JP4891358B2 - 感圧センサマット及びこのマットを用いた物品盗難防止装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、複数個の感圧センサが基材上面に配列固定された感圧センサマットと、このマットを備えた物品盗難防止装置に関する。

絵画、骨董品、貴金属などの物品は、高価な物が多く、これら物品を店内及び展示会場などで陳列、展示するときの盗難防止には、顧客に配慮しつつ細心な盗難防止対策がなされるのが通常である。このような絵画、骨董品、貴金属などの物品の盗難防止を個別に行なう対策としては、物品にＩＣタグ（非接触式のＲＦ−ＩＤタグ）を固定させて、店の出入口に設置したＩＣタグ検知用ゲートで、物品の不用意な持ち出しを出口管理によって防ぐ事例が、大型書店、大型ドラッグストア、ＣＤ，ＤＶＤなどの大型販売店などにおいて見られ、また、物品に小型の盗難防止装置をケーブル線で接続させる技術も公知である（特許文献１）。

しかしながら、ＩＣタグや特許文献１による盗難防止装置は、物品に取付けたりケーブル線で接続させる必要があるため、これらを高価な絵画、壷や彫刻品、高価な硯石、宝飾玉、高価な置物などの物品に取付けようとしても、物品が取付けに不適な形状であることが多く、ＩＣタグを物品に貼り付けると、物品を汚したり傷付けることがある。

このため、感圧センサを利用して物品の盗難防止を図ることが望まれる。感圧センサを利用して警出力させる技術に関し、特許文献２による感圧センサシステム、特許文献３による警備装置が公知であり、これら公知文献による技術は、感圧センサに加わる外部応力により変化する電気抵抗値を測定して、これが所定の上限値又は下限値を超えたときに警報出力する構成を備える。
特開２００６−１２０８３号公報 特開平１１−８３６５１号公報 特開平１０−２０８１６２号公報

しかしながら、特許文献２による感圧センサシステム、特許文献３による警備装置は、パチンコ台の扉の不正開放に対処することを主たる目的とするものであり、これら特許文献中に記載されていないが、１個の感圧センサを利用して感圧検知する技術であることは明白である。ところが、１個の感圧センサを利用して、壷のように陶器や磁器でできた物の盗難防止を図るとすると、壷のような物品は、底面に若干の凹凸があるのが通常であるため、この種の物品を感圧センサの上方に置いても、物品の底面で感圧センサを押し付けることができない場合がある。

本発明が解決しようとする課題は、複数の感圧センサによる、物品が載置面などに確実に置かれているか否かが確実に検知できる、物品盗難防止用として最適な感圧センサマットと、このマットを用いた物品の盗難防止機能に優れる物品盗難防止装置を提供することにある。

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請求項１の感圧センサマットは、フレキシブルプリント配線板の上面に、上方からの押圧による変形により電気抵抗値が変化する導電性エラストマー層が形成された複数個の感圧センサを、薄型基材上に一定間隔毎に配列固定し、前記各感圧センサを電気的に並列接続してなり、前記薄型基材における各導電性エラストマー層の下方に位置する各上面部分が、平面視において円形を有する周縁部から中央部に向かうに従って次第に低くなる低段部にて形成されてなることを特徴とする。

各感圧センサに上方から押圧力を加え続けた状態が長期間に及ぶと、導電性エラストマー層が圧縮されて、元の形状に復帰する弾力を失ったり、弾力が低下するおそれがある。また、フレキシブルプリント配線板も、元の形状に復帰できない程度に、変形、反りなどが生じるおそれがある。
このような不具合が生じるのを防ぐため、各感圧センサの下方に低段部による空間を設けて、各感圧センサに上方からの強い押圧力が付与されたときに、各感圧センサを下方に若干下方に逃がして、各感圧センサに加わる圧縮力を低減させるようにした。各低段部の深さは、各感圧センサに上方から押圧力が加わったときに、導電性エラストマー層が適度に変形することが必要なことから、浅くすることが必要である。

請求項２の薄型感圧センサマットは、請求項１の薄型感圧センサマットに用いられている薄型基材が、エラストマーを材料とするクッション材で形成されてなることを特徴とする。

請求項１では、薄型基材の上面に低段部を形成して、各感圧センサの押圧による長期間に及ぶ圧縮を抑えるようにしたが、この請求項２では、これに代えて、各薄型感圧センサをクッション材上に配列固定させて、各薄型感圧センサに加わる圧縮力を、このクッション材である程度吸収させるようにした。

請求項３の物品盗難防止装置は、請求項１又は２に記載の感圧センサマットが、該感圧センサマットから延出されたリード線を介して信号処理回路部に信号接続され、該信号処理回路部に、夫々信号線を介して電源回路部と警報表示手段とが接続されてなることを特徴とする。

請求項３の物品盗難防止装置は、絵画、骨董品、貴金属などの物品を店内及び展示会場などで陳列、展示するときに用いられる。より具体的には、これらの物品が置かれる位置、例えば、載置台、テーブル面、棚、壁面などに、感圧センサマットが、粘着、ビス止め等により固定される。そして、感圧センサマットから延出させたリード線の各先端部が、信号処理部に接続される。前記信号処理部は、各感圧センサにより感圧検知された電気抵抗値を基に、全ての感圧センサがＯＦＦ状態になると、警報表示手段を駆動させる。電源回路部は、家庭用交流１００Ｖ電源を取り入れて、これを、例えば、各感圧センサ、信号処理部、警報表示手段などに必要な容量の直流電源を得る回路、及び、電源をＯＮ／ＯＦＦさせる回路で構成される。警報表示手段は、例えば、警報ブザー、警報ランプなどが挙げられ、物品を載置面等から持ち上げられると、警報ブザーが鳴動したり、警報ランプが点灯したりする。

請求項４の物品盗難防止装置は、請求項４の物品盗難防止装置に用いられている信号処理回路部に、入出力インターフェイス及び信号線を介して防犯カメラ及び／又はパソコンが接続されてなることを特徴とする。

防犯カメラによる撮影画像は、信号処理部を通じて、信号処理部に接続された専用のメモリ装置又はパソコンに記録することが可能であり、パソコンのディスプレイに出力することも可能である。

請求項５の物品盗難防止装置は、請求項３又は４の物品盗難防止装置に用いられている電源回路部に、赤外線リモコン端末器から出力した赤外線信号を受光して電源回路部のスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦさせる赤外線受光集合体が接続されてなることを特徴とする。

赤外線リモコン端末器を用いる利点は、本装置のＯＮ／ＯＦＦが遠隔操作できる点にある。

請求項６の物品盗難防止装置は、請求項３又は４の物品盗難防止装置に用いられている信号処理回路部に、赤外線リモコン端末器から出力した赤外線信号を受光して、警報表示手段のＯＮ／ＯＦＦの切替制御、防犯カメラのＯＮ／ＯＦＦの切替制御、防犯カメラの延を行なう赤外線受光集合体が接続されてなることを特徴とする。

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請求項１の感圧センサマットによれば、各感圧センサの下方に、各感圧センサが上方からの押圧による圧縮を低減させる低段部を形成した結果、各感圧センサに長期間上方からの押圧力が加わり続けることが原因で、各感圧センサが弾力を伴って感圧検知の機能が破壊されたり低下するのを防ぐことができるようになり、この結果、各段に高品質の感圧センサマットにすることができることとなった。

請求項２の感圧センサマットによれば、請求項１の薄型感圧センサマットに用いられている薄型基材を、エラストマーを材料とするクッション材で形成した結果、上述した請求項２による効果と同様の効果が、より低い製作コストで得られることができることとなった。

請求項３の物品盗難防止装置によれば、請求項１又は２に記載の感圧センサマットを、リード線を介して信号処理回路部に信号接続し、該信号処理回路部に、夫々信号線を介して電源回路部と警報表示手段とを接続して構成した結果、簡単な構成で感圧検知精度に優れる物品盗難防止装置にすることができることとなった。とくに、この装置では、複数個の感圧センサを配列させた感圧センサマットが用いられているため、壷のように底面に凹凸がある物品でも感圧検知ができるようになり、この結果、盗難防止機能が一層優れる物品盗難防止装置にすることができることとなった。

請求項４の物品盗難防止装置によれば、更に、信号処理回路部に、入出力インターフェイス及び信号線を介して防犯カメラ及び／又はパソコンを接続した構成にした結果、防犯カメラの併用による更に防犯機能に優れる物品盗難防止装置にすることができることとなった。また、パソコンを併用した防犯カメラによる画像の録画、画像再生などもできることとなった。更に、パソコンを用いて物品盗難防止装置を遠隔管理したり、遠隔制御できることとなった。

請求項５の物品盗難防止装置によれば、更に、赤外線リモコン端末器を用いて本装置のＯＮ／ＯＦＦが遠隔制御できるようにした結果、操作性に優れた物品盗難防止装置にすることができることとなった。この結果、広い展示会場で来客が誤って物品を持ち上げるなどして、警報があったときでも、即座にこの警報を止めることができるようになり、展示会場が混乱するのを未然に防ぐことができることとなった。

請求項６の物品盗難防止装置によれば、更に、赤外線リモコン端末器を用いて、警報表示手段のＯＮ／ＯＦＦの切替制御、防犯カメラのＯＮ／ＯＦＦの切替制御、防犯カメラのズーム制御、防犯カメラの向きを変化させるモータの制御、のうちの少なくとも１の制御ができるようにした結果、警報表示手段、防犯カメラなども遠隔制御できる、格段に操作性に優れた防犯装置にすることができることとなった。

（第１の実施の形態）

図１は本発明の第１の実施の形態に係る薄型感圧センサ集合体を示した平面図、図２は同じく側面図であり、図１及び図２に示す実施例の感圧センサマット１は、平面視において方形を有する絶縁性材料で形成された薄型基材２の上面に、１２個の感圧センサ３，３・・・が、縦横各３列に一定間隔毎にマトリックス配列されて固定されている。各感圧センサ３，３・・の数及び配列方向は、必ずしもこれに限定されるものではない。なお、各感圧センサ３，３・・には２本のリード線が接続されているが、図面が煩雑になるのを防ぐため、図１では各１本のリード線７が描かれている。各感圧センサ３，３・・のリード線７は、電気的に並列接続されて、薄型基材２の一端側から延出させた２本の絶縁被覆された接続線７Ａ，７Ｂの基部側一端部に接続されている。

図３はこの感圧センサマット１の一部を拡大して示した側面断面図、図４は感圧センサ３を示した平面図、図５はフレキシブルプリント配線板４を斜め上方から見た斜視図、図６は薄型基板２を斜め上方から見た斜視図である。

図３及び図４に示すように、感圧センサ３は、鍵穴形状を有する絶縁フィルム４ａの上面に並列の２回路パターン４ｂ，４ｃが印刷された円形のフレキシブルプリント配線板４の上面に、平面視においてドーム形状を有する導電性エラストマー層５が固定されたもので構成されている。

前記導電性エラストマー層５は、絶縁エラストマー層の内部に導電性微粉が多数分散されたものからなり、図５に見られるように、フレキシブルプリント配線板４の上面に印刷されている並列の２回路パターン４ｂ，４ｃは、互いに接近したパターン形状を有しており、これら２回路パターン４ｂ，４ｃの一端部が絶縁被覆されたリード線７ａ，７ｂに接続されている。

図３及び図５に示すように、薄型基材２は、平面視において方形を有し、その上面における各導電性エラストマー層５が位置する下方部分には、導電性エラストマー層３の径と略同程度の外径を有する周縁部から中央部に向かうに従って低くなる、底の浅い低段部２ａ，２ａ・・が形成されたものが用いられ、図６を参照しつつ図３に示すように、各感圧センサ３，３・・は、フレキシブルプリント配線板４，４・・の周縁近傍の下面部分を、薄型基材２の各低段部２ａ，２ａ・・の周囲の上面部分２ｂに接着等により固定されている。

図５に示すように、２回路パターン４ｂ，４ｃが絶縁フィルム４ａの上面に形成されて、絶縁フィルム４ａの上面側で各リード線７ａ，７ｂの各一端部が接続されているため、図３に示すように、リード線７ａ，７ｂを薄型基材２の下面側に導入させて、リード線７ａ，７ｂが物品の押圧の際に邪魔にならないようにしてある。このように構成した場合は、感圧センサマット１の上方からリード線７ａ，７ｂが見えないので、見苦しくない。なお、図示していないが、薄薄型基材２の上方から、各導電性エラストマー層３に合わせた径の開孔部が形成されたカバーで覆って、薄型基材２の上面に沿わせたリード線７ａ，７ｂが隠れるようにしてもよい。

次に、感圧センサ３の押圧に伴う形状の変化とこれに伴う検知について説明する。図３に示すように、感圧センサ３に上方から押圧力が付与されていない状態、即ち、導電性エラストマー層５が変形していない状態では、導電性エラストマー層５を介した２回路パターン４ｂ，４ｃ間の電気抵抗値は大きな状態にあり、この状態では、図５に示す２回路パターン７ａ，７ｂに流れる電流値は、極めて少ないか、電流値が０の状態にある。

図７は感圧センサに上方から押圧力が付与された状態を示した側面断面図であり、この図に見られるように、感圧センサ３に上方から押圧力が付与されて、導電性エラストマー層５に変形が生じると、導電性エラストマー層５を介した２回路パターン４ｂ，４ｃ間の電気抵抗値が小さくなる。即ち、導電性エラストマー層５の圧縮を伴った変形による密度上昇により、図５に示す２回路パターン７ａ，７ｂ間に流れる電流値が、高くなる。本発明の感圧センサマットは、この電流値の変化を利用して感圧検知するために使用されるのである。

なお、図３に示す導電性エラストマー層５及びフレキシブルプリント配線板４に上方から押圧力が付与されて、導電性エラストマー層５に変形が長期間続くと、導電性エラストマー層５とフレキシブルプリント配線板４が元の形状に復帰する弾力を失うおそれがあるが、本実施例では、導電性エラストマー層５の下方に、底の浅い低段部２ａで形成された空間６が設けられているため、図７に示すように、導電性エラストマー５とフレキシブルプリント配線板４に上方から押圧力が付与されても、これらを下方に若干逃がすことができるので、これらに強い押圧力が付与され続けることはない。この結果、導電性エラストマー層５及びフレキシブルプリント配線板４が弾力を失って元の形状に復帰できない状態になることはない。

図８は各感圧センサ３，３・・の電気接続回路構造の１例を示しており、この図に見られるように、各感圧センサ３，３・・は、電気的に並列接続されて、２本のリード線７ａ，７ｂに接続されて、２本の接続線７Ａ，７Ｂに至っている。このため、全ての感圧センサ３，３・・に押圧力が付与されていない状態では、２本の接続線７Ａ，７Ｂを通じて流れる電流値は、極めて小さい値か、電流値が０の状態である。これに対して、例えば、１個の感圧センサ３に押圧力が付与された状態になると、その分電流値が上昇し、更に、複数個の感圧センサ３，３に押圧力が付与された状態になると、更にこれに見合った高い電流値になる。本発明の感圧センサマット１は、全ての感圧センサ３，３・・に押圧力が付与されていない状態の電流値を閾値として設定して、この閾値を境にＯＮ／ＯＦＦ操作するために用いられ、この閾値の設定と記憶及びその読出し、電流値と閾値との比較及びこれい基づいた各部への信号出力は、信号処理部で行なわれる。

（第２の実施の形態）

図９は実施例２の感圧センサマットの一部を拡大して示した側面断面図であり、この図に見られるように、この感圧センサマット１０に用いられている薄型基材２が、エラストマーシートよりなるクッション層で形成されており、この薄型基材２の上面に各感圧センサ３，３・・が配列固定されている。この薄型基材２は、導電性エラストマー層５に上方から押圧力が付与されたときに、この薄型基材２がクッションとなって、導電性エラストマー層５が強く圧縮されるのを抑えるためにあり、この薄型基材２を用いても、導電性エラストマー層５を元の形状に復帰する弾力を維持させることができる。なお、その他の構造は実施例１の感圧センサマットと同様である。このため、図８において、図３と共通する個所には同一符号を附してある。

（第３の実施の形態）

図１０は、感圧センサマット１（１０）を用いた物品盗難防止装置３０の回路ブロック図を示しており、この図に示す物品盗難防止装置３０では、実施例１又は２の感圧センサマット１（１０）が、接続線７Ａ，７Ｂを介して信号処理回路部３１に接続されている。信号処理回路部３１には、電源回路部３２及び警報手段３３が電気接続され、更に、入力インターフェイス３４及び信号線Ｌ１を介して監視カメラ３６が接続され、また、入出力インターフェイス３５及び信号線Ｌ２を介してパソコン３７が接続されている。３８はパソコンのモニター３０である。警報手段３３は、警報ブザー、警報ランプなどで構成される。

電源回路部３２は、本装置１の各電気部品及び電子部品に電源を供給したり、電源をＯＮ／ＯＦＦするためにあり、家庭用１００Ｖ交流電流を、感圧センサマット１（１０）と、信号処理回路部３１に向けた容量の直流電流などに変換する、変換器又は変換回路（いずれも図示せず）と、電源をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ回路で構成され、電源回路部３２と信号処理部３０を覆っている箱型ケース４０の表側パネル面には、電源のＯＮ／ＯＦＦ状態が確認できる青色ＬＥＤ４１及び赤色ＬＥＤ４２と、手動で電源をＯＮ／ＯＦＦさせる電源スイッチ４３とが取付けられている。

また、箱型ケース４０の外には、赤外線受光器４４が入力インターフェイス４５及び信号線Ｌ３を介して信号処理部３０に接続されており、赤外線出力端末器４６の操作で本装置３０の電源をＯＮ／ＯＦＦさせたり、警報手段３３のＯＮ／ＯＦＦ操作させりする操作が遠隔操作できるようになっている。

パソコン３７は、監視カメラ３３による撮影画像を記憶装置に格納したり、ディスプレイ表示させるために使用される他、パソコン３７を利用して、本装置３０の電源をＯＮ／ＯＦＦさせたり、警報手段３３のＯＮ／ＯＦＦ操作させることも可能である。また、パソコン３７によるインターネット回線を通じて、携帯電話器４７を利用した本装置１の遠隔操作、遠隔管理をすることも可能である。

次に、感圧センサマットの取付例について説明する。図１１は、展示中の壷５０の盗難防止を図る事例を示しており、この場合には、壷５０が置かれる載置台５１の上面に、感圧センサマット１（１０）が置かれる。感圧マット１（１０）は、好ましくは、載置台５１に形成した底が極めて浅い凹部に埋め込んで、導電性エラストマー層５が載置台５１の上面よりも上方に突出させるようにすると、壷５０の姿勢が安定する。

図１２は、展示中の壷５０の置かれる位置と感圧センサマット１（１０）の位置関係を示した平面図であり、この図に見られるように、多くの場合、壷５０の底面５０ａは、リング形状の縁面５０ｂが形成されて、この縁面５０ｂが設置する部分になり、１個の感圧センサ３だけではこの縁面５０ｂから外れた位置に壷５０が置かれることもあるが、複数の感圧センサ３，３・・を配列させた感圧センサマット１を使用すると、このような事態が生じるのを防ぐことができる。また、壷５０の底面５０ａに凹凸がある場合にも対処できる。このように構成した場合は、壷５０を持ち上げたときに、感圧センサ３がこれを検知し、警報手段による警報表示などをさせることができる。

図１３は、壁面５３に掛けた絵画５２の盗難防止を図る事例を示しており、この場合には、絵画５２の後下縁が当接する壁面５３に感圧センサマット１（１０）を埋め込んで、絵画５２の後下縁が感圧センサマット１（１０）に当接させる。このように構成した場合は、絵画５２を持ち上げたときに、感圧センサ３がこれを検知し、警報手段による警報表示などをさせることができる。

図１４は、時計５４や宝石５５などの小物の盗難防止を図る事例を示しており、この場合には、感圧センサマット１に上に直接、時計５４や宝石５５を置くようにする。このように構成した場合は、時計５４や宝石５５などのように小さく軽量な物でも、複数個の感圧センサのいずれかを利用した盗難防止を図ることができるようになる。

本発明の１実施例による薄型感圧センサ集合体を示した平面図である。 同じく側面図である。 感圧センサマットの一部を拡大して示した側面断面図である。 感圧センサを示した平面図である。 フレキシブルプリント配線板を斜め上方から見た斜視図である。 薄型基板を斜め上方から見た斜視図である。 感圧センサに上方から押圧力が付与された状態を示した側面断面図である。 各感圧センサの電気接続回路構造の１例を示した図である。 実施例２の感圧センサマットの一部を拡大して示した側面断面図である。 感圧センサマットを用いた物品盗難防止装置の回路ブロック図を示した図である。 展示中の壷の盗難防止を図る事例を示した図である。 展示中の壷の置かれる位置と感圧センサマット１の位置関係を示した平面図である。 壁に掛けた絵画の盗難防止を図る事例を示した図である。 時計や宝石などの小物の盗難防止を図る事例を示した図である。

１ 実施例１の感圧センサマット
２ 薄型基材
２ａ 低段部
３ 感圧センサ
４ フレキシブルプリント配線板
４ａ 絶縁フィルム
４ｂ，４ｃ 導電回路パターン
５ 導電性エラストマー層
６ 空間
７（７ａ，７ｂ） リード線
７Ａ，７Ｂ 接続線
１０ 実施例２の感圧センサマット
３０ 物品盗難防止装置
３１ 信号処理回路部
３２ 電源回路部
３３ 警報手段
３４ 入力インターフェイス
３５ 入出力インターフェイス
３６ 監視カメラ
３７ パソコン
３８ モニター
４０ 箱型ケース
４１ 青色ＬＥＤ
４２ 赤色ＬＥＤ
４３ スイッチ
４４ 赤外線受光器
４５ 入力インターフェイス
４６ 赤外線出力端末器
５０ 壷
５１ 載置台
５２ 絵画
５３ 壁面
５４ 時計
５５ 宝石
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 信号線

Claims (6)

1. フレキシブルプリント配線板の上面に、上方からの押圧による変形により電気抵抗値が変化する導電性エラストマー層が形成された複数個の感圧センサを、薄型基材上に一定間隔毎に配列固定し、前記各感圧センサを電気的に並列接続してなり、
   前記薄型基材における各導電性エラストマー層の下方に位置する各上面部分が、周縁部から中央部に向かうに従って次第に低くなる低段部にて形成されてなることを特徴とする感圧センサマット。
2. 薄型基材が、エラストマーを材料とするクッション材で形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の感圧センサマット。
3. 請求項１又は２に記載の感圧センサマットが、該感圧センサマットから延出されたリード線を介して信号処理回路部に信号接続され、該信号処理回路部に、夫々信号線を介して電源回路部と警報表示手段とが接続されてなることを特徴とする物品盗難防止装置。
4. 信号処理回路部に、入出力インターフェイス及び信号線を介して防犯カメラ及び／又はパソコンが接続されてなることを特徴とする請求項３に記載の物品盗難防止装置。
5. 電源回路部に、赤外線リモコン端末器から出力した赤外線信号を受光して電源回路部のスイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦさせる赤外線受光部が接続されてなることを特徴とする請求項３又は４に記載の物品盗難防止装置。
6. 信号処理回路部に、赤外線リモコン端末器から出力した赤外線信号を受光して、警報表示手段のＯＮ／ＯＦＦの切替制御、防犯カメラのＯＮ／ＯＦＦの切替制御、防犯カメラのズーム制御、防犯カメラの向きを変化させるモータの制御、のうちの少なくとも１の制御を行なう赤外線受光部が接続されてなることを特徴とする請求項３又は４に記載の物品盗難防止装置。

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