JP2006293019A - Optical fiber sensor - Google Patents

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Akira Suzuki
明 鈴木
Hiroyuki Takahashi
浩幸 高橋
Yujiro Miyata
裕次郎 宮田
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Toyota Motor Corp
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    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
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    • G01L1/243Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber sensor which suppresses decrease in detection accuracy due to misalignment between an optical fiber and a light emitting means and/or a light receiving means. <P>SOLUTION: The optical fiber sensor 1 comprises an optical fiber, a light emitting means, and a light receiving means, wherein one end position of the optical fiber with respect to the light emitting unit and/or the other end position of the optical fiber with respect to the light receiving unit are fixed. The position of each end of the optical fiber with respect to the light emitting unit and/or the light receiving part is fixed, and as the result of suppression of changes in light due to misalignment (relative phase changes) of the optical fiber in a connecting part, the optical fiber sensor can perform measurement with high accuracy. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバセンサに関し、詳しくは、車両の外周部に設置され車両への衝突を検知する衝突検知センサに用いられる光ファイバセンサに関する。   The present invention relates to an optical fiber sensor, and more particularly to an optical fiber sensor used in a collision detection sensor that is installed on the outer periphery of a vehicle and detects a collision with the vehicle.

近年、車両においては事故時の安全性の向上が図られている。車両の安全性に関して、事故時に車両の搭乗者の安全性を確保するだけでなく、車両が衝突した歩行者に対する安全性の向上が求められている。   In recent years, in vehicles, safety in the event of an accident has been improved. With respect to vehicle safety, not only is it necessary to ensure the safety of passengers in the event of an accident, but there is a need for improved safety for pedestrians who have collided with the vehicle.

歩行者に車両が衝突したときに歩行者に対する保護手段としては、歩行者が車両と衝突したときに、歩行者が車両のボンネット等のフロント部分に衝突するときのダメージを低減して、出来る限り傷害値(歩行者が受ける衝撃)を下げる方法が考えられている。   As a means of protection against pedestrians when a vehicle collides with a pedestrian, when the pedestrian collides with the vehicle, the damage when the pedestrian collides with the front part such as the hood of the vehicle is reduced as much as possible. A method of reducing the injury value (impact received by a pedestrian) is considered.

このような歩行者用安全装置においては、歩行者の衝突を判定することが重要となってきている。そして、歩行者の衝突を検知する方法のひとつとして、車両のバンパ部に光ファイバセンサを衝突検知センサとして取り付ける方法がある。   In such a pedestrian safety device, it is important to determine a pedestrian collision. And as one method of detecting a pedestrian collision, there is a method of attaching an optical fiber sensor as a collision detection sensor to a bumper part of a vehicle.

光ファイバセンサは、光ファイバを透過する光の変化からセンシングを行うセンサである。具体的には、光ファイバに外部から応力が加えられると、光ファイバにひずみが発生し、ひずみの部分の光を透過する特性が変化する。そして、内部を光が透過している光ファイバの透光性が変化すると、光ファイバを透過した光の強度や位相が変化する。光ファイバセンサは、この透過光が変化する現象を利用してセンシングを行う。つまり、光ファイバセンサは、光ファイバと、光ファイバを透過する光を発する発光手段と、光ファイバを透過した光を受光する受光手段と、を有している。また、発光手段の入力光と受光手段の出力光から光ファイバに加えられた応力を算出する演算手段を有する。   An optical fiber sensor is a sensor that performs sensing from a change in light transmitted through an optical fiber. Specifically, when a stress is applied to the optical fiber from the outside, the optical fiber is distorted, and the characteristic of transmitting light at the strained portion changes. And if the translucency of the optical fiber which has light permeate | transmitted inside changes, the intensity | strength and phase of the light which permeate | transmitted the optical fiber will change. The optical fiber sensor performs sensing using the phenomenon that the transmitted light changes. That is, the optical fiber sensor includes an optical fiber, a light emitting unit that emits light that passes through the optical fiber, and a light receiving unit that receives light transmitted through the optical fiber. In addition, there is an arithmetic means for calculating the stress applied to the optical fiber from the input light of the light emitting means and the output light of the light receiving means.

一般的な光ファイバセンサは、たとえば、光ファイバ、発光手段、受光手段および演算手段がそれぞれモジュール化されて、それぞれのモジュールを接続して構成されている。それぞれのモジュールは、モジュールの接続部にもうけられたコネクタを用いて接続される。   A general optical fiber sensor is configured by, for example, modularizing an optical fiber, a light emitting unit, a light receiving unit, and an arithmetic unit, and connecting the modules. Each module is connected using a connector provided at a connection portion of the module.

コネクタによる接続は、コネクタ同士を完全に固定することが出来ないという問題があった。具体的には、コネクタには、着脱のために遊びと呼ばれるすき間が存在している。コネクタにより接続を行ったときに、このすき間の範囲で光ファイバの端面と各手段との位置にズレが発生していた。   The connection by the connector has a problem that the connectors cannot be fixed completely. Specifically, the connector has a gap called play for attachment and detachment. When the connection was made by the connector, the position of the end face of the optical fiber and each means was shifted within the gap.

従来の光ファイバでの光通信は光でオンとオフの信号の送信を行うだけであり、コネクタがずれてもオンとオフの判別が出来るため問題は発生しなかった。しかしながら、光ファイバセンサは、光の強度や位相を測定する必要があり、接続部にズレが発生すると測定精度が低下する。特に、車両に搭載される場合には、走行時の車両の振動により接続部のズレが発生しやすくなっている。   Conventional optical communication using an optical fiber only transmits an on / off signal using light, and no problem occurs because it is possible to determine on / off even if the connector is displaced. However, the optical fiber sensor needs to measure the intensity and phase of light, and if the connection portion is displaced, the measurement accuracy decreases. In particular, when mounted on a vehicle, displacement of the connecting portion is likely to occur due to vibration of the vehicle during traveling.

より具体的には、光ファイバの端部がずれると、光ファイバの端面の位置もずれる。通常、光ファイバの端部は、光ファイバの中心軸が発光手段の発光部に対向した位置に配置されている。光ファイバの端面が配置される位置は、発光手段が発する光が最もよく当たる位置である。このため、接続部にズレが生じて光ファイバの端部がずれると、発光手段が発する光が十分に当たらなくなる。また、光ファイバの端部がずれると、光ファイバの端部の端面が発光手段の発光部に対して傾斜するようになる。つまり、この端面において光が反射するようになる。この結果、センシングを行うために十分な量の光が光ファイバの内部に供給されなくなり、センシングの精度が低下する。   More specifically, when the end of the optical fiber is displaced, the position of the end face of the optical fiber is also shifted. Usually, the end of the optical fiber is disposed at a position where the central axis of the optical fiber faces the light emitting part of the light emitting means. The position where the end face of the optical fiber is arranged is the position where the light emitted from the light emitting means is best hit. For this reason, when the end of the optical fiber is displaced due to a shift in the connection portion, the light emitted from the light emitting means is not sufficiently applied. Further, when the end portion of the optical fiber is shifted, the end surface of the end portion of the optical fiber is inclined with respect to the light emitting portion of the light emitting means. That is, light is reflected at this end face. As a result, a sufficient amount of light for sensing is not supplied to the inside of the optical fiber, and the sensing accuracy decreases.

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、光ファイバと発光手段および/または受光手段とのズレによる検知精度の低下が抑えられた光ファイバセンサを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical fiber sensor in which a decrease in detection accuracy due to deviation between the optical fiber and the light emitting means and / or the light receiving means is suppressed.

上記課題を解決するために本発明者らは光ファイバセンサについて検討を重ねた結果、光ファイバの発光手段や受光手段に対する位置を固定した光ファイバセンサとすることで上記課題を解決できることを見出した。   In order to solve the above problems, the present inventors have studied optical fiber sensors, and as a result, have found that the above problems can be solved by using an optical fiber sensor in which the position of the optical fiber relative to the light emitting means and the light receiving means is fixed. .

すなわち、本発明の光ファイバセンサは、光ファイバと、光ファイバの一方の端部に照射される光を発する発光部をもつ発光手段と、光ファイバの他方の端部から発せられる光を受光する受光部をもつ受光手段と、を有する光ファイバセンサにおいて、発光部に対する光ファイバの一方の端部の位置および/または受光部に対する光ファイバの他方の端部の位置が固定されたことを特徴とする。   In other words, the optical fiber sensor of the present invention receives the light emitted from the optical fiber, the light emitting means for emitting the light irradiated to one end of the optical fiber, and the other end of the optical fiber. And a light receiving means having a light receiving portion, wherein the position of one end of the optical fiber relative to the light emitting portion and / or the position of the other end of the optical fiber relative to the light receiving portion is fixed. To do.

本発明の光ファイバセンサは、光ファイバの各端部の発光部および/または受光部に対する位置が固定されている。つまり、接続部での光ファイバのズレ(相対的な位相の変化)が抑えられている。この結果、接続部での光の変化による測定誤差が発生しなくなった。つまり、本発明の光ファイバセンサは、高い精度で測定を行うことができる。   In the optical fiber sensor of the present invention, the position of each end of the optical fiber with respect to the light emitting part and / or the light receiving part is fixed. In other words, the optical fiber shift (relative phase change) at the connecting portion is suppressed. As a result, a measurement error due to a change in light at the connection portion does not occur. That is, the optical fiber sensor of the present invention can perform measurement with high accuracy.

本発明の光ファイバセンサは、光ファイバ、発光手段、受光手段を有する。   The optical fiber sensor of the present invention includes an optical fiber, a light emitting means, and a light receiving means.

光ファイバセンサは、発光手段が光を発するとともに光ファイバの一方の端部に発せられた光を照射する。光ファイバの一方の端部に照射された光は、光ファイバ内を進行し、他方の端部から放射される。光ファイバセンサは、光ファイバを透過する光の変化から光ファイバに加えられた応力を算出する。より詳しくは、光ファイバセンサは、光ファイバに光を透過させる。そして、この光ファイバに応力が加えられると、光ファイバ自身にひずみが発生する。光ファイバにひずみが生じると、光ファイバの光の透過性が変化する。さらに、光ファイバが折れ曲がると、透過光の反射するコアとクラッドの界面の方向が変化する。この光の透過性の変化が生じると、光ファイバ内で透過光の進路が変化し、場合によっては光の強度が減少する。他方の端部から照射される光の強度や位相の変化から光ファイバに加えられた応力を検出する。   The optical fiber sensor emits light emitted from one end of the optical fiber while the light emitting means emits light. The light applied to one end of the optical fiber travels through the optical fiber and is emitted from the other end. The optical fiber sensor calculates a stress applied to the optical fiber from a change in light transmitted through the optical fiber. More specifically, the optical fiber sensor transmits light through the optical fiber. When stress is applied to the optical fiber, distortion occurs in the optical fiber itself. When the optical fiber is distorted, the light transmittance of the optical fiber changes. Furthermore, when the optical fiber is bent, the direction of the interface between the core and the clad where the transmitted light is reflected changes. When this change in light transmission occurs, the path of the transmitted light in the optical fiber changes, and the intensity of the light decreases in some cases. The stress applied to the optical fiber is detected from the change in intensity and phase of light irradiated from the other end.

光ファイバセンサの光ファイバは、屈折率の異なる材質により形成されたコアとクラッドとをもつ光ファイバであれば、樹脂製であってもガラス製であってもどちらでもよい。また、コアとクラッドの屈折率の差についても特に限定されるものではない。さらに、光ファイバの太さや長さについても特に限定されるものではない。光ファイバは、従来の光ファイバセンサにおいて用いられている光ファイバを用いることができる。   The optical fiber of the optical fiber sensor may be made of resin or glass as long as it is an optical fiber having a core and a clad formed of materials having different refractive indexes. Further, the difference in refractive index between the core and the clad is not particularly limited. Furthermore, the thickness and length of the optical fiber are not particularly limited. As the optical fiber, an optical fiber used in a conventional optical fiber sensor can be used.

発光手段は、光ファイバの一方の端部に照射される光を発する発光部をもつ。そして、発光手段は、光ファイバの一方の端部が接続される。発光部は、実際に光を発する部位を示す。発光手段は、発光部が光ファイバの一方の端部に光を照射できる位置に配置される。発光手段は発光部の中心が、光ファイバの中心軸と同軸状態で配置されることが好ましい。   The light emitting means has a light emitting part that emits light irradiated to one end of the optical fiber. The light emitting means is connected to one end of the optical fiber. A light emission part shows the site | part which actually emits light. The light emitting means is disposed at a position where the light emitting unit can irradiate light to one end of the optical fiber. The light emitting means is preferably arranged so that the center of the light emitting portion is coaxial with the central axis of the optical fiber.

発光手段の発光部から発せられた光は、光ファイバの一方の端部に照射される。ここで、発光手段は、発光部の表面が光ファイバの端面に対して垂直な状態で配置されることが好ましい。発光部から発せられる光は、光ファイバの一方の端部から他方の端部にその内部を透過し、他方の端部から照射できる光であれば限定されるものではない。発光手段が発する光は、単一の波長の光であることが好ましい。発光部は発光ダイオード(LED)の発光部であることが好ましい。   The light emitted from the light emitting part of the light emitting means is applied to one end of the optical fiber. Here, the light emitting means is preferably arranged in a state where the surface of the light emitting portion is perpendicular to the end face of the optical fiber. The light emitted from the light emitting part is not limited as long as the light can be transmitted from one end of the optical fiber to the other end and irradiated from the other end. The light emitted from the light emitting means is preferably light having a single wavelength. The light emitting part is preferably a light emitting part of a light emitting diode (LED).

受光手段は、光ファイバの他方の端部に接続される。そして、光ファイバの他方の端部から発せられる光を受光する受光部をもつ。受光部は、実際に光を受光する部位を示す。受光手段は、受光部が光ファイバの他方の端部からの光を受光できる位置に配置される。受光手段は受光部が、光ファイバの中心軸と同軸状態で配置されることが好ましい。   The light receiving means is connected to the other end of the optical fiber. And it has the light-receiving part which light-receives the light emitted from the other edge part of an optical fiber. The light receiving unit indicates a part that actually receives light. The light receiving means is disposed at a position where the light receiving unit can receive light from the other end of the optical fiber. In the light receiving means, the light receiving portion is preferably arranged coaxially with the central axis of the optical fiber.

受光手段の受光部が光ファイバを透過した光を受光し、受光信号を発する。この受光信号から光ファイバに加えられた力を判定する。受光手段は、受光部の表面が光ファイバの端面に対して垂直な状態で配置されることが好ましい。受光部は、光ファイバの他方の端部からの照射光を受光してその変化を検出できる部材であれば限定されるものではない。受光手段の受光部はフォトダイオード(PD)の受光部であることが好ましい。   The light receiving portion of the light receiving means receives the light transmitted through the optical fiber and generates a light reception signal. The force applied to the optical fiber is determined from the received light signal. The light receiving means is preferably arranged in a state where the surface of the light receiving portion is perpendicular to the end face of the optical fiber. The light receiving unit is not limited as long as it is a member that can receive irradiation light from the other end of the optical fiber and detect the change thereof. The light receiving portion of the light receiving means is preferably a light receiving portion of a photodiode (PD).

本発明の受光手段および発光手段は、別体であっても一体をなしていてもどちらでもよい。   The light receiving means and the light emitting means of the present invention may be either separate or integrated.

そして、本発明の光ファイバセンサは、発光部に対する光ファイバの一方の端部の位置および/または受光部に対する光ファイバの他方の端部の位置が固定されている。発光部、受光部に対する光ファイバの端部の位置が固定されたことで、光ファイバの接続部での光の損失が生じなくなる。つまり、発光部あるいは受光部に対する光ファイバの端部の位置が固定されたことで、光ファイバの接続部に振動が加えられても両者の位置にズレが生じないため、光の変化が発生しない。つまり、接続部に振動が付与された状態においても、発光部あるいは受光部と光ファイバの端部の一方から発せられた光が変化することなく他方に当たる。光ファイバの接続部で光が変化することによる測定精度の低下が生じなくなっている。   In the optical fiber sensor of the present invention, the position of one end portion of the optical fiber with respect to the light emitting portion and / or the position of the other end portion of the optical fiber with respect to the light receiving portion is fixed. Since the position of the end portion of the optical fiber with respect to the light emitting portion and the light receiving portion is fixed, the loss of light at the connection portion of the optical fiber does not occur. In other words, since the position of the end of the optical fiber with respect to the light emitting part or the light receiving part is fixed, even if vibration is applied to the connection part of the optical fiber, there is no deviation between the two parts, so no change in light occurs. . That is, even in a state where vibration is applied to the connecting portion, light emitted from one of the light emitting portion or the light receiving portion and the end of the optical fiber strikes the other without changing. A decrease in measurement accuracy due to a change in light at the connection portion of the optical fiber does not occur.

本発明の光ファイバセンサにおいて、発光部に対する光ファイバの一方の端部の位置と受光部に対する光ファイバの他方の端部の位置は、どちらか一方が固定されていてもよいが、両者が固定されたことが好ましい。つまり、本発明の光ファイバセンサは、発光部に対する光ファイバの一方の端部の位置および受光部に対する光ファイバの他方の端部の位置が固定されたことが好ましい。   In the optical fiber sensor of the present invention, either one of the position of one end of the optical fiber relative to the light emitting portion and the position of the other end of the optical fiber relative to the light receiving portion may be fixed, but both are fixed. It is preferred that That is, in the optical fiber sensor of the present invention, it is preferable that the position of one end of the optical fiber with respect to the light emitting portion and the position of the other end of the optical fiber with respect to the light receiving portion are fixed.

発光部に対する光ファイバの一方の端部の位置や受光部に対する光ファイバの他方の端部の位置を固定する方法は特に限定されるものではない。つまり、光ファイバの端部と受発光手段との間での受発光を妨げない方法であればよい。また、発光部に対する光ファイバの一方の端部の位置を固定する方法と、受光部に対する光ファイバの他方の端部の位置を固定する方法は同じ方法であっても異なる方法であってもいずれでもよい。   The method for fixing the position of one end of the optical fiber with respect to the light emitting part and the position of the other end of the optical fiber with respect to the light receiving part are not particularly limited. In other words, any method that does not hinder light reception / emission between the end of the optical fiber and the light emission / reception means may be used. Also, the method of fixing the position of one end of the optical fiber with respect to the light emitting part and the method of fixing the position of the other end of the optical fiber with respect to the light receiving part may be the same method or different methods. But you can.

光ファイバの各端部、発光手段および受光手段が略箱状のケース内に収容固定されたことが好ましい。光ファイバの各端部、発光手段および受光手段をケース内に収容固定することで、光ファイバ、発光手段および受光手段を簡単に固定できる。具体的には、光ファイバ、受発光手段のそれぞれをケースに固定することでそれぞれを固定できる。さらに、光ファイバおよび受発光手段の組付けを簡単に行うことが可能となる。また、ケース内に収容固定することで、接続部が被覆され、接続部の耐候性が増す。光ファイバをケースに固定する方法は、特に限定されるものではない。   Each end of the optical fiber, the light emitting means and the light receiving means are preferably housed and fixed in a substantially box-shaped case. By accommodating and fixing each end of the optical fiber, the light emitting means, and the light receiving means in the case, the optical fiber, the light emitting means, and the light receiving means can be easily fixed. Specifically, each of the optical fiber and the light receiving / emitting means can be fixed by fixing them to the case. Furthermore, it is possible to easily assemble the optical fiber and the light receiving / emitting means. Moreover, by connecting and fixing in the case, the connection portion is covered, and the weather resistance of the connection portion is increased. The method for fixing the optical fiber to the case is not particularly limited.

光ファイバの一方の端部と発光手段および/または光ファイバの他方の端部と受光手段とが樹脂モールドされたことが好ましい。樹脂モールドで固定することで、光ファイバの一方の端部と発光手段および/または光ファイバの他方の端部と受光手段とがより強固に固定でき、接続部での微少なズレも発生しなくなる。光ファイバの一方の端部と発光手段および/または光ファイバの他方の端部と受光手段を固定した樹脂モールドは、ケースもモールドしたことが好ましい。   It is preferable that one end of the optical fiber and the light emitting means and / or the other end of the optical fiber and the light receiving means are resin-molded. By fixing with a resin mold, one end portion of the optical fiber and the light emitting means and / or the other end portion of the optical fiber and the light receiving means can be more firmly fixed, and a slight deviation in the connection portion does not occur. . In the resin mold in which one end of the optical fiber and the light emitting means and / or the other end of the optical fiber and the light receiving means are fixed, it is preferable that the case is also molded.

また、光ファイバは、各端部の近傍がケースと接着されたことが好ましい。光ファイバの端部の近傍とは、光ファイバセンサを形成したときにセンシングに寄与しない光ファイバの端部を示す。より好ましくは、ケースとの接触部近傍を示す。   Moreover, it is preferable that the vicinity of each edge part of the optical fiber is bonded to the case. The vicinity of the end of the optical fiber refers to the end of the optical fiber that does not contribute to sensing when the optical fiber sensor is formed. More preferably, the vicinity of the contact portion with the case is shown.

本発明の光ファイバセンサは、発光手段および受光手段と接続され光ファイバの前後の光から光ファイバに加えられた応力を算出する演算手段を有することが好ましい。演算手段をもつことで、発光手段および受光手段からの信号から、光ファイバのひずみ、光ファイバに加えられた応力を算出できる。   The optical fiber sensor of the present invention preferably has a calculation unit that is connected to the light emitting unit and the light receiving unit and calculates the stress applied to the optical fiber from the light before and after the optical fiber. By having the computing means, the strain applied to the optical fiber and the stress applied to the optical fiber can be calculated from the signals from the light emitting means and the light receiving means.

本発明の光ファイバセンサは、車両の外周部に配設され、車両への衝突を検知する衝突検知センサとして用いることが好ましい。車両の外周部とは、物体が車両に衝突したときにその衝撃が検知できる位置である。本発明の光ファイバセンサは、車両のバンパに設置されることが好ましい。光ファイバセンサは、光ファイバ中を透過する光でセンシングを行うことから、電磁波による影響を受けない。このため、光ファイバセンサは電磁波対策が必要ないため、特にEMC(電磁両立性)対策が要求される車両用のセンサに用いることが好ましい。また、本発明の光ファイバセンサは、光の損失が抑えられたことで、センサ(光ファイバ)の長さを長くできることから、車両用のセンサのうち、車両バンパでセンシングを行う衝突検知用センサとして用いることがより好ましい。   The optical fiber sensor of the present invention is preferably used as a collision detection sensor that is disposed on the outer periphery of the vehicle and detects a collision with the vehicle. The outer periphery of the vehicle is a position where an impact can be detected when an object collides with the vehicle. The optical fiber sensor of the present invention is preferably installed in a vehicle bumper. The optical fiber sensor is not affected by electromagnetic waves because it senses with light transmitted through the optical fiber. For this reason, since the optical fiber sensor does not require an electromagnetic wave countermeasure, it is preferably used for a vehicle sensor that requires an EMC (electromagnetic compatibility) countermeasure. Moreover, since the optical fiber sensor of this invention can lengthen the length of a sensor (optical fiber) because the loss of light was suppressed, among the sensors for vehicles, the sensor for collision detection which senses with a vehicle bumper It is more preferable to use as.

以下、実施例を用いて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described using examples.

本発明の実施例として、光ファイバセンサを製造した。   As an example of the present invention, an optical fiber sensor was manufactured.

(実施例)
本実施例の光ファイバセンサ1は、光ファイバ2と、受発光手段3と、ケース4と、樹脂モールド5と、を備えている。本実施例の光ファイバセンサを図1〜3に示した。図1は光ファイバセンサの横断面図であり、図2は図1中のI−I線での断面図である。
(Example)
The optical fiber sensor 1 according to the present embodiment includes an optical fiber 2, a light emitting / receiving unit 3, a case 4, and a resin mold 5. The optical fiber sensor of this example is shown in FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical fiber sensor, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.

光ファイバ2は、線状のプラスチック光ファイバである。   The optical fiber 2 is a linear plastic optical fiber.

受発光手段3は、基板33上に組み付けられた光ファイバ2の一方の端部20が接続されるLED30と、基板33上に組み付けられた光ファイバ2の他方の端部21が接続されるPD31と、基板33上にLED30およびPD31と接続した状態でもうけられたECU32と、を備えている。   The light receiving / emitting means 3 includes an LED 30 to which one end 20 of the optical fiber 2 assembled on the substrate 33 is connected and a PD 31 to which the other end 21 of the optical fiber 2 assembled on the substrate 33 is connected. And an ECU 32 provided in a state of being connected to the LED 30 and the PD 31 on the substrate 33.

LED30は、光ファイバ2の一方の端部20の端面に光を照射する。PD31は、光ファイバ2の他方の端部21から発せられた光を受光する。LED30およびPD31は、基板33の広がる方向に発光部および受光部が向いている。つまり、基板33に広がる方向の光を受発光する。LED30およびPD31の発光部および受光部には、光ファイバ2の端部が挿入される筒状部材300,310が配設されており、この筒状部材300,310に光ファイバ2の端部20,21を挿入固定することで、受発光手段3と光ファイバ2とを接続する。筒状部材300,310に挿入された光ファイバ2の端部20,21は、LED30およびPD31の表面から小間隔を隔てた位置に固定された。これは、光ファイバ2の端部20,21がLED30およびPD31と接触すると、接触時の応力によりLED30およびPD31が損傷するためである。   The LED 30 irradiates light to the end face of one end 20 of the optical fiber 2. The PD 31 receives light emitted from the other end 21 of the optical fiber 2. As for LED30 and PD31, the light emission part and the light-receiving part have faced the direction where the board | substrate 33 spreads. That is, it receives and emits light in a direction spreading on the substrate 33. The light emitting part and the light receiving part of the LED 30 and the PD 31 are provided with cylindrical members 300 and 310 into which the ends of the optical fiber 2 are inserted. The cylindrical members 300 and 310 are connected to the ends 20 of the optical fiber 2. , 21 are inserted and fixed to connect the light emitting / receiving means 3 and the optical fiber 2. The end portions 20 and 21 of the optical fiber 2 inserted into the cylindrical members 300 and 310 were fixed at positions spaced apart from the surfaces of the LEDs 30 and PD31. This is because when the end portions 20 and 21 of the optical fiber 2 come into contact with the LED 30 and the PD 31, the LED 30 and the PD 31 are damaged due to stress at the time of contact.

ECU32は、LED30およびPD31と接続している。ECU32は、LED30が発する光を制御する。詳しくは、LED30を流れる電流を制御することで、LED30から発せられる光の強度や発光時間を制御する。また、PD31からの出力信号を受信して、PD31が受光した光の強度や発光時間をもとめる。そして、ECU32は、LED30が発する光とPD31が受光した光とから光ファイバ2に加えられた応力を算出する。なお、実際のECU32は、LED30を流れる電流とPD31が発する電流との比較から光ファイバ2への応力を算出する。   The ECU 32 is connected to the LED 30 and the PD 31. ECU32 controls the light which LED30 emits. Specifically, by controlling the current flowing through the LED 30, the intensity of light emitted from the LED 30 and the light emission time are controlled. Also, an output signal from the PD 31 is received, and the intensity and light emission time of the light received by the PD 31 are obtained. Then, the ECU 32 calculates the stress applied to the optical fiber 2 from the light emitted from the LED 30 and the light received by the PD 31. The actual ECU 32 calculates the stress on the optical fiber 2 from a comparison between the current flowing through the LED 30 and the current generated by the PD 31.

ケース4は、内部に光ファイバ2の両端部20,21および受発光手段3が収容される略箱状に形成されている。ケース4は、アッパーケース40とロアーケース41とから構成される。ロアーケース41は、受発光手段3を固定する固定手段(図示せず)をもつ。LED30およびPD31と対向するケース4の壁面には、光ファイバ2が貫通する貫通孔が開口している。貫通孔は、アッパーケース40とロアーケース41との接続部に開口している。   The case 4 is formed in a substantially box shape in which both end portions 20 and 21 of the optical fiber 2 and the light emitting / receiving means 3 are accommodated. The case 4 includes an upper case 40 and a lower case 41. The lower case 41 has a fixing means (not shown) for fixing the light emitting / receiving means 3. A through-hole through which the optical fiber 2 passes is opened on the wall surface of the case 4 facing the LED 30 and the PD 31. The through hole opens at a connection portion between the upper case 40 and the lower case 41.

樹脂モールド5は、光ファイバ2を受発光手段3に接続しかつケース4に組み付けられた状態で、光ファイバ2と受発光手段3およびケース4をモールドしている。具体的には、光ファイバ2の一方の端部20が筒状部材300の内部に、他方の端部21が筒状部材310の内部に挿入した状態でそれぞれの接続部の外周部に樹脂モールド5,5が形成されている。さらに、樹脂モールド5,5は、光ファイバ2がケース4を貫通する部分にまで形成されている。この樹脂モールド5,5により、光ファイバ2が受発光手段3に完全に固定された。さらに、樹脂モールド5は、ケース4に固定されている。これにより、光ファイバ2と受発光手段3との接続部が固定されただけでなく、この接続部がケース4に対して固定された。   The resin mold 5 molds the optical fiber 2, the light receiving / emitting means 3, and the case 4 in a state where the optical fiber 2 is connected to the light receiving / emitting means 3 and is assembled to the case 4. Specifically, a resin mold is formed on the outer peripheral portion of each connection portion with one end 20 of the optical fiber 2 inserted into the cylindrical member 300 and the other end 21 inserted into the cylindrical member 310. 5 and 5 are formed. Further, the resin molds 5 and 5 are formed up to a portion where the optical fiber 2 penetrates the case 4. The optical fiber 2 is completely fixed to the light receiving and emitting means 3 by the resin molds 5 and 5. Further, the resin mold 5 is fixed to the case 4. Thereby, not only the connection part of the optical fiber 2 and the light emitting / receiving means 3 was fixed, but this connection part was fixed to the case 4.

(衝突検知センサ)
光ファイバセンサを衝突検知センサとして使用した例を用いてより詳しく本実施例を説明する。なお、衝突検知センサは、車両バンパに組み付けられ、車両バンパへの衝突の検知を行うセンサである。車両バンパに組み付けられた光ファイバセンサを図3〜4に示した。
(Collision detection sensor)
This embodiment will be described in more detail using an example in which an optical fiber sensor is used as a collision detection sensor. The collision detection sensor is a sensor that is assembled to the vehicle bumper and detects a collision with the vehicle bumper. The optical fiber sensor assembled to the vehicle bumper is shown in FIGS.

車両バンパ6は、エンジンルームの前面にもうけられている。車両バンパ6は、車両にもうけられたフロントサイドメンバVmにバンパリンフォース60が固定され、バンパリンフォース60の前面に光ファイバ2が延設され、光ファイバ2の前面に略板状の荷重板61が配設され、その前面に衝撃を緩和するための発泡樹脂等の弾性部材よりなるアブソーバー62がもうけられ、さらに、バンパカバー63がもうけられている。受発光手段3を収容したケース4は、バンパリンフォース60の一方の端部(助手席側の端部)の近傍に配置された。   The vehicle bumper 6 is provided in front of the engine room. In the vehicle bumper 6, a bumper force 60 is fixed to a front side member Vm provided in the vehicle, an optical fiber 2 is extended on the front surface of the bumper force 60, and a substantially plate-shaped load plate is formed on the front surface of the optical fiber 2. 61 is provided, and an absorber 62 made of an elastic member such as foamed resin for relaxing the impact is provided on the front surface thereof, and a bumper cover 63 is further provided. The case 4 accommodating the light emitting / receiving means 3 was disposed in the vicinity of one end portion (end portion on the passenger seat side) of the bumper force 60.

本実施例においてECU32は、車両バンパ6に歩行者が衝突したときに歩行者保護を行う衝突安全システムの演算手段も兼ねている。ECU32は、車両バンパ6へ衝突した物体が歩行者であると判定したときに、衝突安全システムを作動させることができる。衝突安全システムで歩行者保護を行う装置は特に限定されるものではない。   In this embodiment, the ECU 32 also serves as a calculation means of a collision safety system that protects a pedestrian when a pedestrian collides with the vehicle bumper 6. The ECU 32 can activate the collision safety system when it is determined that the object colliding with the vehicle bumper 6 is a pedestrian. An apparatus for protecting a pedestrian with the collision safety system is not particularly limited.

以下に、光ファイバセンサ1の動作を説明する。   Below, operation | movement of the optical fiber sensor 1 is demonstrated.

光ファイバセンサ1は、ECU32からの指示によりLED30に電流が流れ、LED30が発光する。LED30から発せられた光は光ファイバ2の一方の端部20の端面にあたり、光ファイバ2の内部を透過する。そして、光ファイバ2を透過した光は、光ファイバ2の他方の端部21からPD31に照射される。PD31は、光ファイバ2を透過した光を受けて受光信号をECU32に発する。   In the optical fiber sensor 1, a current flows through the LED 30 according to an instruction from the ECU 32, and the LED 30 emits light. The light emitted from the LED 30 hits the end face of one end 20 of the optical fiber 2 and passes through the inside of the optical fiber 2. And the light which permeate | transmitted the optical fiber 2 is irradiated to PD31 from the other edge part 21 of the optical fiber 2. FIG. The PD 31 receives the light transmitted through the optical fiber 2 and issues a light reception signal to the ECU 32.

ECU32は、LED30への指示と受光信号とを比較して車両のバンパ6への衝突物が人体か否かを判定する。そして、衝突物が人体であると判定したときには、衝突安全システムに信号を発し、衝突安全システムを作動させる。   ECU32 compares the instruction | indication to LED30 and a light reception signal, and determines whether the collision object to the bumper 6 of a vehicle is a human body. When it is determined that the collision object is a human body, a signal is sent to the collision safety system to activate the collision safety system.

光ファイバセンサ1は、車両バンパ6への衝突を検知するセンサであり、車両の作動中にセンシングを行う。走行中の車両には、さまざまな振動が生じるが、本実施例の光ファイバセンサ1は、光ファイバ2とLED30およびPD31との接続部が樹脂モールド5により固定されている。つまり、光ファイバ2の各端部20,21のLED30およびPD31に対する位置が固定されている。この固定により、接続部での光ファイバ2の端部20,21の位置のズレが生じなくなった。この結果、光ファイバ2の端部20,21がズレた時に生じていた光の損失が発生しなくなった。つまり、接続部における光の損失による測定効率の低下が抑えられたことで、実施例の光ファイバセンサ1は、高い精度で測定を行うことが出来る効果を示す。   The optical fiber sensor 1 is a sensor that detects a collision with the vehicle bumper 6 and performs sensing during operation of the vehicle. Various vibrations are generated in the traveling vehicle. In the optical fiber sensor 1 of the present embodiment, the connection portion between the optical fiber 2, the LED 30, and the PD 31 is fixed by the resin mold 5. That is, the positions of the end portions 20 and 21 of the optical fiber 2 with respect to the LED 30 and the PD 31 are fixed. Due to this fixing, the position of the end portions 20 and 21 of the optical fiber 2 at the connecting portion is not displaced. As a result, the loss of light that occurs when the end portions 20 and 21 of the optical fiber 2 are displaced does not occur. That is, since the decrease in measurement efficiency due to the loss of light at the connection portion is suppressed, the optical fiber sensor 1 according to the embodiment exhibits an effect capable of performing measurement with high accuracy.

実施例の光ファイバセンサの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the optical fiber sensor of an Example. 実施例の光ファイバセンサの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the optical fiber sensor of an Example. 実施例の光ファイバセンサを車両バンパに組み付けたときの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure when the optical fiber sensor of an Example is assembled | attached to the vehicle bumper. 実施例の光ファイバセンサを車両バンパに組み付けたときの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure when the optical fiber sensor of an Example is assembled | attached to the vehicle bumper.

符号の説明Explanation of symbols

1:光ファイバセンサ
2:光ファイバ 20:一方の端部
21:他方の端部
3:受発光手段 30:LED
31:PD 32:ECU
33:基板 300,310:筒状部材
4:ケース 40:アッパーケース
41:ロアーケース
5:樹脂モールド
6:車両バンパ 60:バンパリンフォース
61:荷重板 62:アブソーバー
63:バンパカバー
1: Optical fiber sensor 2: Optical fiber 20: One end 21: The other end 3: Light emitting / receiving means 30: LED
31: PD 32: ECU
33: Substrate 300, 310: Tubular member 4: Case 40: Upper case 41: Lower case 5: Resin mold 6: Vehicle bumper 60: Bumper reinforcement 61: Load plate 62: Absorber 63: Bumper cover

Claims (3)

光ファイバと、
該光ファイバの一方の端部に照射される光を発する発光部をもつ発光手段と、
該光ファイバの他方の端部から発せられる光を受光する受光部をもつ受光手段と、
を有する光ファイバセンサにおいて、
該発光部に対する該光ファイバの該一方の端部の位置および/または該受光部に対する該光ファイバの該他方の端部の位置が固定されたことを特徴とする光ファイバセンサ。
Optical fiber,
A light emitting means having a light emitting section for emitting light irradiated to one end of the optical fiber;
A light receiving means having a light receiving portion for receiving light emitted from the other end of the optical fiber;
In an optical fiber sensor having
An optical fiber sensor, wherein a position of the one end of the optical fiber with respect to the light emitting part and / or a position of the other end of the optical fiber with respect to the light receiving part is fixed.
前記光ファイバの各前記端部、前記発光手段および前記受光手段が略箱状のケース内に収容固定された請求項1記載の光ファイバセンサ。   The optical fiber sensor according to claim 1, wherein each end of the optical fiber, the light emitting means, and the light receiving means are accommodated and fixed in a substantially box-shaped case. 前記光ファイバの前記一方の端部と前記発光手段および/または該光ファイバの他方の端部と前記受光手段とが樹脂モールドされた請求項1記載の光ファイバセンサ。
2. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the one end of the optical fiber and the light emitting means and / or the other end of the optical fiber and the light receiving means are resin-molded.
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