バンパーセンサ
【課題】バンパーの形状変化を２次元または３次元で捉えられ、接触物体の大きさなどを検知でき、簡単なシステム構成とすることができるバンパーセンサを提供する。
【解決手段】自動車車両用のバンパー本体１０の表層部分または表面にセンサ部ＳＰを有する光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）が複数本配置されて、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部がバンパー本体の表面を構成する面において２次元的に複数箇所配置され、光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源１１と、センサ部を介して光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部１３を備える構成とする。
【解決手段】自動車車両用のバンパー本体１０の表層部分または表面にセンサ部ＳＰを有する光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）が複数本配置されて、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部がバンパー本体の表面を構成する面において２次元的に複数箇所配置され、光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源１１と、センサ部を介して光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部１３を備える構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンパーセンサに関し、特に、自動車車両に対する衝撃で生じるバンパーの変形などを検知するバンパーに備えられたセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバセンサは、例えば埋め込み可能という特徴を有しており、この特徴を活かして、複合材料の構造健全性をモニタリングするのに光ファイバセンサを用いた測定方法が開発されている。
上記のような光ファイバセンサを用いて、自動車車両のバンパーに対する衝撃でバンパーに生じる変形などを検出する方法が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、車両の全部に光漏洩性ファイバを設け、この漏洩性ファイバの一端に入射する投光ユニットを設け、もう一端に受光ユニットを設けて、車両の衝突を検知するバンパーセンサが開示されている。
車両の衝突が発生すると、ファイバ伝送路が破断し、あるいは圧縮または変形するため、ファイバの漏洩量が変化し、それを受光ユニットで検知できる。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のバンパーセンサでは、ファイバ伝送路の破断や漏洩量の増大により衝突を検知するのみであり、バンパーの２次元または３次元の形状変化を検知することができない。
【０００５】
また、特許文献２には、車両のバンパーに光ファイバを取り付け、入射光としてレーザダイオード（ＬＤ）から所定の周波数の変調光を光ファイバに送り、光ファイバを通過してフォトダイオード（ＰＤ）で受光される出射光との位相差をベクトル電圧信号としてベクトル電圧計で検出して、衝突物の種類を検知できる衝突物識別装置が開示されている。
車両と衝突物との衝突によるバンパーの変形に伴い、光ファイバに生じる伸びまたは縮みの量に応じてベクトル電圧信号がトリガレベルからスレッショルドにまで達する所要時間を計測し、この所要時間に適合する対象物を予め対応付けられた対象識別テーブルから抽出して対象物を識別する。
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の衝突物識別装置では、対象物を識別するために、硬さの異なるものが車両に衝突したときに変形速度が異なる点に着目して、光ファイバを用いてバンパーの変形速度を算出するが、このために、衝突時の走行速度や所要時間を測るために光ファイバの入射光／出射光の位相差を検出する必要があり、受光部、ベクトル電圧計とデータ処理部や速度計などが必要となってシステムが煩雑になってしまうという問題がある。
【０００７】
また、上記の光ファイバセンサに関して、いわゆるヘテロコア部をセンサとして用いる構成が特許文献３および特許文献４に記載されている。
しかし、特許文献３および特許文献４に記載の構成では、３次元物体の形状などを計測することはできない。
【特許文献１】特開平７−１９０７３２号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２７６０号公報
【特許文献３】国際公開９７／４８９９４号パンフレット
【特許文献４】特開２００３−２１４９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、バンパーの２次元または３次元の形状変化を検知することや、バンパーへの衝突物を簡単な構成で識別することが困難であるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のバンパーセンサは、自動車車両用のバンパー本体と、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部を有し、当該センサ部が前記バンパー本体の表面を構成する面及び／または前記バンパー本体内部において、複数箇所配置されるように、前記バンパー本体の表層部分に埋め込まれ、あるいは当該表面上に、及び／または前記バンパー本体内部に埋め込まれて、設けられた複数本の光ファイバと、前記光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源と、前記センサ部を介して前記光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部とを有する。
【００１０】
上記の本発明のバンパーセンサは、自動車車両用のバンパー本体の表層部分または表面及び／または内部に、センサ部を有する光ファイバが複数本配置されて、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部がバンパー本体の表面を構成する面及び／またはバンパー本体内部において複数箇所配置されている。
さらに、光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源と、センサ部を介して光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部を備える。
【００１１】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記センサ部は、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であり、前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である。
あるいは好適には、前記センサ部は、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材が前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である。
【００１２】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する複数の曲面あるいは平面において２次元または３次元的に複数箇所配置されている。
【００１３】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の方向に沿って配置された第１系統と、前記第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有する。
また、好適には、前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において異なる３以上の方向に沿って配置されている。
【００１４】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の密度で配置された第１領域と、前記第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域を有する。
【００１５】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記光源からの光を複数に分岐して前記複数本の光ファイバの一本毎に切り替えて入射する光切替え器あるいは前記複数本の光ファイバのそれぞれに入射する光分岐器をさらに有する。
また、好適には、前記受光部が前記複数本の光ファイバの出射端から出射される光を順次あるいは同時に測定する受光素子列である。
またさらに好適には、前記センサ部が、前記バンパー本体の形状変化を検知する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のバンパーセンサは、光ファイバに設けられたヘテロコア構造のセンサ部によりバンパーへの物体の接触を素早く検知し、光ファイバを重ねて多点にセンサ部を敷設することでバンパーの形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することができ、また、光強度のみで処理を行うので、発光素子と受光素子の組み合わせで入出力部を構成でき、簡単なシステム構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明のバンパーセンサの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（ａ）は本実施形態に係るバンパーセンサを備えた自動車車両の模式図であり、自動車車両本体Ａのフロント部及びリア部にバンパーＢが備えられている。
【００１９】
図１（ｂ）は上記のバンパーセンサの構成を示す模式図である。
本実施形態に係るバンパーセンサは、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備えた複数本の光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）がバンパー本体１０の表層部分に埋め込まれ、あるいは表面上に、及び／又はバンパー本体内部に埋め込まれて、設けられている。光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、例えばコア径９μｍのシングルモードファイバである。
光ファイバ２０ａと光ファイバ２０ｂの間には、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部ＳＰが設けられており、このセンサ部ＳＰが、ウレタンフォームなどの柔軟な素材からなり、バンパー形状に成形されたバンパー本体１０の表面を構成する面及び／またはバンパー本体１０の内部において、例えば１次元、２次元的、または３次元的に複数箇所配置されている。
【００２０】
また、光ファイバの入射端に対する入射光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）あるいはレーザダイオード（ＬＤ）などの光源１１を有する。１つの光源１１と複数本の光ファイバの光結合は、例えば光切替え器（光スイッチ）あるいは光分岐器（光カプラ）１２により行う。光切替え器は光源１１からの光を複数に分岐して複数本の光ファイバ２０ａの一本毎に切り替えて入射し、光分岐器は光源１１からの光を複数に分岐して複数本の光ファイバのそれぞれに入射する。
また、センサ部ＳＰを介して光ファイバ２０ｂの出射端から出射される光を検出する受光部１３を有する。受光部１３は、例えばフォトダイオードからなり、複数本の光ファイバ２０ｂの出射端から出射される光を順次あるいは同時に測定するラインセンサなどの受光素子列であることが好ましい。
【００２１】
さらに、本実施形態に係るバンパーセンサは信号処理部１４を有する。
信号処理部１４は、受光部１３から出力される光信号に対して電流−電圧変換などの信号処理を行い、画像データなどの所定のデータを生成し、得られたデータに必要な信号処理を行うことで、バンパーの表面の変形や外界からの圧力などを検知することができる。また、これらのデータを不図示の出力ポートから画像表示部などに出力する。
【００２２】
光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、その中途部、即ち、光入射側の光ファイバ２０ａと光出射側の光ファイバ２０ｂの間にセンサ部ＳＰ有する。
図２（ａ）は、センサ部ＳＰの構成の一例を示すための、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のセンサ部ＳＰ近傍での斜視図であり、図２（ｂ）はセンサ部ＳＰ近傍での長手方向の断面図である。
光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、コア２１と、その外周部に設けられたクラッド２２とを有する。光切替え器または光分岐器１２からの光は、光入射端側からコア２１に入射され、センサ部ＳＰを介して光出射端側のコア２１から受光部へと出射される。
【００２３】
図２（ａ）および（ｂ）に示すセンサ部ＳＰは、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部３であり、コア３１と、その外周部に設けられたクラッド３２とを有する。
ヘテロコア部３におけるコア３１の径ｂｌは、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の径ａｌより小さく、例えばａｌ＝９μｍ、ｂｌ＝５μｍである。また、ヘテロコア部３の長さｃｌは数ｍｍ〜数ｃｍであり、例えば１ｍｍ程度である。
光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）とセンサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３は、長手方向に直交する界面４でコア同士が接合するようにほぼ同軸に、例えば汎用化されている放電による融着などにより、接合されている。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の中途部にセンサ部ＳＰが接合されてなる構成において、ヘテロコア部３におけるコア３１の径ｂｌと光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の径ａｌとが界面４で異なっており、このコア径の差に起因して光の一部がヘテロコア部３のクラッド３２にリークＷする。リークＷを小さくするように、コア２１とコア３１の径の組み合わせをすると大部分の光は再び光ファイバ２１に入射し、伝送される。このとき、センサの挿入損失は小さく、また、リークＷの程度は屈曲などの外界の変化により、鋭敏に変化する。また、コア２１とコア３１の径の組み合わせによっては、リークＷを極度に大きくすることもできる。この場合、多くのリークＷの光がクラッド３２と外界との境界面においてエバネッセント波を発生させ、外界に作用させ変化を感受することができる。
【００２５】
上記のようにリークした光は、センサ部ＳＰにおける光ファイバの屈曲の度合いに応じて変化するので、外界と相互作用した結果生じた変化を検知することで、センサ部ＳＰを複数箇所配置することにより、バンパー本体１０の外界からの圧力分布、形状およびそれらの変化を検知することができる。即ち、ヘテロコア部などのセンサ部ＳＰに歪みなどの変動が与えられると、ヘテロコア部に入った光がクラッドに漏れ出て、受光部で受光される光の量に損失（変化）が生じ、これを検出することでバンパー本体１０の歪みなどを検出できる。例えば図２（ａ）に示すように、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の延伸方向ＤＲに沿ったバンパー本体１０の外界からの圧力分布、形状およびそれらの変化を検知する。
【００２６】
センサ部ＳＰとしては、他の構成を採用することも可能である。
図３（ａ）及び（ｂ）は、センサ部ＳＰの構成の一例を示すための、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のセンサ部ＳＰ近傍での長手方向の断面図である。
図３（ａ）では、センサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３のコア３１の径ｂｌが、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の径ａｌよりも大きな構成となっている。
図３（ｂ）に示すように、ヘテロコア部の代わりに、センサ部ＳＰは、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の屈折率あるいはクラッド２２の屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材３０が光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の中途部に接合されてなる構成とすることもできる。
【００２７】
本実施形態におけるバンパーセンサにおいて、外界からの衝突物によって圧力が印加され、バンパー本体の表面が変形すると、複数箇所配置されたセンサ部を有する光ファイバも変形する。
ここで、上記のように光源１１からの光を各光ファイバ２０ａに入射させ、センサ部ＳＰで外界と相互作用した光を各光ファイバ２０ｂから出射させて、これを受光部１３で受光し、受光部１３から出力される光信号を信号処理部１４において処理して画像データなどのデータを形成し、得られたデータに必要な信号処理を行うことで、バンパーの表面の変形や外界からの圧力などを検知することができる。また、これらのデータを不図示の出力ポートから画像表示部などに出力してもよい。
【００２８】
本実施形態に係るバンパーセンサにおいて、センサ部ＳＰは、バンパー本体１０の表面を構成する複数の曲面あるいは平面において、２次元または３次元的に複数箇所配置されていることが好ましい。
例えば、所定の立体形状を有するバンパーの表面は、様々な平面及び曲面から構成され、これらの複数の面における変形や外界からの圧力などを解析することで、より詳細にバンパー全体の形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することが可能となる。
【００２９】
また、上記のように中途部にセンサ部ＳＰを設けた光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の延伸方向ＤＲに沿ったバンパー本体１０の外界からの圧力分布、形状およびそれらの変化を検出できるが、これと異なる方向に沿った圧力分布や形状変化などは検出できない場合がある。
そこで、光ファイバは、バンパー本体の表面を構成する面において第１の方向に沿って配置された第１系統と、第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有することが好ましい。
【００３０】
図４（ａ）および（ｂ）は上記の複数の系統を有する場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
図４（ａ）は、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（ｘ1，ｘ2，・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（ｙ1，ｙ2，・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22・・）のそれぞれに、第１系統および第２系統の両者ともにセンサ部ＳＰが設けられている構成である。
また、図４（ｂ）は、略直交する第１系統（ｘ1，ｘ2，・・・）と第２系統（ｙ1，ｙ2，・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22・・）において、第１系統および第２系統とで交互にセンサ部ＳＰが設けられている構成である。即ち、例えば位置（Ａ11，Ａ22・・）には第１系統の光ファイバにセンサ部が設けられ、位置（Ａ12，Ａ21・・）には第２系統の光ファイバにセンサ部が設けられている。
さらに、上記のパターン以外のパターンに沿ってセンサ部が設けられていてもよい。
なお、図１（ｂ）においても第１系統とこれに略直交する第２系統とを有する構成について示しているが、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）などの図示は一方の系統についてのみ示し、他方の系統については省略している。
【００３１】
上記のように、光ファイバが第１の方向に沿って配置された第１系統と、第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有することで、複数の方向に沿った圧力分布や形状変化などを検出でき、より精密にバンパーの形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することができる。
【００３２】
また、前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において、異なる３以上の方向に沿って配置されていることが好ましい。
【００３３】
図５は上記のように異なる３以上の方向（図面上は４の方向）に沿って配置されている場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
図５は、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（ｘ・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（ｙ・・・）と、第１の方向ＤＲX及び第２の方向ＤＲyと４５°の角度で交差する第３の方向ＤＲαに延伸する第３系統（α・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyと４５°の角度で交差し、第３の方向ＤＲαと直行する第４の方向ＤＲβに延伸する第４系統（β・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ・・）に、第１系統、第２系統、第３系統及び第４系統の全てにおいてセンサ部ＳＰが設けられている構成である。この構成では、第１系統、第２系統、第３系統及び第４系統の信号をそれぞれ解析することで、センサが設けられた位置における第１〜第４の方向のそれぞれに対するバンパーの変形を捉えることが可能である。
好ましくは、例えば上記のような構成のセンサ部がバンパー本体の表面全体に設けられている。
あるいはまた、上記の第１系統、第２系統、第３系統及び第４系統の各系統センサが重ならないようにして、バンパー本体の表面上に配置されていてもよい。
【００３４】
上記のように、光ファイバが異なる３以上の方向に沿って配置されていることで、光ファイバが配置された３以上のそれぞれの方向に沿った圧力分布や形状変化などを検出でき、より精密にバンパーの形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することができる。
【００３５】
また、センサ部は、バンパー本体の表面を構成する面において第１の密度で配置された第１領域と、第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域を有することが好ましい。
図６（ａ）および（ｂ）は上記のセンサ部の配置の密度が異なる第１領域および第２領域の配置構成を示す模式図である。
図６（ａ）は、第１領域において、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（ｘ1，ｘ2，・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（ｙ1，ｙ2，・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22・・）に第１の密度でセンサ部ＳＰが設けられている構成であり、図６（ｂ）は、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（Ｘ1，Ｘ2，・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（Ｙ1，Ｙ2，・・・）とを有する第２領域において、第１の密度よりも低い第２の密度でセンサ部ＳＰが設けられている構成である。
さらに、密度が連続的に変化するパターンに沿ってセンサ部が設けられていてもよい。
【００３６】
上記のように、センサ部が第１の密度で配置された第１領域と、第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域とを有することで、バンパーの構造変化をしやすい領域や重要性の高い領域に高密度にセンサ部を設け、構造変化をしにくい領域や重要性の低い領域を低密度にセンサ部を配置することで、より効率よく必要なデータを取得することができる。
【００３７】
本実施形態のバンパーセンサによれば、複数箇所分布したセンサ部において各センサ部での光の損失量（変化量）の分布を実時間で計測できることから、バンパーの形状とその変形、並びに損傷状態などをリアルタイムにモニターすることができる。
また、光ファイバセンサをバンパーの表面または内側に２次元的に角度を持たせて複数配置することにより、バンパーに接触した物体の大きさやその後にバンパーに与えられた変形方向、変形量を同時に検知できる。
【００３８】
また、上記のようにしてバンパーに接触した物体の大きさや、その後にバンパーに与えられた変形方向や変形量を検知し、衝撃が所定値以上であった場合などに、当該自動車車両の乗員の安全を確保するような動作を組み込むことができる。例えば、エアバッグを膨張させることができる。
【００３９】
上記の本実施形態のバンパーセンサによれば、計測するための発光素子と受光素子との組み合わせで、波長依存性や偏光性などを扱わずに光強度のみで計測できるため、計測システムが簡易で安価になる。
また、光源としては安価なレーザダイオードや発光ダイオードなどの発光素子を用いることができ、受光部としても安価なフォトダイオードなどを用いることができ、さらにセンサ部も融着などにより簡単に形成することができるので、簡便かつ安価なシステムを構築することができる。
【００４０】
また、ヘテロコア型光ファイバセンサはシングルモードファイバを使用したセンサであるので、リファレンス光を取らずに安定した計測が可能である。このため、２次元または３次元的に配置するとしても、光ファイバ線路はセンサの数だけとなり、受光素子の煩雑さの負担も軽減できる。
また、しなやかな特性を有する光ファイバを用いているので、様々な平面及び曲面を有するバンパーの表面にも適切に敷設することができる。
【００４１】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、上記の実施形態において、センサ部としては、図面上バンパーの表面に敷設されているが、この他、バンパー本体の内部に埋め込まれて設けられている構成とすることもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のバンパーセンサは、衝撃を与える対象物を識別可能な自動車車両のバンパーとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態に係るバンパーセンサを備えた自動車車両の模式図であり、図１（ｂ）は本発明の実施形態に係るバンパーセンサの構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、センサ部の構成の一例を示すための、光ファイバのセンサ部ＳＰ近傍での斜視図であり、図２（ｂ）はセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、センサ部の構成の一例を示すための、光ファイバのセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る複数の系統を有する場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
【図５】図５は本発明の実施形態に係る３以上の方向に延伸する系統を有する場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係るセンサ部の配置の密度が異なる第１領域および第２領域の配置構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
３…ヘテロコア部
４…界面
１０…バンパー本体
１１…光源
１２…光切替え器あるいは光分岐器
１３…受光部
１４…信号処理部
２０ａ，２０ｂ…光ファイバ
２１，３１…コア
２２，３２…クラッド
３０…光透過部材
Ａ…自動車車両本体
Ｂ…バンパー
ＳＰ…センサ部
ＤＲ…延伸方向
ＤＲx…第１の方向
ＤＲy…第２の方向
ＤＲα…第３の方向
ＤＲβ…第４の方向
Ｗ…リーク光
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンパーセンサに関し、特に、自動車車両に対する衝撃で生じるバンパーの変形などを検知するバンパーに備えられたセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバセンサは、例えば埋め込み可能という特徴を有しており、この特徴を活かして、複合材料の構造健全性をモニタリングするのに光ファイバセンサを用いた測定方法が開発されている。
上記のような光ファイバセンサを用いて、自動車車両のバンパーに対する衝撃でバンパーに生じる変形などを検出する方法が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、車両の全部に光漏洩性ファイバを設け、この漏洩性ファイバの一端に入射する投光ユニットを設け、もう一端に受光ユニットを設けて、車両の衝突を検知するバンパーセンサが開示されている。
車両の衝突が発生すると、ファイバ伝送路が破断し、あるいは圧縮または変形するため、ファイバの漏洩量が変化し、それを受光ユニットで検知できる。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のバンパーセンサでは、ファイバ伝送路の破断や漏洩量の増大により衝突を検知するのみであり、バンパーの２次元または３次元の形状変化を検知することができない。
【０００５】
また、特許文献２には、車両のバンパーに光ファイバを取り付け、入射光としてレーザダイオード（ＬＤ）から所定の周波数の変調光を光ファイバに送り、光ファイバを通過してフォトダイオード（ＰＤ）で受光される出射光との位相差をベクトル電圧信号としてベクトル電圧計で検出して、衝突物の種類を検知できる衝突物識別装置が開示されている。
車両と衝突物との衝突によるバンパーの変形に伴い、光ファイバに生じる伸びまたは縮みの量に応じてベクトル電圧信号がトリガレベルからスレッショルドにまで達する所要時間を計測し、この所要時間に適合する対象物を予め対応付けられた対象識別テーブルから抽出して対象物を識別する。
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の衝突物識別装置では、対象物を識別するために、硬さの異なるものが車両に衝突したときに変形速度が異なる点に着目して、光ファイバを用いてバンパーの変形速度を算出するが、このために、衝突時の走行速度や所要時間を測るために光ファイバの入射光／出射光の位相差を検出する必要があり、受光部、ベクトル電圧計とデータ処理部や速度計などが必要となってシステムが煩雑になってしまうという問題がある。
【０００７】
また、上記の光ファイバセンサに関して、いわゆるヘテロコア部をセンサとして用いる構成が特許文献３および特許文献４に記載されている。
しかし、特許文献３および特許文献４に記載の構成では、３次元物体の形状などを計測することはできない。
【特許文献１】特開平７−１９０７３２号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２７６０号公報
【特許文献３】国際公開９７／４８９９４号パンフレット
【特許文献４】特開２００３−２１４９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、バンパーの２次元または３次元の形状変化を検知することや、バンパーへの衝突物を簡単な構成で識別することが困難であるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のバンパーセンサは、自動車車両用のバンパー本体と、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部を有し、当該センサ部が前記バンパー本体の表面を構成する面及び／または前記バンパー本体内部において、複数箇所配置されるように、前記バンパー本体の表層部分に埋め込まれ、あるいは当該表面上に、及び／または前記バンパー本体内部に埋め込まれて、設けられた複数本の光ファイバと、前記光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源と、前記センサ部を介して前記光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部とを有する。
【００１０】
上記の本発明のバンパーセンサは、自動車車両用のバンパー本体の表層部分または表面及び／または内部に、センサ部を有する光ファイバが複数本配置されて、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部がバンパー本体の表面を構成する面及び／またはバンパー本体内部において複数箇所配置されている。
さらに、光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源と、センサ部を介して光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部を備える。
【００１１】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記センサ部は、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であり、前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である。
あるいは好適には、前記センサ部は、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材が前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である。
【００１２】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する複数の曲面あるいは平面において２次元または３次元的に複数箇所配置されている。
【００１３】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の方向に沿って配置された第１系統と、前記第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有する。
また、好適には、前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において異なる３以上の方向に沿って配置されている。
【００１４】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の密度で配置された第１領域と、前記第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域を有する。
【００１５】
上記の本発明のバンパーセンサは、好適には、前記光源からの光を複数に分岐して前記複数本の光ファイバの一本毎に切り替えて入射する光切替え器あるいは前記複数本の光ファイバのそれぞれに入射する光分岐器をさらに有する。
また、好適には、前記受光部が前記複数本の光ファイバの出射端から出射される光を順次あるいは同時に測定する受光素子列である。
またさらに好適には、前記センサ部が、前記バンパー本体の形状変化を検知する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のバンパーセンサは、光ファイバに設けられたヘテロコア構造のセンサ部によりバンパーへの物体の接触を素早く検知し、光ファイバを重ねて多点にセンサ部を敷設することでバンパーの形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することができ、また、光強度のみで処理を行うので、発光素子と受光素子の組み合わせで入出力部を構成でき、簡単なシステム構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明のバンパーセンサの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（ａ）は本実施形態に係るバンパーセンサを備えた自動車車両の模式図であり、自動車車両本体Ａのフロント部及びリア部にバンパーＢが備えられている。
【００１９】
図１（ｂ）は上記のバンパーセンサの構成を示す模式図である。
本実施形態に係るバンパーセンサは、コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備えた複数本の光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）がバンパー本体１０の表層部分に埋め込まれ、あるいは表面上に、及び／又はバンパー本体内部に埋め込まれて、設けられている。光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、例えばコア径９μｍのシングルモードファイバである。
光ファイバ２０ａと光ファイバ２０ｂの間には、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部ＳＰが設けられており、このセンサ部ＳＰが、ウレタンフォームなどの柔軟な素材からなり、バンパー形状に成形されたバンパー本体１０の表面を構成する面及び／またはバンパー本体１０の内部において、例えば１次元、２次元的、または３次元的に複数箇所配置されている。
【００２０】
また、光ファイバの入射端に対する入射光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）あるいはレーザダイオード（ＬＤ）などの光源１１を有する。１つの光源１１と複数本の光ファイバの光結合は、例えば光切替え器（光スイッチ）あるいは光分岐器（光カプラ）１２により行う。光切替え器は光源１１からの光を複数に分岐して複数本の光ファイバ２０ａの一本毎に切り替えて入射し、光分岐器は光源１１からの光を複数に分岐して複数本の光ファイバのそれぞれに入射する。
また、センサ部ＳＰを介して光ファイバ２０ｂの出射端から出射される光を検出する受光部１３を有する。受光部１３は、例えばフォトダイオードからなり、複数本の光ファイバ２０ｂの出射端から出射される光を順次あるいは同時に測定するラインセンサなどの受光素子列であることが好ましい。
【００２１】
さらに、本実施形態に係るバンパーセンサは信号処理部１４を有する。
信号処理部１４は、受光部１３から出力される光信号に対して電流−電圧変換などの信号処理を行い、画像データなどの所定のデータを生成し、得られたデータに必要な信号処理を行うことで、バンパーの表面の変形や外界からの圧力などを検知することができる。また、これらのデータを不図示の出力ポートから画像表示部などに出力する。
【００２２】
光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、その中途部、即ち、光入射側の光ファイバ２０ａと光出射側の光ファイバ２０ｂの間にセンサ部ＳＰ有する。
図２（ａ）は、センサ部ＳＰの構成の一例を示すための、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のセンサ部ＳＰ近傍での斜視図であり、図２（ｂ）はセンサ部ＳＰ近傍での長手方向の断面図である。
光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、コア２１と、その外周部に設けられたクラッド２２とを有する。光切替え器または光分岐器１２からの光は、光入射端側からコア２１に入射され、センサ部ＳＰを介して光出射端側のコア２１から受光部へと出射される。
【００２３】
図２（ａ）および（ｂ）に示すセンサ部ＳＰは、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部３であり、コア３１と、その外周部に設けられたクラッド３２とを有する。
ヘテロコア部３におけるコア３１の径ｂｌは、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の径ａｌより小さく、例えばａｌ＝９μｍ、ｂｌ＝５μｍである。また、ヘテロコア部３の長さｃｌは数ｍｍ〜数ｃｍであり、例えば１ｍｍ程度である。
光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）とセンサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３は、長手方向に直交する界面４でコア同士が接合するようにほぼ同軸に、例えば汎用化されている放電による融着などにより、接合されている。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の中途部にセンサ部ＳＰが接合されてなる構成において、ヘテロコア部３におけるコア３１の径ｂｌと光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の径ａｌとが界面４で異なっており、このコア径の差に起因して光の一部がヘテロコア部３のクラッド３２にリークＷする。リークＷを小さくするように、コア２１とコア３１の径の組み合わせをすると大部分の光は再び光ファイバ２１に入射し、伝送される。このとき、センサの挿入損失は小さく、また、リークＷの程度は屈曲などの外界の変化により、鋭敏に変化する。また、コア２１とコア３１の径の組み合わせによっては、リークＷを極度に大きくすることもできる。この場合、多くのリークＷの光がクラッド３２と外界との境界面においてエバネッセント波を発生させ、外界に作用させ変化を感受することができる。
【００２５】
上記のようにリークした光は、センサ部ＳＰにおける光ファイバの屈曲の度合いに応じて変化するので、外界と相互作用した結果生じた変化を検知することで、センサ部ＳＰを複数箇所配置することにより、バンパー本体１０の外界からの圧力分布、形状およびそれらの変化を検知することができる。即ち、ヘテロコア部などのセンサ部ＳＰに歪みなどの変動が与えられると、ヘテロコア部に入った光がクラッドに漏れ出て、受光部で受光される光の量に損失（変化）が生じ、これを検出することでバンパー本体１０の歪みなどを検出できる。例えば図２（ａ）に示すように、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の延伸方向ＤＲに沿ったバンパー本体１０の外界からの圧力分布、形状およびそれらの変化を検知する。
【００２６】
センサ部ＳＰとしては、他の構成を採用することも可能である。
図３（ａ）及び（ｂ）は、センサ部ＳＰの構成の一例を示すための、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のセンサ部ＳＰ近傍での長手方向の断面図である。
図３（ａ）では、センサ部ＳＰを構成するヘテロコア部３のコア３１の径ｂｌが、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の径ａｌよりも大きな構成となっている。
図３（ｂ）に示すように、ヘテロコア部の代わりに、センサ部ＳＰは、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）のコア２１の屈折率あるいはクラッド２２の屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材３０が光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の中途部に接合されてなる構成とすることもできる。
【００２７】
本実施形態におけるバンパーセンサにおいて、外界からの衝突物によって圧力が印加され、バンパー本体の表面が変形すると、複数箇所配置されたセンサ部を有する光ファイバも変形する。
ここで、上記のように光源１１からの光を各光ファイバ２０ａに入射させ、センサ部ＳＰで外界と相互作用した光を各光ファイバ２０ｂから出射させて、これを受光部１３で受光し、受光部１３から出力される光信号を信号処理部１４において処理して画像データなどのデータを形成し、得られたデータに必要な信号処理を行うことで、バンパーの表面の変形や外界からの圧力などを検知することができる。また、これらのデータを不図示の出力ポートから画像表示部などに出力してもよい。
【００２８】
本実施形態に係るバンパーセンサにおいて、センサ部ＳＰは、バンパー本体１０の表面を構成する複数の曲面あるいは平面において、２次元または３次元的に複数箇所配置されていることが好ましい。
例えば、所定の立体形状を有するバンパーの表面は、様々な平面及び曲面から構成され、これらの複数の面における変形や外界からの圧力などを解析することで、より詳細にバンパー全体の形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することが可能となる。
【００２９】
また、上記のように中途部にセンサ部ＳＰを設けた光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）は、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）の延伸方向ＤＲに沿ったバンパー本体１０の外界からの圧力分布、形状およびそれらの変化を検出できるが、これと異なる方向に沿った圧力分布や形状変化などは検出できない場合がある。
そこで、光ファイバは、バンパー本体の表面を構成する面において第１の方向に沿って配置された第１系統と、第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有することが好ましい。
【００３０】
図４（ａ）および（ｂ）は上記の複数の系統を有する場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
図４（ａ）は、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（ｘ1，ｘ2，・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（ｙ1，ｙ2，・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22・・）のそれぞれに、第１系統および第２系統の両者ともにセンサ部ＳＰが設けられている構成である。
また、図４（ｂ）は、略直交する第１系統（ｘ1，ｘ2，・・・）と第２系統（ｙ1，ｙ2，・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22・・）において、第１系統および第２系統とで交互にセンサ部ＳＰが設けられている構成である。即ち、例えば位置（Ａ11，Ａ22・・）には第１系統の光ファイバにセンサ部が設けられ、位置（Ａ12，Ａ21・・）には第２系統の光ファイバにセンサ部が設けられている。
さらに、上記のパターン以外のパターンに沿ってセンサ部が設けられていてもよい。
なお、図１（ｂ）においても第１系統とこれに略直交する第２系統とを有する構成について示しているが、光ファイバ（２０ａ，２０ｂ）などの図示は一方の系統についてのみ示し、他方の系統については省略している。
【００３１】
上記のように、光ファイバが第１の方向に沿って配置された第１系統と、第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有することで、複数の方向に沿った圧力分布や形状変化などを検出でき、より精密にバンパーの形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することができる。
【００３２】
また、前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において、異なる３以上の方向に沿って配置されていることが好ましい。
【００３３】
図５は上記のように異なる３以上の方向（図面上は４の方向）に沿って配置されている場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
図５は、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（ｘ・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（ｙ・・・）と、第１の方向ＤＲX及び第２の方向ＤＲyと４５°の角度で交差する第３の方向ＤＲαに延伸する第３系統（α・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyと４５°の角度で交差し、第３の方向ＤＲαと直行する第４の方向ＤＲβに延伸する第４系統（β・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ・・）に、第１系統、第２系統、第３系統及び第４系統の全てにおいてセンサ部ＳＰが設けられている構成である。この構成では、第１系統、第２系統、第３系統及び第４系統の信号をそれぞれ解析することで、センサが設けられた位置における第１〜第４の方向のそれぞれに対するバンパーの変形を捉えることが可能である。
好ましくは、例えば上記のような構成のセンサ部がバンパー本体の表面全体に設けられている。
あるいはまた、上記の第１系統、第２系統、第３系統及び第４系統の各系統センサが重ならないようにして、バンパー本体の表面上に配置されていてもよい。
【００３４】
上記のように、光ファイバが異なる３以上の方向に沿って配置されていることで、光ファイバが配置された３以上のそれぞれの方向に沿った圧力分布や形状変化などを検出でき、より精密にバンパーの形状及びその変化を２次元または３次元で捉えることができ、接触物体の大きさなどを検知することができる。
【００３５】
また、センサ部は、バンパー本体の表面を構成する面において第１の密度で配置された第１領域と、第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域を有することが好ましい。
図６（ａ）および（ｂ）は上記のセンサ部の配置の密度が異なる第１領域および第２領域の配置構成を示す模式図である。
図６（ａ）は、第１領域において、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（ｘ1，ｘ2，・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（ｙ1，ｙ2，・・・）とを有し、これらの各系統の交差する位置（Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22・・）に第１の密度でセンサ部ＳＰが設けられている構成であり、図６（ｂ）は、第１の方向ＤＲXに延伸する第１系統（Ｘ1，Ｘ2，・・・）と、第１の方向ＤＲXと略直交する第２の方向ＤＲyに延伸する第２系統（Ｙ1，Ｙ2，・・・）とを有する第２領域において、第１の密度よりも低い第２の密度でセンサ部ＳＰが設けられている構成である。
さらに、密度が連続的に変化するパターンに沿ってセンサ部が設けられていてもよい。
【００３６】
上記のように、センサ部が第１の密度で配置された第１領域と、第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域とを有することで、バンパーの構造変化をしやすい領域や重要性の高い領域に高密度にセンサ部を設け、構造変化をしにくい領域や重要性の低い領域を低密度にセンサ部を配置することで、より効率よく必要なデータを取得することができる。
【００３７】
本実施形態のバンパーセンサによれば、複数箇所分布したセンサ部において各センサ部での光の損失量（変化量）の分布を実時間で計測できることから、バンパーの形状とその変形、並びに損傷状態などをリアルタイムにモニターすることができる。
また、光ファイバセンサをバンパーの表面または内側に２次元的に角度を持たせて複数配置することにより、バンパーに接触した物体の大きさやその後にバンパーに与えられた変形方向、変形量を同時に検知できる。
【００３８】
また、上記のようにしてバンパーに接触した物体の大きさや、その後にバンパーに与えられた変形方向や変形量を検知し、衝撃が所定値以上であった場合などに、当該自動車車両の乗員の安全を確保するような動作を組み込むことができる。例えば、エアバッグを膨張させることができる。
【００３９】
上記の本実施形態のバンパーセンサによれば、計測するための発光素子と受光素子との組み合わせで、波長依存性や偏光性などを扱わずに光強度のみで計測できるため、計測システムが簡易で安価になる。
また、光源としては安価なレーザダイオードや発光ダイオードなどの発光素子を用いることができ、受光部としても安価なフォトダイオードなどを用いることができ、さらにセンサ部も融着などにより簡単に形成することができるので、簡便かつ安価なシステムを構築することができる。
【００４０】
また、ヘテロコア型光ファイバセンサはシングルモードファイバを使用したセンサであるので、リファレンス光を取らずに安定した計測が可能である。このため、２次元または３次元的に配置するとしても、光ファイバ線路はセンサの数だけとなり、受光素子の煩雑さの負担も軽減できる。
また、しなやかな特性を有する光ファイバを用いているので、様々な平面及び曲面を有するバンパーの表面にも適切に敷設することができる。
【００４１】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、上記の実施形態において、センサ部としては、図面上バンパーの表面に敷設されているが、この他、バンパー本体の内部に埋め込まれて設けられている構成とすることもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のバンパーセンサは、衝撃を与える対象物を識別可能な自動車車両のバンパーとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態に係るバンパーセンサを備えた自動車車両の模式図であり、図１（ｂ）は本発明の実施形態に係るバンパーセンサの構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、センサ部の構成の一例を示すための、光ファイバのセンサ部ＳＰ近傍での斜視図であり、図２（ｂ）はセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、センサ部の構成の一例を示すための、光ファイバのセンサ部近傍での長手方向の断面図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係る複数の系統を有する場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
【図５】図５は本発明の実施形態に係る３以上の方向に延伸する系統を有する場合の光ファイバとセンサ部の配置構成を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）および（ｂ）は本発明の実施形態に係るセンサ部の配置の密度が異なる第１領域および第２領域の配置構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
３…ヘテロコア部
４…界面
１０…バンパー本体
１１…光源
１２…光切替え器あるいは光分岐器
１３…受光部
１４…信号処理部
２０ａ，２０ｂ…光ファイバ
２１，３１…コア
２２，３２…クラッド
３０…光透過部材
Ａ…自動車車両本体
Ｂ…バンパー
ＳＰ…センサ部
ＤＲ…延伸方向
ＤＲx…第１の方向
ＤＲy…第２の方向
ＤＲα…第３の方向
ＤＲβ…第４の方向
Ｗ…リーク光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車両用のバンパー本体と、
コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部を有し、当該センサ部が前記バンパー本体の表面を構成する面及び／または前記バンパー本体の内部において複数箇所配置されるように、前記バンパー本体の表層部分に埋め込まれ、あるいは当該表面上に、及び／または前記バンパー本体内部に埋め込まれて、設けられた複数本の光ファイバと、
前記光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源と、
前記センサ部を介して前記光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部と
を有するバンパーセンサ。
【請求項２】
前記センサ部は、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であり、前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である
請求項１に記載のバンパーセンサ。
【請求項３】
前記センサ部は、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材が前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である
請求項１に記載のバンパーセンサ。
【請求項４】
前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する複数の曲面あるいは平面において２次元または３次元的に複数箇所配置されている
請求項１〜３のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項５】
前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の方向に沿って配置された第１系統と、前記第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有する
請求項１〜４のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項６】
前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において、異なる３以上の方向に沿って配置されている
請求項１〜４のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項７】
前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の密度で配置された第１領域と、前記第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域を有する
請求項１〜６のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項８】
前記光源からの光を複数に分岐して前記複数本の光ファイバの一本毎に切り替えて入射する光切替え器あるいは前記複数本の光ファイバのそれぞれに入射する光分岐器をさらに有する
請求項１〜７のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項９】
前記受光部が前記複数本の光ファイバの出射端から出射される光を順次あるいは同時に測定する受光素子列である
請求項１〜８のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項１０】
前記センサ部が、前記バンパー本体の形状変化を検知する
請求項１〜９のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項１】
自動車車両用のバンパー本体と、
コアおよびコアの外周に設けられたクラッドを備え、伝送する光の一部の外界との相互作用を可能にするセンサ部を有し、当該センサ部が前記バンパー本体の表面を構成する面及び／または前記バンパー本体の内部において複数箇所配置されるように、前記バンパー本体の表層部分に埋め込まれ、あるいは当該表面上に、及び／または前記バンパー本体内部に埋め込まれて、設けられた複数本の光ファイバと、
前記光ファイバの入射端に対する入射光を出射する光源と、
前記センサ部を介して前記光ファイバの出射端から出射される光を検出する受光部と
を有するバンパーセンサ。
【請求項２】
前記センサ部は、前記光ファイバのコア径と異なるコア径を有するヘテロコア部であり、前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である
請求項１に記載のバンパーセンサ。
【請求項３】
前記センサ部は、前記光ファイバのコアの屈折率あるいはクラッドの屈折率と同等の屈折率を持つ光透過部材が前記光ファイバの中途部に接合されてなる構成である
請求項１に記載のバンパーセンサ。
【請求項４】
前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する複数の曲面あるいは平面において２次元または３次元的に複数箇所配置されている
請求項１〜３のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項５】
前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の方向に沿って配置された第１系統と、前記第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された第２系統を有する
請求項１〜４のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項６】
前記光ファイバは、前記バンパー本体の表面を構成する面において、異なる３以上の方向に沿って配置されている
請求項１〜４のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項７】
前記センサ部は、前記バンパー本体の表面を構成する面において第１の密度で配置された第１領域と、前記第１の密度と異なる第２の密度で配置された第２領域を有する
請求項１〜６のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項８】
前記光源からの光を複数に分岐して前記複数本の光ファイバの一本毎に切り替えて入射する光切替え器あるいは前記複数本の光ファイバのそれぞれに入射する光分岐器をさらに有する
請求項１〜７のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項９】
前記受光部が前記複数本の光ファイバの出射端から出射される光を順次あるいは同時に測定する受光素子列である
請求項１〜８のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【請求項１０】
前記センサ部が、前記バンパー本体の形状変化を検知する
請求項１〜９のいずれかに記載のバンパーセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−４０７３７（Ｐ２００７−４０７３７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２２７９５（Ｐ２００５−２２２７９５）
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（８００００００８０）タマティーエルオー株式会社 (255)
【出願人】（５９８１２３１３８）学校法人 創価大学 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（８００００００８０）タマティーエルオー株式会社 (255)
【出願人】（５９８１２３１３８）学校法人 創価大学 (49)
【Ｆターム（参考）】
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