CN1612174A - 光纤传感器系统和外力检测传感器 - Google Patents

Abstract

提供一种光纤传感器系统和外力检测传感器。其使用光纤传感器，即便监视区域跨过宽范围，也能够容易地检测出人。在监视区域设置在板表面上固定了光纤的人检测器。从光源输入的基准信号光传输过光纤，检测出作为传输光输出到运算装置的功率。在监视区域的基面上有人时，人物检测传感器产生变形，同时光纤产生弯曲。其结果是传输光的功率变动，可检测出有无人。

Description

光纤传感器系统和外力检测传感器

技术领域

本发明涉及使用光纤的传感器系统，涉及例如在监视区域中检测有人等入侵的传感器系统。

背景技术

作为面向一般家庭、企业的安全系统，广泛使用的是在房间、建筑物的入口设置可检测人的传感器的系统。图25表示该系统的构成图。25a是检测人的传感器部，压电传感器埋入底板内的体重检测传感器、红外传感器都与此相当。25b是接收来自传感器部25a的信号的监视控制装置，25c是警备公司、建筑物的所有者拥有的终端，通过网络与监视控制装置25b连接。

上述系统中，传感器部25a检测到人时，将该检测信号送到监视控制装置25b。监视控制装置25b通过任何方式判别检测到的人是否是得到正规许可进入的人。此人判定为非法侵入者时，从监视装置25b向警备公司、建筑物的所有者拥有的终端25c发送有非法侵入的信息。然后，根据该信息，警备员赶来，或者联络警察。作为这种传感器系统的一个例子，举出特开2002-329277号公报。

【专利文献1】

特开2002-329277号公报

发明内容

但是，在安全系统中，使用上述系统使用的监视传感器时，有下面问题。首先，传感器的设置只以房间、建筑物的入口为前提，难以全面监视房间、建筑物的整个内部。例如，红外传感器的情况下，由于通过热检测人，室内有暖气工具等与人不同的发热体时，也检测到热，难以区分其是否为人，不能进行正确检测。

使用超音波传感器的情况下，室内有例如书架、桌子等的障碍物时，被它们的影子遮住的部分不能检测到，为防止这一点，需要在室内的多个场所设置超音波传感器，以使得没有产生影子的场所，结果成了效率差的系统。此外，底板状的体重检测装置设置在整个床上时，为检测到人，底板内的压电传感器的间隔需要配置到与人的步距相当的致密程度，压电传感器的数量非常多，成为了昂贵的系统。并且，该问题在成为监视对象的区域越宽时变得越显著。此外，为了一元地管理传感器信息，需要铺设信息传送用的传感器专用的通信线等的工序。还有，远处进行监视时，需要将电信号变换为网络的协议来传输等过程。这样，原来使用的安全系统昂贵，从而追求高性价比的系统。

为解决上述问题，本发明提供一种包括输出基准信号光的光源、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、并且一端连接上述光源而另一端连接上述运算装置的光纤，上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、和比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，光纤蛇形配置在板上。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，传感器包括弹性体构成的板、内置在板中并且对应施加在板的外力变形的光纤。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，传感器包括层叠无纺布构成的板、由板夹持并且对应施加在板的外力变形的光纤。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，板是网状的。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，光纤是双芯线或2个单线，在一端将相邻的光纤彼此熔融连接，另一端的一个光纤连接光纤，另一个光纤连接到运算装置。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，在板内包括与光纤紧密相接地配置的双金属片。

另外，本发明提供一种包括输出基准信号光的光源、光循环器、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，传感器包括大致平面状的板；固定在板上、对应施加在板的外力变形的同时一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤，光循环器连接光源、光纤的另一端以及运算装置，使得向光纤传输从光源输出的基准信号光，将来自光纤的信号光输送到运算装置，运算装置包括算出从光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较功率和功率基准值来判定有无外力的单元。

另外，本发明提供一种包括输出基准信号光的光源、光循环器、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，传感器包括大致平面状的板；固定在板上、对应施加在板的外力变形的同时一端为自由端的光纤，光循环器连接光源、光纤的另一端以及运算装置，使得向光纤传输从光源输出的基准信号光，将来自光纤的信号光输送到运算装置，运算装置包括算出从光纤反射或散射的信号光的功率的单元、从信号光算出光纤的施加外力的位置的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较功率和功率基准值来判定有无外力的单元。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括：连接光源并按预先确定的规定分支比分支输出输入的信号光的分支装置、多个传感器和与传感器相同数目的运算装置，传感器包括的光纤的一端分别连接分支装置，另一端分别连接运算装置。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括：连接光源的分支装置、多个传感器、连接运算装置的耦合装置、连接分支装置和耦合装置以及运算装置的同步电路，分支装置包括与光纤的各自的一端相连、具有切换单元的光开关，切换单元用于将从光源输入的基准信号光顺序输出到光纤的某一个，耦合电路包括与多个光纤的各自的另一端相连、具有切换单元的光开关，切换单元用于将从光纤的某一个顺序输出的信号光输出到运算装置，同步电路包括输出用于使分支装置的光开关与耦合装置的光开关同步地动作的同步信号的单元、和将根据需要输出的同步信号的信息发送到运算装置的单元，运算装置包括根据得到的同步信号的信息判定传感器各自的外力的有无的单元。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，光纤中使用单模光纤，从光源输出的基准信号光的波长在1.55微米以上。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括将单波长用连接端连接光源、将多波长用连接端连接传感器的第一合分波器和将多波长用连接端连接传感器、将单波长用连接端连接运算装置的第二合分波器，以便传感器的光纤共用网络等的通信线路的一部分，另外，分割通信线路的中途路径来设置的各个端部与第一和第二合分波器的剩余的单波长用连接端连接。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括将单波长用连接端连接光源、将多波长用连接端连接分支装置的第一合分波器和将多波长用连接端连接传感器、将单波长用连接端连接运算装置的第二合分波器，以便传感器的光纤共用网络等的通信线路的一部分，另外，分割通信线路的中途路径来设置的各个端部分别与第一和第二合分波器的剩余的单波长用连接端连接。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括将单波长用连接端连接光源、将多波长用连接端连接分支装置的第一合分波器和将多波长用连接端连接耦合装置、将单波长用连接端连接运算装置的第二合分波器，以便传感器的光纤共用网络等的通信线路的一部分，另外，分割通信线路的中途路径来设置的各个端部分别与第一和第二合分波器的剩余的单波长用连接端连接。

另外，本发明提供一种包括输出多波长基准信号光的光源、光循环器、设置在监视区域内来检测外力的传感器、第一和第二合分波器和运算装置的光纤传感器系统，传感器包括大致平面状的板；固定在板上、对应施加在板的外力变形的同时一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤，光循环器连接光源、第一合分波器以及运算装置，使得向第一合分波器传输从光源输出的多波长基准信号光，将来自第一合分波器的多波长信号光输送到运算装置，第一合分波器将输入输出信号光的全波长的第一多波长用连接端连接第二合分波器、将仅输入输出规定波长的单波长用连接端连接分割通信线路的中途路径而设置的一个端部、将输入输出规定以外的波长的第二多波长用连接端连接循环器，第二合分波器将多波长用连接端连接第一合分波器、将单波长用连接端连接分割通信线路的中途路径而设置的一个端部、将剩余的单波长用连接端连接传感器部的光纤的另一端，运算装置包括算出从光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较功率和功率基准值来判定有无外力的单元，光纤传感器系统的光纤的一部分共用网络等的通信线路的一部分。

另外，本发明提供一种包括输出基准信号光的光源、脉冲发生器、光循环器、第一和第二合分波器、光耦合器、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置，路径的一部分共用网络等的通信线路的一部分的光纤传感器系统，脉冲发生器包括将从光源输出的基准信号光脉冲化、作为脉冲信号光输出的单元，光循环器连接脉冲发生器、第一合分波器以及运算装置，使得向第一合分波器传输从脉冲发生器输出的脉冲信号光，将来自第一合分波器的信号光输送到运算装置，传感器包括大致平面状的板；固定在板上、对应施加在板的外力变形的同时一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤，光耦合器具有第一到第三端，第一连接端与第一合分波器连接、第二连接端与第一传感器部的光纤的另一端连接、第三连接端与第二合分波器连接，此外，从第一连接端输入的信号光以预先确定的规定分支比输出到第二和第三连接端，从第二和第三连接端输入的信号光合波，从第一连接端输出，第一合分波器将单波长用连接端连接光耦合器、将剩余的单波长用连接端连接分割通信线路的中途路径而设置的各个端部的一端、将多波长用连接端连接光耦合器的第一连接端，第二合分波器将多波长用连接端连接光耦合器的第二连接端、将单波长用连接端连接第二传感器部的光纤的另一端、将剩余的单波长用连接端连接分割通信线路的中途路径而设置的各个端部的另一端，运算装置包括算出从光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较功率和功率基准值来判定有无外力的单元，光纤传感器系统的光纤的一部分共用网络等的通信线路的一部分。

另外，本发明提供一种包括输出由多个频率构成的基准信号光的光源、光循环器、合分波器、FBG传感器、和运算装置，FBG传感器的光纤共用网络等的通信线路的一部分的光纤传感器系统，光循环器连接光源、合分波器以及运算装置，使得向合分波器传输从光源输出的基准信号光，将来自合分波器的信号光输送到运算装置，FBG传感器包括大致平面状的板；固定在板上、对应施加在板的外力变形的FBG元件，FBG元件一端连接合分波器、另一端连接分割通信线路的中途路径而设置的一个连接端，另外，还包括一个单元，使得从一端输入的基准信号光中，对于规定频率的信号光，将根据对应外力的光纤的变形而频率变动的反射光输出到一端，对于此外的频率的信号光，使之通过，而从另一端输入的信号光则无条件通过，合分波器将输入输出信号光的全波长的第一多波长用连接端连接循环器、将仅输入输出规定波长的单波长用连接端连接分割通信线路的中途路径而设置的另一个端部、将输入输出规定以外的波长的第二多波长用连接端连接FBG传感器，运算装置包括算出从FBG元件输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较功率和功率基准值来判定有无外力的单元，光纤传感器系统的光纤的一部分共用网络等的通信线路的一部分。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，光纤设置光纤彼此之间的交叉部，配置到板上，使得在施加外力时交叉部的光纤彼此之间压合一起。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，传感器包括与光纤交叉、配置在板上的布线，使得在施加外力时其与光纤压合一起。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括至少在单面上具有凹凸部的下面板和上面板，具有凹凸部的面彼此相对，同时一个面的凹部与凸部与另一个面的凸部和凹部对应配置，传感器由下面板和上面板夹持。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，仅下面板或上面板之一具有凹凸部。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，包括将从光纤输出的信号光变换为电信号并作为无线信号发送的无线发送部；连接运算装置、接收来自无线发送部的无线信号、输出到运算装置的无线接收部。

此外，本发明提供一种光纤传感器系统，在上述解决方案中，光纤中使用单模光纤，从光源输出的基准信号光的波长为1.55微米以上，从通信线路输入输出的信号光的波长在1.4微米以下。

此外，本发明提供一种外力检测传感器，在上述解决方案中，包括大致平面状的板和固定在板上、对应施加于板的外力而变形的光纤，光纤是双芯线或2个单线，在一端将相邻的光纤彼此熔接或连接器连接。

此外，本发明提供一种外力检测传感器，在上述解决方案中，包括大致平面状的板和固定在板上、对应施加于板的外力而变形的光纤以及与光纤交叉、配置在板上使得施加外力时与光纤压合的布线。

此外，本发明提供一种外力检测传感器，在上述解决方案中，包括大致平面状的板和固定在板上、对应施加于板的外力而变形的光纤，另外，包括至少在单面上具有凹凸部的下面板和上面板，具有凹凸部的面彼此相对，同时一个面的凹部与凸部与另一个面的凸部和凹部对应配置，传感器由下面板和上面板夹持。

此外，本发明提供一种外力检测传感器，在上述解决方案中，包括板内与光纤紧密相接地配置的双金属片。

根据实施例1，由于使用光纤的人物检测传感器设置在监视区域的基面内或基面上，从而可判定监视区域有无人，同时可判定出此人是大人还是孩子。与迄今的红外传感器不同，可感觉到人的体重等的变化，因此也能够在很宽区域中感觉到人的活动(生存)等。此外，与迄今的电传感器不同，一直设置在下雨的室外等处仍可使用。

根据实施例2，由于人物检测传感器的光纤使用2双芯线或2个单线的光纤，对于基面上的施加力，光纤产生的弯曲量为单芯线光纤的一倍，灵敏度提高的同时，即便微小的施加力也可检测出来。由此，为得到同样的性能，可抑制输入光的功率，实现低功耗。还有，制造时开始制作内含2根线的板，后面加工连接部即可，因此也可提高生产率。

根据实施例3，在人物检测传感器的光纤的末端设置镜面，因此用1根光纤在内部进行传输的信号光的去路和回路可兼用，同时，去路和回路上产生信号光的功率降低，因此灵敏度提高，即便微小的施加力也可检测出来。因此，得到与光纤2芯时相同的性能，并且可降低断线等故障的概率。

根据实施例4，由于光纤在网状的板上配置，因此从基面上有施加力时，除光纤的弯曲产生的输出降低外，网状的部分的光纤中局部弯曲产生弯曲损失，因此灵敏度提高，即便微小的施加力也可检测出来。此外，即便网状的板使用柔性高的板，光纤传感器仍可作用，因此可做成容易手持运送的辊状。此外，在网状的位置铺满光纤，从而容易得到没有位置依赖性的均匀特性。

根据实施例5，从基面上有施加力时，除光纤的弯曲产生的输出降低外，在光纤与布线交叉接触的部分中，局部的弯曲产生弯曲损失，因此灵敏度提高，同时即便微小的施加力也可检测出来。此外，通过使用布线，可采用使用现有设备中应用的电线、室内用的环形天线(loop)等的结构。

根据实施例6，从基面上有施加力时，除光纤的弯曲产生的输出降低外，在光纤之间彼此交叉接触的部分中，局部的弯曲产生弯曲损失，因此灵敏度提高，同时即便微小的施加力也可检测出来。此外，通过纵横编织按基底格状配线来进行线路管理，从而通过交叉的信息可得到施加应力的位置信息。

根据实施例7，从基面上有施加力时，施力点附近的宽范围的光纤产生局部弯曲引起的弯曲损失，因此灵敏度提高，即便微小的施加力也可检测出来，同时施力点不正好在光纤上也可感觉出来。

根据实施例8，人物检测传感器的光纤得到的输出信息用无线传输，之后，进行用于检测是否有侵入者的运算，因此，在配线困难的场所也可构建人物检测的系统。例如，在像室内和屋外这样的从后面看有墙壁而难以进行工作的地方，通过电波进行室内与室外的通信等的情况下有效。

根据实施例9，检测有无人的同时，即便监视对象区域宽的情况下，不用配置多个人物检测传感器也能正确判别人在哪个位置上。可减少用于连接多个传感器的昂贵的连接器和电缆。

根据实施例10，即便在例如监视对象区域很宽地跨越不同的建筑物的多个阶段的情况下，可仅用一个光源检测有无人，同时可判别该区域在哪里。即便光纤产生断线的情况下，也容易判定该位置在哪里。

根据实施例11，即便在例如监视对象区域很宽地跨越不同的建筑物的多个阶段的情况下，可仅用一个光源检测有无人和判别该区域在哪里，同时，对于O/E变换器和运算装置，1台即可，可构筑廉价的系统。此外，通过开关的切换可限定监视对象，因此可将功耗抑制得很低。

根据实施例12，由于将光电变换器和合分波器设置在传感器的光纤路径上，对于本来作为传感器用的光纤，根本不对彼此的信号光产生影响，可共用通信用线路等其他用途。例如，现有的光纤通信路径上连接光纤传感器，则在进行通信的地点之间无论从哪里都可感测到发生了什么(人跨越了警戒线、或放置了物体、或者甚至是温度或气象状态)。由此，可进行例如由于这边激起地盘的振动而需要进行电缆的加固工程等的推测。另外，可在同一场所得到通信线路上的信息和感测数据，也可进行使用感测信号的控制等。例如，人踩踏传感器板后通电、踩踏电视机前的传感器板来传输动画的系统也可以使用现有的光通信线路。

根据实施例13，在包括多个人物检测传感器的传感器系统中，对于传感器用的光纤，可共用通信用线路等的其它用途。例如，将各个传感器设置在彼此分离的多个场所，在各个传感器中，检测到人后，照相机动作，将其图像信息用现有的通信线路传输，或者提供检测到人和配送说明动画之一的服务。此时，可有效使用在公寓、官邸、医院、公共设施、超市、商店这样的人大量聚集的场所。

根据实施例14，在包括多个人物检测传感器的传感器系统中，对于传感器用的光纤，可共用通信用线路等的其它用途，同时，对于通信用的信号光，可不降低功率地进行传输。可仅在选择所选的监视对象时进行感测，从而可抑制功耗。其中，可面向定期巡回监视各个场所并在一个场所汇总数据的系统。

根据实施例15，在用1根光纤内部兼用为传输信号光的去路和回路、并配置多个提高灵敏度的传感器板时，对于连结光源和运算装置以及各传感器板的光纤，可共用通信用线路等的其它用途。即，仅铺设1根光纤可进行多个场所的监视，要监视非常多的场所时，不用铺展开多根光纤，一次铺设即可，工程简单。而且，可在铺设的1根长距离光纤电缆上安装多个传感器，因此可有效利用已经设置的光纤网。

根据实施例16，在人物检测传感器中使用脉冲光的时分多路复用方式的光纤传感器系统中，对于在连结光源和运算装置以及各传感器板的光纤、传感器板之间配置的延迟光纤，可共用通信用线路等的其它用途。另外，各传感器中，不需要使用合分波器，因此可构成廉价的系统。另外，由于没有合分波分配的带宽限制，可廉价组装更大的复用系统。还有，在温度急剧变化的环境等中，波长稳定性有问题，但可在温度变化范围比较大的地方使用。

根据实施例17，在人物检测传感器的光纤中使用FBG元件的光纤传感器系统中，不仅连结各传感器之间的光纤，对于FBG元件，也可共用通信用线路等的其它用途。此外，通过采用使用FBG传感器的结构，作为传感器使用的波长的自由度扩大，因此，例如通信中使用的波带和感测的波带冲突的情况下，也容易将作为FBG传感器使用的波带从通信中使用的波带区域脱离开来。

附图说明

图1是实施例1的结构图；

图2是有无人的输出说明图；

图3是将人物检测传感器兼用作火灾检测传感器时的说明图；

图4是光纤的固定方法的说明图；

图5是人物检测传感器的不同实施形式的图；

图6是人物检测传感器的不同实施形式的图；

图7是实施例2的结构图；

图8是实施例3的结构图；

图9是实施例4的结构图；

图10是实施例5的结构图；

图11是实施例6的结构图；

图12是实施例7的结构图；

图13是实施例8的结构图；

图14是实施例9的结构图；

图15是光纤传感器上的传输光的功率的说明图；

图16是实施例10的结构图；

图17是实施例11的结构图；

图18是实施例12的结构图；

图19是合分波器的信号光输入输出的说明图；

图20是实施例13的结构图；

图21是实施例14的结构图；

图22是实施例15的结构图；

图23是实施例16的结构图；

图24是实施例17的结构图；

图25是现有的安全系统的结构图；

图26是实施例18的运用状态的说明图；

图27是实施例18的构成图；

图28是轴重检测传感器的说明图；

图29是超出规定值的轴重判定的说明图；

图30是实施例19的运用状态的说明图；

图31是实施例19的构成图；

图32是轴重检测传感器的说明图；

图33是实施例20的运用状态的说明图；

图34是实施例20的构成图；

图35是超出规定值的轴重判定的说明图。

具体实施方式

光纤传感器与使用压电元件的传感器相比，是在传感器部分不需要电源的简单结构，在光传输低损失时，1根光纤中可发送多个信号，因此对其他点的计测非常有效。

【实施例1】

本发明的传感器系统的实施例1由图1来说明。1a是输出作为同一频率的连续光的基准信号光的光源。1b是检测有无人的人物检测传感器，板1d上面配置光纤1c，用粘结剂进行固定。此时的光纤1c的配置间隔小于等于人的脚大小。板1d使用不具有刚性的平面板状的材质，相对外力容易变形，同时光纤1c跟着板1d也变形。该人物检测传感器1b设置在作为监视区域的房间、建筑物的基面内，但可以是基面上使用弹性部件，基面上的施加力传输到人物检测传感器1b。需要基面使用硬的材质的情况下，通过铺地板砖等、用多个面分割基面，在其下面配置人物检测传感器1b来传递基面上的施加力。此外，人物检测传感器1b的配置场所不限定于基面内，可设置在基面上。还有，也可放置在暴露于水分中的室外、浴室等处。

光纤1c一端连接光源1a、另一端连接将输入的信号光变换为电信号的O/E变换器1e，从光源1a输出的基准信号光传输过光纤1c而输入到O/E变换器1e中。1f是运算装置，根据从O/E变换器1e输出的电信号算出传输过光纤1c的信号光的功率，检测有无人。1g是报警装置，运算装置1f检测的结果由网络传输到外部。此外，光纤最好使用激光的波长大于等于1.3微米的传输模式为单模式的单模光纤。连续光的波长大于等于1.55微米可提高传感器的灵敏度。

接着说明动作。从光源1a输出的基准信号光传输过光纤1c(下面叫传输光)而输入到O/E变换器1e中。此时，由于人的体重等，从基面上有施加力时，通过该力板1d产生微小变形，光纤1c中产生弯曲。其结果是输入O/E变换器1e的传输光的功率降低。O/E变换器1e中输入的传输光变换为电信号，输出到运算装置1f。接着，运算装置1f算出传输光的功率，基于此判定有无人。

图2表示运算装置1f进行有无人的判定时的时间与来自O/E变换器1e的输出的关系。这里，2a是用于判定有无人的第一判定电平、2b是判定出有人时用于判定其是大人还是孩子的第二判定电平。2c，2d，2e表示来自O/E变换器1e的输出的例子。实际上，输出电平相同，但本图中为进行说明在电平中设置了差别。

首先，2c的情况下，是比第一判定电平2a大的输出，因此判定为无人。接着2d的情况下，到时间t2为止是大于第一判定电平2a的输出，判定为无人。然后，在时间t2以后，输出低于第一判定电平2a，判定为检测到人。但是，由于是大于第二判定电平2b的输出，因此判定该人是孩子。接着，在2e的情况下，到时间t1为止，与2d相同，判定为无人，但时间t1以后低于第一判定电平2a，该时刻检测到人。然后，由于在降低到小于第二判定电平2b，因此判定为人是大人。另外，图2的各输出的波形根本未产生波动，但是实际输出中，由于O/E变换器1e的输出误差、人在板1d上移动时传输光的功率变动等而产生波动。那么，使用该波动的信号可判定出静态还是动态。

运算装置1f中判定有无人，判定为有侵入者时，向警报装置1g和通信装置1h输出有侵入者的信息。然后，警报装置1g通过色彩、声音向外部报告有侵入者。此外，通信装置1h与网络等的线路联通，向警备公司、所有者传输有侵入者。

但是，在从外部运输货物到监视区域中的情况下，由于货物的重量使得光纤产生弯曲，即便人未侵入监视区域内，传输光的输出电平也降低，仿佛也检测到人了。因此，在运转人物检测传感器时，针对没有检测到人时的来自O/E变换器1e的输出，要进行初始设定，使得判定电平仅相对规定值产生偏差。

如上所述，根据本实施例，使用光纤的人物检测传感器设置在监视区域的基面内、或基面上，因此可判定监视区域内有无人，同时，可判定该人是大人还是孩子。本实施例中判定电平是以人为对象进行设定的，但可适当设定该值，使得不仅对人，还可对其他物体，如拖车、车辆等的移动体进行检测。运算装置中，还可从传输光的功率的降低量来算出物体的质量，报告该值。

另外，人物检测传感器可兼用作其他传感器，例如火灾检测传感器。图3表示此时的传感器，实施例1的人物检测传感器1b中，双金属片3配置在传感器板1d上，以便部分与光纤1c紧密相接。所谓双金属片通常是连接两种热膨胀系数不同的合金，压延为板状的结构，如果承受同样的温度变化，由于同样改变曲率，可直接将温度变化变换为双金属片的变位。因此，产生火灾时，由于热，双金属片2开始变形，与其紧密相接的光纤1c也变形，其结果是传输光的输出电平也降低。这里，输出电平的降低量在人的情况下从通常值开始降低，小于判定电平，但火灾的情况下，双金属片慢慢变形，输出电平移动慢慢降低。由此，可判定输出电平的降低是由人引起的还是由火灾引起的。

接着，从图4来说明在人物检测传感器中，在板上固定光纤的顺序。4a是板、4b是在板4a上配置的光纤、4c是光纤4b的位置确定用的销、4d是搭载板4a的台座，销4c可在任意位置固定。如图所示，利用销4c完成光纤4b的位置确定时，通过粘结剂将光纤4b固定在板4a上。并且，粘结剂硬化后，销4c从台座4d取下，完成光纤向板的固定。此外，该光纤的固定顺序在关于光纤向板的固定方法的后面的其他形式的人物检测传感器中也可适用。

接着，说明上述描述的光纤固定方法的其他形式。图5表示在板使用弹性部件的情况。5a是板，相对于外力容易变形，同时，使用具有复原性的橡胶等的弹性部件。5b是光纤，埋置在板5a中。

图6表示在板中使用无纺布的情况下的截面。6a是压接的纤维，6b是光纤，在特定方向上宽度很宽、多重都不重叠的纤维之间配置光纤6b，进行压接固定。

此外，虽然未示出，但光纤对板的固定中可使用热收缩板。此时，在没有刚性的板上配置光纤，此后，用热收缩板覆盖住光纤来进行固定。

【实施例2】

接着，从图7来说明实施例2。光源7a、O/E变换器7h、运算装置7i与实施例1具有相同的功能。7b是人物检测传感器，与实施例1同样，在板7c上接合固定光纤。使用的光纤1是将2根芯线光纤打捆的双芯线光纤7d。并且，双芯线光纤7d的一个光纤7e的一端与光源7a相连，另一个光纤7f的一端与O/E变换器7h相连。光纤7e和光纤7f的各自的另一端通过熔融连接部7g彼此连接。

接着说明动作。从光源7a输出的传输光(基准信号光)传输过光纤7e、熔融连接部7g、光纤7f而输入到O/E变换器7h中。并且与实施例1同样，从基面上有施加力时，人物检测传感器7b对应于该力产生微小变形，同时光纤7e和光纤7f中产生弯曲。其结果是输出电平降低的传输光输入到O/E变换器7h中。并且，以后与实施例1同样，由运算装置7i判定有无人。

这里，考虑例如在基面上的某1个地点检测到有人的情况时，实施例1中，光纤产生的弯曲为1个场所。但是，本实施例中，弯曲产生在作为传输光的去路的光纤7e和作为回路的光纤7f的2个场所处，因此输入熔融连接部7g的传输光的功率相对于实施例1降低了2倍，即与实施例1相比，传输光相对于基面上的施加力的功率的降低值为2倍，传感器的灵敏度提高为2倍。

如上所述，根据本实施例，人物检测传感器的光纤中使用双芯线或2个单线的光纤，因此相对于基面上的施加力，在光纤中产生的弯曲量成倍于1个芯线光纤的弯曲量，提高灵敏度的同时，即便微小的施加力也可检测出来。

本实施例中，人物检测传感器与实施例1同样，按在板上接合固定光纤的形式进行了说明，但使用已经说明的其他形式可得到同样的效果。此外，不使用芯线而使用2根成捆的单线来作为光纤可得到同样效果。还有，连接方法不限于熔接，可以是连接器连接等的其他连接方法。

【实施例3】

接着从图8来说明实施例3。光源8a、O/E变换器8b、运算装置8c与实施例1具有相同的功能。8d是光循环器，通过光纤8e连接光源部8a、通过光纤8f连接O/E变换器8b。8g是人物检测传感器，与实施例1同样，在板8b上接合固定光纤8i。该光纤8i的一端与光循环器8d相连，另一端与全反射输入光的镜面8j连接。

接着说明动作。从光源8a输出的传输光(基准信号光)传输过光纤8e、光循环器8d、光纤8i而输入到镜面8j。镜面8j全反射输入光，因此，传输光传输过光纤8i、光循环器8d、光纤8f而输入到O/E变换器8b中。此时，与实施例1同样，从基面上有施加力时，人物检测传感器8a对应于该力产生微小变形，同时光纤8i中产生弯曲。其结果是输出电平降低的传输光输入到O/E变换器8b中。并且，以后与实施例1同样，由运算装置8c判定有无人。

这里，考虑例如在基面上的1个地点检测到有人的情况时，与实施例1同样，光纤产生的弯曲为1个场所。但是，本实施例中，传输光在向镜面8j传输的去路和从镜面8j传输的回路中2次通过产生弯曲的场所，因此输入O/E变换器8b的传输光的功率相对于实施例1降低了2倍。即与实施例1相比，传输光相对于基面上的施加力的功率的降低值为2倍，传感器的灵敏度提高为2倍。

如上所述，根据本实施例，人物检测传感器的光纤末端设置镜面，可用1根光纤兼用作传输过内部的信号光的去路和回路，同时由于去路和回路上产生信号光的功率降低，因此提高灵敏度，即便微小的施加力也可检测出来。

【实施例4】

接着从图9来说明实施例4。光源9a、O/E变换器9e、运算装置9f与实施例1具有相同的功能。9b是人物检测传感器，在网状的板9c中埋置光纤9d。

接着说明动作。从光源9a输出的传输光(基准信号光)传输过光纤9d而输入到O/E变换器9e中。然后，与实施例1同样，从基面上有施加力时，板9c对应于该力产生微小变形，同时光纤9d中产生弯曲。其结果是输出电平降低的传输光输入到O/E变换器9e中。并且，以后与实施例1同样，由运算装置9f判定有无人。

这里，光纤9d中产生弯曲时，由于板9c为网状，光纤9d上除板9c变形时产生的弯曲外，还产生局部弯曲引起的弯曲损失。因此，输入O/E变换器9e的传输光的功率电平由于施加局部弯曲损失而比实施例1低，传感器的灵敏度提高。

如上所述，根据本实施例，光纤配置在网状的板上，因此，从基面上有施加力时，除光纤的弯曲产生的输出降低外，在网状的部分的光纤中局部弯曲产生弯曲损失，因此灵敏度提高，即便微小的施加力也可检测出来。

【实施例5】

接着从图10来说明实施例5。光源10a、O/E变换器10e、运算装置10f与实施例1具有相同的功能。10b是人物检测传感器，在板10c埋置光纤10d和布线10e。这里，布线10e配置成与光纤10c交叉的点增多。此外，板10c由橡胶等的弹性部件构成，布线10e除由具有与光纤10c同等以上的刚性的金属制成外，可使用乙烯线、环形天线(loop)等线材。

接着说明动作。从光源10a输出的传输光(基准信号光)传输过光纤10d而输入到O/E变换器10e中。然后，与实施例1同样，从基面上有施加力时，板10c对应于该力产生微小变形，同时光纤10d中产生弯曲。其结果是功率降低的传输光输入到O/E变换器10e中。并且，以后与实施例1同样，由运算装置10f判定有无人。

这里，光纤10d中产生弯曲时，在与布线10e交叉的点中，光纤10d的局部弯曲产生弯曲损失。因此，输入O/E变换器10e的传输光的功率电平由于施加局部弯曲损失而比实施例1低，提高传感器的灵敏度。此外，图10中，光纤10d与布线10e配置为预先接触，但只要是光纤10d产生弯曲时产生局部弯曲损失的间隔，也可不接触。还有，本实施例中，人物检测传感器与实施例1同样，按在传感板上接合固定光纤的形式进行了说明，但可使用已经说明的其他形式得到同样的效果。

如上所述，根据本实施例，从基面上有施加力时，除光纤的弯曲产生的输出降低外，在光纤与布线交叉接触的部分中，局部的弯曲产生弯曲损失，因此灵敏度提高，同时即便微小的施加力也可检测出来。

【实施例6】

接着从图11来说明实施例6。光源11a、O/E变换器11e、运算装置11f与实施例1具有相同的功能。11b是人物检测传感器，光纤11c配置为在板11d内彼此交叉。板11d使用橡胶等的弹性部件。

接着说明动作。从光源11a输出的传输光(基准信号光)传输过光纤11c而输入到O/E变换器11e中。然后，与实施例1同样，从基面上有施加力时，板11d对应于该力产生变形，同时光纤11c中产生弯曲。其结果是功率降低的传输光输入到O/E变换器11e中。并且，以后与实施例1同样，由运算装置11f判定有无人。

这里，光纤11c中产生弯曲时，在光纤11c彼此交叉的点中，光纤11c彼此接触产生的局部弯曲产生弯曲损失。因此，输入O/E变换器11e的传输光的功率电平由于施加局部弯曲损失而比实施例1低，提高传感器的灵敏度。此外，图11中，光纤11c配置为预先彼此接触，但只要是光纤11c产生弯曲时产生局部弯曲损失的间隔，也可不接触。

如上所述，根据本实施例，从基面上有施加力时，除光纤的弯曲产生的输出降低外，在光纤彼此交叉接触的部分中，局部的弯曲产生弯曲损失，因此灵敏度提高，同时即便微小的施加力也可检测出来。

【实施例7】

接着从图12来说明实施例7。光源12a、O/E变换器12f、运算装置12g与实施例1具有相同的功能。12b是人物检测传感器，设置在作为监视区域的房间、建筑物的基面内，或者由上面板12d和下面板12e夹持。上面板12d在下面具有凹凸部，下面板在上面具有凹凸部。并且，上面板的凹部和凸部与下面板的凸部与凹部分别对应地配置。

接着说明动作。从光源12a输出的传输光(基准信号光)传输过光纤12c而输入到O/E变换器12f中。然后，从基面上有施加力时，对应于该力，人物检测传感器12b由上面板12d和下面板12e夹持，同时光纤12c中产生局部弯曲损失。其结果是功率降低的传输光输入到O/E变换器12f中。并且，以后与实施例1同样，由运算装置12g判定有无人。

另外，从基面上有施加力时，其无论在哪个位置，都可经上面板12d将该施加力传递到人物检测传感器12b，因此光纤12c可不用紧密配置。此外，仅在基面上的某一地点有施加力时，光纤12c在宽范围内产生弯曲，因此输入O/E变换器12f的传输光的功率电平比实施例1低，提高传感器的灵敏度。

如上所述，根据本实施例，从基面上有施加力时，施力点附近的宽范围内的光纤产生局部弯曲引起的弯曲损失，因此灵敏度提高，即便微小的施加力也可检测出来，同时施力点不正好在光纤上也可感觉出来。

此外，本实施例中，上面部和下面板分别有凹凸部，但仅任一个板具有凸部、另一个板为平面的情况下，与本实施例相比，灵敏度降低，但相对实施例1仍可提高传感器的灵敏度。

【实施例8】

接着从图13来说明实施例8。光源13a、人物检测传感器13b、O/E变换器13d、运算装置13g与实施例1具有相同的功能。13e是无线发送部，无线发送来自O/E变换器13d的电信号。13f是无线接收部，接收来自无线发送部13e的无线信号，并输出到运算装置13g。

接着说明动作。从光源13a输出的传输光传输过光纤13c而输入到O/E变换器13d中。然后，与实施例1同样，从基面上有施加力时，人物检测传感器13b对应于该力变形，同时光纤13c中产生弯曲。其结果是功率降低的传输光输入到O/E变换器13d中。接着，O/E变换器13d将输入的传输光变换为电信号，从无线发送部13e向无线接收部13f无线发送。然后，将无线接收部13f接收的电信号发送到运算装置13g，与实施例1同样判定有无人。

如上所述，根据本实施例，人物检测传感器的光纤得到的输出信息用无线传输，之后，进行用于检测是否有侵入者的运算，因此，可构筑在远处也可进行人物监测的系统。

【实施例9】

接着从图14来说明实施例9。14a是光源，输出作为脉冲光的信号光。14b是光循环器，用光纤14c与光源14a连接。14d是人物检测传感器，与实施例1同样设置在监视区域的基面内，由来自基面上的施加力而变形。14e是设置在人物检测传感器14d上的光纤，仅一端与光循环器相连，另一端为不作任何连接的自由端。14g是O/E变换器，用光纤14f与光循环器14b相连。14h是输入来自O/E变换器14f的输出的输出倾斜测定部，具有通过OTDR(光学时域反射计：OpticalTime Domain Refectometry)连续算出光纤上的任意位置的输出的功能。14i是运算装置，具有根据来自输出倾斜测定部14h的输出来判定有无人以及判定其位置的功能。

接着说明动作。从光源14a输出的基准信号光经由光纤14c、光循环器14b输入光纤14e。由于在与光行进方向相反方向上从信号光产生散射光，因此，从光纤14e向光循环器14b发送对应来自光源的基准信号光的散射光。输入到光循环器14b的散射光经由光纤14f输入到O/E变换器14g中，在此变换为电信号。然后，根据变换为电信号的信号，由输出倾斜测定部14h算出光纤14e上的连续的功率。

图15是表示输出倾斜测定部14h算出的光纤14e上的传输光的功率的图。该图中，横轴表示与光纤14e上任意位置的距离，纵轴表示功率。这里，虚线15a表示传感器板14d上没有人时的功率，功率相对于距离按一定比例而降低。与此不同，实线15b表示传感器板14d上有人时的功率例子。光纤14e上的距离是人位于D1和D2位置，因此光纤14e产生弯曲或局部弯曲损失，功率降低。关于该降低量，预先设定判定用的阈值，例如，在D1的位置，功率降低量为L1，因此判定为有孩子存在，在D2的位置，功率的降低量为L2，因此判定为有大人存在。光纤14e上的距离(D1，D2等)和监视区域的位置的关联预先存储在数据库中，因此可正确判定人在监视区域的哪个场所。

如上所述，根据本实施例，检测有无人的同时，即便监视对象区域宽的情况下，不用配置多个人物检测传感器也能正确判别人在哪个位置上。此外，本实施例中的输出倾斜测定部使用OTDR，但可使用OFDR(光频域反射计：Optical Frequency Domain Refectometry)或OCDR(光干涉域反射计：Optical Coherence Domain Refectometry)等测定光纤中的反射光强度的方式。

【实施例10】

接着从图16来说明实施例10。光源16a、O/E变换器16j，16k，16l与实施例1具有相同的功能。16c是分支装置，经光纤16b与光源16a连接，分割从光源16a输入的信号光。分割后的信号光的频率与分割前相同，分割后的功率分配可任意设定，但图16中，将功率3等分后的信号光输出到光纤16d，16e，16f中。

16g，16h，16i是前面的实施例中说明的板，在监视对象区域宽的情况下配置为相邻接，监视对象例如为1段、2段、3段的情况下配置在各段中。运算装置16m，16n，16o除判定有无人的功能外，在输出判定结果时附加是哪个板的判定结果的信息。警报装置16p、通信装置16q除已经说明的功能外，在向外部报告、发送判定结果时，还进行板与监视对象的对应，附加是哪个场所的信息。

接着说明动作。从光源16a输出的信号光由分支装置16c进行3分割，输出到光纤16d，16e，16f中。然后，对应来自各板16g，16h，16i的外部的施加力，分别由O/E变换器将功率变化的信号光变换为电信号，之后，由运算装置16m，16n，16o判定各板有无人。该判定结果组合了表示哪个板的信息后，被发送到警报装置16p、通信装置16q。然后，有人的情况下向外部报告、发送在哪个场所检测到人的信息。

如上所述，根据本实施例，在成为监视对象的区域宽的情况、跨越建筑物的不同段的情况下，除可检测有无人外，还可检测人存在于哪个位置。

【实施例11】

接着从图17来说明实施例11。光源17a、O/E变换器17l与实施例1具有相同的功能。光纤17c，17d，17e、板17f，17g，17h、警报装置17n、通信装置17o具有与实施例10说明的相同的功能。17i是使连接的装置联动动作的同步电路，与分支装置17b、耦合装置17j、运算装置17m相连。分支装置17b设置切换开关，通过来自同步电路17i的信号，将从光源17a输入的信号光顺序输出到光纤17c，17d，17e之一。耦合装置17j也设置切换开关，通过来自同步电路17i的信号，交替输入来自光纤17f，17g，17h的信号光。运算装置17m除判定有无人的功能外，还通过来自同步电路17i的信号，判定来自O/E变换装置17l的输入的信号光传输过哪个光纤。

接着说明动作。从光源17a输出的信号光输入分支装置17b后，通过同步电路17i被交替输出到光纤17c、光纤17d、光纤17e。然后，对应来自各板的施加力，将功率变化的信号光输入到耦合装置17j。这里，耦合装置17j通常仅输入来自1个光纤的信号光，但通过同步电路17i设定切换开关的动作定时，来自光纤的全部信号光交替输入耦合电路17j。然后输入的各个信号光耦合，经光纤17i输出到O/E变换器，变换为电信号后，由运算装置17m判定有无人。这里，运算装置17m与同步电路17i连接，知道输入的信号光是哪个传感器板的。然后，判定为有人时向警报装置和通信装置发送信号，向外部报告发送在哪个场所检测到人的信息。

就耦合装置17j通常仅输入来自1个光纤的信号光的情况下作了说明，但耦合装置17j中也可一直使用光耦合器处理从全部端子输入的信号光。

如上所述，根据本实施例，不管人物检测传感器数量如何，O/E变换器以后的各装置有1台即可，在监视对象区域宽的情况下也可在多个区域构筑廉价的人检测系统。

【实施例12】

接着从图18来说明实施例12。光源18a、人物检测传感器18b、O/E变换器18c、运算装置18d与实施例1具有相同的功能。18e，18f是包括2个输入输出端的光电变换器，从一个端部输入电信号时，变换为特定频率的信号光，从另一端部输出，从另一端部输入特定频率的信号光时，输出为电信号，从一个端部输出。

18g是使用WDM(波分多路复用)的第一合分波装置，通过光纤18k与光源18a相连、通过光纤18l与光电变换元件18e相连，或者与人物检测传感器18b的光纤18m连接。18h是第二合分波装置，通过光纤18n与O/E变换器18c、通过光纤18o与光电变换器18f相连，或者与人物检测传感器18b的光纤18m连接。

图19表示合分波装置19a的信号光的输入输出的状况。合分波装置从同一端部输出分别从特定的端部输入的特定频率的信号光，或将从同一端部输入的多个频率的信号光分别分频率输出到特定端部。本图的合分波装置19a中，输入输出端设置为3个，从单波长用端部a输入频率A的信号光，从单波长用端部b输入频率B的信号光时，从多波长用端部c分别输出将各个频率合波的信号光。从多波长用端部c输出将单波长用频率A和单波长用频率B合波得到的信号光后，具有按频率分波，频率A输出到单波长用端部a、频率B输出到单波长用端部b的功能。

18i，18j是一端连接光电变换器、另一端连接外部网络、计算机等的网络线路的信号线，传输网络上的通信用数据等构成的电信号。

接着说明动作。从光源18a输出的传输光(基准信号光)经光纤18k输入第一合分波装置18g。另一方面，经信号线18i输入到光电变换器18e的电信号变换为特定频率的信号光(下面叫特定信号光)，经光纤18l输入到第一合分波装置18g。第一合分波装置18g将来自光源18a的传输光和特定信号光合波，作为合波光输出到光纤18m。该合波光中，关于传输光部分，在传送过光纤18m的过程中，与实施例1同样，对应来自基面上的施加力在光纤18m中产生的弯曲，产生功率降低。对于特定信号光部分，由于是难于受到光纤18m的弯曲影响的频率，因此功率几乎不降低。

传输过光纤18m的合波光输入第二合分波装置18h，这里，分为传输光和特定信号光。然后，传输光从光纤18n送到O/E变换器18c、运算装置18d，检测有无人。另一方面，特定信号光经光纤18o输入光电变换器18f，这里，从特定频率的信号光变换为电信号。然后，变换后的电信号输出到经信号线18j连接的网络等。按与从信号线18j向光电变换器18f输入电信号的情况同样的顺序动作，可将电信号传输到连接于信号线18i的网络等。

但是，本实施例中，通过使用从光源18a输出的传输光的波长为大于等于1.55微米，传感器部分的灵敏度提高，由光电变换器18e和18f从电信号变换的信号光的波长通过使用1.31微米频带(或小于等于1.4微米)，在传输信号光的光纤中产生弯曲时的功率降低减小。

此外，本实施例中，示出将人物检测传感器的路径兼用作信号传输用的路径的例子，但传感器的形式不限定于此，在温度传感器等使用光纤的其他传感器中，可使用同样的结构。在本实施例中说明了分合波器的端部为3个的情况，但随着使用的频率的增加，可使用具有3个以上输入输出部的合分波器。例如，通信线路的上行和下行使用不同波长的情况下，作为输入端，需要通信线路的2个端口，作为传感器波长，需要1个端口，再加上作为合波端口的1个端口，则需要4个端口。此外，上述实施例中，表示出使用光电变换器18e，18f的例子，但也可将18l，18j仍与光通信线路或具有光纤的输入输出部的信息终端等连接。

如上所述，根据本实施例，由于将光电变换器和合分波器设置在传感器的光纤路径上，将本来传感器用的光纤共用于通信用线路等的其他用途，通用性变宽。

【实施例13】

接着在图20中表示出实施例13。本实施例是将实施例12说明的传感器用光纤与通信用线路共用的方式适用于实施例10。光源20a、分支装置20d、传感器板20h，20i，20j、O/E变换器20o，20p，20q、运算装置20r，20s，20t、报警装置20u、通信装置20v与实施例10具有相同的功能。并且，如本图所示，光源20a和分支装置20d之间设置连接光电变换器20b的合分波器20c，在从传感器板20h的光纤20e到O/E变换器20o的路径上设置连接光电变换器20l的合分波器20k。

接着说明动作。从光源20a输出的传输光(基准信号光)输入第一合分波装置20c。另一方面，经信号线20e输入光电变换器20b的电信号变换为特定频率的信号光(下面叫特定信号光)，输入合分波装置20c。合分波装置20c将来自光源20a的传输光和特定信号光合波，作为合波光输出到分支装置20d。然后将由分支装置20d三分割的合波光分别输出到光纤20e，20f，20g。这里，与实施例12同样，该合波光中，关于传输光部分，在传送过各传感器板的光纤的过程中，对应来自基面上的施加力在光纤中产生的弯曲，产生功率降低，但对于特定信号光部分，由于是难于受到光纤的弯曲影响的频率，因此功率几乎不降低。

传输过光纤20f，20g的合波光分别经O/E变换器20p，20q变换为电信号，之后，由运算装置判定各板有无人。另一方面，传输过光纤20e的合波光由合分波器20k分波，特定信号光由光电变换器20l从特定频率的信号光变换为电信号。然后，变换后的电信号输出到经信号线20n连接的网络等。此时，根据需要，在合分波器20l之间设置光放大器，同时，合分波器也可设置在20i，20p之间、20j，20q之间。此外，关于传输光，由O/E变换器20o变换为电信号，之后，由运算装置20r判定有无人。该判定结果与运算装置20s，20t的判定结果一起，加上其是哪个板的信息后，发送到警报装置20u和通信装置20v。并且，有人时向外部报告、发送在哪个场所检测到人的信息。此外，上述实施例中，表示出使用光电变换器20b，20l的例子，但也可将合分波器20c20k的输出端仍与光的通信线路或具有光纤的输入输出部的信息终端等连接。

如上所述，根据本实施例，即便在具有多个传感器部的光纤传感器系统中，将本来传感器用的光纤共用于通信用线路等的其他用途，通用性变宽。在设定传感器的所有场所可进行信息传输。

【实施例14】

接着在图21中表示出实施例14。本实施例是将实施例12说明的传感器用光纤与通信用线路共用的方式适用于实施例11。光源21a、分支装置21d、传感器板20h，20i，20j、耦合装置21k、同步电路21l、O/E变换器21p、运算装置21q、报警装置21r、通信装置21s与实施例11具有相同的功能，光电变换器21c，21o、合分波器21b，21n与实施例12具有相同功能。并且，如本图所示，光源21a和分支装置21d之间设置与光电变换器21c连接的合分波器21b，在耦合装置21k和O/E变换器21p之间设置与光电变换器21o连接的合分波器21n。

接着说明动作。从光源21a输出的传输光(基准信号光)输入第一合分波装置21b。另一方面，输入光电变换器21c的电信号变换为特定频率的信号光(下面叫特定信号光)，输入合分波装置21b。合分波装置21b将来自光源21a的传输光和特定信号光合波，作为合波光输出到分支装置21d。然后由分支装置21d通过同步电路21l将合波光交替输出到光纤21e、光纤21f和光纤21g。这里，与实施例12同样，该合波光中，关于传输光部分，在传送过各传感器板的光纤的过程中，对应来自基面上的施加力在光纤中产生的弯曲，产生功率降低，但对于特定信号光部分，由于是难于受到光纤的弯曲影响的频率，因此功率几乎不降低。

并且，对应来自各个板的施加力，功率产生变化的合波光输入到耦合装置21k。这里，耦合装置21k通常仅输入来自1个光纤的信号光，但通过同步电路21l设定切换开关的动作定时，来自光纤的全部信号光交替输入到耦合电路21l并耦合，然后输出到合分波器21n。合分波器21n将合波光分为传输光和特定信号光，传输光输出到O/E变换器21p变换为电信号后，由运算装置21q判定有无人。这里，运算装置21q与同步电路21l连接，知道输入的信号光是哪个传感器板的。然后，判定为有人时向警报装置和通信装置发送信号，向外部报告、发送在哪个场所检测到人的信息。另一方面，关于特定信号光，由光电变换器21o从特定频率的信号光变换为电信号。变换后的电信号被输出到所连接的网络等。

就耦合装置21k通常仅输入来自1个光纤的信号光的情况下作了说明，但耦合装置21k中也可一直使用光耦合器处理从全部端子输入的信号光。上述实施例中，表示出使用光电变换器21c，21o的例子，但也可以不使用21c，21o，仍与光的通信线路或具有光纤的输入输出部的信息终端等连接。

如上所述，根据本实施例，即便在具有多个传感器部的光纤传感器系统中，可将本来传感器用的光纤共用于通信用线路等的其他用途。此外，实施例13中特定信号光由分支装置进行3分割后仅有1个信号变换为电信号输出到网络等，但本实施例中，将全部的特定信号光再次变换为电信号并输出到网络等，因此可防止传输过通信用线路的信号输出降低。

【实施例15】

接着在图22中表示出实施例15。21a是输出由多个频率构成的连续光的多波长光源部，22b是光循环器，合波2个频率的信号光或者将合波光分为2个频率的信号光，但合分波器22c可合波多个频率的信号光和单一频率的信号光，将多个频率构成的合波光分为单一频率的信号光和其他频率构成的信号光。这里，合分波器中，单一频率为分别不同的值。

22q，22r，22s是传感器板，将各个光纤22mn，22r，22s连接于合分波器22k，22l，22m。22i，22t是光电变换器，具有与实施例18相同功能。22h是运算装置，除与实施例18同样的结构外，还具有对对应于多个频率的电信号进行处理的功能。

接着说明动作。从多波长光源部22a输出的由多个频率组成的连续光(以下称为基准多波长光)经光循环器22b输入到合分波器22c。另一方面，输入光电变换器22i的电信号变换为特定频率的信号光(特定信号光)后，输入到合分波器22c中。然后，将基准多波长光与特定信号光合波，经光纤22j输出到下一合分波器22k。合分波器22k将输入的合波光中包含在基准多波长光中的一个频率的信号光进行分波，输出到光纤22n。光纤22n配置在传感器板22q上，通过施加在传感器板上的外力，传输过光纤22n的信号光的功率变动。光纤22n的末端安装有镜面，这里，反射的信号光再次传输过光纤22n而输入到合分波器22k中。然后，与从合分波器22l传输来的信号光合波，经光纤22j输出到合分波器22c中。

关于输入到合分波器22k的合波光，被分波的一个信号光输出到光纤22n，但另一信号光输出到合分波器22l中。并且，与合分波器22k的动作同样地输入的信号光被分波，一个频率的信号光输出到在传感器板22r上设置的光纤22o，检测到施加在传感器板22r上的外力后，再次输入合分波器22l，与从合分波器22m传输来的信号光合波。其他信号光输出到下一合分波器22m。

输入到合分波器22m的合波光被分波，一个输出到传感器板22s上配置的光纤22p，但另一个输出到光电变换器22t中。输出到光纤22p的信号光与输出到光纤22n，22o的信号光同样，用于检测出在传感器板板上施加的外力。另一方面，输出到光电变换器22t的信号光是从光电变换器22i输入到合分波器22c的特定信号光，由光电变换器22t由信号光变换为电信号，输出到与网络等连接的信号线22u。

另一方面，经信号线22u输入光电变换器22t的电信号变换为特定频率的信号光，输出到合分波器22m。并且，与检测到施加于传感器板板22s的外力的信号光合波，输出到合分波器22l。这样，传输过各传感器板的光纤的信号光与来自光电变换器22t的信号光构成的合波光输入到合分波器22c中。这里，输入的合波光被分波，来自光电变换器22t的信号光输出到光电变换器22i、其他信号光输出到光循环器22b中。然后，输入光电变换器22i的信号光变换为电信号后输出到网络等。此外，输入光循环器的信号光全部输出到光纤22g，由分配器22v分波后，由O/E变换器22d变换为电信号，此后，输出到运算装置22h中。运算装置22h判定有无人，但由于预先保存有哪个频率的信号传输过哪个传感器板的对比数据，因此在检测到人的情况下可与该信息一起，再组合表示其是哪个传感器板的信息后一起报告。

此外，在分配器22v使用固定的波长滤波器的情况下，仅需要准备波长数目个O/E变换器，但使用波长可变滤波器时，如图22所示，O/E变换器22d可以为1个。上述实施例中，表示出使用光电变换器22i，22t的例子，但也可以不使用22i，22t地仍与光的通信线路或具有光纤的输入输出部的信息终端等连接。作为容易携带运输并且简单取下的方法，可在1个壳体内容纳合分波器、镜面。此时，传感器板不需要准备带镜面的，只须将具有输入输出端的传感器板连接于壳体的合分波器端和镜面端即可。

如上所述，根据本实施例，在串联配置多个传感器部的光纤传感器系统中，可将本来传感器用的光纤共用于通信线路等的其它用途。

【实施例16】

接着图23表示出实施例16。本实施例是在成为公知技术的使用脉冲光的时分多路复用方式的光纤传感器板系统中，将实施例12说明的传感器用光纤共用为通信用线路的方式的情况。23a是输出连续光的光源部，23b是使输入的连续光脉冲化后输出的脉冲发生器。此外，光循环器23c、O/E变换器23e、解调处理器23f、运算装置23g、光耦合器23i，23l、传感器板23j，23m，23p、延迟光纤23k，23n是在人物检测传感器板中采用时分多路复用方式的结构。23h，23r是光电变换器，23d，23o是合分波器，23q是放大器。

接着说明动作。从光源部23a输出的连续光(下面叫基准多波长光)为由脉冲发生器23b脉冲化的基准信号光(下面叫基准脉冲光)，经光循环器23c输入到合分波器23d。另一方面，输入到光电变换器23h的电信号变换为特定频率的信号光(特定信号光)后，输出到合分波器23d。然后，将基准脉冲信号光和特定信号光合波后，输出到光耦合器23i。光耦合器23i将输入的合波光以规定的分支比(例如1∶2等)分支，1/3的功率输出到传感器板23j，2/3的功率经由延迟光纤23k输入下一光耦合器23l。传感器板23j上配置的光纤的末端安装镜面，这里反射的信号光再次传输过光纤而输入到光耦合器23i。然后，与从光耦合器23l经由延迟光纤23k传输来的信号光合波，输出到合分波器23d。

从光耦合器23i输出到光耦合器23l的合波光与合波光耦合器23i同样按规定分支比被分支，一个输入到传感器板23m，另一个经由延迟光纤23n输出到合分波器23o中。输出到传感器板23m的信号光与输出到传感器板23j的信号光同样，用于检测出施加在传感器板23m上的外力，之后，再次输入到光耦合器23l中，与从合分波器23o经由延迟光纤23n同样输入到光耦合器23l的信号光合波，输出到光耦合器23i。输出到合分波器23o的合波光分为基准脉冲信号光和特定信号光，基准脉冲信号光输出到传感器板23p，与另一传感器板同样，检测向传感器板23p施加的外力。另一方面，特定信号光输出到放大器23q，将传输中因通过光耦合器而降低的功率放大到原来状态。然后，由光电变换器23r从信号光变换为电信号，输出到连接的设置工作(セットヮ-ク)等的线路中。

另一方面，输入到光电变换器23r的电信号变换为特定频率的信号光，通过放大器23q输出到合分波器23o。合分波器23o将特定信号光与用于检测施加到传感器板22s的外力的信号光合波，输出到合分波器22l。这样，将传输过各传感器板的光纤的信号光和由来自光电变换器23r的信号光构成的合波光输入到合分波器23d。这里输入的合波光被分波，来自光电变换器23r的信号光输出到光电变换器23h、其他信号光输出到光循环器23c。然后，输入到光电变换器23h的信号光变换为电信号，输出到连接的网络等。此时，从光电变换器23h输出的信号光从传感器板23j，23m，23p反射，再次入射到合分波器23d中，但从光电变换器23r输出的信号光不比到达合分波器23d的信号微弱，因此成为杂音。因此，需要放大器23q调节来自光电变换器23r的光功率等的工序或者使传送过光电变换器间的上行下行的波长错开等的工序。

此外，输入光循环器的信号光全部输出到O/E变换器23e，变换为电信号后，由解调处理部23f进行脉冲信号的解调。然后，输出到运算装置23g，在这里判定有无人，当检测到有人时，将其信息与其是哪个传感器板的信息一起报告。此外，上述实施例中，表示出使用光电变换器23h，23r的例子，但也可以不使用23h，23r而仍与光的通信线路或具有光纤的输入输出部的信息终端等连接。作为容易携带运输并且简单取下的方法，可在1个壳体内容纳合分波器、镜面。此时，传感器板不需要准备带镜面的，只须将具有输入输出端的传感器板连接于壳体的合分波器端和镜面端即可。

如上所述，根据本实施例，在串联配置多个传感器部的光纤传感器系统中，可将本来传感器用的光纤共用于通信线路等的其它用途。此外，不管传感器部数量如何，合分波器的数量只要2个即可，从而成为不增多传感器部而有效降低成本的手段。

【实施例17】

接着从图24说明实施例17。24a是宽频带光源，24b是光循环器，由光纤24c连接。24d是光滤波器，对于输入的信号光，通过信号光的频率改变透过强度。24e是O/E变换器，24f是运算装置，24g是合分波器。并且，光滤波器24d和合分波器24g分别通过光纤24h和24i连接光循环器24b。24j是光电变换器，一端通过光纤24k连接合分波器24g、另一端连接信号线24l。

24m是光纤传感器群，设置由FBG元件构成的多个光纤传感器24n1，24n2，24n3(下面叫FBG传感器)。FBG元件是使用光纤布拉格衍射的光纤，对于输入的多个频率构成的信号光，在传感器不能检测出测定物理量时，输出频率不变的反射光，检测出测定物理量时，输出对应于该量而改变频率的反射光。并且位于一个端部的FBG传感器24n1通过光纤24o与合分波装置24g连接，位于另一端部的FBG传感器板24n3通过光纤24p连接光电变换器24q。并且光电变换器24q的另一端部连接信号线24r。

这里，宽频带光源24a输出由FBG传感器24n分别对应的多个频率构成的信号光(下面叫宽频带信号光)。光循环器24b将从光纤24c输入的信号光输出到光纤24i，从光纤24i输入的信号光输出到光纤24h。光电变换器24j和24q将输入的电信号变化为特定频率的信号光并输出，输入的特定频率的信号光变换为电信号并输出。合分波装置24g具有与实施例15相同功能。光纤传感器群24m中，配置成为反射对象的特定频率分别不同的多个FGB传感器24n。信号线24l，24r连接网络线路等。

接着说明动作。从宽频带光源24a输出的宽频带信号光经光纤24c、光循环其24b、光纤24h输入到合分波装置24g中。另一方面，从信号线24l输入的电信号由光电变换器24j变换为特定频率的信号光(下面叫特定信号光)，经光纤24k输入合分波装置24g中。合分波装置24g将宽频带信号光与特定信号光合波，作为合波光输出到光纤24o中。

从光纤24o输入合波光的FBG传感器板24n1中，仅对对应于各个传感器的频率的信号光输出反射光，对于其他频率的信号光则通过。此外，这里向FBG传感器板24n1施加外力。检测出测定物理量时，FBG元件的光纤变形，FBG元件的反射频率也变化。其结果是从FBG传感器板24n输出对应测定物理量而使得反射频率变动的反射光。其他FBG传感器24n2，24n3中也同样输出反射光。

另一方面，来自光纤24o的合波光中，特定信号光部分是未由全部的FBG传感器反射的波长，所以原样透过，并输入到光电变换器24q中。然后，从特定频率的信号光变换为电信号，输出到经信号线24r连接的网络等。

此外，电信号从信号线24r输入到光电变换器24q时，用光电变换器24q从电信号变换为特定信号光，输出到光纤24p中。并且，与传输过传感器群24m的过程中从各FBG传感器输出的反射光合波，输入到合分波装置24g。这里，从FBG传感器输出的波长带的信号光全部输出到光纤24i，经光循环器24b、光纤24h插入到光滤波器24d中。然后，由频率改变了透过强度的信号光输入到O/E变换器e，变换为电信号。接着电信号输入到运算装置24f，算出各传感器的测定物理量，由此判定有无人。运算装置24f中预先登录着对应各FBG传感器的设置场所和监视位置的数据库，因此有人时可正确判定出来。

但是，从光电变换器24j输出的信号光通过合分波器24g、24m输入到光电变换器24q时，从宽频带光源输出的未由光纤传感器群24m反射的频带的光同时到达光电变换器24q，无疑成为杂音。因此，有时需要在光变换器24q前级，在输入波长滤波器后，除去这些杂音。上述实施例中，表示出使用光电变换器24j，24q的例子，但也可以不使用24j，24q而仍与光的通信线路或具有光纤的输入输出部的信息终端等连接。

如上所述，根据本实施例，在传感器板的光纤中使用FBG元件而多路复用的光纤传感器系统中，可将本来传感器用的光纤共用于通信线路等的其它用途。此外，不管传感器部数量如何，合分波器的数量1个即可，从而不增多传感器部地有效降低成本。

【实施例18】

上述中作为主要检测人的情况的例子说明了光纤传感器系统，但本光纤传感器系统不限定于此，例如以超载的车辆检测为目的，测定车辆轮重、车辆轴重等的情况下也可使用。作为原来的测定行走车辆的轴重的方法，举出例如特开平6-207846号公报记载的方法。这里，在车辆通过的路面上设置包括由于车辆的重量产生变形的加载板的电负载检测装置，从该检测装置的电输出计测车轮上的重量，从其算出轴重。

这里，检测装置的传感器中使用负载单元、变形标尺，但使用这些传感器的情况下常常需要供电。但是，负载检测装置设置在室外，传感器部分也会进入雨水，因此不进行严格的防水处理就会容易产生故障。为检测出正确的负载，需要在加载板上设置某数量的负载单元和变形标尺，但这样配线变复杂了，配线的防水处理变得费事。此外，行走中的车辆向加载板上施加大的负载，因此其需要由格外加固的材质制造，需要掘开路面埋入进去，因此设置中很费事。

接着说明解决该问题的使用光纤传感器的轮重和轴重检测传感器系统。图26表示轴重检测传感器系统的运用状态。26a是通过车辆，26b，26c是板上设置检测用的光纤的传感器板，26d，26e是设置来保护板的保护盖，由通过外力变形的弹性部件构成。并且，由这些传感器板和保护盖以及在传感器板的下部设置的后述的下面弹性板构成。传感器板26b，26c和保护盖26d，26e分别组合，配置成通过车辆26a的左右轮胎通过上面。此外，本实施例中，左右轮胎分别通过不同传感器板，这样测定车辆的轴重，但左右轮胎可同时通过1个传感器板，测定车辆的轴重。

图27表示轴重检测传感器系统的结构。与实施例1同样，一端连接光源27a、另一端连接O/E变换器27b的光纤27c蛇形配置在板27d上，构成传感器板。一端连接光源27a、另一端连接O/E变换器27e的光纤27f蛇形配置在板27g上，同样构成传感器板。这些分别对应图26的轴重检测传感器26b，26c。27h是运算装置，根据从O/E变换器27b，27e输出的电信号算出传输过光纤27c，27f的信号光的功率，判定通过轴重检测传感器的车辆的轮重是否超出规定重量。27i是通报装置，根据运算装置27h判定的结果在有超出规定重量的车辆时向外部通知。

图28表示轴重检测传感器的详细结构。28a是从上面观察轮重检测传感器的状态，下面与截面图一起说明结构。28b是板，28c是蛇形配置在板28b上的光纤。这些是与实施例1相同的结构。28d是表面上设置2mm到5mm左右间隔的槽的弹性部件所构成的下面弹性板，28e是为保护光纤28c而设置的保护板，同样由弹性部件构成。下面弹性板上设置的槽可设置在上面或下面或两面上。图中为了说明，描述出下面弹性体28d到保护板28a非常厚的情况，但实际厚度为3mm到10mm左右。28f表示通过车辆的轮胎。

接着说明测定时动作。从光源27a输出的基准信号光传输过光纤27c和27f而输入O/E变换器27b和27e。此时，车辆通过车辆轴重检测传感器时，由于来自轮胎的施加力，板27d和27g产生微小变形，光纤27c和27f产生弯曲。其结果是输入O/E变换器27b和27e的信号光的功率降低。O/E变换器27b和27e将输入的信号光变换为电信号，输出到运算装置27h。运算装置27h从输入的电信号算出信号光的功率，据此判定通过的车辆的轮重是否超出规定值。

如图28所示，板28b配置在设置间隔的槽的下面弹性板28d上。因此，由于来自轮胎的施加力，光纤28c产生弯曲时，光纤28c上施加由于下面弹性板28d的槽产生的局部应力，因此与无槽的情况下相比，灵敏度提高。保护板28e上使用弹性部件，因此行走中的轮胎产生的高频波被保护板28e吸收，可防止高频波产生的噪声。

图29是运算装置27h判定通过车辆的轮重是否超出规定值时的时间与O/E变换器27b和27e的输出的关系。这里，29a是判定为轮重超出规定值的阈值，29b和29c是测定值的例子。车辆检测板上载有轮胎时，光纤产生弯曲，来自O/E变换器的输出电平降低。这里，29b的情况下，高于阈值29a，因此判定轮轴在规定范围内。与此不同，29c的情况下，低于阈值29a，判定为轮轴超出规定值。

本实施例中，分别测定左右轮胎的轴重，但运算装置27h判定为左右之一的轴重超出规定值时，该信息输出给通报装置27i。并且，超出规定值的车辆通过的信息从通报装置27i向外部通知。

如上所述，根据本实施例，使用光纤，因此减少由于来自外部的水的浸入引起的故障因素。传感器部分包含夹持配置光纤的板的下面弹性板和保护板，最大厚度为10mm左右，容易追随路面形状，同时设置时，不需要挖掘路面的工序，因此容易设置。此外，下面弹性体的表面上以2mm～5mm的间隔设置槽，保护板是吸收轮胎的高频波成分的弹性部件，因此可得到高灵敏度的传感器。

【实施例19】

接着说明轴重检测传感器系统的实施例19。图20表示运用状态。30a是通过车辆，30b是带状的板上设置检测用的光纤的传感器板，30c是内部埋置传感器板的硬质的弹性部件构成的保持部，由此构成轴重检测传感器。轴重检测传感器如图所示，配置成纵向方向相对通过车辆30a的行进方向成直角，直行来的通过车辆的左右车轮同时通过轴终检测传感器。后面详细说明轴终检测传感器的详细结构。本实施例中，通过车辆的左右轮胎同时通过传感器板，测定车辆的轴重，但左右轮胎可通过不同的传感器板，测定车辆的轮重。

图32表示轴重检测传感器的详细结构，是通过车辆的轮胎32a通过轴重检测传感器时的截面图。32b是设置传感器的路面，32c是传感器板，32d是硬质的弹性部件构成的保持部，埋入传感器板32c。保持部32d通过粘结剂、锚定器等的固定部件固定在路面32b上。埋入传感器板32c的部分上面设置大致圆形的凸部。

接着说明测定时的动作。从光源31a输出的基准信号光传输过光纤31c而输入O/E变换器31b。此时，车辆通过轴重检测传感器时，由于来自车轮的施加力，板31d产生微小变形，光纤31c产生弯曲。其结果是输入O/E变换器31b的信号光的功率降低。O/E变换器31b将输入的信号光变换为电信号，输出到运算装置31e。接着运算装置31e从输入的电信号算出信号光的功率，基于此以与实施例18同样的方法判定通过的车辆的轴重是否超出规定值。运算装置31e判定为轴重超出规定值时，该信息输出到通报装置31f。并且，超出规定值的车辆通过的信息向外部通知。

如图32所示，传感器板32c埋入硬质弹性体中，上面设置大致圆形的凸部。车轮通过保持部32d，有施加力的情况下，凸部产生应力集中，向传感器板32c传递很大的力，光纤弯曲增大。因此，与未设置凸部的情况下相比，可以实现高灵敏度，用作传感器的光纤长度缩短也可得到充分的灵敏度。

【实施例20】

接着说明实施例20。这里，关注通过轮重检测传感器的车辆，车辆以例如4Hz的低频率摇摆震动，同时以12Hz的高频率引起摇摆震动，与此同时，轮胎也震动。因此，从O/E变换器输出的信号光的功率引起混合了高频和低频的摆动，输出在阈值上下很小地变动。因此，不能算出正确的值，引起轮重是否超出规定重量的误判断。实施例20中，说明解决这种问题的轮重检测传感器系统。这里的说明针对轮重检测传感器系统进行，但轴重检测传感器系统中为同样结构，得到同样效果。

图33表示轮重检测传感器系统的运用状态。33a是通过车辆，33b，33c，33d，33e，33f，33g是与实施例18同样的结构的传感器板，在通过车辆的轮胎通过的延迟线上设置多个。33h，33i是保护盖，这些与实施例18同样的构成。并且，由它们构成轮重检测传感器。这样，直行的通过车辆33a的轮胎在左侧按传感器板33b，33c，33d的顺序、在右侧按传感器板33e，33f，33g的顺序通过。

图34表示轮重检测系统的结构，一端连接光源34a、另一端连接O/E变换器34b的光纤34c蛇形配置在板34d上。光纤、板如图所示配置多个，构成多个传感器板。光源34a具有与实施例18记载的同样的功能。O/E变换器34b将从多个光纤输入的光信号分别变换为电信号而输出。34g是运算装置，根据从O/E变换器34b输出的电信号算出传输过各个光纤的信号光的功率。然后，将这些信号光的功率平均化，判定通过轮重检测传感器板的车辆的轮重是否超出规定重量。34h是通报装置，根据运算装置34g判定的结果在有超出规定重量的车辆时向外部通知。

接着说明测定时的动作。从光源34a输出的基准信号光传输过多个光纤而输入连接各个光纤的O/E变换器。此时，车辆通过轴重检测传感器时，由于来自车轮的施加力，板产生微小变形，光纤产生弯曲。其结果是输入O/E变换器的信号光的功率降低。O/E变换器将输入的信号光变换为电信号，输出到运算装置34g。接着运算装置34g从输入的电信号算出信号光的功率，从这些信号光的判定通过的车辆功率判定车辆的轴重是否超出规定值。

图35是运算装置34g判定时的时间与O/E变换器的输出的关系。这里，35a是判定轮重是否超出规定值的阈值，35b光纤34c的输出，35c是光纤34e的输出，35d是光纤34f的输出，车辆引起高频波和低频波混合的摆动，因此有时超出阈值有时小于阈值。这样，车辆引起摆动时，不能正确判定信号光的功率是否超出阈值。因此，运算装置34g中从O/E变换器输入变换信号光的电信号时，如图所示，分别将各个信号平均化，去除高频波成分。接着同样如图所示，将去除高频波成分的全部信号平均化，去除低频波成分。然后，最终输出超出阈值时，判定为超出规定轮重的车辆。运算装置34g判定有超出规定轮重的车辆时，该信息通知通报装置34h，将超出规定值的车辆通过的信息向外部通知。

如上所述，根据本实施例，除与实施例18同样的效果外，即便车辆引起高频波、低频波的摆动，也可正确算出轮重是否超出规定值。

实施例18～20中，为光纤一端连接光源、另一端连接O/E变换器的结构，但如实施例3记载，可以是另一端设置镜面、再在与光源部连接的光纤上设置光循环器、来自光纤的信号光经光循环器输入到运算装置的结构，可得到同样的效果。

Claims (34)

1.一种包括输出基准信号光的光源、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、并且一端连接上述光源而另一端连接上述运算装置的光纤，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、和比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元。

2.根据权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于上述光纤蛇形配置在上述板上。

3。根据权利要求1或2所述的光纤传感器系统，其特征在于上述传感器包括弹性体构成的板、内置在该板中并且对应于施加在该板的外力而变形的上述光纤。

4.根据权利要求1或2所述的光纤传感器系统，其特征在于上述传感器包括层叠无纺布构成的板、由该板夹持并且对应于施加在该板的外力而变形的上述光纤。

5.根据权利要求3所述的光纤传感器系统，其特征在于上述板是网状的。

6.根据权利要求1到5所述的光纤传感器系统，其特征在于上述光纤是双芯线或2个单线，在一端将相邻的光纤彼此连接，另一端的一个光纤连接光纤，另一个光纤连接到运算装置。

7.根据权利要求1到6所述的光纤传感器系统，其特征在于在上述板内包括与上述光纤紧密相接地配置的双金属片。

8.一种包括输出基准信号光的光源、光循环器、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤，

上述光循环器连接该光源、该光纤的另一端以及该运算装置，以向上述光纤传输从上述光源输出的基准信号光，将来自上述光纤的信号光输送到上述运算装置，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元。

9.一种包括输出基准信号光的光源、光循环器、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、且一端为自由端的光纤，

上述光循环器连接该光源、该光纤的另一端以及该运算装置，以向上述光纤传输从上述光源输出的基准信号光，将来自上述光纤的信号光输送到上述运算装置，

上述运算装置包括算出从上述光纤反射或散射的信号光的功率的单元、根据该信号光算出该光纤上施加上述外力的位置的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元。

10.根据权利要求1到7所述的光纤传感器系统，其特征在于包括：

连接上述光源并按预先确定的规定分支比分支输出所输入的信号光的分支装置、多个上述传感器和与该传感器相同数目的上述运算装置，

上述传感器包括的上述光纤的一端分别连接上述分支装置，另一端分别连接上述运算装置。

11.根据权利要求1到7所述的光纤传感器系统，其特征在于包括：

连接上述光源的分支装置、多个上述传感器、连接上述运算装置的耦合装置、连接该分支装置和该耦合装置以及该运算装置的同步电路，

上述分支装置包括与上述各光纤的一端相连、具有切换单元的光开关，该切换单元用于将从该光源输入的基准信号光顺序输出到该光纤中的任一个，

上述耦合电路包括与多个上述光纤的各自的另一端相连、具有切换单元的光开关，该切换单元用于将从该光纤中的任一个顺序输出的信号光输出到上述运算装置，

上述同步电路包括输出用于使上述分支装置的光开关与上述耦合装置的光开关同步动作的同步信号的单元、和将根据需要输出的该同步信号的信息发送到上述运算装置的单元，

上述运算装置包括根据得到的上述同步信号的信息判定上述各传感器有无外力的单元。

12.根据权利要求1到11所述的光纤传感器系统，其特征在于上述光纤中使用单模光纤，从上述光源输出的基准信号光的波长大于或等于1.55微米。

13.根据权利要求1到7所述的光纤传感器系统，其特征在于包括将单波长用连接端连接上述光源、将多波长用连接端连接该传感器的第一合分波器和将多波长用连接端连接该传感器、将单波长用连接端连接上述运算装置的第二合分波器，以便将上述传感器的光纤共用为网络等的通信线路的一部分，另外，分割该通信线路的中途路径来设置的各个端部与该第一和第二合分波器的剩余的单波长用连接端连接。

14.根据权利要求10所述的光纤传感器系统，其特征在于包括将单波长用连接端连接上述光源、将多波长用连接端连接上述分支装置的第一合分波器和将多波长用连接端连接该传感器、将单波长用连接端连接上述运算装置的第二合分波器，以便上述传感器的光纤共用网络等的通信线路的一部分，并且分割该通信线路的中途路径而设置的各个端部分别与该第一和第二合分波器的其余单波长用连接端连接。

15.根据权利要求11所述的光纤传感器系统，其特征在于包括将单波长用连接端连接上述光源、将多波长用连接端连接上述分支装置的第一合分波器和将多波长用连接端连接上述耦合装置、将单波长用连接端连接上述运算装置的第二合分波器，以便将上述传感器的光纤共用为网络等的通信线路的一部分，并且分割该通信线路的中途路径来设置的各个端部分别与该第一和第二合分波器的其余单波长用连接端连接。

16.一种包括输出多波长基准信号光的光源、光循环器、设置在监视区域内来检测外力的传感器、第一和第二合分波器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、且一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤，

上述光循环器连接该光源、该第一合分波器以及该运算装置，以向上述第一合分波器传输从上述光源输出的多波长基准信号光，将来自上述第一合分波器的多波长信号光输送到上述运算装置，

上述第一合分波器将输入输出信号光的全波长的第一多波长用连接端连接到上述第二合分波器、将仅输入输出规定波长的单波长用连接端连接到分割上述通信线路的中途路径而设置的一个端部、将输入输出规定以外的波长的第二多波长用连接端连接到上述循环器，

上述第二合分波器将多波长用连接端连接到上述第一合分波器、将单波长用连接端连接到分割上述通信线路的中途路径而设置的一个端部、将其余的单波长用连接端连接到上述传感器部的光纤的另一端，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元，

其中光纤传感器系统的光纤的一部分被共用为网络等的通信线路的一部分。

17.一种包括输出基准信号光的光源、脉冲发生器、光循环器、第一和第二合分波器、光耦合器、设置在监视区域内来检测外力的传感器和运算装置，路径的一部分被共用为网络等的通信线路的一部分的光纤传感器系统，其特征在于：

上述脉冲发生器包括将从上述光源输出的基准信号光脉冲化、作为脉冲信号光输出的单元，

上述光循环器连接该脉冲发生器、该第一合分波器以及该运算装置，以向上述第一合分波器传输从上述脉冲发生器输出的上述脉冲信号光，将来自该第一合分波器的信号光输送到上述运算装置，

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、且一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤，

上述光耦合器具有第一到第三连接端，该第一连接端与上述第一合分波器连接、该第二连接端与第一上述传感器部的光纤的另一端连接、该第三连接端与上述第二合分波器连接，并且从该第一连接端输入的信号光以预先确定的规定分支比输出到该第二和第三连接端，从该第二和第三连接端输入的信号光合波后从第一连接端输出，

上述第一合分波器将单波长用连接端连接到光耦合器、将其余单波长用连接端连接到分割上述通信线路的中途路径而设置的各个端部的一端、将多波长用连接端连接到上述光耦合器的第一连接端，

上述第二合分波器将多波长用连接端连接到上述光耦合器的第二连接端、将单波长用连接端连接到第二上述传感器部的光纤的另一端、将其余单波长用连接端连接到分割上述通信线路的中途路径而设置的各个端部的另一端，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元，

光纤传感器系统的光纤的一部分被共用为网络等的通信线路的一部分。

18.一种包括输出由多个频率构成的基准信号光的光源、光循环器、合分波器、FBG传感器和运算装置的光纤传感器系统，上述FBG传感器的光纤被共用为网络等的通信线路的一部分，其特征在于：

上述光循环器连接该光源、该合分波器以及该运算装置，以向上述合分波器传输从上述光源输出的基准信号光，将来自上述合分波器的信号光输送到上述运算装置，

上述FBG传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形的FBG元件，该FBG元件一端连接上述合分波器、另一端连接分割上述通信线路的中途路径而设置的一个连接端，另外，还包括一个用于使从一端输入的基准信号光中，对于规定频率的信号光，将根据对应于外力的光纤变形而频率变动的反射光输出到一端，对于此外的频率的信号光，使之通过，而从另一端输入的信号光则无条件通过的单元，

上述合分波器将输入输出信号光的全波长的第一多波长用连接端连接上述循环器、将仅输入输出规定波长的单波长用连接端连接分割上述通信线路的中途路径而设置的另一个端部、将输入输出规定以外的波长的第二多波长用连接端连接上述FBG传感器，

上述运算装置包括算出从上述FBG元件输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无外力的单元，

上述光纤传感器系统的光纤的一部分被共用为网络等的通信线路的一部分。

19.根据权利要求1到18所述的光纤传感器系统，其特征在于上述光纤设置有该光纤彼此之间的交叉部，配置到上述板上，使得在施加外力时交叉部的光纤彼此之间压合在一起。

20.根据权利要求1到18所述的光纤传感器系统，其特征在于上述传感器包括与上述光纤交叉、配置在上述板上的布线，使得在施加外力时其与该光纤压合在一起。

21.根据权利要求1到18所述的光纤传感器系统，其特征在于包括至少在单面上具有凹凸部的下面板和上面板，具有该凹凸部的面彼此相对，同时一个面的凹部与凸部与另一个面的凸部和凹部对应配置，上述传感器由该下面板和该上面板夹持。

22.根据权利要求21所述的光纤传感器系统，其特征在于仅上述下面板或上述上面板之一具有凹凸部。

23.根据权利要求1到22所述的光纤传感器系统，其特征在于包括将从上述光纤输出的上述信号光变换为电信号并作为无线信号发送的无线发送部；连接上述运算装置、接收来自该无线发送部的无线信号、输出到该运算装置的无线接收部。

24.根据权利要求13到23所述的光纤传感器系统，其特征在于上述光纤中使用单模光纤，从上述光源输出的基准信号光的波长为大于或等于1.55微米，从上述通信线路输入输出的信号光的波长小于或等于1.4微米。

25.一种外力检测传感器，其特征在于包括大致平面状的板和固定在该板上、对应施加于该板的外力而变形的光纤，上述光纤是双芯线或2个单线，在一端将相邻的光纤彼此连接。

26.一种外力检测传感器，其特征在于包括大致平面状的板和固定在该板上、对应施加于该板的外力而变形的光纤以及与该光纤交叉、配置在该板上使得施加外力时与该光纤压合的布线。

27.一种外力检测传感器，其特征在于包括大致平面状的板和固定在该板上、对应施加于该板的外力而变形的光纤，还包括至少在单面上具有凹凸部的下面板和上面板，具有该凹凸部的面彼此相对，且一个面的凹部与凸部与另一个面的凸部和凹部对应配置，上述板由该下面板和该上面板夹持。

28.根据权利要求25到27所述的外力检测传感器，其特征在于包括在上述板内与上述光纤紧密相接地配置的双金属片。

29.一种包括输出基准信号光的光源、设置在规定区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、且一端连接上述光源、另一端连接上述运算装置的光纤；配置在该板的下面、在至少一个表面上具有与该光纤交叉地设置的凹凸部的、由弹性体构成的下部弹性板；覆盖该板的、由弹性体构成的保护板，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无超出规定值的外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无超出规定值的外力的单元。

30.一种包括输出基准信号光的光源、光循环器、设置在规定区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、一端连接将输入的信号光全反射的镜面的光纤；配置在该板的下面、在至少一个表面上具有与该光纤交叉地设置的凹凸部的、由弹性体构成的下部弹性板；覆盖该板的、由弹性体构成的保护板，

上述光循环器连接该光源、该光纤的另一端以及该运算装置，以向上述光纤传输从上述光源输出的基准信号光，将来自该光纤的信号光输送到上述运算装置，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无超出规定值的外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无超出规定值的外力的单元。

31.根据权利要求29到30所述的光纤传感器系统，其特征在于上述光纤蛇形配置在上述板上。

32.一种包括输出基准信号光的光源、设置在规定区域内来检测外力的传感器和运算装置的光纤传感器系统，其特征在于：

上述传感器包括大致平面状的板；固定在该板上、对应于施加在该板的外力而变形、且一端连接上述光源、另一端连接上述运算装置的光纤；内置该板和该光纤、在对应该光纤的上部的表面上设置大致为圆形的凸部的、由弹性体构成的保护部，

上述运算装置包括算出从上述光纤输出的信号光的功率的单元、存储用于判定有无超出规定值的外力的信号光的功率基准值的单元、比较该功率和该功率基准值来判定有无超出规定值的外力的单元。

33.根据权利要求29到32所述的光纤传感器系统，其特征在于上述传感器设置在车辆通行的路面上，

上述规定值是对于上述路面的上述车辆的容许轮重或容许轴重。

34.根据权利要求29至31所述的光纤传感器系统，其特征在于多个上述传感器串联设置在车辆行进的路面上，

上述运算装置包括分别算出从多个上述光纤输出的信号光的功率的单元、对于算出的该功率分别按每个该光纤进行平均化处理来去除高频成分的摆动的单元、对于去除高频成分的摆动的全部的该光纤的功率进行平均化处理来去除低频成分的摆动的单元、存储用于判定有无超出作为对于上述路面的上述车辆的许可轮重或许可轴重的规定值的外力的信号光的功率基准值的单元、比较去除低频成分的摆动的功率与该功率基准值来判定有无超出规定值的外力的单元。

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