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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023145410
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】動物の分娩検知システム及び分娩検知方法
(51)【国際特許分類】
A01K 29/00 20060101AFI20231003BHJP
【ＦＩ】
A01K29/00 A
A01K29/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023050907
(22)【出願日】2023-03-28
(31)【優先権主張番号】P 2022051950
(32)【優先日】2022-03-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】309015019
【氏名又は名称】地方独立行政法人青森県産業技術センター
(71)【出願人】
【識別番号】398000288
【氏名又は名称】株式会社むつ家電特機
(71)【出願人】
【識別番号】519076794
【氏名又は名称】有限会社小比類巻家畜診療サービス
(74)【代理人】
【識別番号】100218280
【弁理士】
【氏名又は名称】安保 亜衣子
(74)【代理人】
【識別番号】100108914
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 壯兵衞
(74)【代理人】
【識別番号】100173864
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 健治
(72)【発明者】
【氏名】宮川 大志
(72)【発明者】
【氏名】平泉 真吾
(72)【発明者】
【氏名】水木 若菜
(72)【発明者】
【氏名】杉山 弘昭
(72)【発明者】
【氏名】杉山 暢
(72)【発明者】
【氏名】杉山 秀史
(72)【発明者】
【氏名】小比類巻 正幸
(57)【要約】 （修正有）
【課題】分娩検知の精度の高い動物の分娩検知システム及び分娩検知方法を提供する。
【解決手段】動物Ｃの腟内に挿入され、動物Ｃの生体組織による吸収及び減衰により伝搬が遮蔽される第１周波数の第１電波信号を発信する発信器と、動物Ｃから３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、第１電波信号を受信する第１受信素子５５ａを有し、第１周波数よりも低周波の第２周波数ｆ２の第２電波信号に変換し、第２電波信号を送信する中継装置５と、中継装置５から、第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、第２電波信号を受信する第２受信素子３５ｃを有する受信装置３を備える。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】動物Ｃの腟内に挿入され、動物Ｃの生体組織による吸収及び減衰により伝搬が遮蔽される第１周波数の第１電波信号を発信する発信器と、動物Ｃから３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、第１電波信号を受信する第１受信素子５５ａを有し、第１周波数よりも低周波の第２周波数ｆ２の第２電波信号に変換し、第２電波信号を送信する中継装置５と、中継装置５から、第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、第２電波信号を受信する第２受信素子３５ｃを有する受信装置３を備える。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動物の腟内に挿入され、前記動物の生体組織による吸収及び減衰により伝搬が遮蔽される第１周波数の第１電波信号を発信する発信器と、
前記動物から３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、前記第１電波信号を受信する第１受信素子を有し、前記第１電波信号を前記第１周波数よりも低周波の第２周波数の第２電波信号に変換し、前記第２電波信号を送信する中継装置と、
前記中継装置から、前記第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、前記第２電波信号を受信する第２受信素子を有する受信装置
を備えることを特徴とする分娩検知システム。
前記動物から３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、前記第１電波信号を受信する第１受信素子を有し、前記第１電波信号を前記第１周波数よりも低周波の第２周波数の第２電波信号に変換し、前記第２電波信号を送信する中継装置と、
前記中継装置から、前記第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、前記第２電波信号を受信する第２受信素子を有する受信装置
を備えることを特徴とする分娩検知システム。
【請求項2】
前記第１周波数が２．４ＧＨｚ帯に含まれる周波数であり、前記第２周波数が９２０ＭＨｚ帯に含まれる周波数であることを特徴とする請求項１に記載の分娩検知システム。
【請求項3】
前記中継装置が第１無線ＬＡＮアダプタを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の分娩検知システム。
【請求項4】
前記受信装置が第２無線ＬＡＮアダプタを更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の分娩検知システム。
【請求項5】
動物の生体組織による吸収及び減衰により伝搬が遮蔽される第１周波数の第１電波信号を発信する発信器と、前記動物から３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、前記第１電波信号を受信する第１受信素子を有し、前記第１電波信号を前記第１周波数よりも低周波の第２周波数の第２電波信号に変換し、前記第２電波信号を送信する中継装置と、前記中継装置から、前記第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、前記第２電波信号を受信する第２受信素子を有する受信装置を備える分娩検知システムを使用した分娩検知方法であって、
前記発信器が露出しないように、前記発信器を出産間近の前記動物の腟内に挿入するステップと、
前記発信器が前記腟内から押し出されて露出し、前記第１電波信号を前記第１受信素子が受信するステップと、
前記中継装置において、前記第１電波信号を前記第２電波信号に変換し、該第２電波信号を送信するステップと、
送信された前記第２電波信号を前記第２受信素子が受信するステップと
を含むことを特徴とする分娩検知方法。
前記発信器が露出しないように、前記発信器を出産間近の前記動物の腟内に挿入するステップと、
前記発信器が前記腟内から押し出されて露出し、前記第１電波信号を前記第１受信素子が受信するステップと、
前記中継装置において、前記第１電波信号を前記第２電波信号に変換し、該第２電波信号を送信するステップと、
送信された前記第２電波信号を前記第２受信素子が受信するステップと
を含むことを特徴とする分娩検知方法。
【請求項6】
前記受信装置が無線ＬＡＮアダプタを更に備え、
前記受信装置において前記第２電波信号を前記第１及び第２周波数とは異なる周波数を有する第３電波信号に変換し、前記無線ＬＡＮアダプタが前記第３電波信号を前記受信装置から最寄りの無線ＬＡＮルータに送信するステップと
を含むことを特徴とする請求項５に記載の分娩検知方法。
前記受信装置において前記第２電波信号を前記第１及び第２周波数とは異なる周波数を有する第３電波信号に変換し、前記無線ＬＡＮアダプタが前記第３電波信号を前記受信装置から最寄りの無線ＬＡＮルータに送信するステップと
を含むことを特徴とする請求項５に記載の分娩検知方法。
【請求項7】
前記第１周波数が２．４ＧＨｚ帯に含まれる周波数であり、前記第２周波数が９２０ＭＨｚ帯に含まれる周波数であることを特徴とする請求項５又は６に記載の分娩検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、牛等の動物の分娩開始を検出する分娩検知システム及び分娩検知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、畜産や酪農等の様々な目的で、様々な動物が家畜として飼養されている。家畜として飼養される動物は、出産によるリスクを軽減することが望まれる。例えば、牛等の大型の動物の場合、出産時に胎子が正常に分娩されないことがあり、自然分娩に任せると胎子の死亡や母体の死亡等の分娩事故が起こることがある。牛の場合、出産における死亡率は約５％、すなわちおよそ２０頭に１頭が死亡している。このような分娩時の死亡リスクを低減するため、飼養者が付き添って分娩介助をするのが通常である。分娩介助は深夜に及ぶ常時の監視が必要となる場合もあり、飼養者に対して精神的及び肉体的に大きな負担を強いるものである。
【0003】
特許文献１には、動物の腟内に挿入する検出装置を用いた分娩検出システムの発明が記載されている。特許文献１に記載の発明においては、検出装置は押圧により形状が可変であり、検出装置が押圧力の変化（気圧の変化）を検出することで、分娩開始を検知するようにしている。しかし、特許文献１に記載の発明においては、押圧力の変化（気圧の変化）が直ちに分娩開始を示すとは限らず、誤検知も多く発生し、問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－９８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、分娩検知の精度の高い動物の分娩検知システム及び分娩検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、（ａ）動物の腟内に挿入され、その動物の生体組織による吸収及び減衰により伝搬が遮蔽される第１周波数の第１電波信号を発信する発信器と、（ｂ）その動物から３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、第１電波信号を受信する第１受信素子を有し、第１電波信号を第１周波数よりも低周波の第２周波数の第２電波信号に変換し、第２電波信号を送信する中継装置と、（ｃ）中継装置から、第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、第２電波信号を受信する第２受信素子を有する受信装置を備えることを特徴とする分娩検知システムであることを要旨とする。
【0007】
本発明の第２の態様は、（Ａ）動物の生体組織による吸収及び減衰により伝搬が遮蔽される第１周波数の第１電波信号を発信する発信器と、その動物から３０ｍ以内となる第１距離の位置に配置され、第１電波信号を受信する第１受信素子を有し、第１電波信号を第１周波数よりも低周波の第２周波数の第２電波信号に変換し、第２電波信号を送信する中継装置と、中継装置から、第１距離よりも長い第２距離の位置に配置され、第２電波信号を受信する第２受信素子を有する受信装置を備える分娩検知システムを使用した分娩検知方法であって、（ａ）発信器が露出しないように、発信器を出産間近の動物の腟内に挿入するステップと、（ｂ）発信器が腟内から押し出されて露出し、第１電波信号を第１受信素子が受信するステップと、（ｃ）中継装置において、第１電波信号を第２電波信号に変換し、第２電波信号を送信するステップと、（ｄ）送信された第２電波信号を第２受信素子が受信するステップとを含むことを特徴とする分娩検知方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、分娩検知の精度の高い動物の分娩検知システム及び分娩検知方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムの分娩検知前の状態を示す模式図である。
【図1B】本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムの分娩検知中の状態を示す模式図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係る発信器の一例の外観を示す写真である。
【図3】本発明の第１実施形態に係る発信器が牛の腟内に挿入された状態を示す部分断面図その１である。
【図4】本発明の第１実施形態に係る発信器が牛の腟内に挿入された状態を示す部分断面図その２である。
【図5】本発明の第１実施形態に係る発信器が牛の腟内から脱落した状態を示す部分断面図である。
【図6】本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図7A】本発明の第２実施形態に係る発信器の斜視図である。
【図8】第２実施形態に係る発信器の使用状態を示す斜視図である。
【図9A】第２実施形態に係る発信器の、使用時の一例を示す斜視図である。
【図9B】第２実施形態に係る発信器の、使用時の他の例を示す斜視図である。
【図10】第２実施形態に係る発信器の平面図である。
【図15】第２実施形態に係る分娩検知システムのシステム構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の第１及び第２実施形態をより具体的に説明するが、本発明の技術的思想を具体化するためのシステム及び方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、下記の第１及び第２実施形態に特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、様々な変更を加えることができる。
【0011】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムは、図１Ａ及び図１Ｂに示す通り、動物Ｃの腟内に挿入される発信器１ａ、電波信号の中継装置５及び受信装置３を有する。第１実施形態に係る分娩検知システムは、発信器１ａからの第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号を動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置された中継装置５で受信し、中継装置５内で第１電波信号を別の周波数となる第２周波数ｆ２及び第１電力Ｐ１より大きな第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換し、変換された第２電波信号を比較的遠距離に配置された受信装置３で受信するシステムである。例えば、対象となる動物Ｃが牛である場合、中継装置５を牛舎の内部において第１距離だけ動物Ｃから離れて配置し、受信装置３を牛舎から離れた管理室に配置し、受信装置３と中継装置５の間に定義される第２距離を第１距離よりも長くしてもよい。動物Ｃの分娩が始まらないうちは、図１Ａに示す通り、腟内に挿入された発信器１ａからの第１電波信号は、動物Ｃの身体による吸収・減衰により伝搬が遮蔽され、第１電波信号を受信する中継装置５に届かない。しかし分娩の開始直前、即ち破水が発生した場合や、分娩が開始された場合には、図１Ｂに示す通り、発信器１ａが一部又は全部が腟外に押し出されて露出することになり、第１電波信号は腟外に送信され、中継装置５に届く仕組みである。なお、図１Ｂが示すのは、発信器１ａが腟外に押し出されて落下し、発信器１ａ全体が露出した場合である。中継装置５が受信した第１電波信号は第２電波信号に変換され、第２電波信号が受信装置３で受信されることで、分娩介助をする飼養者に、分娩開始等の情報が報知されることになる。
本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムは、図１Ａ及び図１Ｂに示す通り、動物Ｃの腟内に挿入される発信器１ａ、電波信号の中継装置５及び受信装置３を有する。第１実施形態に係る分娩検知システムは、発信器１ａからの第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号を動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置された中継装置５で受信し、中継装置５内で第１電波信号を別の周波数となる第２周波数ｆ２及び第１電力Ｐ１より大きな第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換し、変換された第２電波信号を比較的遠距離に配置された受信装置３で受信するシステムである。例えば、対象となる動物Ｃが牛である場合、中継装置５を牛舎の内部において第１距離だけ動物Ｃから離れて配置し、受信装置３を牛舎から離れた管理室に配置し、受信装置３と中継装置５の間に定義される第２距離を第１距離よりも長くしてもよい。動物Ｃの分娩が始まらないうちは、図１Ａに示す通り、腟内に挿入された発信器１ａからの第１電波信号は、動物Ｃの身体による吸収・減衰により伝搬が遮蔽され、第１電波信号を受信する中継装置５に届かない。しかし分娩の開始直前、即ち破水が発生した場合や、分娩が開始された場合には、図１Ｂに示す通り、発信器１ａが一部又は全部が腟外に押し出されて露出することになり、第１電波信号は腟外に送信され、中継装置５に届く仕組みである。なお、図１Ｂが示すのは、発信器１ａが腟外に押し出されて落下し、発信器１ａ全体が露出した場合である。中継装置５が受信した第１電波信号は第２電波信号に変換され、第２電波信号が受信装置３で受信されることで、分娩介助をする飼養者に、分娩開始等の情報が報知されることになる。
【0012】
図６に示すように、発信器１ａは、制御部１１ａ、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａを有する。発信器１ａは、例えば図２に示すように、外形部分の全体が医療用シリコンゴム等の素材で覆われた、高さ１０ｃｍ弱、直径５ｃｍ程度の略円柱形であってもよい。全体を覆う医療用シリコンゴム等の外皮となる素材の内側に、制御部１１ａ、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａを含む筐体が設けられている。挿入方向後端の中央付近には、発信器１ａを挿入しやすくする目的で、押込み具等を一時的に接続できるような孔又は窪みが設けられていてもよい。発信器１ａの外皮となる素材は、分娩を控えた牛等の動物に対して過度に違和感を与えるものでない素材が好ましい。
【0013】
制御部１１ａは、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａの制御等、発信器１ａの制御全体に関わる構成部分である。電源部１３ａは、電池を備え、制御部１１ａの制御に基づき、電池から制御部１１ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａへ電気エネルギを供給する回路（プロセッサ）である。
【0014】
信号生成回路１５ａは、制御部１１ａの制御に基づき、２．４ＧＨｚ帯等の第１電波信号を生成して発信する発振・増幅回路（集積回路）を構成する部分であり、出力端はアンテナに接続されている。アンテナはダイポールアンテナ、スパイラルアンテナや平面アンテナ（パッチアンテナ）等が採用可能である。第１電波信号の発信及び停止は、発信器１ａの電源のオン・オフと連動するようにしてもよいし、発信器１ａの電源のオン・オフとは独立して、例えば、発信器１ａに物理的に付属するスイッチ等により作動するようにしてもよいし、超音波や低周波の電波等を使用して遠隔操作により作動するようにしてもよい。以下に示す式（５）から分かるように電磁波の浸透の深さδは周波数に依存し、低周波側の帯域では、動物の腟内に挿入された発信器１ａを外部から制御可能になる。第１電波信号の第１周波数ｆ１は２．４ＧＨｚ帯に限らないが、発信器１ａが動物の腟内に挿入された場合に、動物の生体細胞による吸収・減衰によって、腟外との通信が遮蔽されるような吸収・減衰特性を有する周波数及び電力の電磁波であることが好ましい。空中線電力が１０ｍＷ以下の２．４ＧＨｚ帯の電磁波は、電波法第３８条の２の２第１項第１号において、無線局の免許が不要となる「２．４ＧＨｚ帯高度化小電力データ通信システム」として規定されているので好都合の周波数帯である。第１電波信号の電力を小電力の第１電力Ｐ１とすることにより動物の生体細胞（生体組織）に及ぼすダメージ等の影響を小さくすることができる。
【0015】
一般に生体の生体組織に電磁波を照射する場合は、電磁波のエネルギが生体組織に吸収されるので、電磁波が生体組織中を伝搬すると同時に次第に減衰する現象を考慮しなくてはならない。生体の生体組織を誘電体とみなすと、生体組織中を電磁波が伝搬する際の減衰定数γは次式で表される：
γ＝ｊω1（εμ）１／２｛１－ｊ（σ／ω1ε）｝１／２ ……（１）
式（１）において、σは生体組織の導電率、εは誘電率、μは透磁率、ω1＝２πｆ１は電磁波の角周波数である。
ｐ＝σ／ω1ε ……（２）
を定義すると、生体組織では０．１ ＜ ｐ ＜ １０程度であるので、式（１）の実部をαとすると、式（３）が得られる：
α＝ω1［（με／２）｛（１＋ｐ２）１／２－１｝］１／２ ……（３）
式（３）において、電磁波の周波数ｆ1が高い場合を考慮すると、
α＝ω1｛（με／２）ｐ｝１／２ ……（４）
となる。
γ＝ｊω1（εμ）１／２｛１－ｊ（σ／ω1ε）｝１／２ ……（１）
式（１）において、σは生体組織の導電率、εは誘電率、μは透磁率、ω1＝２πｆ１は電磁波の角周波数である。
ｐ＝σ／ω1ε ……（２）
を定義すると、生体組織では０．１ ＜ ｐ ＜ １０程度であるので、式（１）の実部をαとすると、式（３）が得られる：
α＝ω1［（με／２）｛（１＋ｐ２）１／２－１｝］１／２ ……（３）
式（３）において、電磁波の周波数ｆ1が高い場合を考慮すると、
α＝ω1｛（με／２）ｐ｝１／２ ……（４）
となる。
【0016】
生体組織への電磁波の浸透の程度は、電力密度がｅ－２に減衰する距離δを用いて表される。δはαの逆数で与えられ、「表皮の深さ」あるいは「浸透の深さ」と呼ばれる。式（４）において、浸透の深さδ＝１／αであるので、式（２）のｐを用いると、
δ＝（１／πｆ１μσ）１／２ ……（５）
という式が近似的に得られる。表１に示すように生体組織の導電率σの周波数特性は生体組織によって異なり、周波数ｆ１の増加に従い導電率σは上昇する。生体組織間の導電率σは、脂肪＜骨格筋＜血液という関係になるが、表１からｆ１＝２．４ＧＨｚにおける導電率σ＝１０mS/cmと仮定する。
δ＝（１／πｆ１μσ）１／２ ……（５）
という式が近似的に得られる。表１に示すように生体組織の導電率σの周波数特性は生体組織によって異なり、周波数ｆ１の増加に従い導電率σは上昇する。生体組織間の導電率σは、脂肪＜骨格筋＜血液という関係になるが、表１からｆ１＝２．４ＧＨｚにおける導電率σ＝１０mS/cmと仮定する。
【表1】
【0017】
生体組織の誘電率は水の誘電率と同程度であり、生体組織を構成する分子のほとんどが非磁性体と考えられるので、εｒ≒８０［Ｆ／ｍ］，μｒ≒１［Ｈ／ｍ］程度と推察できる。真空中での誘電率及び透磁率は、ε０≒８．８５４２×１０－１２［Ｆ／ｍ］，μ０≒４π×１０－７［Ｈ／ｍ］である。式（５）から、生体組織に吸収帯が存在しない場合においては、周波数が２．４ＧＨｚの電磁波を生体組織に照射した場合は浸透の深さδ＝２．０５ｃｍ程度となる。実際には電子レンジに採用されているように、水の吸収特性は２．４ＧＨｚで非常に大きいので、浸透の深さδの値は２ｃｍより遙かに小さな値になり、動物の腟内から外部に出られなくなる。
【0018】
２．４ＧＨｚ帯の電磁波が動物の生体細胞に及ぼすダメージに関しては生物学的データが不足しているので、第１電波信号の第１電力Ｐ１は、通信が可能な範囲で極力小さくして、中継装置５を動物から３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置することが好ましい。第１電波信号の第１電力Ｐ１を小さくすることにより、発信器１ａの筐体のサイズを小さくすることも容易になる。信号生成回路１５ａは、発信器１ａの挿入方向先端側、中央付近又は挿入方向後端側のいずれの位置に配置されていてもよいが、発信器１ａが動物の腟内に挿入された場合に、動物の腟外に容易に露出しない部位が好ましい。
【0019】
動物の生体組織に及ぼすダメージ、特に動物Ｃの胎子Ｂに及ぼすダメージを考慮したとき、発信器１ａが動物の腟内から外部に露出したとき、発信器１ａの電源が自動的にオンとなるようにしてもよい。このためには、大気の酸素濃度若しくは窒素濃度を検知するガスセンサを設けてもよく、動物の腟内から発信器１ａが落下した時の加速度や衝撃を検知する加速度センサを設けてもよい。
【0020】
発光部１７ａは、制御部１１ａの制御に基づき、発信器１ａの部分的又は全体的な発光に関与する駆動回路及び発光素子を構成する部分である。発光部１７ａは、例えば、電源のオン・オフの状態を区別するために、電源オンの場合のみ発光するように制御してもよいし、信号生成回路１５ａからの第１電波信号が中継装置５に受信されたことを示すために発光するように制御してもよい。あるいは、発光部１７ａは、例えば、動物の腟内から発信器１ａが落下した時等の何らかの衝撃により発光するように制御してもよいし、何らかの予期せぬ異常を検知した場合に発光するように制御してもよく、その他の制御であってもよい。発光部１７ａの発光の程度は任意でよく、発光時には常時発光していてもよいし、点滅するようにしてもよい。発光部１７ａは、発信器１ａに任意で設けることができる構成部分である。
【0021】
図６に示すように、中継装置５は、制御部５１、電源部５３、無線通信回路５５、表示部５７及び変換部５９を有する。無線通信回路５５は、図１Ａ及び図１Ｂに示す通り、中継装置５の筐体の外部に設けられた第１受信素子５５ａ及び送信素子５５ｂに接続されるが、図６では第１受信素子５５ａ及び送信素子５５ｂの図示を省略している。無線通信回路５５は、第１受信素子５５ａが受信した受信信号の検波及び信号処理、及び送信素子５５ｂへ供給する信号を生成し、送信素子５５ｂから空中線の電磁波を送信する制御を実行する回路である。なお、第１受信素子５５ａ及び送信素子５５ｂは、中継装置５の筐体の内部に内蔵される構成でも構わない。
【0022】
制御部５１は、電源部５３、無線通信回路５５、表示部５７及び変換部５９の動作に関わる制御をして、中継装置５の全体を制御するプロセッサである。即ち、制御部５１は、電源部５３を駆動して中継装置５自体の電源機能の制御をする。この結果、電源部５３は、制御部５１の制御に基づき、制御部５１、無線通信回路５５、表示部５７及び変換部５９へ電気エネルギを供給する。更に制御部５１は、無線通信回路５５を駆動して、第１電波信号の受信機能の制御、第２電波信号の送信機能の制御等を行う。更に制御部５１は、変換部５９を駆動して、第１電波信号を構成する第１周波数ｆ１から第２電波信号を構成する第２周波数ｆ２への周波数変換の制御等をし、表示部５７を駆動して表示機能の制御等をする。
【0023】
図１Ａ及び図１Ｂに示した第１受信素子５５ａは、２．４ＧＨｚ帯等の第１電波信号を受信するダイポールアンテナ、平面アンテナ、八木アンテナ等の種々の空中線アンテナが採用可能であり、制御部５１の制御に基づき動作する。第１受信素子５５ａの第１電波信号の受信機能は、中継装置５の電源のオン・オフと連動するようにしてもよい。例えば、中継装置５の電源がオンの場合は、常時、受信の準備状態（スタンバイ状態）とする等である。第１受信素子５５ａの第１電波信号の受信機能は、中継装置５の電源のオン・オフと連動させず、独立したスイッチ系統により受信のスタンバイ状態となるようにしてもよい。
【0024】
変換部５９は、制御部５１の制御に基づき、２．４ＧＨｚ帯等の小電力である第１電力Ｐ１の第１電波信号を、第１電波信号よりも大電力(中出力型)である第２電力Ｐ２の９２０ＭＨｚ帯等の第２電波信号に変換する電子回路である。空中線電力が２０ｍＷ以下の９２０ＭＨｚ帯は、電波法第３８条の２の２第１項第３号により無線局の免許が不要となる「特定小電力無線機器」として規定されている。第２電波信号の９２０ＭＨｚ帯は、第１電波信号の第１電力Ｐ１よりも送信電力の大きな第２電力Ｐ２とすることが可能であるため通信距離が伸び、通信エリアが広くなる。更に、２．４ＧＨｚ帯と比べて広い周波数帯域Δｆを確保しているため占有帯域幅を広くすることができ、通信速度を上げることも可能である。第２周波数ｆ２を、第１電波信号の第１周波数ｆ１よりも低くすることにより、伝送経路での電波の減衰を小さくできるため、第２電波信号の伝送距離が長くなる。仮に送信出力と受信感度が同じで場合であっても、９２０ＭＨｚ帯は２．４ＧＨｚ帯と比較すると約３倍の伝送距離が得られる。動物の生体細胞に及ぼすダメージを考慮して第１電波信号の電磁波の第１電力Ｐ１を小さくした場合であっても、第２電波信号の第２電力Ｐ２を大きくすることにより、通信距離を長くすることができる。
【0025】
第２電波信号へ変換する前に、受信した第１電波信号が分娩開始を意味するかどうかについて、受信した第１電波信号の内容、即ち信号強度や持続時間等のデータを判断材料として用い、制御部５１において判断を行うようにしてもよい。勿論、第１電波信号を受信したら即座に機械的に第２電波信号に変換し、受信装置３に送信するようにプログラムしてもよい。第２電波信号としては９２０ＭＨｚ帯に限らないが、第１電波信号より長波長側であり、より遠くまで届く電波法が許容する電波であることが好ましい。第２電波信号に含める送信情報としては、分娩開始と判断された第１電波信号を発信した発信器の識別番号、分娩開始の時刻等を採用することができる。また、分娩開始以外の要因での発信器の腟外脱落等の異常な状態等も送信情報に含めてもよい。
【0026】
図１Ａ及び図１Ｂに示した送信素子５５ｂは、第２電波信号を受信装置３に送信するダイポールアンテナ、平面アンテナ、八木アンテナ等が採用可能であり、制御部５１の制御に基づき信号を給電されて動作する。第２電波信号の送信及び停止は、中継装置５の電源のオン・オフと連動するようにしてもよいし、中継装置５の電源のオン・オフとは独立して、例えば、中継装置５に物理的に付属するスイッチ等により作動するようにしてもよいし、電波等を使用して遠隔操作により作動するようにしてもよい。
【0027】
表示部５７は、制御部５１の制御に基づき、現在時刻や発信器１ａ及び中継装置５の状態等を表示する構成部分である。発信器１ａ及び中継装置５の状態としては、例えば、第１電波信号の受信中の状態、第２電波信号の送信中の状態等である。あるいは、図６に示すように、発信器１ａの他に発信器１ｂ、発信器１ｃ、……等、複数の発信器がある場合は、第１電波信号の発信元の発信器がいずれの発信器であるのかを示す識別番号等を表示してもよい。また、第１電波信号の受信履歴を表示できるように、制御部５１より制御されていてもよい。なお、表示部５７は、中継装置５に任意で設けることができる構成部分である。
【0028】
図６に示すように、受信装置３は、制御部３１、電源部３３、受信処理回路３５、表示部３７及び報知部３９を有し、動物の近傍に定義される第１距離よりも長い第２距離だけ中継装置５から離れた位置に配置される。図１Ａ及び図１Ｂにおいては、第２受信素子３５ｃが中継装置５の筐体の外部に空中線アンテナとして設けられた構造が例示されているが、図６では第２受信素子３５ｃの図示を省略している。図６では、筐体の外部に位置する第２受信素子３５ｃに接続されるように、筐体の内部に配置された第２受信素子３５ｃから第２電波信号を入力する受信回路を「受信処理回路３５」として示している。制御部３１は、電源部３３、受信処理回路３５、表示部３７及び報知部３９の制御等、受信装置３の制御全体に関わるプロセッサである。即ち、制御部３１は、電源部３３の電源機能の制御、受信処理回路３５による第２受信素子３５ｃ（図１Ａ及び図１Ｂ参照。）が受信した第２電波信号の検波及び信号処理、報知部３９による分娩開始の報知機能の制御、及び表示部３７による表示機能の制御等を実行する。電源部３３は、制御部３１の制御に基づき、受信装置３の制御部３１、受信処理回路３５、表示部３７及び報知部３９へ電気エネルギを供給する回路部分である。
【0029】
図６に示した受信処理回路３５は、筐体の外部に設けられた第２受信素子３５ｃ（図１Ａ及び図１Ｂ参照。）が受信した９２０ＭＨｚ帯等の第２電波信号を、制御部３１の制御に基づき、検波して信号処理する電子回路である。受信処理回路３５の第２電波信号の検波・信号処理の機能は、受信装置３の電源のオン・オフと連動するようにしてもよい。例えば、受信装置３の電源がオンの場合は、常時、受信の準備状態（スタンバイ状態）とする等である。受信処理回路３５の第２電波信号の検波・信号処理は、受信装置３の電源のオン・オフと連動させず、独立したスイッチ系統により受信のスタンバイ状態となるようにしてもよい。
【0030】
表示部３７は、制御部３１の制御に基づき、現在時刻や分娩開始を示す何らかの報知的な表示、発信器１ａ及び受信装置３の状態等を表示する構成部分である。発信器１ａ及び受信装置３の状態としては、例えば、第２電波信号の受信中の状態等である。あるいは、図６に示すように、発信器１ａの他に発信器１ｂ、発信器１ｃ、……等、複数の発信器がある場合は、第２電波信号の変換元となる第１電波信号の発信元の発信器がいずれの発信器であるのかを示す識別番号等を表示してもよい。また、第２電波信号の受信履歴を表示できるように、制御部３１より制御されていてもよい。なお、表示部３７は、受信装置３に任意で設けることができる構成部分である。
【0031】
報知部３９は、制御部３１の制御に基づき、分娩開始を示す何らかの報知等を音声等により行う構成部分である。例えば、図６に示すように、発信器１ａの他に発信器１ｂ、発信器１ｃ、……等、複数の発信器がある場合は、第２電波信号の変換元となる第１電波信号の発信元の発信器がいずれの発信器であるのかを示す識別番号等を報知してもよい。
【0032】
分娩開始かどうかの判断は、発信器１ａの制御部１１ａ、中継装置５の制御部５１、受信装置３の制御部３１のいずれで行ってもよい。
【0033】
本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムについては、まず、図３に示すように、胎子Ｂを子宮Ａ内に擁し、分娩を控えた牛等の動物Ｃの腟内に、ヒトの手等で発信器１を挿入する。発信器１は、発信器１の少なくとも信号生成回路のアンテナを構成する部分（出力端）が腟外へ露出されない位置、かつ、動物Ｃの分娩に対して不都合が生じにくい位置に挿入する。例えば、子宮Ａの手前の子宮口まで発信器１を挿入する、等である。図３の状態においては、発信器１は信号生成回路の出力端から第１電波信号を発信しているが、動物Ｃの生体組織により吸収及び減衰されて、図１Ａ等に示す中継装置５には届かない。
【0034】
分娩の開始直前、即ち破水が発生した場合や、分娩が開始された場合には、図３から図４の状態に遷移する。即ち、発信器１が胎子Ｂ等により少し腟外に押し出されるようになり、発信器１の一部又は全部が露出する。分娩開始の予兆段階や開始初期の段階を「分娩開始」と定義して報知したい場合は、図４に示す時点で、発信器１の信号生成回路の出力端から第１電波信号が腟外に送信される状態としてもよい。分娩開始の予兆段階や開始初期の段階を「分娩開始」と定義せずに報知もしない場合には、図４に示す時点では、発信器１の信号生成回路の出力端（アンテナ部分）が挿入方向先端に位置する等調整し、信号生成回路の出力端から第１電波信号が腟外に送信されない状態にしてもよい。
【0035】
分娩が進み、胎子Ｂの前肢等が外陰部に達する程度となれば、図４から図５の状態に遷移する。即ち、発信器１が胎子Ｂ等により腟外に押し出され、発信器１の全部が露出し、落下する。図５の状態では発信器１は完全に露出しているため、信号生成回路の出力端からの第１電波信号は図１Ａ等に示す中継装置５により受信されるようになる。
【0036】
本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムについては、図６に示すように、発信器１ａからの第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号は、制御部１１ａの制御によって、信号生成回路１５ａの出力端（アンテナ部分）から送信される。送信された第１電波信号は、牛舎内等の動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置された中継装置５の筐体の外部に配置された第１受信素子５５ａ（図１Ａ及び図１Ｂ参照。）により受信される。第１受信素子５５ａが受信した第１電波信号は、中継装置５の内部に配置された無線通信回路５５に送信され、無線通信回路５５における検波及び信号処理のプロセスを経た後、変換部５９において、第１周波数ｆ１よりも低周波の周波数となる第２周波数ｆ２、及び第１電力Ｐ１より大きな電力の第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換される。そして、第２周波数ｆ２及び第２電力Ｐ２の第２電波信号は、送信素子５５ｂより中継装置５の外に空中線として送信される。例えば対象となる動物が牛である場合、牛舎の内部において、中継装置５を第１距離だけ動物から離れて配置し、牛舎から第１距離よりも長い第２距離だけ離れた位置にある管理室や管理棟に、受信装置３を配置してもよい。例えば牛舎の外部等、第１距離よりも長い第２距離を送信された第２電波信号は、図６に示すように、受信装置３において、第２受信素子３５ｃにより受信される。第２受信素子３５ｃが受信した第２電波信号は、制御部３１が受信処理回路３５を制御することによって、受信処理回路３５において検波及び信号処理が実行される。受信処理回路３５が処理した第２電波信号の内容に従い、制御部３１の制御によって、受信装置３の表示部３７に適切な表示され、又は、報知部３９により適切な報知がされる。
【0037】
早くから状態を把握するという点で言えば、図３から図４に遷移した時点で、発信器１からの第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号が図１Ａ等に示す中継装置５で受信され、変換されて得られた第２周波数ｆ２及び第２電力Ｐ２の第２電波信号が、図１Ａ等に示す受信装置３で受信され、分娩開始状態、又は、分娩準備状態として報知されることが好ましい。また、中継装置５を動物Ｃから１０ｍ以内、より好ましくは５ｍ以内の近傍に配置して、微弱な第１電力Ｐ１の第１電波信号を検出することにより、図４と図５の状態が示す発信器１から中継装置５までの僅かな距離の変化を、微弱な第１電力Ｐ１の第１電波信号の強度の変化として検知することもできる。微弱な第１電波信号の強度変化を高感度で検知するためには、信号生成回路１５ａの出力端（アンテナ部分）の位置及び構造、あるいは第１受信素子５５ａのアンテナの指向性等を調整してもよい。更に、図５に示すように、発信器１の落下の衝撃も検知できるようにしてもよい。
【0038】
本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムについては、図６に示す通り、発信器１ａの他に発信器１ｂ、発信器１ｃ、……等、複数の発信器をそれぞれ複数の分娩間近の動物の腟に挿入して用いることができる。図６においては、分娩検知システム中の中継装置は中継装置５のみ、受信装置は受信装置３のみであるが、分娩場所が複数の牛舎にある場合等、互いに離れている場合等には、中継装置は複数の牛舎毎に２個以上設けてもよい。中継装置が２個以上の場合であっても、第１距離を伝搬する第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号に対して、第２電波信号の第２周波数ｆ２及び第２電力Ｐ２を選定することにより、第１距離よりも長い第２距離だけ離れた長距離の無線通信が可能になるので、受信装置は複数の牛舎から離れた管理棟に受信装置３を１個のみとすることができるので効率的である。一方、受信装置を２個以上とすることも可能である。飼養者が複数いる場合には、飼養者が携帯できる小型の受信装置を、飼養者それぞれが携帯し、飼養者それぞれの作業場所で分娩を検知するようにしてもよい。９２０ＭＨｚ帯の出力を２０ｍＷとしたとき、アンテナの高さや障害物にもよるが３００ｍ以上の通信は可能である。牧場のあるような見通しがよい環境であれば５ｋｍ程度離れた飼養者の相互の通信もできる。勿論、受信装置が２個以上の場合であっても、中継装置は図６に示すような中継装置５の１個のみとすることも可能である。即ち、発信器、中継装置及び受信装置のいずれも、１個で用いてもよいし２個以上で用いてもよいのである。更に中継装置と受信装置を光ファイバで接続して光通信をしてもよい。
【0039】
本発明の第１実施形態に係る分娩検知システムによれば、発信器からの電波信号の有無や強度により、遠隔地にいる飼養者が容易に動物の分娩が開始されたかどうかを判別可能である。また、発信器からの電波信号の強度によっては、分娩初期のいずれの状態かも判別可能である。
【0040】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る分娩検知システムは、図１２等に示す通り、第１実施形態に係る分娩検知システムと同様に、動物Ｃの腟内に挿入される発信器２、電波信号の中継装置６及び受信装置４を有する。第２実施形態に係る発信器２は、図７Ａ等で示すように、２つの羽根部２５ａ、２５ｂを一方の端部に有する筒状の筐体２１内に、発信機能等を有する各種回路を内包する回路収納カプセル７を封じたものである。図１２～１４においては、発信器２は動物Ｃの腟内に一度挿入されたものが腟外に押し出されて落下した状態を示す。第２実施形態に係る分娩検知システムは、図１２に示す通り、発信器２からの第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号を動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置された中継装置６で受信し、中継装置６内で第１電波信号を別の周波数となる第２周波数ｆ２及び第１電力Ｐ１より大きな第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換し、変換された第２電波信号を比較的遠距離に配置された受信装置４で受信するシステムである。例えば、対象となる動物Ｃが牛である場合、第１実施形態に係る分娩検知システムと同様に、中継装置６を牛舎Ｇｓの内部において第１距離だけ動物Ｃから離れて配置し、受信装置４を牛舎Ｇｓから離れた管理場所である詰所Ｔｍ等に配置し、受信装置４と中継装置６の間に定義される第２距離を第１距離よりも長くしてもよい。動物Ｃの分娩が始まらないうちは、第１実施形態に係る分娩検知システムと同様に、腟内に挿入された発信器２からの第１電波信号は、動物Ｃの身体による吸収・減衰により伝搬が遮蔽され、第１電波信号を受信する中継装置６に届かない。しかし分娩の開始直前、即ち破水が発生した場合や、分娩が開始された場合には、図１２～１４に示す通り、発信器２が一部又は全部が腟外に押し出されて露出することになり、第１電波信号は動物Ｃの腟外に送信され、中継装置６に届く。中継装置６が受信した第１電波信号は第２電波信号に変換され、第２電波信号が受信装置４で受信されることで、分娩介助をする飼養者に、分娩開始等の情報が報知されることになる。
本発明の第２実施形態に係る分娩検知システムは、図１２等に示す通り、第１実施形態に係る分娩検知システムと同様に、動物Ｃの腟内に挿入される発信器２、電波信号の中継装置６及び受信装置４を有する。第２実施形態に係る発信器２は、図７Ａ等で示すように、２つの羽根部２５ａ、２５ｂを一方の端部に有する筒状の筐体２１内に、発信機能等を有する各種回路を内包する回路収納カプセル７を封じたものである。図１２～１４においては、発信器２は動物Ｃの腟内に一度挿入されたものが腟外に押し出されて落下した状態を示す。第２実施形態に係る分娩検知システムは、図１２に示す通り、発信器２からの第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号を動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置された中継装置６で受信し、中継装置６内で第１電波信号を別の周波数となる第２周波数ｆ２及び第１電力Ｐ１より大きな第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換し、変換された第２電波信号を比較的遠距離に配置された受信装置４で受信するシステムである。例えば、対象となる動物Ｃが牛である場合、第１実施形態に係る分娩検知システムと同様に、中継装置６を牛舎Ｇｓの内部において第１距離だけ動物Ｃから離れて配置し、受信装置４を牛舎Ｇｓから離れた管理場所である詰所Ｔｍ等に配置し、受信装置４と中継装置６の間に定義される第２距離を第１距離よりも長くしてもよい。動物Ｃの分娩が始まらないうちは、第１実施形態に係る分娩検知システムと同様に、腟内に挿入された発信器２からの第１電波信号は、動物Ｃの身体による吸収・減衰により伝搬が遮蔽され、第１電波信号を受信する中継装置６に届かない。しかし分娩の開始直前、即ち破水が発生した場合や、分娩が開始された場合には、図１２～１４に示す通り、発信器２が一部又は全部が腟外に押し出されて露出することになり、第１電波信号は動物Ｃの腟外に送信され、中継装置６に届く。中継装置６が受信した第１電波信号は第２電波信号に変換され、第２電波信号が受信装置４で受信されることで、分娩介助をする飼養者に、分娩開始等の情報が報知されることになる。
【0041】
第２実施形態に係る分娩検知システムは、中継装置６及び受信装置４にそれぞれ無線通信回路及び無線ＬＡＮアダプタを有する。中継装置６の無線通信回路６５は、受信した第１電波信号を、図１２及び１４のように第２電波信号へ変換したり、あるいは図１３のように第１電波信号及び第２電波信号とは別の周波数となる第３周波数ｆ３及び第３電力Ｐ３の第３電波信号へ変換したりできる。第１電波信号が第３電波信号へ変換される場合は、図１３に示す通り、牛舎Ｇｓ内に無線ＬＡＮルータＲｔ１を配置した構成が望ましい。牛舎Ｇｓ内に無線ＬＡＮルータＲｔ１が配置されている場合は、第３電波信号は中継装置６に内蔵の第１無線ＬＡＮアダプタを介して最寄りの無線ＬＡＮルータＲｔ１等に送信され、その無線ＬＡＮルータＲｔ１等からインターネット等の外部通信網Ｉｎにアクセスされる。そして、その外部通信網Ｉｎを介して飼養者等が携帯する個別の端末Ｓｍに送信できる。中継装置６の無線通信回路６５においては、第１電波信号を、第２電波信号及び第３電波信号の両方に同時に変換することも可能であるし、いずれか一方のみへ変換することも可能である。なお、図１２においては、無線通信回路６５にそれぞれ接続される外部素子（空中線アンテナ）として表記された、第１受信素子６５ａ、第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃによって、象徴的に内部に隠れた無線通信回路６５を表示している。実際には、無線通信回路６５は中継装置６の内部に配置されている。又、実際の実装構造においては、第１受信素子６５ａ、第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃは、中継装置６の筐体の内部に配置されていてもよい。中継装置６において第３電波信号を用いることで、牛舎Ｇｓ及び詰所Ｔｍ以外の外部の離れた場所にいる飼養者へも、分娩開始等の情報が報知されることになる。
【0042】
受信装置４の無線通信回路４５は、中継装置６から受信した第２電波信号を、図１４のように第１電波信号及び第２電波信号とは別の周波数となる第３周波数ｆ３及び第３電力Ｐ３の第３電波信号へ変換することが可能である。図１２等のモデル図では、無線通信回路４５にそれぞれ接続される外部素子として表記された、第２受信素子４５ａ及び第３送信素子４５ｂによって、象徴的に内部に隠れた無線通信回路４５を模式的に表示している。実際には、無線通信回路４５は受信装置４の内部に配置されている。又、実際の実装構造においては、第２受信素子４５ａ及び第３送信素子４５ｂは、受信装置４の筐体の内部に配置されていてもよい。第２電波信号が第３電波信号へ変換される場合は、図１４に示す通り、詰所Ｔｍ内に無線ＬＡＮルータＲｔ２を配置した構成が望ましい。詰所Ｔｍ内に無線ＬＡＮルータＲｔ２が配置されている場合は、第３電波信号は受信装置４に内蔵の第２無線ＬＡＮアダプタを介して最寄りの無線ＬＡＮルータＲｔ２等に送信される。そして、その無線ＬＡＮルータＲｔ２等からインターネット等の外部通信網Ｉｎにアクセスされ、その外部通信網Ｉｎを介して飼養者等が携帯する個別の端末Ｓｍに送信される。受信装置４の無線通信回路４５においては、第２電波信号を、第３電波信号に変換することも可能であるし、変換せずに詰所Ｔｍ内で分娩開始等の情報の報知のみに使用すること可能である。受信装置４において第３電波信号を用いることで、牛舎Ｇｓ及び詰所Ｔｍ以外の外部の離れた場所にいる飼養者へも、分娩開始等の情報が報知されることになる。外部通信網Ｉｎを介して個別の端末Ｓｍに分娩開始等の情報を報知する場合は、中継装置６及び受信装置４のいずれの無線通信回路を使用してもよいし、両方の無線通信回路を使用してもよい。個別の端末Ｓｍについては、図１３及び図１４においては１台ずつしか図示していないが、端末Ｓｍは複数であってもよい。図１３で示す第３電波信号及び図１４で示す第３電波信号は、両方とも無線ＬＡＮルータ等に接続してインターネット等の外部通信網Ｉｎにアクセスするものであるため、両者同様のものを想定しているが、互いに同一の第３周波数ｆ３及び同一第３電力Ｐ３の電波信号である必要はない。
【0043】
図１３及び図１４で示される外部通信網Ｉｎは、インターネット等の通信ネットワークであり、ＬＡＮ，ＷＡＮ等、情報の通信が可能なネットワークであればいずれでもよい。外部通信網Ｉｎは有線／無線を問わず、専用回線を一部あるいは全部に含むネットワークでもよいし、専用回線を含まず公衆回線によるネットワークでもよい。更に外部通信網Ｉｎは、広帯域、高速な通信回線によって実現されるコンピュータネットワーク、即ち、光ファイバ、ＣＡＴＶ，ＡＤＳＬ等を用いて実現されるブロードバンドネットワークによるインターネット接続方式によるものでもよい。図１３及び図１４で示される端末Ｓｍは外部通信網Ｉｎに接続可能な通信用端末である。端末Ｓｍは、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット等の一般的な通信端末であってもよいし、第２実施形態に係る分娩検知システム専用の通信端末であってもよい。端末Ｓｍは、分娩開始等の情報を受信するのみの一方向の通信が可能なものでもよいし、外部通信網Ｉｎを介して中継装置６又は受信装置４にアクセスして、中継装置６内又は受信装置４内の情報の書き換え等が可能な双方向の通信が可能なものでもよい。
【0044】
動物の生体内で長時間繰り返し使用するという観点からは、第２実施形態に係る発信器２の筐体２１や２つの羽根部２５ａ、２５ｂ等は、全体が医療用シリコンゴム等の素材から成るものが好ましい。図７Ａ等に示すように、第２実施形態に係る発信器２の筐体２１は、略円柱の筒状形状をなしている。筐体２１の一方の端部には底があり２つの羽根部２５ａ、２５ｂが取り付けられている。筐体２１の他方の端部にはふた２３が脱着自在に設けられている。脱着自在のふた２３を有することにより、筐体２１の内部の略円柱形状の空洞に回路収納カプセル７を収納することができる。回路収納カプセル７は、筐体２１の内部の空洞に合わせた形状であってもよいが、筐体２１の内部の空洞に収納できるのであれば形状は問わない。回路収納カプセル７を収納した筐体２１で構成された発信器２は、２つの羽根部２５ａ、２５ｂを有する側（一方の端部）を挿入方向先端として、分娩間近の動物の腟内に挿入され、分娩検知に用いられる。
【0045】
図７Ａ及び図１０等に示すように、発信器２の第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂは互いに同一形状であり、筐体２１の一方の端部、即ち筒の底に相当する部分にそれぞれ固定されている。第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂは、図１０の紙面に垂直方向から見た場合に、筐体２１の長手方向に伸びる中心軸に対して対称形を成す。第１羽根部２５ａは、図１０で示す例では、筐体２１への接続部分は筐体２１の長手方向に沿って短い距離で立ち上がっている。短い立ち上がり部分の先端で左方向に角度θだけ折れ曲がり、筐体２１の中心軸から外側に伸長した羽根部分となる。第２羽根部２５ｂにおいても同様に、図１０で示す例では、筐体２１への接続部分は筐体２１の長手方向に沿って短い距離で立ち上がっている。短い立ち上がり部分の先端で第１羽根部２５ａとは反対方向となる右方向に角度θだけ折れ曲がり、筐体２１の中心軸から外側に伸長した羽根部分を有する。図１０に示す例では発信器２を静置した状態では、動物の腟内での静置状態を考慮すると、角度θの初期設定値は７０～９０度であることが好ましく、より好ましくは８０度とすることが可能である。また、図１０に示す例では、第１羽根部２５ａの羽根部分の長さＬ１は、動物の腟内での静置状態を考慮すると、動物が牛の場合は５～７ｃｍであることが好ましく、より好ましくは６．４～６．７ｃｍとすることが可能である。
【0046】
第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂは、医療用シリコンゴム等の弾力性のある素材から成るため、図１０に示す例で説明した角度θは任意に変更可能である。図９Ａ及び９Ｂで示すように、第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂは、筐体２１の側面に沿うように、あるいは、それぞれの羽根部分を筐体２１の長手方向に平行にするように、自在に形状を変化させられる。図９Ａの例においては、第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂは、筐体２１の側面に沿わせるため、筐体２１への接続部分と羽根部分の境界にある元々の折れ曲がり部分の他に、羽根部分に一箇所ずつ折れ曲がり部分を有している。図９Ｂの例においては、第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂについて、筐体２１への接続部分と羽根部分の境界にある元々の折れ曲がり部分は、折り曲げられずに伸ばされている。図７Ａから図９Ａ及び９Ｂの状態へは、人間の手指の押圧力等で容易に変化させることができ、図９Ａ及び９Ｂの状態において人間の手指の押圧力等を解放すると、容易に図７Ａの状態に戻る。第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂのそれぞれの羽根部分は、図７Ａ～図１０に示すように「平板」形状であってもよいし、図７Ａに示す静置状態においてふた２３側を向く面が凸となる「蒲鉾型」形状であってもよい。第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂのそれぞれの羽根部分が「蒲鉾型」形状である場合、動物の腟内に挿入した後の分娩前や分娩中において、それぞれの羽根部分の子宮内膜や腟内部に触れる部分の面積が小さくなり、分娩動物へのストレスを軽減することが可能である。
【0047】
動物の腟内に発信器２を挿入する場合は、動物への負担を軽減するという観点から、図９Ａに示す例の状態で行うことが好ましい。図９Ａに示す例の状態で発信器２が挿入され、発信器２の挿入方向先端側、即ち第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂが子宮口付近まで到達すると、折りたたまれていた第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂの形状が、図７Ａ等に示す状態に戻り、第１羽根部２５ａ及び第２羽根部２５ｂのそれぞれの羽根部分がつっかえとなり、発信器２は容易には腟外には露出しないようになる。分娩開始時には、胎子や子宮からの分泌物等の押圧力により、図９Ｂに示す例の状態又はそれに近い状態で発信器２が腟外に出るように押し戻されることになる。発信器２が腟外に完全に露出して落下すると、押圧から解放され、発信器２の形状は再び図７Ａの状態に戻る。
【0048】
発信器２を動物の腟内に挿入する場合は、図８で示すように、発信器２の取付部２３ａに、数十ｃｍ～１ｍ程度の長いひも２７を取り付け、ひも２７が常に腟外に垂らされるようにして用いることが望まれる。ひも２７は、例えば動物の尻尾に巻付けておけば、分娩時に発信器２の落下を防ぐことができ、落下やその後の動物による踏みつけ等による発信器２の破損を防ぐことができる。ひも２７を用いることで、発信器２を動物の子宮内・腟内から取り出せなくなる事故を防止すると共に、分娩開始等以外の任意のタイミングで発信器２を容易に取り出せることにもつながる。ひも２７は医療用シリコンゴム等の素材が望ましいが、素材の如何は問わないものとする。ひも２７は、筐体２１等とは別の色であってもよい。ひも２７は、ふた２３や取付部２３ａと一体成型であっても構わない。
【0049】
第２実施形態に係る発信器２については、図１５においては第１発信器２ａと同様の構成を有する発信器として表現している。即ち、第２実施形態に係る発信器２と図１５における第１発信器２ａは同一のものである。図１５では、第１発信器２ａ（発信器２）の他に、第１発信器２ａ（発信器２）と同一構造の第２発信器２ｂ、第３発信器２ｃ、……等、複数の発信器がある場合のシステム構成を例示している。第２発信器２ｂ、第３発信器２ｃ、……等は第１発信器２ａ（発信器２）と同一構造であるので、以下の説明は主に第１発信器２ａ（発信器２）に着目した説明をする。第２実施形態に係る第１発信器２ａ（発信器２）は、第１実施形態に係る発信器１ａと同様に、制御部１１ａ、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａを有する。制御部１１ａは、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａの制御等、第１発信器２ａ（発信器２）の制御全体に関わる構成部分である。電源部１３ａは、電池を備え、制御部１１ａの制御に基づき、電池から制御部１１ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａへ電気エネルギを供給する回路（プロセッサ）である。制御部１１ａ、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及び発光部１７ａは、図７Ａ等に示す回路収納カプセル７に封じられている。
【0050】
図１５に示す信号生成回路１５ａは、制御部１１ａの制御に基づき、２．４ＧＨｚ帯等の第１電波信号を生成して発信する発振・増幅回路（集積回路）を構成する部分であり、出力端はアンテナに接続されている。信号生成回路１５ａは、第１実施形態で説明した信号生成回路１５ａと等価な構造と機能を備えている。信号生成回路１５ａに接続されるアンテナは第１実施形態で説明した種々のアンテナが採用可能である。第１電波信号の発信及び停止は、第１発信器２ａ（発信器２）の電源のオン・オフと連動するようにしてもよいし、第１発信器２ａ（発信器２）の電源のオン・オフとは独立して、例えば、発信器２に物理的に付属するスイッチ等により作動するようにしてもよいし、超音波や低周波の電波等を使用して遠隔操作により作動するようにしてもよい。第１実施形態に係る分娩検知システムの説明で述べたように、電磁波の浸透の深さδは周波数に依存するので、低周波側の帯域では、動物の腟内に挿入された第１発信器２ａ（発信器２）を外部から制御可能になる。
【0051】
外部から制御する場合は、第１電波信号の第１周波数ｆ１は、浸透の深さδを鑑みると２．４ＧＨｚよりも低いことが好ましい。第１周波数ｆ１は、第１発信器２ａ（発信器２）が動物の腟内に挿入された場合に、動物の生体細胞による吸収・減衰によって、腟外との通信が遮蔽されるような吸収・減衰特性を有する周波数及び電力の電磁波であることが好ましい。第１電波信号の電力を小電力の第１電力Ｐ１とすることにより動物の生体細胞（生体組織）に及ぼすダメージ等の影響を小さくすることができる。２．４ＧＨｚ帯の電磁波が動物の生体細胞に及ぼすダメージに関しては生物学的データが不足しているので、第１電波信号の第１電力Ｐ１は、通信が可能な範囲で極力小さくして、図１２等に示す中継装置６を動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置することが好ましい。第１電波信号の第１電力Ｐ１を小さくすることにより、図７Ａ等に示す発信器２の回路収納カプセル７のサイズ及び筐体２１のサイズを小さくすることも容易になる。信号生成回路１５ａは、第１発信器２ａ（発信器２）の挿入方向先端側、中央付近又は挿入方向後端側のいずれの位置に配置されていてもよいが、第１発信器２ａ（発信器２）が動物の腟内に挿入された場合に、動物の腟外に容易に露出しない部位が好ましい。
【0052】
図１２等に示す動物Ｃの生体組織に及ぼすダメージ、特に動物Ｃの胎子Ｂに及ぼすダメージを考慮したとき、発信器２が動物Ｃの腟内から外部に露出したとき、発信器２の電源が自動的にオンとなるようにしてもよい。このためには、大気の酸素濃度若しくは窒素濃度を検知するガスセンサを設けてもよく、動物Ｃの腟内から発信器２が落下した時の加速度や衝撃を検知する加速度センサを設けてもよい。
【0053】
図１５に示す発光部１７ａは、制御部１１ａの制御に基づき、第１発信器２ａ（発信器２）の部分的又は全体的な発光に関与する駆動回路及び発光素子を構成する部分である。発光部１７ａは、例えば、電源のオン・オフの状態を区別するために、電源オンの場合のみ発光するように制御してもよいし、信号生成回路１５ａからの第１電波信号が中継装置６に受信されたことを示すために発光するように制御してもよい。あるいは、発光部１７ａは、例えば、動物の腟内から第１発信器２ａ（発信器２）が落下した時等の何らかの衝撃により発光するように制御してもよいし、何らかの予期せぬ異常を検知した場合に発光するように制御してもよく、その他の制御であってもよい。発光部１７ａの発光の程度は任意でよく、発光時には連続的に常時発光していてもよいし、パルス的に点滅するようにしてもよい。発光部１７ａは、第１発信器２ａ（発信器２）に任意で設けることができる構成部分である。発光部１７ａはＬＥＤ等、どのような発光素子であっても構わないが、回路収納カプセル７及び筐体２１を透過して、外側から発光状態が確認できるような発光素子で、小型かつ容易に破損しない構造のものが望ましい。
【0054】
例えば、第１発信器２ａ（発信器２）の電源部（電池）１３ａの劣化を早期に検知するため、電源部１３ａの電圧の低下を検知し、発光部１７ａの発光を制御してもよい。図１１（ａ）においては、電源部１３ａ、発光部１７ａ、第１発信器２ａ（発信器２）の信号生成回路１５ａ及びコンデンサ１４ａの並列回路が構成されている。発光部１７ａには抵抗１６ａが直列接続され、発光部１７ａと抵抗１６ａとの直列回路が、電源部１３ａ、信号生成回路１５ａ及びコンデンサ１４ａと共に並列接続された梯子型回路である。図１１（ａ）に示す回路においては、電源部１３ａの電圧変動による発光部１７ａの制御はされておらず、単にスイッチ１２ａにより、第１発信器２ａ（発信器２）の電源部１３ａがオンの場合のみ発光するように制御されている。
【0055】
図１１（ｂ）においては、電源部１３ａの電圧を測定する電圧検出器１８ａが電源部１３ａに並列接続されている。発光部１７ａと抵抗１６ａとの直列回路に流れる電流が電圧検出器１８ａで制御されるので、電圧検出器１８ａによって発光部１７ａの発光の制御がされる。このため、第１発信器２ａ（発信器２）の電源部１３ａがオン状態であっても、電源部１３ａの電圧が一定以下となった場合に、それまで発光していた発光部１７ａを電圧検出器１８ａが消灯し、飼養者等に第１発信器２ａ（発信器２）の電源部１３ａの劣化等の何らかの異常を知らせることができる。
【0056】
例えば、図１１（ｂ）における電源部１３ａの初期電圧が３．０Ｖである場合、電源部１３ａの劣化を「電池両端電圧が２．４Ｖ以下」と定義して電圧検出器１８ａに設定すれば、電圧が２．４Ｖまで低下した途端に、第１発信器２ａ（発信器２）の電源部１３ａがオン状態であっても発光部１７ａは消灯する。電圧検出器１８ａを電源部１３ａに並列接続することにより、第１発信器２ａ（発信器２）の電源部１３ａが劣化してきたことを早期に知ることができ、第１発信器２ａ（発信器２）の電源部１３ａ又は第１発信器２ａ（発信器２）自体の迅速な交換を行えることにつながるのである。
【0057】
図１５に示すように、第１実施形態に係る中継装置５と同様に、中継装置６は、制御部６１、電源部６３、無線通信回路６５、表示部６７及び変換部６９を有する。また図示は省略しているが、中継装置６は第１無線ＬＡＮアダプタを内蔵する。無線通信回路６５は、図１２等に示す通り、中継装置６の筐体の外部に設けられた第１受信素子６５ａ、第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃに接続されるが、図１５では第１受信素子６５ａ、第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃの図示を省略している。無線通信回路６５は、第１受信素子６５ａが受信した受信信号の検波及び信号処理、及び第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃへ供給する信号を生成し、第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃから空中線の電磁波を送信する制御を実行する回路である。なお、第１受信素子６５ａ、第１送信素子６５ｂ及び第２送信素子６５ｃは、中継装置６の筐体の内部に内蔵される構成でも構わない。第１無線ＬＡＮアダプタは、第２送信素子６５ｃを含む構造であってもよいし、無線通信回路６５の一部又は全部の機能、あるいは、変換部６９の一部又は全部の機能を担うものであってもよい。
【0058】
図１５に示す制御部６１は、電源部６３、無線通信回路６５、表示部６７及び変換部６９の動作に関わる制御をして、中継装置６の全体を制御するプロセッサである。即ち、制御部６１は、電源部６３を駆動して中継装置６自体の電源機能の制御をする。この結果、電源部６３は、制御部６１の制御に基づき、制御部６１、無線通信回路６５、表示部６７及び変換部６９へ電気エネルギを供給する。更に制御部６１は、無線通信回路６５を駆動して、第１電波信号の受信機能の制御、第２電波信号及び第３電波信号の送信機能の制御等を行う。更に制御部６１は、変換部６９を駆動して、第１電波信号を構成する第１周波数ｆ１から、第２電波信号を構成する第２周波数ｆ２への周波数変換及び第３電波信号を構成する第３周波数ｆ３への周波数変換の制御等をし、表示部６７を駆動して表示機能の制御等をする。
【0059】
図１２等に示した第１受信素子６５ａは、第１実施形態に係る第１受信素子５５ａで説明した種々の空中線アンテナが採用可能であり、制御部６１の制御に基づき動作する。第１受信素子６５ａの第１電波信号の受信機能は、中継装置６の電源のオン・オフと連動するようにしてもよい。例えば、中継装置６の電源がオンの場合は、常時、受信の準備状態（スタンバイ状態）とする等である。第１受信素子６５ａの第１電波信号の受信機能は、中継装置６の電源のオン・オフと連動させず、独立したスイッチ系統により受信のスタンバイ状態となるようにしてもよい。
【0060】
変換部６９は、制御部６１の制御に基づき、２．４ＧＨｚ帯等の小電力である第１電力Ｐ１の第１電波信号を、第１電波信号よりも大電力(中出力型)である第２電力Ｐ２の９２０ＭＨｚ帯等の第２電波信号、あるいは、第１電波信号及び第２電波信号とは異なる電波帯の第３信号に変換する電子回路である。第２電波信号の９２０ＭＨｚ帯は、第１電波信号の第１電力Ｐ１よりも送信電力の大きな第２電力Ｐ２とすることが可能であるため通信距離が伸び、通信エリアが広くなる。更に、２．４ＧＨｚ帯と比べて広い周波数帯域Δｆを確保しているため占有帯域幅を広くすることができ、通信速度を上げることも可能である。第２周波数ｆ２を、第１電波信号の第１周波数ｆ１よりも低くすることにより、伝送経路での電波の減衰を小さくできるため、第２電波信号の伝送距離が長くなる。仮に送信出力と受信感度が同じで場合であっても、９２０ＭＨｚ帯は２．４ＧＨｚ帯と比較すると約３倍の伝送距離が得られる。動物の生体細胞に及ぼすダメージを考慮して第１電波信号の電磁波の第１電力Ｐ１を小さくした場合であっても、第２電波信号の第２電力Ｐ２を大きくすることにより、通信距離を長くすることができる。第３電波信号の第３周波数については無線ＬＡＮルータと通信可能であればいずれでもよいが、第１電波信号の第１周波数が２．４ＧＨｚ帯である場合は、例えば５．０ＧＨｚ帯を利用することができる。変換部６９においては、第１電波信号を第２電波信号及び第３電波信号のいずれか一方に変換することも、第１電波信号を第２電波信号及び第３電波信号の両方に変換することも可能であり、飼養者等の任意で設定できる。変換部６９において第３電波信号のみに変換する場合は、図１３における受信装置４は使用されないことになる。
【0061】
第２電波信号や第３電波信号へ変換する前に、受信した第１電波信号が分娩開始を意味するかどうかについて、受信した第１電波信号の内容、即ち信号強度や持続時間等のデータを判断材料として用い、制御部６１において判断を行うようにしてもよい。勿論、第１電波信号を受信したら即座に機械的に第２電波信号や第３電波信号に変換し、受信装置４や無線ＬＡＮルータＲｔ１に送信するようにプログラムしてもよい。第２電波信号としては９２０ＭＨｚ帯に限らないが、第１電波信号より長波長側であり、より遠くまで届く電波法が許容する電波であることが好ましい。第２電波信号や第３電波信号に含める送信情報としては、分娩開始と判断された第１電波信号を発信した発信器の識別番号、分娩開始の時刻等を採用することができる。また、分娩開始以外の要因での発信器の腟外脱落等の異常な状態等も送信情報に含めてもよい。
【0062】
図１２等に示した第１送信素子６５ｂは、第２電波信号を受信装置４に送信するダイポールアンテナ、平面アンテナ、八木アンテナ等が採用可能であり、制御部６１の制御に基づき信号を給電されて動作する。第２電波信号の送信及び停止は、中継装置６の電源のオン・オフと連動するようにしてもよいし、中継装置６の電源のオン・オフとは独立して、例えば、中継装置６に物理的に付属するスイッチ等により作動するようにしてもよいし、電波等を使用して遠隔操作により作動するようにしてもよい。図１２及び図１４は、第１送信素子６５ｂから第２電波信号を受信装置４へ送信する場合を示す。
【0063】
図１２等に示した第２送信素子６５ｃは、中継装置６に内蔵された第１無線ＬＡＮアダプタの機能を利用し、第３電波信号を牛舎Ｇｓ内の無線ＬＡＮルータＲｔ１等に送信する素子であり、制御部６１の制御に基づき信号を給電されて動作する。第３電波信号の送信及び停止は、中継装置６の電源のオン・オフと連動するようにしてもよいし、中継装置６の電源のオン・オフとは独立して、例えば、中継装置６に物理的に付属するスイッチ等により作動するようにしてもよいし、電波等を使用して遠隔操作により作動するようにしてもよい。図１３は、第２送信素子６５ｃから第３電波信号を無線ＬＡＮルータＲｔ１へ送信する場合を示す。
【0064】
図１５に示す表示部６７は、制御部６１の制御に基づき、現在時刻や第１発信器２ａ（発信器２）等及び中継装置６の状態等を表示する構成部分である。第１発信器２ａ（発信器２）等及び中継装置６の状態としては、例えば、第１電波信号の受信中の状態、第２電波信号又は第３電波信号の送信中の状態等である。あるいは、図１５に示すように、第１発信器２ａ（発信器２）の他に、第１発信器２ａ（発信器２）と同一構造の第２発信器２ｂ、第３発信器２ｃ、……等、複数の発信器がある場合は、第１電波信号の発信元の発信器がいずれの発信器であるのかを示す識別番号等を表示してもよい。また、第１電波信号の受信履歴及び第２電波信号又は第３電波信号の送信履歴を表示できるように、制御部６１より制御されていてもよい。なお、表示部６７は、中継装置６に任意で設けることができる構成部分である。
【0065】
図１５に示すように、受信装置４は、制御部４１、電源部４３、無線通信回路４５、表示部４７、報知部４９及び変換部４２を有し、動物の近傍に定義される第１距離よりも長い第２距離だけ中継装置６から離れた位置に配置される。また図示は省略しているが、受信装置４は第２無線ＬＡＮアダプタを内蔵する。図１２等においては、第２受信素子４５ａ及び第３送信素子４５ｂが中継装置６の筐体の外部に空中線アンテナとして設けられた構造が例示されているが、図１５では第２受信素子４５ａ及び第３送信素子４５ｂの図示を省略している。無線通信回路４５は、第２受信素子４５ａが受信した受信信号の検波及び信号処理、及び第３送信素子４５ｂへ供給する信号を生成し、第３送信素子４５ｂから空中線の電磁波を送信する制御を実行する回路である。
【0066】
制御部４１は、電源部４３、無線通信回路４５、表示部４７、報知部４９及び変換部４２の制御等、受信装置４の制御全体に関わるプロセッサである。即ち、制御部４１は、電源部４３の電源機能の制御、無線通信回路４５による第２電波信号の検波及び信号処理、第３電波信号の送信、変換部４２による周波数変換、報知部４９による分娩開始の報知機能の制御、及び表示部４７による表示機能の制御等を実行する。電源部４３は、制御部４１の制御に基づき、受信装置４の制御部４１、無線通信回路４５、表示部４７、報知部４９及び変換部４２へ電気エネルギを供給する回路部分である。なお、第２受信素子４５ａ及び第３送信素子４５ｂは、受信装置４の筐体の内部に内蔵される構成でも構わない。第２無線ＬＡＮアダプタは、第３送信素子４５ｂを含む構造であってもよいし、無線通信回路４５の一部又は全部の機能、あるいは、変換部４２の一部又は全部の機能を担うものであってもよい。
【0067】
図１５に示す無線通信回路４５は、筐体の外部に設けられた第２受信素子４５ａ（図１２等参照。）が受信した９２０ＭＨｚ帯等の第２電波信号を、制御部４１の制御に基づき、検波して信号処理する。図１５に示す変換部４２は、制御部４１の制御に基づき、９２０ＭＨｚ帯等の第２電波信号を、第１電波信号及び第２電波信号とは異なる電波帯の第３信号に変換する電子回路である。第３電波信号の第３周波数については無線ＬＡＮルータと通信可能であればいずれでもよいが、２．４ＧＨｚ帯あるいは５．０ＧＨｚ帯を利用することができる。変換部４２においては、第２電波信号を第３電波信号へ変換するか否かについて、飼養者等の任意で設定できる。
【0068】
中継装置６において第１電波信号から第２電波信号に変換する際に、信号が分娩開始を意味するかどうかについて判断されなかった場合、受信装置４において第２電波信号を受信した後に、受信した第２電波信号が分娩開始を意味するかどうかについて、受信した第２電波信号の内容、即ち信号強度や持続時間等のデータを判断材料として用い、制御部４１において判断を行うようにしてもよい。第３電波信号に含める送信情報又は表示部４７を用いて表示する情報としては、分娩開始と判断された第１電波信号を発信した発信器の識別番号、分娩開始の時刻等を採用することができる。また、分娩開始以外の要因での発信器の腟外脱落等の異常な状態等も送信情報に含めてもよい。勿論、第２電波信号を受信したら即座に機械的に第３電波信号に変換して第２無線ＬＡＮルータＲｔ２に送信するようにプログラムしてもよいし、第２電波信号の内容をそのまま表示部４７（図１５参照。）を用いて表示してもよい。
【0069】
図１２等に示した第３送信素子４５ｂは、受信装置４に内蔵された第２無線ＬＡＮアダプタの機能を利用し、第３電波信号を詰所Ｔｍ内の無線ＬＡＮルータＲｔ２等に送信する素子であり、図１５に示す制御部４１の制御に基づき信号を給電されて動作する。第３電波信号の送信及び停止は、受信装置４の電源のオン・オフと連動するようにしてもよいし、受信装置４の電源のオン・オフとは独立して、例えば、受信装置４に物理的に付属するスイッチ等により作動するようにしてもよいし、電波等を使用して遠隔操作により作動するようにしてもよい。図１４は、第３送信素子４５ｂから第３電波信号を無線ＬＡＮルータＲｔ２へ送信する場合を示す。
【0070】
図１５に示した無線通信回路４５の第２電波信号の検波・信号処理、第３電波信号の送信処理等の機能は、受信装置４の電源のオン・オフと連動するようにしてもよい。例えば、受信装置４の電源がオンの場合は、常時、受信の準備状態（スタンバイ状態）とする等である。無線通信回路４５の第２電波信号の第２電波信号の検波・信号処理、第３電波信号の送信処理等は、受信装置４の電源のオン・オフと連動させず、独立したスイッチ系統により受信のスタンバイ状態となるようにしてもよい。
【0071】
図１５に示す表示部４７は、制御部４１の制御に基づき、現在時刻や分娩開始を示す何らかの報知的な表示、第１発信器２ａ（発信器２）等及び受信装置４の状態等を表示する構成部分である。第１発信器２ａ（発信器２）等及び受信装置４の状態としては、例えば、第２電波信号の受信中の状態、第３電波信号の送信中の状態等である。あるいは、図１５に示すように、第１発信器２ａ（発信器２）の他に、第１発信器２ａ（発信器２）と同一構造の第２発信器２ｂ、第３発信器２ｃ、……等、複数の発信器がある場合は、第２電波信号の変換元となる第１電波信号の発信元の発信器がいずれの発信器であるのかを示す識別番号等を表示してもよい。また、第２電波信号の受信履歴及び第３電波信号の送信履歴を表示できるように、制御部４１より制御されていてもよい。なお、表示部４７は、受信装置４に任意で設けることができる構成部分である。
【0072】
図１５に示す報知部４９は、制御部４１の制御に基づき、分娩開始を示す何らかの報知等を音声等により行う構成部分である。例えば、図１５に示すように、第１発信器２ａ（発信器２）の他に、第１発信器２ａ（発信器２）と同一構造の第２発信器２ｂ、第３発信器２ｃ、……等、複数の発信器がある場合は、第２電波信号の変換元となる第１電波信号の発信元の発信器がいずれの発信器であるのかを示す識別番号等を報知してもよい。
【0073】
分娩開始かどうかの判断は、図１５に示す第１発信器２ａ（発信器２）の制御部１１ａ、中継装置６の制御部６１、受信装置４の制御部４１のいずれで行ってもよい。
【0074】
第２実施形態に係る分娩検知システムにおいては、第１実施形態に係る分娩検知システムの場合と同様に、胎子を子宮内に擁し、分娩を控えた牛等の動物の腟内に、ヒトの手又はアプリケーター（挿入器具）等で発信器２を挿入する。発信器２は、発信器２の少なくとも信号生成回路のアンテナを構成する部分（出力端）が腟外へ露出されない位置、かつ、動物の分娩に対して不都合が生じにくい位置に挿入する。例えば、子宮口付近まで発信器２を挿入する、等である。発信器２は図９Ａ又は図９Ｂに示すような形状の状態で腟内に挿入され、子宮口付近に到達すると、２つの羽根部２５ａ及び２５ｂが図７Ａの静置状態に戻る。発信器２は信号生成回路の出力端から第１電波信号を発信しているが、動物の生体組織により吸収及び減衰されて、図１２等に示す中継装置６には届かない。
【0075】
分娩の開始直前、即ち破水が発生した場合や、分娩が開始された場合には、発信器２は子宮口付近から腟内に戻されていく。発信器２が胎子や子宮内部からの分泌物等により、次第に発信器２のふた２３側の方が少し腟外に押し出されるようになり、発信器２の一部又は全部が露出する。分娩開始の予兆段階や開始初期の段階を「分娩開始」と定義して報知したい場合は、発信器２の一部が腟外に露出した時点で、発信器２の信号生成回路の出力端から第１電波信号が腟外に送信される状態としてもよい。分娩開始の予兆段階や開始初期の段階を「分娩開始」と定義せずに報知もしない場合には、発信器２の信号生成回路の出力端（アンテナ部分）が挿入方向先端に位置する等調整し、発信器２の一部が腟外に露出した時点では、信号生成回路の出力端から第１電波信号が腟外に送信されない状態にしてもよい。
【0076】
図１２～１４に示すように、分娩が進み、胎子Ｂの前肢等が外陰部に達する程度となれば、発信器２が胎子Ｂ等により腟外に押し出され、発信器２の全部が露出し、落下する。発信器２は完全に露出しているため、図１５に示す第１発信器２ａ（発信器２）の信号生成回路１５ａの出力端からの第１電波信号は図１２～１４に示す中継装置６により受信されるようになる。
【0077】
第２実施形態に係る分娩検知システムにおいて、送信された第１電波信号は、図１２～１４に示す牛舎Ｇｓ内等の動物Ｃから３０ｍ以内、好ましくは１０ｍ以内となる第１距離に配置された中継装置６の筐体の外部に配置された第１受信素子６５ａにより受信される。中継装置６及び受信装置４の両方で第３電波信号を使用しない場合、即ち、外部通信網Ｉｎを利用して外部の端末Ｓｍに情報を送信しない場合は、図１２に示す通り、第１電波信号が処理されていく。第１受信素子６５ａが受信した第１電波信号は、中継装置６の内部に配置された無線通信回路６５に送信され、無線通信回路６５における検波及び信号処理のプロセスを経た後、図１１５に示す変換部６９において、第１周波数ｆ１よりも低周波の周波数となる第２周波数ｆ２、及び第１電力Ｐ１より大きな電力の第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換される。そして、第２周波数ｆ２及び第２電力Ｐ２の第２電波信号は、第１送信素子６５ｂより中継装置６の外に空中線として送信される。例えば対象となる動物Ｃが牛である場合、牛舎Ｇｓの内部において、中継装置６を第１距離だけ動物Ｃから離れて配置し、牛舎Ｇｓから第１距離よりも長い第２距離だけ離れた位置にある詰所Ｔｍに、受信装置４を配置してもよい。
【0078】
例えば牛舎Ｇｓの外部等、第１距離よりも長い第２距離を送信された第２電波信号は、図１２に示すように、受信装置４において、第２受信素子４５ａにより受信される。第２受信素子４５ａが受信した第２電波信号は、図１５に示す制御部４１が無線通信回路４５を制御することによって、無線通信回路４５において検波及び信号処理が実行される。無線通信回路４５が処理した第２電波信号の内容に従い、図１５に示す制御部４１の制御によって、受信装置４の表示部４７に適切な表示され、又は、報知部４９により適切な報知がされる。
【0079】
中継装置６で第３電波信号を使用する場合、即ち、中継装置６から外部通信網Ｉｎを利用して外部の端末Ｓｍに情報を送信する場合は、図１３に示す通り、第１電波信号が処理されていく。第１受信素子６５ａが受信した第１電波信号は、中継装置６の内部に配置された無線通信回路６５に送信され、無線通信回路６５における検波及び信号処理のプロセスを経た後、図１５に示す変換部６９において第３電波信号に変換される。そして第３電波信号は、第２送信素子６５ｃより無線ＬＡＮルータＲｔ１へ送信される。その後、無線ＬＡＮルータＲｔ１からインターネット等の外部通信網Ｉｎを介して飼養者等が携帯する個別の端末Ｓｍに情報が送信される。この場合、受信装置４は使用されない。
【0080】
受信装置４で第３電波信号を使用する場合、即ち、受信装置４から外部通信網Ｉｎを利用して外部の端末Ｓｍに情報を送信する場合は、図１４に示す通り、第１電波信号が処理されていく。第１受信素子６５ａが受信した第１電波信号は、中継装置６の内部に配置された無線通信回路６５に送信され、無線通信回路６５における検波及び信号処理のプロセスを経た後、図１５に示す変換部６９において第１周波数ｆ１よりも低周波の周波数となる第２周波数ｆ２、及び第１電力Ｐ１より大きな電力の第２電力Ｐ２の第２電波信号に変換される。そして、第２周波数ｆ２及び第２電力Ｐ２の第２電波信号は、第１送信素子６５ｂより中継装置６の外に空中線として送信される。例えば対象となる動物Ｃが牛である場合、牛舎Ｇｓの内部において、中継装置６を第１距離だけ動物Ｃから離れて配置し、牛舎Ｇｓから第１距離よりも長い第２距離だけ離れた位置にある詰所Ｔｍに、受信装置４を配置してもよい。
【0081】
勿論、上述した３通りの通信方法、即ち、図１２～１４の３通りの通信方法のいずれか１つのみ採用してもよいし、複数の通信方法を組み合わせて利用してもよい。第２実施形態に係る分娩検知システムを利用すれば、牛舎Ｇｓ及び詰所Ｔｍの無線通信環境により、飼養者等への報知方法を自由に設定することが可能である。
【0082】
早くから分娩の状態を把握するという点で言えば、発信器２の一部が腟外に露出した時点で、分娩開始状態、又は、分娩準備状態として報知されることが好ましい。また、中継装置６を動物から１０ｍ以内、より好ましくは５ｍ以内の近傍に配置して、微弱な第１電力Ｐ１の第１電波信号を検出することにより、発信器２から中継装置６までの僅かな距離の変化を、微弱な第１電力Ｐ１の第１電波信号の強度の変化として検知することもできる。第２実施形態に係る分娩検知システムによれば、発信器２からの電波信号の有無や強度により、遠隔地にいる飼養者が容易に動物の分娩が開始されたかどうかを判別可能である。また、発信器２からの電波信号の強度によっては、分娩初期のいずれの状態かも判別可能である。
【0083】
本発明の第２実施形態に係る分娩検知システムについては、図１５に示す通り、第１発信器２ａ（発信器２）の他に、第１発信器２ａ（発信器２）と同一構造の第２発信器２ｂ、第３発信器２ｃ、……等、複数の発信器をそれぞれ複数の分娩間近の動物の腟に挿入して用いることができる。図１５においては、分娩検知システム中の中継装置は中継装置６の１個のみ、受信装置は受信装置４の１個のみであるが、分娩場所が複数の牛舎にある場合等、互いに離れている場合等には、中継装置は複数の牛舎毎に２個以上設けてもよい。中継装置が２個以上の場合であっても、第１距離を伝搬する第１周波数ｆ１及び第１電力Ｐ１の第１電波信号に対して、第２電波信号の第２周波数ｆ２及び第２電力Ｐ２を選定することにより、第１距離よりも長い第２距離だけ離れた長距離の無線通信が可能になるので、受信装置は複数の牛舎から離れた詰所に受信装置４を１個のみとすることができるので効率的である。一方、受信装置を２個以上とすることも可能である。飼養者が複数いる場合には、飼養者が携帯できる小型の受信装置を、飼養者それぞれが携帯し、飼養者それぞれの作業場所で分娩を検知するようにしてもよい。９２０ＭＨｚ帯の出力を２０ｍＷとしたとき、アンテナの高さや障害物にもよるが３００ｍ以上の通信は可能である。牧場のあるような見通しがよい環境であれば５ｋｍ程度離れた飼養者の相互の通信もできる。勿論、受信装置が２個以上の場合であっても、中継装置は図１５に示すような中継装置６の１個のみとすることも可能である。即ち、発信器、中継装置及び受信装置のいずれも、１個で用いてもよいし２個以上で用いてもよいのである。更に中継装置と受信装置を光ファイバで接続して光通信をしてもよい。更に外部通信網Ｉｎを利用できるように第３電波信号を使用することで、より遠隔地にいる飼養者や関係者等にも、個別の端末Ｓｍで、分娩状況を知らせることができるのである。
【0084】
第２実施形態に係る分娩検知システムによれば、発信器２に羽根部を有するため、分娩開始前に何らかの理由で誤って発信器が腟外に出てしまうことを効果的に防ぐことが可能である。発信器２の挿入方向先端に固定された２つの羽根部２５ａ、２５ｂが、動物の子宮口付近で「つっかえ」として機能し、分娩開始までは腟外に脱落することはないのである。また、分娩開始後は図９Ｂのような状態又はそれに近い状態で発信器２が腟内を体外方向へ逆戻りすることになり、その間、２つの羽根部２５ａ、２５ｂに図７Ａの状態へ戻ろうとする力が働き、腟の内部を外側に押圧する力が生じるため、胎子の腟内への進入程度の強い力が生じなければ、発信器２が容易に腟内を体外方向へ逆戻りすることはない。第２実施形態に係る発信器２においては、図１５に示す信号生成回路１５ａの出力端の位置を調整することで、胎子の腟内への進入度合、即ち、分娩の進捗度合についても、信号強度等で把握することができるのである。
【0085】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。実施形態で説明したそれぞれの技術的思想を互いに組み合わせることも可能である。
上記のように、本発明は第１及び第２実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。実施形態で説明したそれぞれの技術的思想を互いに組み合わせることも可能である。
【0086】
例えば、本発明の第１及び第２実施形態においては、分娩動物として特に牛を例に挙げて説明したが、分娩動物としては、大型陸上哺乳類であればいずれでも本発明を応用し、適用可能である。競走馬等の馬等に対しても、本発明の分娩検知システムを利用することができる。
【0087】
また、本発明の第１及び第２実施形態に係る中継装置においては、カメラ機能を搭載することが可能である。中継装置に搭載されたカメラにより、分娩が検知された動物の方向を向くようにして動画又は静止画を撮影し、飼養者等がリアルタイムで遠隔から観察することも可能である。
【0088】
更に、本発明の第１及び第２実施形態においては、中継装置及び受信装置とは別個に無線ＬＡＮルータを設置した場合で説明したが、勿論中継装置又は受信装置に無線ＬＡＮルータが内蔵されていてもよい。
【0089】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当と解釈しうる、特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【0090】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、２……発信器、２ａ……第１発信器、２ｂ……第２発信器、２ｃ……第３発信器、３、４……受信装置、５、６……中継装置、７……回路収納カプセル、１１ａ……制御部、１２ａ……スイッチ、１３ａ……電源部、１４ａ……キャパシタ、１５ａ……信号生成回路、１６ａ……抵抗、１７ａ……発光部、１８ａ……電圧検出器、２１……筐体、２３……ふた、２３ａ……取付部、２５a、２５ｂ……羽根部、２７……ひも、３１……制御部、３３……電源部、３５……受信処理回路、３５ｃ……第２受信素子、３７……表示部、３９……報知部、４１……制御部、４２……変換部、４３……電源部、４５……無線通信回路、４５ａ……第２受信素子、４５ｂ……第３送信素子、４７……表示部、４９……報知部、５１……制御部、５３……電源部、５５……無線通信回路、５５ａ……第１受信素子、５５ｂ……送信素子、５７……表示部、５９……変換部、６１……制御部、６３……電源部、６５……無線通信回路、６５ａ……第１受信素子、６５ｂ……第１送信素子、６５ｃ……第２送信素子、６７……表示部、６９……変換部
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】