信号としてモニタすることが可能になる。以上が、本発明に係る音声モニタシステムの基本原理であるが、この基本原理に基づく動作のみを行うシステムでは、実用上、極めて利用しにくレ、。それは、非可視波長域のレーザビームを用いているために、肉眼により反射ビーム B 2の位置を確認することができないためである。犯罪捜査などの目的で、部屋の内部の音声を部屋の外部からモニタする場合、当然、会話の内容がモニタされていることを会話の当事者に知覚されてはならない。そのため、用いるレーザビームの波長は、非可視領域にする必要がある。また、たとえ会話の当事者の了解を得てモニタする場合であっても、一般公道や私有地を挟んでレーザビ一ムの照射が行われることが予想されるため、可視波長域のレーザビームを用いると種々の支障力 ^s生じるおそれがある。このように、非可視領域のレーザビームを必要とするという点が、本発明に係る音声モニタシステムのひとつの特徴であり、この点が、一般的な振動検出に利用されている可視レーザ光を用いた測定システムと異なる点である。

このように、非可視波長域のレーザビームを用いたシステムでは、反射ビーム B 2の位置を肉眼で確認することができないため、レーザ受信機 2 0 0を正しい位置に設置する作業は非常に困難になる。そこで、本発明では、第 1図に示すように、レーザ発信機 1 0 0およびレーザ受信機 2 0 0の他に、更に、ビーム検出器 3 0 0を用いるようにし、実用上の操作性を向上させている。このビーム検出器 3 0 0は、平板状の受光プレート 3 1 0と、この受光プレート 3 1 0 を支持するためのグリップ 3 2 0とを備えている。また、電波で信号を送受するためのアンテナ 3 1 4も備えている。受光プレート 3 1 0は、多数の受光素子を配列してなり、個々の受光素子は、タ一ゲット 4 1 0からの反射ビーム B 2 を受光すると電気信号を発生する機能を有する。作業者は、片手でグリップ 3 2 0を保持し、反射ビーム B 2の光路と予想される位置に受光プレート 3 1 0をかざす作業を試行錯誤で行えばよい。反射ビーム B 2が受光プレート 3 1 0にヒットすると、後述するように、受光素子が発生した電気信号に基づいてこれを認識することができる。

本発明に係る音声モニタシステムは、このビーム検出器 3 0 0の利用をはじめとして、反射ビーム B 2を検出するための的な工夫が種々施されている。以下、これらの工夫について、順次説明を行う。

§ 2 . レーザ発信機 1 0 0の構成

第 1図に示したレーザ発信機 1 0 0の内部構成を示すブロック図を第 2図に示す。既に述べたように、このレーザ発信機 1 0 0は、主筐体部 1 1 0と、スコープ部 1 2 0と、スタンド部 1 3 0 (第 2図には示されていない）とによつて構成されている。このブロック図における破線は、主筐体部 1 1 0とスコー -m i 2 0との区分けを示している。また、細い矢印は電気信号のを示し、太い矢印は機械的な作用の経路を示し、一点鎖線の矢印は光路を示している。制御ユニット 1 1 5は、 C P Uを内蔵したユニットであり、このレーザ発信機 1 0 0全体を制御する機能をもつ。半導体レーザ 1 1 6は、制御ュニット 1 1 5からの指示に基づいて非可視波長域のレーザを発生する装置であり、発生したレーザは光学系 0 1を介して外部へレーザビーム B 1 として照射される。この実施例では、非可視波長域のレーザとして波長 8 3 0 n mの近赤外光を発生する装置を用いているが、非可視波長域であれば、どのような波長のレーザを用いてもかまわない。ただ、実用上は、大気による減衰の少ない近赤外あるいは赤外領域の波長のレーザを用いるのが好ましい。なお、この実施例では、制御ュニット 1 1 5は半導体レーザ 1 1 6を 2 とおりのモードで動作させる機能を有する。すなわち、レーザビーム B 1を連続信号として照射する連続モードによる動作と、レーザビーム B 1を所定の可聴周波数をもった変調信号として照射する変調モードによる動作とである。具体的には、連続モードで動作させる場合は、制御ュニット 1 1 5から半導体レーザ 1 1 6に対して連続的な動作信号を与えればよく、変調モードで動作させる場合は、断続的なパルス状の動作信号を与えればよい。なお、このような 2 とおりの動作モードを用意した理由については後述する。

このレーザ発信機 1 0 0の大きな特徴は、半導体レ一ザ 1 1 6から照射されたレーザビーム B 1を走査するビーム走査機構を備えている点である。すなわち、主筐体部 1 1 0内には、半導体レ一ザ 1 1 6の向きを水平方向（ここでは、 X軸方向と呼ぶ）に偏向させるための X方向ステッピングモータ 1 1 7と、半導体レーザ 1 1 6の向きを垂直方向（ここでは、 Y軸方向と呼ぶ）に偏向させるための Y方向ステツビングモータ 1 1 8とが用意されており、これらのモータは、制御ュニット 1 1 5からの指示に基づいて、半導体レーザ 1 1 6の向きを制御する。その結果、ターゲット 4 1 0上のレーザスポット Qを、タ一ゲット 4 1 0の面内で上下左右に移動させることが可能になる。なお、図示の例では、モータで半導体レーザ 1 1 6の向きを制御することによりレーザビーム B 1 の走査を行っているが、モータで光学系 0 1を駆動してビーム走査を行うようにしてもかまわない。

第 2図の下段に示されている操作盤 1 1 1、座標表示部 1 1 2、ターゲット表示部 1 1 3は、第 1図に示されているように、主筐体部 1 1 0の側面もしくは背面に設けられた構成要素である。操作盤 1 1 1は、オペレータ力， J御ュニット 1 1 5に対して種々の指示を与えるための操作ボタンや、逆に、制御ュニット 1 1 5がオペレータに対して動作内容を知らしめるためのィンジケ一タなどから構成されている。座標表示部 1 1 2には、現時点でのレーザビーム B 1の走査位置を示す座標が表示される。このビーム走査機構では、水平方向に X座標、垂直方向に Y座標が定義されており、各時点におけるレーザビーム B 1の走査位置は、 X座標値および Y座標値によって特定されることになる。第 1図に示されている座標表示部 1 1 2は、 X座標値および Y座標値を表示するための液晶ディスプレイによって構成されており、レーザビーム B 1の走査位置は、数値としてリアルタイムで確認することができる。

制御ュニット 1 1 5は、 X方向ステッビングモータ 1 1 7および Y方向ステッビングモータ 1 1 8に対して、ビーム走査を行うためのパルス信号を与えるとともに、このパルス信号のカウント値に応じて定まる X座標値および γ座標値を座標表示部 1 1 2へ与える処理を行う。また、制御ュニット 1 1 5は、この X座標値および Y座標値を、通信インターフヱ一ス部 1 1 9に与え、アンテナ 1 1 4から外部へ電波として送信する処理も行う。後述するように、送信された X座標値および Y座標値は、レーザ受信機 2 0 0によって受信されることになる。なお、アンテナ 1 1 4および通信インターフェース部 1 1 9は、ビーム検出器 300側から送信されてくる信号を受信する機能も有するが、この受信機能に関する説明は後述する。

一方、スコープ部 1 20には、 CCDカメラ 1 2 1と光学系 02が内蔵されている。光学系 02は、ターゲット 4 1 0およびその上に形成されるレーザスポット Qの像を、 CCDカメラ 1 2 1の撮像面に形成する機能を有している。 . CCDカメラ 1 2 1および光学系 02の光軸は、このような撮像を行うのに適した位置に調整されている。この実施例では、モノクロ撮影用の一般的な CCDカメラを用いており、レーザビームの近赤外波長域にも感度を有している。したがって、第 1図に示すように、レーザ発信機 1 0 0からターゲット 4 1 0に向けてレーザビーム B 1を照射すると、ターゲット 4 1 0の画像とともにレーザスポット Qの画像が CCDカメラ 1 2 1によって取り込まれることになる。この CC Dカメラ 1 2 1から出力された画像信号は、制御ユニット 1 1 5を介してタ一ゲット表示部 1 1 3に与えられる。もちろん、制御ュニット 1 1 5を介さずに、 CCDカメラ 1 2 1の画像信号を直接タ一ゲット表示部 1 1 3に与えるようにしてもかまわない。

タ一ゲット表示部 1 1 3は、 CCDカメラ 1 2 1による撮像画面を表示する機能をもった装置であり、この実施例では、一般的な CRTディスプレイをターゲット表示部 1 1 3として用いている。第 1図に示すように、ターゲット表示部 1 1 3は、主筐体部 1 1 0の背面部に設けられており、作業者は、このターゲット表示部 1 1 3上の画像により、タ一ゲット 4 1 0上に形成されたレーザスポット Qの実際の位置（すなわち、レーザビーム B 1の照射位置）を確認することができる。第 1図のターゲット表示部 1 1 3に示された像1 <3は、レーザスポット Qの像を示している。

§ 3. レーザ受信機 2 00の構成

第 1図に示したレーザ受信機 200の内部構成を示すブロック図を第 3図に示す。既に述べたように、このレーザ受信機 2 00は、主筐体部 2 1 0と、スタンド部 2 3 0 (第 3図には示されていない）とによって構成されており、このブロック図に示された破線内の各ブロックは、主筐体部 2 1 0内の構成要素を示している。この第 3図においても、第 2図と同様に、細い矢印は電気信号の経路を示し、太い矢印は機械的な作用の経路を示し、一点鎖線の矢印は光路を示している。

制御ユニット 2 1 5は、 C P Uを内蔵したユニットであり、このレーザ受信機 2 0 0全体を制御する機能をもつ。図に一点鎖線で示されているように、タ一ゲット 4 1 0からの反射ビーム B 2は、光学系 0 3を介してプリズム P 1へと導かれる。プリズム P 1が図に実線で示された位置にある場合、反射ビーム B 2 は図の左方へと進み、 C C Dカメラ 2 1 6の撮像面に到達する。ここでは、このような反射ビーム B 2の経路を第 1の経路と呼ぶことにする。一方、制御ュニット 2 1 5からの指示に基づいて動作するプリズム駆動モータ 2 1 7は、プリズム？ 1を図に破線で示す位置へ回転駆動する機能を有する。プリズム P 1 が破線の位置にある場合、反射ビーム B 2は図の右方へと進み、プリズム P 2 を経てフォトセル 2 1 8の受光面に到達する。ここでは、このような反射ビ一ム B 2の経路を第 2の経路と呼ぶことにする。フォトセル 2 1 8は、受光した反射ビーム B 2の光量に応じた電圧信号を出力する。この電圧信号は、音声回路 2 1 9に与えられ、音声帯域成分だけが抽出されることになる。

反射ビーム B 2が進む第 2の経路の途中には、この反射ビーム B 2の一部を遮光するためのナイフエッジ 2 2 0が配置されている。このナイフエッジ 2 2 0による遮光位置は、ステッピングモータ 2 2 1によって調整される。制御ュニット 2 1 5は、ステッピングモータ 2 2 1に対して指示を与えることにより、ナイフエッジ 2 2 0による遮光位置を調整することができる。

第 3図の下段に示されている操作盤 2 1 1、座標表示部 2 1 2、ターゲット表示部 2 1 3は、第 1図に示されているように、主筐体部 2 1 0の側面もしくは背面に設けられた構成要素である。操作盤 2 1 1は、オペレータが制御ュニット 2 1 5に対して種々の指示を与えるための操作ボタンや、逆に、制御ュニット 2 1 5がオペレータに対して動作内容を知らしめるためのィンジケータなどから構成されている。また、この実施例では、フォトセル 2 1 8が出力する電圧値を示す電圧計 Mと、音声回路 2 1 9によって抽出された音声帯域信号を外部のイヤホンへ出力するための出力端子 T 1および外部の録音装置へ出力するための出力端子 T 2が操作盤 2 1 1上に設けられている。本発明に係る音声モニタシステムにおける最終目的となる音声は、これら出力端子 T l， Τ 2から得られることになる。

また、座標表示部 2 1 2には、レーザ発信機 1 0 0側における現時点でのレーザビーム Β 1の走査位置を示す座標が表示される。前述したように、レーザ発信機 1 0 0のアンテナ 1 1 4からは、現時点での走査位置を示す X座標値および Υ座標値が、電波として送信されている。レーザ受信機 2 0 0は、この電波をアンテナ 2 1 4により受信し、通信インタフェース部 2 2 2を介して、 X座標値および Υ座標値を制御ュニット 2 1 5に取り込む処理を行う。制御ュニット 2 1 5は、この取り込んだ X座標値および Υ座標値を、そのまま座標表示部 2 1 2に与えて表示させる。結局、レーザ受信機 2 0 0側の座標表示部 2 1 2 には、レーザ発信機 1 0 0側の座標表示部 1 1 2と全く同じ座標値がリアルタィムで表示されることになる。作業者は、この座標表示部 2 1 2の座標値を見ることにより、レーザ受信機 2 0 0の近傍に居ながらにして、現時点でのレーザビーム Β 1の走査位置をリアルタイムで認識することが可能になる。

一方、ターゲット表示部 2 1 3は、 C C Dカメラ 2 1 6による撮像画面をそのまま表示する機能を有する。この実施例では、 C C Dカメラ 2 1 6として、モノクロ撮影用の一般的な C C Dカメラを用いており、レーザビームの近赤外波長域にも感度を有している。したがって、第 1図に示すように、ターゲット 4 1 0からの反射ビーム B 2を受光すると、ターゲット 4 1 0の画像とともにレーザスポット Qの画像が C C Dカメラ 2 1 6によって取り込まれることになる。この C C Dカメラ 2 1 6から出力された画像信号は、制御ュニット 2 1 5 を介してタ一ゲット表示部 2 1 3に与えられる。もちろん、制御ュニット 2 1 5を介さずに、 C C Dカメラ 2 1 6の画像信号を直接ターゲット表示部 2 1 3に与えるようにしてもかまわない。

ターゲット表示部 2 1 3としては、タ一ゲット表示部 1 1 3 と同様に、一般的な C R Tディスプレイが用いられており、第 1図に示すように、主筐体部 2 1 0の背面部に設けられている。作業者は、このタ一ゲット表示部 2 1 3上の画像により、タ一ゲット 4 1 0上に形成されたレーザスポット Qの実際の位置（すなわち、レーザビーム B 1の照射位置）を確認することができる。第 1 図のターゲット表示部 2 1 3に示された像 I Q *は、レーザスポット Qの像を示している。

以上のように、このレーザ受信機 2 0 0によつて受光された反射ビ一ム B 2 は、第 1の経路（図の左方の経路）をとるカヽ第 2の経路（図の右方の経路）をとるかによって、それぞれ異なった取り扱いがなされることになる。すなわち、第 1の経路をとつた場合には、 C C Dカメラ 2 1 6によって撮像され、タ一ゲット表示部 2 1 3にレーザスポット Qの位置力 ^?表示されることになる。作業者は、目的となる音声のモニタ作業を開始する前の準備段階として、タ一ゲット 4 1 0からの反射ビーム B 2が正しく受光されている力否かを、このターゲット表示部 2 1 3上の画像を見ながら確認することができる。正しい受光が確認できたら、作業者は操作盤 2 1 1を操作して、反射ビーム B 2の経路を切り替える指示を与える。この指示を受けた制御ュニット 2 1 5は、プリズム駆動モータ 2 1 7に駆動信号を送り、プリズム？ 1を図の破線位置まで回転させる。これにより、反射ビーム B 2は、第 2の経路をとることになる。この第 2の経路上にあるナイフエッジ 2 2 0およびフォトセル 2 1 8は、位置変動検出部として機能する。すなわち、反射ビーム B 2の微小な位置変動を電気信号として検出して出力することになる。この検出原理の詳細については後述する。結局、プリズム P Iは、第 1の経路か、第 2の経路か、いずれか一方を選択的に形成させる機能を果たすことになる。なお、この実施例では、制御ュニット 2 1 5からの指示を受けたプリズム駆動モータ 2 1 7によって、プリズム P 1 の回転駆動を行っているが、プリズム P 1の駆動軸を直接手で回転させることによって経路の切り替えを行うようにしてもかまわない。この場合、プリズム屠区動モータ 2 1 7は不要になる。

§ 4 . ビーム検出器 3 0 0の構成

第 4図は、第 1図に示すビーム検出器 3 0 0の内部構造を示す構造図である。このビーム検出器 3 0 0の主たる構造体は、平板状の受光プレート 3 1 0と円柱状のグリップ 3 2 0とである。受光プレート 3 1 0には、多数のフォトトランジスタ 3 1 1が縦横に配列されている。個々のフォトトランジスタ 3 1 1は、ビーム B 2の波長の光に感応して動作する。一方、グリップ 3 2 0内には、電池 3 1 2および電子回路部 3 1 3が内蔵されている。電池 3 1 2の電力は、各フォトトランジスタ 3 1 1およぴ電子回路部 3 1 3に供給される。電子回路部 3 1 3には、このビーム検出器 3 0 0の動作を制御するための回路が用意されている。すなわち、受光プレート 3 1 0に配列されたフオトトランジスタ 3 1 1の少なくとも 1つに反射ビーム B 2が照射されると、当該トランジスタから電子回路部 3 1 3に対して、ビームの検出を示す電気信号が伝達される。電子回路部 3 1 3は、この電気信号の伝達を受けると、 2つの処理を実行する。第 1の処理は、作業者に対して、反射ビーム B 2の存在を報知する処理である。この実施例では、図示のとおり、グリップ 3 2 0に、イヤホン 3 3 0のプラグ 3 3 1を挿入するジャックカ'形成されている。電子回路部 3 1 3は、反射ビーム B 2の存在を報知する場合、このイヤホン用ジャックに、所定の音響信号を与える処理を行う。したがって、イヤホン 3 3 0を装着した作業者は、イヤホン 3 3 0から提示される音によって、反射ビーム B 2が受光プレート 3 1 0のいずれかの箇所に命中していることを認識できる。電子回路部 3 1 3 の行う第 2の処理は、反射ビーム B 2が受光プレート 3 1 0に命中したことを、無線によってレーザ発信機 1 0 0に伝達する処理である。すなわち、いずれかのフォトトランジスタ 3 1 1が反射ビーム B 2を検出すると、ビーム検出を示す信号がアンテナ 3 1 4から直ちに外部に送信され、レーザ発信機 1 0 0側はリアルタイムでこれを認識することができる。

第 5図は、第 4図に示すビーム検出器 3 0 0内の電気信号を処理する構成要素を抽出したブロック図である。ここで、制御ユニット 3 1 5、アンプュニット 3 1 6、通信インタフヱ一ス部 3 1 9は、いずれも第 4図に示す電子回路部 3 1 3に内蔵されたュニットである。各フォトトランジスタ 3 1 1の出力電圧は、制御ュニット 3 1 5で監視される。これらの出力電圧に変動が生じた場合、制御ュニット 3 1 5は、反射ビーム B 2力検出されたと判断し、上述した 2つの処理を実行する。すなわち、アンプュニット 3 1 6に対して、所定の音響信号を与える第 1 の処理を実行するとともに、通信インタフェース部 3 1 9に対して、所定の送信信号を与える第 2の処理を実行する。

第 1の処理によって、アンプユニット 3 1 6に与えられた音響信号は、外部に接続されたイヤホン 3 3 0によって音として提示される。この音は、作業者に対して、反射ビーム B 2の存在を報知する役目を果たすことができれば、どのような音であってもかまわない。ただ、この実施例では、制御ユニット 3 1 5の負担を軽減させるために、特別な工夫を行っている。既に述べたように、レーザ発信機 1 0 0内の半導体レーザ 1 1 6は、連続モードと変調モードとの 2通りのモードで動作可能である。ここで、連続モードは、このシステム本来の音声モニタ作業を実行する際のモードである力 ^?、変調モードは、ビーム検出器 3 0 0を用いた反射ビーム B 2の検出作業を実行する際の便宜を図るためのモードである。半導体レーザ 1 1 6を変調モードで動作させた場合、レーザビーム B 1は、所定の可聴周波数をもった変調信号として照射されることになる。たとえば、 1 0 0 0 H zの周波数信号で変調を行えば、レーザビーム B 1 は、 1 0 0 O H zの周波数で断続的に照射されることになり、反射ビーム B 2 も同じ周波数で変調された断続ビームになる。ビーム検出器 3 0 0に、このように変調された反射ビーム B 2が照射されると、フォトトランジスタ 3 1 1の出力電圧は 1 0 0 0 H zで変動することになる。そこで、このトランジスタの出力電圧をそのままアンプユニット 3 1 6に与えるだけで、イヤホン 3 3 0からは 1 0 0 0 H zの音響信号を提示することができる。このように、半導体レーザ 1 1 6を変調モードで動作させるという工夫を施すことにより、制御ュニット 3 1 5の行う第 1の処理負担は大幅に軽減され、実質的には、制御ュニット 3 1 5を設けず、フォトトランジスタ 3 1 1の出力電圧をそのままアンプュニット 3 1 6に与える構成をとることが可能である。

また、半導体レーザ 1 1 6に対する変調は、必ずしも単一周波数の信号を用いて行う必要はなく、たとえば音声信号によって変調を行うことも可能である。この場合、レ一ザ発信機 1 0 0を操作している第 1の作業者から、ビーム検出器 3 0 0を持って反射ビーム B 2の検出作業を行っている第 2の作業者に対して、音声メッセ一ジを与えることも可能である。すなわち、レーザ発信機 1 0 0側に音声回路を内蔵させておき、第 1の作業者の声を音声信号に変換し、この音声信号に基づいて半導体レーザ 1 1 6に対する変調を行えば、第 2の作業者は、イヤホン 3 3 0から第 1の作業者の声を聴くことができる。

一方、制御ュニット 3 1 5の行う第 2の処理では、アンテナ 3 1 4から外部に対して無線で信号送信が行われる。この無線による送信信号は、ビーム検出器 3 0 0によって反射ビーム B 2が検出された旨を示す信号であるが、この実施例では、この信号に基づいて、レーザ発信機 1 0 0側のビーム走査機構の動作を制御できるようにしている。すなわち、アンテナ 3 1 4から送信される信号は、レーザ発信機 1 0 0に対する走査制御信号として機能することになる。レーザ発信機 1 0 0側は、この走査制御信号の受信により、ビームの走査を停止させたり、あるいは走査方向を逆転させたりする処理を行うことが可能である。このような処理については、後述する。

§ 5 . 音声モニタ処理の原理

これまで、本音声モニタシステムの基本要素となるレーザ発信機 1 0 0、レーザ受信機 2 0 0、ビーム検出器 3 0 0の構成についてそれぞれ説明した。この説明により、本音声モニタシステムの動作概要は、十分に理解されたであろう。ここでは、レーザ受信機 2 0 0内で行われる音声モニタ処理の原理を、もう少し詳細に説明しておく。

第 3図に示されているとおり、プリズム？ 1により第 2の経路を選択すると、ターゲット 4 1 0からの反射ビーム B 2は、図の右方の位置変動検出部（ナイフエッジ 2 2 0，プリズム P 2，フォトセル 2 1 8 ) へと導かれる。実際には、この反射ビ一ム B 2は、直径 y5をもった光束をなしている。ナイフエッジ 2 2 0は、この光束の一部を遮光する位置に挿入されることになる。いま、第 6図の側面図に示されているように、反射ビーム B 2の中心位置までナイフエツジ 2 2 0が挿入されていた場合を考える。この場合、反射ビーム B 2の下半分が遮光されるので、フォトセル 2 1 8には、上半分のみが照射されることになる。すなわち、図のフォトセル 2 1 8の左側に示した受光面のうち、ハツチングが施されていない領域にのみ、光が照射されることになる。第 7図〜第 9図の上段に示された図は、反射ビーム B 2の光軸に直交する平面内において、反射ビーム B 2とナイフエッジ 2 2 0との位置関係を示す図であり、下段は、操作盤 2 1 1上に設けられた電圧計 Mの表示を示している。第 7図に示すように、反射ビーム B 2の下半分がナイフエッジ 2 2 0によって遮光された状態では、計 Mは中程度の値を示す。ところ力?、第 8図に示すように、反射ビーム B 2 が上方へ変位すると、遮光範囲が少なくなるため電圧計 Mの指示値は増大するが、逆に、第 9図に示すように、反射ビーム B 2が下方へ変位すると、遮光範囲が多くなるため電圧計 Mの指示値は減少する。

既に述べたように、反射ビーム B 2は、ターゲット 4 1 0の振動に基づいて位置変動を生じている。したがって、反射ビーム B 2の位置変動には、建物 4 0 0の部屋内の音声に基づく振動成分が含まれていることになる。結局、フォトセル 2 1 8から出力される電気信号には、モニタ対象となる部屋内の音声成分が含まれることになる。そこで、音声回路 2 1 9において音声帯域成分のみを抽出する処理を行えば、目的となる音声を信号として取り出せる。この音声信号は、出力端子 T l， Τ 2を介して出力され、イヤホンでモニタしたり、外部の録音装置で録音したりすることができる。

なお、上述したナイフエッジ 2 2 0を用いた方法では、反射ビーム Β 2の一次元（第 7図〜第 9図における垂直方向）の変動成分しか検出することができないが、一般に、部屋内の会話によって窓ガラスなどに生じる振動は、特別な指向性をもっておらず、水平方向および垂直方向のいずれの方向成分も含んでいると考えられるので、一次元の振動成分を検出するだけで十分である。

§ 6 . レーザビームを走査する意義

本発明に係る音声モニタシステムのひとつの特徴は、レーザ発信機 1 0 0がレーザビーム Β 1を走査する機能をもっている点である。このようなビーム走査機能を設けた理由は、反射ビーム Β 2の検出作業を容易にするために他ならない。ここでは、このビーム走査機能の付加により、反射ビーム Β 2の検出作業がいかに効率化されるかを述べる。

第 1 0図は、第 1図に示すレ一ザ発信機 1 0 0から照射されたレーザビームを示す上面図であり、点 Ρは、レーザ発信機 1 0 0の設置点を示している。ここでは、ターゲット 4 1 0が完全な平面であるとし、点 Ρからターゲット 4 1 0上の点 Q 1に向けてレーザビームを照射した場合と、点 Q 2に向けてレーザビームを照射した場合とを考える。それぞれの場合に得られる反射ビームの向きは、ターゲット 4 1 0上での入射角と反射角とが等しくなるという光学上の原理に基づいて、図示のようになる。すなわち、点 Q 1に照射されたレーザビームは点 Q 1 *の位置へ到達し、点 Q 2に照射されたレーザビームは点 Q 2 * の位置へ到達する（点 P，点 Q 1 *，点 Q 2 *は、いずれもタ一ゲット 4 10に平行な観測面 4 20上の点とする）。ここで、点 Q l，点 Q 2間の距離を乙とすれば、点 Q l *，点 Q 2 *間の距離は 2乙になる。すなわち、ターゲット 410上でレーザスポット Qを距離 Lだけ移動させると、観測面 420上でのレーザスポット Q*は 2倍の距離 Lだけ移動することになる。

レ一ザビームを二次元的に走査すると、ターゲット 4 10上でのレーザスポット Qの移動範囲に対して、観測面 42 0上でのレーザスポット Q*の移動範囲は 4倍になる。たとえば、第 1 1図に示すように、図の水平方向に X軸、垂直方向に Y軸をとり、ターゲット 4 10上に XY座標系を定義する。そして、ターゲット 4 1 0上のレーザスポット Qを、点 Q (0， 0) から点 Q (L, 0) の位置まで図の右方向に移動させ、続いて、左端まで戻し、点 Q (0， 1) から点 Q (L , 1 ) の位置まで図の右方向に移動させ、 ……、最後に、点 Q (0， K) から点 Q (L, K) の位置まで図の右方向に移動させるように、点 Pから照射したレーザビームを走査したとする。この場合、タ一ゲット 4 1 0 上のレーザスポット Qの移動範囲は、幅 L, 高さ Kの矩形領域内になるが、観測面 42 0でのレーザスポット Q*の移動範囲は、点 Q * (0， 0) , 点 Q* (2 L, 0) ，点 Q* (0， 2 K) , 点 Q* (2 L, 2 K) を 4頂点とする幅 2 L, 高さ 2 Kの矩形領域内になる。

このようなビーム走査を行えば、ビーム検出器 300によって反射ビーム B 2 を検出する作業を行う場合、反射ビーム B 2が受光プレート 3 10にヒットする確率を大幅に向上させることができる。すなわち、タ一ゲット 4 10上の矩形領域と観測面 420上の矩形領域との間の空間内のいずれかの位置に、受光プレート 3 10が存在すれば、ビーム走査の一時点において、反射ビーム B 2 の検出が行われることになる。反射ビーム B 2の検出作業が、肉眼では見ることのできない光を検出する作業であることを考えると、このような工夫は実用上大きな意義がある。 § 7 . 本システムを用いた音声モニタ操作

最後に、本システムを用いた具体的な音声モニタ操作の手順を、第 1 2図の流れ図を参照しながら説明する。ここでは、第 1図に示すように、建物 4 0 0 内の 1つの部屋の内部の会話を密かに録音する場合の操作を例にとって説明する。

まず、ステツプ S 1において、レーザ発信機 1 0 0の設置を行う。レーザ発信機 1 0 0は、基本的には、レーザビーム B 1 をターゲット 4 1 0に照射することができる位置であれば、どのような位置に設置してもかまわない。ただ、上は、鍵力の少なレ、安定した場所に設置するの力好ましい。続いて、ステツプ S 2において、レ一ザビーム B 1の照射を行う。この時点では、半導体レ一ザ 1 1 6の動作モードは、連続モードおよび変調モードのいずれでもかまわないが、後に検出作業を行うことを考慮して、ここでは変調モードでレーザビームの照射を行ったものとする。レーザビーム B 1を照射するターゲット 4 1 0 としては、通常は、屋外に面した窓ガラスなどを利用すればよい。もっとも、タ一ゲット 4 1 0としては、部屋内の音声に基づく振動が生じ、かつ、レーザビーム B 1を鏡面反射させる性質を有していれば、どのような対象物であってもかまわない。たとえば、部屋内の鏡、灰皿、置物、額などをターゲット 4 1 0として利用してもよい。

ターゲット 4 1 0にレーザビーム B 1を照射すると、既に述べたように、主筐体部 1 1 0の背面に設けられたターゲット表示部 1 1 3に、その様子が表示される。スコープ部 1 2 0の光軸は、半導体レーザ 1 1 6の光軸に合わせて予め調整されているので、レーザビーム B 1を照射すれば、特に調整を行うことなしに、タ一ゲット表示部 1 1 3上にレーザスポット Qの像 I Qが表示されることになる。このように、ターゲット 4 1 0上に形成される実際のレーザスポット Qは、肉眼では認識することはできないが、ターゲット表示部 1 1 3上の像 I Qとして確認することができる。そこで、ステップ S 3において、必要であればレーザビーム B 1の照射位置の調整を行う。すなわち、タ一ゲット表示部 1 1 3で確認した結果、レーザスポット Qがターゲット 4 1 0を外れていたような場合、スタンド部 1 3 0に設けられた設置状態調整手段を調整し、主筐体部 1 1 0全体の位置、角度、向きを調整する作業を行う。

こうして、レーザ発信機 1 0 0の設置が完了したら、続いて、レーザ受信機 2 0 0の設置を行うことになるが、レーザ受信機 2 0 0の設置位置の自由度は著しく制限される。すなわち、ターゲット 4 1 0からの反射ビーム B 2を正しく受光できる位置に限られる。既に述べたように、反射ビーム B 2自身は肉眼で確認することはできないので、レーザ受信機 2 0 0の設置位置を見つける作業は、かなり労力を必要とする作業になる。特に、部屋内の会話を密かに録音する場合、部屋内の当事者に察知されないよう、かなり遠方にレーザ発信機 1 0 0およびレーザ受信機 2 0 0を設置する必要がある。このように、遠方からの目に見えない光をキャッチする作業は、想像以上に困難な作業である。本発明に係る音声モニタシステムでは、レーザビーム B 1を走査するとともに、ビーム検出器 3 0 0という専用の装置を用意することにより、この作業の軽減化を図っている。

まず、ステップ S 4において、変調モードでレーザビーム B 1を照^ fしてビーム走査を開始し、ステップ S 5において、ビーム検出器 3 0 0による探索作業を開始する。すなわち、作業者は、ビーム検出器 3 0 0のグリップ 3 2 0を握つて、反射ビーム B 2が存在すると思われる場所に受光プレート 3 1 0をかざしながら探索を進める。このとき、作業者は、イヤホン 3 3 0から提示される音に注意を払うことになる。実用上は、レーザ発信機 1 0 0を操作する第 1の作業者と、ビーム検出器 3 0 0を手にして歩きまわる第 2の作業者とのチームプレイで、この探索作業を進めるのが好ましい。第 1の作業者は、ターゲット表示部 1 1 3上で像 I Qが移動するのを見ながら、正しいビーム走査が行われていることを認識することができる。また、座標表示部 1 1 2に表示される座標値を確認することにより、現時点での走査位置を高精度で認識することができる。ビームの走査速度は、第 2の作業者の移動速度に応じて適当な速度に調節する。一般的には、第 2の作業者の移動速度に比べて十分に速い速度でビーム走査を行った方が、作業者の移動とビームの走査との相乗効果が期待できる。このような探索作業中に、反射ビーム B 2が受光プレート 3 1 0のいずれかの位置にヒットすると、第 2の作業者の耳には、イヤホン 3 3 0から 1 0 0 0 H zの「ピー」という音が提示される。この音は、変調モードで照射されたレーザビーム B 1に含まれていた音である。第 2の作業者は、この「ピー」という音が聞こえたら、その位置で直ちに停止し、ビーム検出器 3 0 0を現在保持している位置に静止させる。一方、ビーム検出器 3 0 0からレーザ発信機 1 0 0に対しては、無線により、ビームを検出した旨を知らせる信号が送信される。既に述べたように、この信号は、走査制御信号として機能する。すなわち、レーザ発信機 1 0 0内の制御ュニット 1 1 5は、ビーム検出器 3 0 0から走査制御信号が送信されてきたら、直ちにビームを現在の走査位置で停止させる。このように、反射ビーム B 2がビーム検出器 3 0 0によって検出された時点で、ビーム走査を停止すれば、第 2の作業者の現時点の位置において、反射ビーム B 2を捕捉することができる。

しかしながら、反射ビーム B 2が受光プレート 3 1 0をヒットしてから、実際にビーム走査が停止するまでには、ある程度のタイムラグが生じるので、ビーム走査がある程度の速度をもって行われていた場合、レーザ発信機 1 0 0側がビーム走査を停止したときには、既に反射ビーム B 2が受光プレート 3 1 0を通り過ぎていた、という事態が生じることになる。そこで、本実施例では、ビーム検出器 3 0 0側から、第 1回目の走査制御信号が送信されてきたら、レーザ発信機 1 0 0側は、通常の走査速度よりも遅い速度で、これまでとは逆方向への走査を行うようにしている。すなわち、ステップ S 6において、反射ビームが検出されると、続くステップ S 7では、低速逆転走査が開始される。このような低速逆転走査を行っている間、第 2の作業者が、静止状態を維持するようにすれば、通りすぎた寸ビーム B 2は、再び受光プレート 3 1 0の上へと戻つてくることになる。こうして、ビーム検出器 3 0 0によって、反射ビーム B 2 が再度検出されると、ビーム検出器 3 0 0からレーザ発信機 1 0 0に対して、第 2回目の走査制御信号が送信される。レーザ発信機 1 0 0は、第 2回目の走査制御信号を受信すると、直ちにビーム走査を停止させる（ステップ S 9 ) 。逆転走査は低速で行われているため、タイムラグが生じていたとしても、反射ビーム B 2はほぼ受光プレート 3 1 0上の位置で停止することになる。第 2の作業者は、その位置において、イヤホン 3 3 0から 1 0 0 O H zの「ピー」音を聞き続けることができ、反射ビーム B 2を捕捉したことになる。

こうして、反射ビーム B 2を捕捉できれば、基本的には、その位置にレーザ受信機 2 0 0を設置すればよいことになる。すなわち、ステツプ S 1 0において、第 2の作業者によるレーザ受信機 2 0 0の設置が行われる。ところで、既に述べたように、レーザ受信機 2 0 0の座標表示部 2 1 2には、レーザ発信機 1 0 0からの無線信号によって、現時点におけるビームの走査位置を示す座標が表示されている。別言すれば、レーザ発信機 1 0 0上の座標表示部 1 1 2と、レーザ受信機 2 0 0上の座標表示部 2 1 2とは、連動していることになる。そこで、第 2の作業者は、この座標値を確認しながら、必要に応じてレーザ受信機 2 0 0の^ g場所を変更することができる。たとえば、現在位置については、地盤が不安定であるとか、路面が傾斜しているといった、レーザ受信機 2 0 0 の設置場所としては好ましくない事情がある場合、新たな設置場所を見つける必要がある。そして、レーザ受信機 2 0 0を新たな場所に設置するのであれば、この新たな設置場所において反射ビーム B 2を受光することができるように、ビームの走査位置を多少修正する必要がある。この場合、座標表示部 2 1 2に表示されている座標値を参考にすることができるので便利である。たとえば、現時点でのビームの走査位置が、走査領域の右端に近い位置であった場合には、新たな設置場所は、現在位置よりも右側にとることは好ましくない、と判断することができる。また、走査位置を示す座標値は、大まかな距離に換算することもできるので、新たな設置場所が定まった場合、ビームの走査位置の修正量を大まかな座標値として求めることもできる。

こうして、レーザ受信機 2 0 0の設置が完了したら、続いて、ステップ S 1 1において、ビーム照射を連続モードに切り替え、連続ビームの照射を行う。このとき、レーザ受信機 2 0 0内のプリズム P 1は、反射ビーム B 2を第 1の経路へと導くようにセットしておく。これにより、反射ビーム B 2は、 C C Dカメラ 2 1 6の撮像面へ到達することになり、ターゲット表示部 2 1 3 には、ターゲット 4 1 0上のレーザスポット Qの像 I Q *が表示される。そこで、ステツプ S 1 2において、このターゲット表示部 2 1 3を見ながら、主筐体部 2 1 0の位置粗調整が行われる。すなわち、スタンド部 2 3 0に設けられた設置状態調整手段を操作し、像 I Q *がタ—ゲット表示部 2 1 3の中央位置に表示されるように、主筐体部 2 1 0全体の位置、角度、向きを調整する作業を行う。このように、タ一ゲット表示部 2 1 3 を見ながら位置粗調整を行っておくと、反射ビーム B 2力⁵'、光学系〇 3のほぼ中心位置に入射することになり、後の位置微調整を楽に行うことができる。

さて、位置粗調整が完了したら、ステップ S 1 3において、プリズム P 1の切り替えを行う。すなわち、プリズム駆動モータ 2 1 7を駆動させて、プリズム P 1を回転させ、反射ビーム B 2を第 2の経路へと導くようにする。なお、このとき、ナイフエッジ 2 2 0は、ステツピングモータ 2 2 1によって最も引つ込めた状態にしておき、反射ビーム B 2がナイフエッジ 2 2 0によって全く遮光されないようにしておく。すると、反射ビーム B 2の全光束がフォトセル 2 1 8の受光面に照射されることになる。そこで、ステップ S 1 4において、電圧計 Mを見ながら位置微調整を行う。これは、反射ビーム B 2が、フォトセル 2 1 8の面の中の最も高感度な領域に照射されるようにする調整である。 "^的なフォトセル 2 1 8では、面の中 5¾ 近の感度が最も高い。そこで、電圧計 Mを見ながら、スタンド部 2 3 0に設けられた設置状態調整手段を操作し、電圧計 Mの指示値が最大値を示すように、主筐体部 2 1 0全体の位置、角度、向きを微調整する作業を行う。

こうして、レーザ受信機 2 0 0の設置位置に関する粗調整および微調整が完了すれば、レーザ受信機 2 0 0は、反射ビーム B 2を受光するのに最適な位置に設置されたことになる。そこで、続くステツプ S 1 5において、ナイフェツジ 2 2 0の揷入位置の調整を行う。モニタ音のダイナミックレンジを最も広くするという見地からは、第 6図に示すように、ナイフエッジ 2 2 0の先端部が反射ビーム B 2の光束の中心位置にくるまで挿入するのカ^?好ましいと考えられる。しかしながら、実用上は、人間の耳にとって最も聞き取りやすい状態に設定するのが最適である。そこで、操作盤 2 1 1の出力端子 T 1 にイヤホンを接続し、このイヤホンからのモニタ音を直接聞きながら、操作盤 2 1 1に対してナイフエッジ 2 2 0の移動指示を与え、音声が最も明瞭に聞き取れると思われる位置を探す操作を行う。

最終的に、ナイフエッジ 2 2 0の最適挿入位置が確定したら、ステップ S 1 6において、イヤホンによる音声のモニタや、外部に接続した録音機器を用いた録音操作を実行すればよい。

以上、本発明を図示する一実施例に基づいて説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。たとえば、反射ビーム B 2を探索する際に用いるビーム検出器 3 0 0は、必須のものではない。タ一ゲット 4 1 0との距離が比較的近い場合には、レーザ発信機 1 0 0によるビーム走査を行うだけで、レーザ受信機 2 0 0による反射ビーム B 2の直接捕捉が可能である。また、レーザ発信機 1 0 0、レーザ受信機 2 0 0、ビーム検出器 3 0 0間の無線による信号送信手段は、付加的な構成要素であり、コスト削減のために省略しても、大きな支障は生じない。また、上述の実施例では、座標表示部 1 1 2とターゲット表示部 1 1 3 とを別々のハ一ドウエアで実現しているが、単一のハードウエアで共用するようにしてもかまわない。座標表示部 2 1 2とターゲット表示部 2 1 3とについても同様である。産業上の利用分野

本発明に係るレーザ光を用いた音声モニタシステムは、部屋の内部の音声を部屋の外部からモニタする用途に広く利用できる。特に、遠隔からのモニタが可能であり、また、非可視波長域のレーザを利用しているため、部屋内の当事者に察知されることなく、会話をモニタすることができ、犯罪捜査機関や軍事機関による情報収集活動への利用が有効である。

Claims

請求の範囲

1. レーザ光を用いて部屋の内部の音声を部屋の外部からモニタする音声モニタシステムであって、

非可視波長域のレーザビーム（B 1) を、モニタ対象となる所定のタ一ゲット（41 0) に向けて照射するレーザ発信機（1 00) と、

前記ターゲット（4 10) からの反射ビーム（B 2) の位置変動を電気信号に変換し、この電気信号の音声帯域成分を抽出して出力するレーザ受信機

(200) と、

を備えることを特徴とするレ一ザ光を用いた音声モニタシステム。

2. 請求項 1に記載のシステムにおいて、

レーザビーム（B 1) の照射によりターゲット（4 1 0) 上に形成されるレ一ザスポット（Q) が、タ一ゲット（410) 上の面内で移動するように、レーザビーム（B 1 ) を走査するビーム走査機構（ 1 1 7， 1 18) をレーザ発信機（100) に設けたことを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

3. 請求項 2に記載のシステムにおいて、

レーザ発信機（100) が、レーザビ一ム（B 1) の現時点での走査位置を示す座標を表示する座標表示部（ 1 1 2) と、この座標をレーザ受信機 (200) に対して送信する通信手段（1 14， 1 19) とを有し、レーザ受信機（200) 力 ^s、前記レーザ発信機（1 00) から送信されてきた座標を受信する通信手段（2 14， 222 ) と、この座標を表示する座標表示部（2 12) とを有することを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

4. 請求項 2に記載のシステムにおいて、

ターゲット（4 10) からの反射ビーム（B 2) を受光すると電気信号を発生する多数の受光素子（3 1 1) を配列した受光プレート（310) と、前記電気信号に基づいて、反射ビーム（B 2) の存在を報知する報知装置 (313， 330) と、

を有するビーム検出器（300) を更に設けたことを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

5. 請求項 4に記載のシステムにおいて、

レーザ発信機（100) 、レーザビーム（B 1) を連続信号として照射する連続モードと、レーザビーム（B 1) を所定の可聴周波数をもった変調信号として照射する変調モードと、の 2つのモードで動作する機能を有し、ビーム検出器（300) 内の報知装置が、前記変調モード動作時に発生した反射ビーム（B 2) を受光したときに、前記変調信号を利用して、前記可聴周波数の音を提示する機能をもった装置（3 13， 330) によって構成されていることを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

6. 請求項 2に記載のシステムにおいて、

ターゲット（4 10) からの反射ビーム（B 2) を受光すると電気信号を発生する多数の受光素子（3 1 1) を配列した受光プレート（3 10) と、前記電気信号に基づいて、ビーム走査機構（2 1 7， 2 1 8) の動作を制御する走査制御信号をレーザ発信機（ 1 0 0 ) に対して送信する通信手段 (314， 3 1 9) と、

7. 請求項 1に記載のシステムにおいて、

ターゲット（4 10) およびこのターゲット上に形成されるレーザスポット (Q) を撮像できるように光軸が調整され、レーザビーム（B 1) の波長を検出波長域に含む CCDカメラ（12 1) と、

この CCDカメラ（12 1) による撮像画面を表示するためのターゲット表示部（1 13) と、

をレーザ発信機（100) に設けたことを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

8. 請求項 1に記載のシステムにおいて、

レーザビーム（B 1) の波長を検出波長域に含む CCDカメラ（216) と、この CCDカメラ（2 16) による撮像画面を表示するためのターゲット表示部（213) と、

ターゲット（4 10) からの反射ビーム（B 2) の位置変動を電気信号に変換する位置変動検出部（2 18， 220) と、

この電気信号から音声帯域成分を抽出する音声回路（2 1 9) と、ターゲット（4 1 0) からの反射ビーム（B 2) を、前記 C CDカメラ (2 16) へと導く第 1の経路と、前記位置変動検出部（2 1 8， 220) へと導く第 2の経路とを、選択的に形成させる光学手段（P 1， 2 1 7) と、レーザ受信機（ 2 0 0 ) 全体の設置状態を調整する設置状態調整手段 (230) と、

をレーザ受信機（200) に設けたことを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

9. 請求項 1に記載のシステムにおいて、

ターゲット（410) からの反射ビーム（B 2) の光路途中に設けられ、前記反射ビームの一部を遮光するためのナイフエッジ（220) と、

前記ナイフエッジ（220) の遮光位置を調整するための遮光位置調整手段 (22 1) と、

前記ナイフエッジ（220) によって遮光されなかった反射ビーム（B 2) を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する受光素子（2 18) と、をレーザ受信機（200) に設け、反射ビームの位置変動を電気信号に変換するようにしたことを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。

10. 請求項 9に記載のシステムにおいて、

受光素子（2 1 8) が出力する電気信号の値を表示する受光感度表示部 (M) と、

レーザ受信機（ 2 0 0 ) 全体の設置状態を調整する設置状態調整手段 (230) と、

をレーザ受信機（200) に更に設けたことを特徴とするレーザ光を用いた音声モニタシステム。