JPS62203082A - 光フアイバマツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光ファイバマットに関し、より詳しくは、光フ
ァイバを内部に備えた光ファイバマットに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、浸入感知器や自動ドアなどに用いられるセンサと
して、遠赤外線センサ、超音波センサ、レーダ、ゴムマ
ットなどが多く用いられている。

遠赤外線センサは人体などから発する遠赤外線を光学系
で焦電素子に集中し、差動効果を利用して感知するもの
であり、超音波センサは超音波を移動物体に向けて送波
し、その反射波とのドプラ効果を利用し、またはかえっ
てくる時間を測定して床上の距離の変化により移動物体
を感知するものである。

また、レーダはギガヘルツ級の電波を発射し、移動物体
から反射される反射波とのドプラ効果を利用したもので
あり、ゴムマットセンサは、ゴムマット内に電気接点を
有し、平常はブレーク状であるが人がその上を歩くとそ
の圧力で接点がメータ状、態となり、電気回路が構成さ
れるようにしたものである。

しかし、遠赤外線センサは気温が高い夏や、太陽光や、
夜間自動車のヘッドライトの影響で誤動作しやすく、超
音波センサは指向性があまり先鋭でないので感知エリヤ
と不感知エリヤとの境界が明確でなく、機器設定時の調
整がわずられしいという点や、外乱要因が多いという問
題を有する。

レーダセンサもドプラ効果を有するものであるが、これ
も先鋭度が悪く、感知エリヤと他との境界がぼけて凋整
がわずられしい。

ゴムマットセンサは前記境界が明確であるがくりかえし
使用によってマント内の接点のオイ・オフ機能が劣化し
、マントの中に電気が流れているので床上に水などを打
ったとき、漏電や感電のおそれがある。

本発明は、上記のような侵入感知器や自動ドアとして用
いられる従来のセンサにおける外乱要因による誤動作、
感知エリヤとの境界の不明確性を排除するとともに、く
りかえし使用による機能の劣化、漏電や感電のおそれな
どの問題点を解決するとともに、より感度の高いセンサ
を開発することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するため本発明は次のような光ファ
イバマットを提供する。

すなわち、本発明は、下面保護部材の上に、蛇行状に形
成してなる光ファイバを固着し、その上を上面保護部材
で覆うとともに、該上面保護部材を前記下面保護部材に
着脱可能な取付は部材でとりつけてなる光ファイバマッ
トにおいて、前記光ファイバは一定間隔毎にリングを装
着したことを特徴とする光フアイバマントである。

（作　用） この光ファイバマットの上を人が歩くとその重みにより
、下面保護部材と上面保護部材とにはさまれた光ファイ
バは、不均一な、部分的圧力をうける。その圧力は、光
ファイバの断面形状を偏平化する力と、光ファイバを長
手方向において曲げる力と、リングに集中する力を受け
る。

こ、の圧力により、光ファイバが変形すると、不連続な
屈折率変化を起し、伝搬光が散乱損失を生じ、その分、
透過光が減少する。

人がとおりすぎ、圧力が除かれると光ファイバの変形は
もとに復元し、屈折率の変化が解消して散乱損失がなく
なり、本来の透過率のよい透過光にもどる。

（実施例） 本発明の実施例について、以下、図面に従って本発明の
構成が実際上どのように具体化されるかをその作用とと
もに説明する。

第１図は本発明の一実施例の平面説明図で、一部切欠し
たものである。

１は光ファイバマット本体で、じゅうたんよりなる上面
保護部材２と光ファイバ３と下面保護部材４とからなり
、光ファイバ３はその両端がマットの外部へ延びて光ケ
ーブル５を構成し、コントロールサーキットボックス６
にコネクタ１１で接続される。

光ファイバ３はマット本体１内では蛇行状態に配される
。

これは線的センサで面的センサを形成するものである。

なお、１６は取付は部材、１７はリング、（後述）であ
る。

第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。

下面保護部材４は、Ｐタイルまたはゴム板からなり、そ
の上に光ファイバを接着材７で固着する。

さらに、その上にはじゅうたんよりなる上面保護部材２
が重ねられる。

上面保護部材２はマジックテープなどの取付部材１６に
より、下面保護部材４へ着脱可能にとりつけられており
、光ファイバ３のメンテ時に作業しやすくしである。

なお、取付は部材１６はマジックテープの外、チャック
などであってもよい。

光ファイバ３はこのように、上面保護部材２と下面保護
部材４とでサンドインチ状にはさまれた形となって上下
を適宜に保護され、光ファイバマット本体１を構成する
。

ここで光ファイバ３を適宜に保護するとしたのは、保護
が不充分だとセンサがいたみ、くりかえし使用ができな
くなり、反対に、過度の保護はセンサ感度を悪くするか
らである。なお、図ではリングを省略し、後で詳しく説
明する。

第３図は前記コントロールサーキットボックス６の説明
図である。

駆動源８により発光素子９が一定の強さと一定の周期、
たとえば３ヘルツ程度の周期で光信号を発する。

この光信号は前記光ケーブル５によりコントロールサー
キットボックス６を出て、光ファイバマット１をとおっ
て再び光ケーブル５をとおり、コントロールサーキット
ボックス６内にもどって、受光素子１０で光信号を電気
信号に変換する。

電気信号に変換されたあとは電気処理回路６ａで、必要
な処理をされたあと、自動ドア開閉の駆動用として、ま
たは、侵入感知警報用として出力される。

第４図は光フアイバセンサの原理説明図である。

一般に光ファイバは、光ファイバにセンサとしての機能
をもたせるセンサ素子形と、光ファイバの先端に別のセ
ンサをとりつけるセンサ伝送路形に大別される。

本発明の光ファイバマット本体１内の光ファイバはセン
サ素子形であり、前記本体１外に延びてなる光ケーブル
５はセンサ伝送路形ということができる。

このセンサ素子形の場合は、光ファイバの特性のうち、
伝送路としては好ましくない特性要因を、むしろ積極的
に利用したものといえる。

図において光ファイバ３はもともと断面が円形をなし、
中心部側の屈折率Ｎ１のコア１２と、その外周の屈折率
Ｎ２のクラッド１３とからなり、コア１２とクラッド１
３との屈折率の大きさはＮｌ＞Ｎ２ の関係を有している。

そのため、光ファイバ３の端面５ａからコア１２に入っ
た入射光Ｈａはコア１２とクラッド１３との境界面１４
により全反射をくりかえしながら効率よくコア１２内を
透過し、他の端面５ｂから透過光Ｗｂとして出ていく。

しかし、この光ファイバ３にＰｌやＰ２のような圧力が
かかると、光ファイバ３は断面が変形し、あるいは光軸
１５が曲がったりする。

すると屈折率の分布変化や、境界面や光軸１５の曲げな
どによる光の散乱損失として散乱光Ｈｃが生じ、透過光
Ｈｂば入射光）（ａにくらべ振幅の小さい、弱い光にな
ってしまう。

このような圧力の変化を光の変化に変換する性質を利用
したのが光フアイバセンサである。

第５図は本発明のリングを装着した光ファイバの斜視図
で、光ファイバ３の外周に一定間隔、たとえば約１０セ
ンチメートル間隔で、幅広の、たとえば約１センチメー
トル幅のあまり厚くないビニールチューブを輪切りにし
てなるリング１３を装着したものである。

ここで、光ファイバ３は被覆を有するものであってもよ
く、又は、有しないものであってもよい。

このリング１７を装着した理由は、リング１７が厚みを
有することから、マット上下からの圧力を部分的に集中
して強く受け、偏平化工を不均一に生ずることと、光フ
ァイバ３の長手方向に上下に曲げることによって伝送損
失の変化をももたらし、圧力センサとしての効果をより
高めようとするものである。

ビニールを用いたのは、そのフレキシブル性が光ファイ
バをいためないからであり、これはビニールに限定せず
、他の樹脂系リングでもよい。

厚くないとしたのは、厚くなくても感度が良好であり、
また、厚くない方が光ファイバの疲労が少なく、くり返
し使用に耐え得るからである。

第６図は第１図のＢ−Ｂ線断面説明図である。

下面保護部材４の上に光ファイバ３があり、その上に上
面保護部材２があって光フアイバマントを形成している
。この光ファイバ３には前述のようにビニールのリング
１７が装着されている。

リングとリングの中間は、ファイバ３自身の重みと上面
保護部材２との重みで中だるみ形状となり、光ファイバ
３は長手方向においても上下に曲げられる。

そのため、光ファイバ３は曲げ変形に伴う光の伝送損失
が発生する。

この光ファイバマットを人が踏むなどにより、マット上
に大きな圧力がかかると、リング１７はその厚みにより
、上面保護部材２と下面保護部材４とからの圧力を集中
的に光ファイバに伝えて、光ファイバの断面形状を偏平
化しようとする力を及ぼすだけでなく、光ファイバの前
記長手方向の上下への曲げはいっそう強い力をうける。

さらに、リング１７の両側１７ａ、１７ａ付近は、光フ
ァイバ３を支える高さが不連続的であることから、不均
一な、大きな歪力をうけるなど、伝送ｉｎ失はこのリン
グ１７を設けたことによって大きく変化する。

以上、のべてきたように、本発明は、リング装着の光フ
ァイバ３を備えた光フアイバマントを構成し、これを人
が踏むと光ファイバがその圧力の変化を光の変化に変え
ることにより、鋭敏なセンサとして機能するものである
。

本発明が接触型であることはゴムマットに似ているが、
無接点、無電流であることはゴムマントとは大きく異な
るものである。

（発明の効果） 本発明は、リングを装着した光ファイバを下面保護部材
の上に蛇行状に固着し、その上を上面保護部材で着脱可
能に被覆して光フアイバマントを構成し、この光ファイ
バマットをふむとその圧力により光ファイバの屈折率が
変化し、光特性が変化する性質をセンサとして利用した
もので、特に、リング装着により、センサ特性が鋭敏で
ある。接触形であることがら外乱要因に強く、かつ、感
知境界が明確である。

また、無接点方式であるから、くりかえし使用に強く、
無電流方式であるから、漏電や感電のおそれがない。

さらに上面保護部材は着脱可能にとりつけであるのでメ
ンテが容易であるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面説明図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面図、第３図はコントロールサーキットボ
ックスの説明図、第４図は光ファイバセンサの原理説明
図、第５図は本発明の光ファイバの斜視図、第６図は第
１図のＢ−Ｂ線断面図である。 （図中） ２は上面保護部材 ３は光ファイバ ４は下面保護部材 １６は取付は部材 １７はリング である。 特許出願人　株式会社　本田電子技研 第１図 第　　　３　　　図 に 第４図 第　　５　　　図 第　　　６　　　図 手続補正書（凪 昭和６１年　６月１７日 ■訃１１年特　許　願第４５１７１号 ２、発明の名称 光フアイバマント ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下面保護部材の上に蛇行状に形成してなる光ファイバを
   固着し、その上を上面保護部材で覆うと共に、該上面保
   護部材を前記下面保護部材に着脱可能な取付部材でとり
   つけてなる光ファイバマットにおいて、前記光ファイバ
   は、一定間隔毎にリングを装着したことを特徴とする光
   ファイバマット。