光センサシステム
【課題】光センサシステムにおいて、簡単な構成により、施工が容易かつ低コストで不審者検知を可能とする。
【解決手段】光センサシステム１は、ワイヤＷのたわみ量に応じて変位する変位機構２と、変位機構２の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバ３と、光ファイバ３を透過する光量変化を検出する光量検出部４と、を備えている。ワイヤＷにたわみが発生すると、ワイヤＷの縦方向の移動と横方向の移動とが発生する。変位機構２は、ワイヤＷの張力の変化や縦方向や横方向の移動の大きさ、すなわち、たわみ量に応じて、回転レバーや移動レバーなどを用いて、光ファイバ３を屈曲させる。ワイヤＷのたわみ量を変位機構２の動作を介して光ファイバ３と光量検出部４とで検出するので、ワイヤＷと光ファイバ３とを個別に配設することができ、施工が容易であり、一般的な光ファイバとワイヤとを用いて侵入検知システムを低コストで構築できる。
【解決手段】光センサシステム１は、ワイヤＷのたわみ量に応じて変位する変位機構２と、変位機構２の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバ３と、光ファイバ３を透過する光量変化を検出する光量検出部４と、を備えている。ワイヤＷにたわみが発生すると、ワイヤＷの縦方向の移動と横方向の移動とが発生する。変位機構２は、ワイヤＷの張力の変化や縦方向や横方向の移動の大きさ、すなわち、たわみ量に応じて、回転レバーや移動レバーなどを用いて、光ファイバ３を屈曲させる。ワイヤＷのたわみ量を変位機構２の動作を介して光ファイバ３と光量検出部４とで検出するので、ワイヤＷと光ファイバ３とを個別に配設することができ、施工が容易であり、一般的な光ファイバとワイヤとを用いて侵入検知システムを低コストで構築できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて不審者の侵入を検知する光センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不審者の侵入を検知する光センサシステムとして、光ファイバケーブルをエリアの境界に沿って配設し、不審者がそのケーブルに力をかけたことを光ファイバの透過光量の変化から検出するセンサシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなシステムにおける光ファイバケーブルは、金属線と光ファイバとを同梱して被覆して成る複合ケーブルであり、複数の支柱間に、固定具に巻きつけながら配設されている。不審者がこのような光ファイバケーブルに力をかけることによって、光ファイバケーブルの線材方向に垂直な方向の変位が生じて張力が増加し、固定具に巻きつけた部分における光ファイバのマイクロベンデングが増加して光ファイバの伝送損失が増加する。その伝送損失の増加量の検知により侵入者が検知される。
【０００３】
また、山地、崖などの傾斜面や構造物などにおける歪みを検知する箇所に光ファイバを配設し、光ファイバの曲率半径が歪みにより変化して光の透過量が増減することを利用して歪みを検知する歪みセンサが知られている（例えば、特許文献２参照）。このセンサの光ファイバは、緊張状態で配設され、歪み検出箇所とする光ファイバの一部に所定の曲率半径の円形ループを形成すると共に、円形ループの内側に円筒状に巻いた板バネを取付けて、円形ループを可変自在に弾性支持するように構成されている。歪み発生に伴って光ファイバに作用する張力が変化し、その張力変化によって円形ループの曲率半径が増減し、光ファイバの光透過量が増減することから、歪みの増加だけでなく歪みの減少も検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３３９６９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような光センサシステムにおいては、金属線と光ファイバとから成る複合ケーブルを、光ファイバに作用する張力を考慮しつつ配設する必要があり、施工に手間がかかる。また、専用の複合光ファイバケーブルを準備する必要があり、材料コスト低減が難しい。また、特許文献２に示されるような歪センサにおいても、光ファイバに作用する張力を考慮しつつ配設する必要があり、施工に手間がかかる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、施工が容易かつ低コストで不審者検知システムを実現できる光センサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明の光センサシステムは、不審者の侵入を検知するための光センサシステムであって、侵入を検知するエリアに配設したワイヤのたわみ量に応じて変位する変位機構と、変位機構の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバと、光ファイバを透過する光量変化を検出する光量検出部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この光センサシステムにおいて、ワイヤに張力を付与するバネを備えてもよい。
【０００９】
この光センサシステムにおいて、変位機構は、ワイヤのたわみによって回転する回転レバーを備え、回転レバーの回転によって光ファイバを屈曲させてもよい。
【００１０】
この光センサシステムにおいて、回転レバーは、その回転軸位置を可変としてもよい。
【００１１】
この光センサシステムにおいて、変位機構は、ワイヤのたわみによって当該ワイヤに対する横方向に移動する移動レバーを備え、移動レバーの移動によって光ファイバを屈曲させてもよい。
【００１２】
この光センサシステムにおいて、変位機構とワイヤの一端部とを収納する検知器筐体を備え、検知器筐体は、変位機構とワイヤの組の複数組を互いに直列配置する際に互いに隣接する他の検知器筐体における変位機構による検出対象となるワイヤの他端を接続固定するための固定部を有してもよい。
【００１３】
この光センサシステムにおいて、ワイヤの張力とたわみ量との関係テーブルを参照可能に備えてもよい。
【００１４】
この光センサシステムにおいて、変位機構は、ワイヤに作用する張力が所定値以下の場合のたわみ量に対して光ファイバの屈曲を制限する緩衝部材を備えてもよい。
【００１５】
この光センサシステムにおいて、光量検出部は、光ファイバの透過光量を調節する可変アッテネータを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光センサシステムによれば、ワイヤのたわみ量を変位機構の動作を介して光ファイバと光量検出部とで検出するようにしたので、ワイヤと光ファイバとを個別に配設することができ、施工が容易であり、また、複合ケーブルが不要でコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る光センサシステムについてのブロック構成図。
【図２】同システムにおけるワイヤの動作を説明する側面図。
【図３】同システムの実地における全体構成図。
【図４】（ａ）は同システムにおける検知器の内部正面図、（ｂ）は同検知器の動作状態の正面図。
【図５】（ａ）は同システムにおける検知器の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図６】（ａ）は同システムにおける検知器の他の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図７】（ａ）は同システムにおける検知器のさらに他の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図８】同システムにおける検知器のさらに他の変形例の内部正面図。
【図９】図８の検知器を実地に適用した様子を示す正面図。
【図１０】（ａ）は同システムにおける検知器のさらに他の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図１１】（ａ）は同システムにおける光量検出部と光ファイバを説明する図、（ｂ）は同変形例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る光センサシステムについて、図面を参照して説明する。図１乃至図４は光センサシステム１の一実施形態を示す。図１に示すように、光センサシステム１は、ワイヤＷのたわみ量に応じて変位する変位機構２と、変位機構２の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバ３と、光ファイバ３を透過する光量変化を検出する光量検出部４と、を備えている。変位機構２と、光ファイバ３の屈曲度合いが変化する部分とが検知器５を構成する。ワイヤＷは張力をかけて配設されており、このようなワイヤＷにたわみが発生する場合、張力が変化すると共に、ワイヤＷの縦方向（線材方向）の移動と横方向（線材直交方向）の移動とが発生する。変位機構２は、ワイヤＷの張力の変化や縦方向や横方向の移動の大きさ、すなわち、たわみ量に応じて、回転したり移動したりする回転レバーや移動レバーなどを用いて、光ファイバ３を屈曲させる。光量検出部４は、光ファイバ３の一端から投入した光の透過光を他端で受光することにより、光ファイバ３を透過する光量変化を検出して不審者の侵入を検知する。
【００１９】
図２に示すように、ワイヤＷは、その両端Ａ，Ｂを不図示の固定部に固定され、両端Ａ，Ｂ間の所定位置を、支柱１０に設けた通過リング１１によって移動自在に支持されている。ワイヤＷは、不審者の侵入を検知するエリアの境界周辺等に配設され、不審者がエリアの境界を越えようとしてワイヤＷに外力Ｆを加えることにより、ワイヤＷの張力Ｔが変化し、ワイヤＷにたわみが生じて縦方向ａの移動と横方向ｂの移動とが発生する。張力Ｔは、ワイヤＷの任意の点Ｐにおいて、互いに逆向きに釣り合うように存在している。
【００２０】
図３に示すように、光センサシステム１を施工した状態において、侵入を検知するエリアの境界には、複数の支柱１０と支柱１０に張られた金網１２とによるフェンスが設置される。各支柱１０の上部には、支柱１０の所定本数毎に検知器５が設けられ、各検知器５の間には、通過リング１１で支持されたワイヤＷが張られる。各検知器５には、光ファイバ３が導入されると共に導出されている。すなわち、光ファイバ３の途中部分が引き込まれている。各光ファイバ３は、光成端箱３ａ内で幹線光ファイバケーブル３１に光接続された後、監視室などに設置された光量検出部４に接続されている。光量検出部４は、光ファイバ３に光を送り出す送光部４１と、光ファイバ３から光を受け取って透過光量を測定すると共に光量変化を検出する受光部４２とを備えた多チャネルの処理装置である。また、光量検出部４には、モニタ４ａ、スピーカ４ｂ、キーボード４ｃ、マウス４ｄなどの入出力機器を備えた汎用のコンピュータ４０が接続されている。コンピュータ４０は、これらの入出力機器や内蔵の機器を用いることにより、光量検出部４の制御、動作設定、過去の検出履歴の記録、侵入検出時の警報発生などを行う。
【００２１】
（回転レバー式の検知器）
図４（ａ）（ｂ）は、回転レバー式の検知器５を示す。検知器５は、図４（ａ）に示すように、検知器筐体５０と、その内部に設置された回転レバー式の変位機構２とを備えている。検知器筐体５０には、ワイヤＷの一端Ａと光ファイバ３の屈曲度合いが変化する部分とが導入されている。ワイヤＷの一端Ａは、検知器筐体５０の側壁に設けた開口５ａから筐体内部に導入され、プーリ５１によって下方に向きを変えてバネ６の一端に固定されている。ワイヤＷは、バネ６によって、一端Ａと他端Ｂとの間に一定の張力Ｔが付与されている。
【００２２】
変位機構２は、検知器筐体５０に固定された回転軸２ａの周りに回転自在とされた回転レバー２１と、回転レバー２１の上端部に設けた接合部材２２と、回転レバー２１の下端部に設けた押圧プーリ２３とを備えている。接合部材２２は、開口５ａとプーリ５１との間において、ワイヤＷに一体的に固定されている。回転レバー２１の上端部には長孔が形成されており、その長孔を挿通して接合部材２２に立設された回転軸２ｂによって、回転レバー２１の上端部と接合部材２２とが互いに係止されている。押圧プーリ２３は、回転軸２ｃによって回転自在に回転レバー２１に固定されている。光ファイバ３は、その途中部分が、検知器筐体５０の下壁に設けた開口５ｂから筐体内部に引き込まれて、検知器筐体５０に固定された４つのガイドピン５２，５３と、押圧プーリ２３とに接して、所定の張力を与えられた状態で、筐体内部に固定されている。回転レバー２１は、ワイヤＷにたわみが発生していない通常状態において、上下に正立している。また、検知器筐体５０内における光ファイバ３は、正立した回転レバー２１に対して左右対称配置とされている。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、ワイヤＷに外力Ｆが加わってたわみが発生すると、ワイヤＷの張力Ｔが張力Ｔ１に増加し（Ｔ＜Ｔ１）、バネ６が伸びると共にワイヤＷがその線材方向ａに移動する。ワイヤＷの移動により、接合部材２２が移動し、回転レバー２１が矢印Ｒで示すように回転し、押圧プーリ２３が光ファイバ３を押圧して屈曲させ、屈曲変化部Ｃが発生する。従って、たわみの発生に伴う変位機構２の動作に連動して光ファイバ３の屈曲変化部Ｃにおける屈曲度合いが変化し、屈曲度合いが変化することにより光ファイバ３を透過する光量が変化（通常は、光量が減衰）する。その光量変化は、上述のように、光量検出部４によって検出され、その検出結果に基づいて、例えば、光量変化が所定値を超えた場合に、不審者の侵入が判断される。
【００２４】
本実施形態の光センサシステム１によれば、ワイヤＷのたわみ量を変位機構２の動作を介して光ファイバ３と光量検出部４とで検出するようにしたので、ワイヤＷと光ファイバ３とを個別に配設することができ、施工が容易である。また、従来のような複合ケーブルを用いないので、より一般的な汎用の光ファイバとワイヤとを用いて侵入検知システムを、より低コストで構築することができる。また、バネ６によってワイヤＷに常時張力をかけているので、ワイヤＷが切断されたり、外されたりした場合に、回転レバー２１が、図４（ｂ）に示した回転方向とは逆方向に回転して、光ファイバ３を反対側で、上記同様に、屈曲させることができる。従って、ワイヤＷに発生した切断等の異常を確実に検出することができる。また、バネ６を用いてワイヤＷに張力を付与するので、バネ６の伸びを調整する調整治具（不図示）により、ワイヤＷの張力Ｔを容易に所望値に設定することができる。また、バネ６の特性とたわみ量との関係テーブル、または、より一般的にワイヤＷの張力Ｔとたわみ量との関係テーブルを、例えば、検知器筐体５０内に、作業者が参照可能に備えることにより、施工の自由度が広がり、施工状況に応じて柔軟に対応できる。
【００２５】
図５（ａ）（ｂ）は、上述の検知器５の変形例を示す。この検知器５は、上述の回転レバー２１の回転軸２ａの位置が、３段階に可変とされたものである。このような光センサシステム１によれば、ワイヤＷのたわみに対する押圧プーリ２３の回転率を変えることができるので、透過光量の変化を適切に検知できるように、容易に設定することができる。従って、ワイヤＷの設置状態、例えば、互いに隣接する通過リング１１の間隔の違いによるたわみ量の触れ幅（線材方向ａに沿ったワイヤＷの移動量の触れ幅）の違いに応じて、適宜に押圧プーリ２３の回転率を設定でき、光センサシステム１を容易に施工できる。なお、回転軸２ａの位置の変更は、３段階に限らず任意段階で可変とすることができる。
【００２６】
図６（ａ）（ｂ）は、検知器５のさらに他の変形例を示す。この検知器５は、回転レバー２１が、ワイヤＷの線材方向ａの移動ではなくワイヤＷの線材直交方向ｂの移動に基づいて回転するものである。図６（ａ）に示すように、回転レバー２１は、Ｌ字形状を有し、Ｌ字形状の角部における回転軸２ａと、一端部における回転軸２ｃで軸支された押圧プーリ２３と、他端部における係合ピン２ｄと、バネ６１とを備えている。係合ピン２ｄと、回転軸２ａと、回転軸２ｃとは、この順で上中下に位置されている。上部の係合ピン２ｄは、ワイヤＷを上方から下方に引き下げる状態でワイヤＷと係合している。バネ６１は、回転レバー２１に回転力を付勢する。その回転力は、係合ピン２ｄがワイヤＷを引き下げるための力となる。ワイヤＷは、所定の張力Ｔのもとで不図示のＡ，Ｂ端間に固定されると共に、検知器筐体５０の左右の側壁に設けた開口５ａを通して検知器筐体５０の内部に挿通され、開口５ａの内側に備えた通過リング５４（または支持ピン）によって支持されている。従って、ワイヤＷは、張力Ｔとバネ６１の付勢力とがつりあった状態で、検知器筐体５０の内部で下方に引き下げられている。光ファイバ３は、その途中部分が開口５ｂから筐体内部に引き込まれ、２つのガイドピン５３と、押圧プーリ２３とに接して、所定の張力状態で筐体内部に固定されている。
【００２７】
図６（ｂ）に示すように、たわみ発生によりワイヤＷの張力Ｔが増加して張力Ｔ１となると、係合ピン２ｄが上方向ｂに移動すると共に、回転レバー２１が矢印Ｒに示すように回転し、押圧プーリ２３が光ファイバ３を押圧して屈曲させ、屈曲変化部Ｃが発生する。バネ６１は、張力Ｔ１（および押圧プーリ２３に接している光ファイバからの反発力）につりあうように引き伸ばされる。このような検知器５は、ワイヤＷの端部に限らず、ワイヤＷの両端間の任意の位置に配置することができる。また、ワイヤＷの端部は、上述したようなバネ６を用いて終端させても、バネ６を用いることなく終端させてもよい。また、このような変位機構２においても、回転レバー２１の形状や光ファイバ３の取り付け構成を変更することにより、上述と同様に、ワイヤＷが切られたり外されたりした場合にバネ６１の作用によって光ファイバ３を屈曲させるようにすることができる。
【００２８】
（移動レバー式の検知器）
図７（ａ）（ｂ）は、検知器５のさらに他の変形例を示す。図７（ａ）に示すように、この検知器５の変位機構７は、検知器筐体５０の左右中央に上下移動自在に配置された縦長の移動レバー７１と、移動レバー７１を下方に付勢するバネ６２とを備えている。移動レバー７１の上部と下部には、それぞれ、上下に配置した２本の係合ピン７ａと、上下に配置した２本の係合ピン７ｂとが備えられている。ワイヤＷは、上述の図６（ａ）（ｂ）に示した検知器５と同様に、検知器筐体５０の内部に挿通され、通過リング５４によって支持されている。光ファイバ３は、その途中部分が開口５ｂから筐体内部に引き込まれ、上下左右対称に所定間隔で配列された４つの左右長手ガイド材５５の上下間に、所定の張力状態で、左右対称に固定されている。上下のガイド材５５は、光ファイバ３の上下移動を制限している。左右のガイド材５５は、移動レバー７１の下部を挿通する隙間を形成している。
【００２９】
移動レバー７１の係合ピン７ａの上側の１本は、上方からワイヤＷに係合し、バネ６２の付勢力に基づいてワイヤＷを下方に押し下げている。２本の係合ピン７ｂは、上下のガイド材５５と同様に、光ファイバ３を上下から挟み込んでいる。光ファイバ３は、ワイヤＷの張力Ｔとバネ６２の付勢力とがつりあった通常の状態（たわみがない状態）において、上下のガイド材５５の間と、２本の係合ピン７ｂの間とを、直線状に延びた状態となっている。
【００３０】
図７（ｂ）に示すように、ワイヤＷに外力Ｆが加えられてたわみが発生すると、たわみ発生によりワイヤＷの張力Ｔが増加して張力Ｔ１となる。すると、増加した張力Ｔ１によって係合ピン７ａに上向きの力が加わり、移動レバー７１が上方向ｂに移動すると共に、係合ピン７ｂも上方向ｂに移動する。２本の係合ピン７ｂが上方向ｂへ移動することによって、下側の係合ピン７ｂが光ファイバ３を上方に押圧して屈曲させ、屈曲変化部Ｃが発生する。バネ６２は、張力Ｔ１と光ファイバ３の反発力とにつりあうように収縮する。また、ワイヤＷが切断されたり、外されたりしてワイヤＷの張力Ｔが減少すると、バネ６２の付勢力によって移動レバー７１が下方向に移動し、上側の係合ピン７ｂが光ファイバ３を下方に押圧して屈曲させるので、ワイヤＷの異常状態が検出される。
【００３１】
（検知器の他の変形例）
図８、図９は、検知器５のさらに他の変形例を示す。図８に示すように、この検知器５は、検知器筐体５０の内部に、ワイヤＷの他端Ｂを接続固定するための固定部５６をさらに備えたものである。検知器筐体５０は、ワイヤＷの一端Ａと、他端Ｂとを内部に導入して終端する。その一端Ａと他端Ｂとは、通常、２本のワイヤＷの異なる端部であるが、１本のワイヤＷの両端とすることもできる。固定部５６は、ボルトと押えワッシャとを用いて、ワッシャと検知器筐体５０の一面との間にワイヤＷを挟み込んで固定する構成とし、ゆるみ止めに複数個所で固定する構成とすることができる。固定部５６は、ワイヤＷに張力を付与するバネを介して終端する構成とすることもできる。
【００３２】
図９に示すように、検知器５とワイヤＷの複数組を互いに直列配置する際に、各検知器５は、自己の変位機構２の検出対象となるワイヤＷの一端Ａを終端させると共に、互いに隣接する他の検知器５の変位機構２の検出対象となるワイヤＷの他端Ｂを終端させる。この検知器５によると、検出部（変位機構２）と固定部５６とを１つにまとめて部品点数を減らすことができ、施工や部品管理が容易で、製造コスト低減などを図ることができる。なお、図中に断線検知用光ファイバケーブル３２が示されている。この光ファイバケーブル３２は、金網１２の全面に張り巡らせた後、光成端箱３ａ内で幹線光ファイバケーブル３１に光接続され、不図示の光量検出部４に接続されている。光ファイバケーブル３２は、その透過光が受光部４２（図３）で受光されたか否かによって、ケーブル切断の有無が判断される。
【００３３】
図１０（ａ）（ｂ）は、検知器５のさらに他の変形例を示す。この検知器５は、変位機構２を２組備えると共に、ワイヤＷに作用する張力Ｔが所定値以下の場合のたわみ量に対して光ファイバ３の屈曲を制限する動作制限機構８を備えている。ワイヤＷは、所定の張力Ｔを付与された直線状態で、検知器筐体５０の左右側壁の開口５ａを通って導入され導出されている。ワイヤＷには、各変位機構２の接合部材２２が固定されている。光ファイバ３は、その途中部分が、検知器筐体５０の下壁に設けた開口５ｂから筐体内部に引き込まれて、検知器筐体５０に固定された複数のガイドピン５３，５６と、２つの押圧プーリ２３とに接して、所定の張力を与えられた状態で筐体内部に固定されている。
【００３４】
動作制限機構８は、ワイヤＷに固定された移動子８１と、移動子８１から突出した腕部材８２と、腕部材８２の両側に配置された２つのバネ８３（緩衝部材）とを備えている。移動子８１は、ワイヤＷと共に移動する。バネ８３は、一端を検知器筐体５０に固定し、他端を腕部材８２に固定し、その弾性力によって腕部材８２と移動子８１の移動、従って、ワイヤＷの移動を制限する。例えば、張力Ｔが張力（Ｔ＋ΔＴ）に増加したとき、増加量ΔＴが所定値以下の場合はワイヤＷが移動しないか、または僅かだけ移動するように、バネ８３の動作特性を設定する。検知器５は、このような動作制限機構８を備えることにより、ワイヤＷに作用する張力Ｔが所定値以下の場合のたわみ量に対して、変位機構２の動作を制限して光ファイバ３の屈曲を制限することができる。
【００３５】
この検知器５を備えた光センサシステム１によれば、不審者による外力に基づくたわみでなく、例えば、鳥等の動物がワイヤＷに乗ることによる小規模のたわみの場合に、これに対する不感領域を備えることができるので、誤報を低減することができる。この検知器５は、左右対称の構成であり、ワイヤＷが左右いずれかに移動することにより、その移動の原因となったたわみを検知することができる。また、ワイヤＷが切断されたり、外されたりした場合であっても、そのことを検知することができる。なお、ワイヤＷがその線材方向ａに移動するためには、移動代の存在が必要であり、バネ６等により移動代を設定することができる。また、この検知器５は、必ずしも左右対称に構成する必要はない。例えば、変位機構２を片側だけとしたり、バネ８３を片側だけとしたりしてもよい。
【００３６】
（光センサシステムの他の例）
図１１（ａ）（ｂ）は、光センサシステム１における光ファイバ３と光量検出部４の構成例を示す。図１１（ａ）に示すシステムでは、光量検出部４の外部において、光ファイバ３が、その透過光量を調節するアッテネータＡＴＴを備えている。アッテネータＡＴＴは、例えば、ソケットプラグ方式で光線路内に複数段挿入することができ、受光パワーを調整することができる。但し、このようなアッテネータＡＴＴは、通常、段階的にしか光パワーを減衰することができない。
【００３７】
図１１（ｂ）に示すシステムでは、光量検出部４の内部に、光ファイバ３の透過光量を調節する可変アッテネータ４３を備えている。可変アッテネータ４３として、例えば、熱光学効果を用いた導波路型の可変光減衰器を用いることができる。このような可変アッテネータ４３は、送光部４１または受光部４２に備えることにより、リニアに受光パワーを調整できるので、光量調整が簡単にでき、光センサシステム１の施工が容易にできる。また、光センサシステム１において、ワイヤＷの張力Ｔとたわみ量との関係テーブルや、たわみ量と透過光量の変化量との関係テーブルなどを、例えば、光量検出部４の受光部４２によって参照可能に備えることにより、可変アッテネータ４３を有効利用できる。例えば、これらのテーブルを自動参照して、可変アッテネータ４３によって受光パワーを調整すると共に、その調整に左右されることなく、不審者侵入によるたわみ発生を適切に判断することができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能であり、上述した各実施形態や変形例の構成を互いに組み合わせた構成としてもよい。例えば、上述した各種の検知器５を備えた光センサシステム１を取り混ぜて不審者検知ステムを構築することができる。また、各検知器５に対して、光ファイバ３が並列に導入されることを説明したが、複数の検知器５に対して共通の光ファイバ３、すなわち、検知器５を光ファイバ３で直列接続することもできる。この場合、使用する光ファイバ３の総延長距離を短くすることができ、また施工が容易となる。また、たわみの検出は、１本の光ファイバ３に関連付けられた検知器５が検出したことが分かるだけで、どの検知器５であるかは不明であるが、これで実用となる場面は存在する。この直列接続の場合、さらに、光量検出部４にＯＴＤＲ回路（Optical Time-Domain Reflectometer）などを備え、光パルスの透過光や反射光などを用いて、屈曲を検出した検知器５を特定することができる。この場合、特定する場所は、光ファイバ３に沿って既知の間隔で局所的に配置された検知器５であるので、低精度のＯＴＤＲ回路やこれに類する回路などを用いることができる。また、上下、左右等の用語を説明の便のために用いたが、本光センサシステムは、その姿勢にかかわらず使用することができる。また、バネ等は、ワイヤＷ等に張力を付与できるものであればよく、板バネ、コイルバネの他、ゴム、空気バネなどを用いることができる。また、光ファイバ３は、例えば、その表面に凹凸を付与して、マイクロベンディング効果を高める構成としてもよい。また、検知器筐体５０内で光ファイバ３を支持するガイドピン等はプーリ構造やローラ構造にしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１ 光センサシステム
２ 変位機構
２１ 回転レバー
３ 光ファイバ
４ 光量検出部
４３ 可変アッテネータ
５ 検知器
５０ 検知器筐体
６ バネ
６１，６２ バネ
７ 変位機構
７１ 移動レバー
８３ バネ（緩衝部材）
Ａ ワイヤの一端
Ｂ ワイヤの他端
Ｔ，Ｔ１ 張力
Ｗ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて不審者の侵入を検知する光センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不審者の侵入を検知する光センサシステムとして、光ファイバケーブルをエリアの境界に沿って配設し、不審者がそのケーブルに力をかけたことを光ファイバの透過光量の変化から検出するセンサシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなシステムにおける光ファイバケーブルは、金属線と光ファイバとを同梱して被覆して成る複合ケーブルであり、複数の支柱間に、固定具に巻きつけながら配設されている。不審者がこのような光ファイバケーブルに力をかけることによって、光ファイバケーブルの線材方向に垂直な方向の変位が生じて張力が増加し、固定具に巻きつけた部分における光ファイバのマイクロベンデングが増加して光ファイバの伝送損失が増加する。その伝送損失の増加量の検知により侵入者が検知される。
【０００３】
また、山地、崖などの傾斜面や構造物などにおける歪みを検知する箇所に光ファイバを配設し、光ファイバの曲率半径が歪みにより変化して光の透過量が増減することを利用して歪みを検知する歪みセンサが知られている（例えば、特許文献２参照）。このセンサの光ファイバは、緊張状態で配設され、歪み検出箇所とする光ファイバの一部に所定の曲率半径の円形ループを形成すると共に、円形ループの内側に円筒状に巻いた板バネを取付けて、円形ループを可変自在に弾性支持するように構成されている。歪み発生に伴って光ファイバに作用する張力が変化し、その張力変化によって円形ループの曲率半径が増減し、光ファイバの光透過量が増減することから、歪みの増加だけでなく歪みの減少も検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３３９６９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような光センサシステムにおいては、金属線と光ファイバとから成る複合ケーブルを、光ファイバに作用する張力を考慮しつつ配設する必要があり、施工に手間がかかる。また、専用の複合光ファイバケーブルを準備する必要があり、材料コスト低減が難しい。また、特許文献２に示されるような歪センサにおいても、光ファイバに作用する張力を考慮しつつ配設する必要があり、施工に手間がかかる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、施工が容易かつ低コストで不審者検知システムを実現できる光センサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明の光センサシステムは、不審者の侵入を検知するための光センサシステムであって、侵入を検知するエリアに配設したワイヤのたわみ量に応じて変位する変位機構と、変位機構の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバと、光ファイバを透過する光量変化を検出する光量検出部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この光センサシステムにおいて、ワイヤに張力を付与するバネを備えてもよい。
【０００９】
この光センサシステムにおいて、変位機構は、ワイヤのたわみによって回転する回転レバーを備え、回転レバーの回転によって光ファイバを屈曲させてもよい。
【００１０】
この光センサシステムにおいて、回転レバーは、その回転軸位置を可変としてもよい。
【００１１】
この光センサシステムにおいて、変位機構は、ワイヤのたわみによって当該ワイヤに対する横方向に移動する移動レバーを備え、移動レバーの移動によって光ファイバを屈曲させてもよい。
【００１２】
この光センサシステムにおいて、変位機構とワイヤの一端部とを収納する検知器筐体を備え、検知器筐体は、変位機構とワイヤの組の複数組を互いに直列配置する際に互いに隣接する他の検知器筐体における変位機構による検出対象となるワイヤの他端を接続固定するための固定部を有してもよい。
【００１３】
この光センサシステムにおいて、ワイヤの張力とたわみ量との関係テーブルを参照可能に備えてもよい。
【００１４】
この光センサシステムにおいて、変位機構は、ワイヤに作用する張力が所定値以下の場合のたわみ量に対して光ファイバの屈曲を制限する緩衝部材を備えてもよい。
【００１５】
この光センサシステムにおいて、光量検出部は、光ファイバの透過光量を調節する可変アッテネータを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光センサシステムによれば、ワイヤのたわみ量を変位機構の動作を介して光ファイバと光量検出部とで検出するようにしたので、ワイヤと光ファイバとを個別に配設することができ、施工が容易であり、また、複合ケーブルが不要でコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る光センサシステムについてのブロック構成図。
【図２】同システムにおけるワイヤの動作を説明する側面図。
【図３】同システムの実地における全体構成図。
【図４】（ａ）は同システムにおける検知器の内部正面図、（ｂ）は同検知器の動作状態の正面図。
【図５】（ａ）は同システムにおける検知器の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図６】（ａ）は同システムにおける検知器の他の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図７】（ａ）は同システムにおける検知器のさらに他の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図８】同システムにおける検知器のさらに他の変形例の内部正面図。
【図９】図８の検知器を実地に適用した様子を示す正面図。
【図１０】（ａ）は同システムにおける検知器のさらに他の変形例の内部正面図、（ｂ）は同変形例の動作状態の正面図。
【図１１】（ａ）は同システムにおける光量検出部と光ファイバを説明する図、（ｂ）は同変形例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る光センサシステムについて、図面を参照して説明する。図１乃至図４は光センサシステム１の一実施形態を示す。図１に示すように、光センサシステム１は、ワイヤＷのたわみ量に応じて変位する変位機構２と、変位機構２の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバ３と、光ファイバ３を透過する光量変化を検出する光量検出部４と、を備えている。変位機構２と、光ファイバ３の屈曲度合いが変化する部分とが検知器５を構成する。ワイヤＷは張力をかけて配設されており、このようなワイヤＷにたわみが発生する場合、張力が変化すると共に、ワイヤＷの縦方向（線材方向）の移動と横方向（線材直交方向）の移動とが発生する。変位機構２は、ワイヤＷの張力の変化や縦方向や横方向の移動の大きさ、すなわち、たわみ量に応じて、回転したり移動したりする回転レバーや移動レバーなどを用いて、光ファイバ３を屈曲させる。光量検出部４は、光ファイバ３の一端から投入した光の透過光を他端で受光することにより、光ファイバ３を透過する光量変化を検出して不審者の侵入を検知する。
【００１９】
図２に示すように、ワイヤＷは、その両端Ａ，Ｂを不図示の固定部に固定され、両端Ａ，Ｂ間の所定位置を、支柱１０に設けた通過リング１１によって移動自在に支持されている。ワイヤＷは、不審者の侵入を検知するエリアの境界周辺等に配設され、不審者がエリアの境界を越えようとしてワイヤＷに外力Ｆを加えることにより、ワイヤＷの張力Ｔが変化し、ワイヤＷにたわみが生じて縦方向ａの移動と横方向ｂの移動とが発生する。張力Ｔは、ワイヤＷの任意の点Ｐにおいて、互いに逆向きに釣り合うように存在している。
【００２０】
図３に示すように、光センサシステム１を施工した状態において、侵入を検知するエリアの境界には、複数の支柱１０と支柱１０に張られた金網１２とによるフェンスが設置される。各支柱１０の上部には、支柱１０の所定本数毎に検知器５が設けられ、各検知器５の間には、通過リング１１で支持されたワイヤＷが張られる。各検知器５には、光ファイバ３が導入されると共に導出されている。すなわち、光ファイバ３の途中部分が引き込まれている。各光ファイバ３は、光成端箱３ａ内で幹線光ファイバケーブル３１に光接続された後、監視室などに設置された光量検出部４に接続されている。光量検出部４は、光ファイバ３に光を送り出す送光部４１と、光ファイバ３から光を受け取って透過光量を測定すると共に光量変化を検出する受光部４２とを備えた多チャネルの処理装置である。また、光量検出部４には、モニタ４ａ、スピーカ４ｂ、キーボード４ｃ、マウス４ｄなどの入出力機器を備えた汎用のコンピュータ４０が接続されている。コンピュータ４０は、これらの入出力機器や内蔵の機器を用いることにより、光量検出部４の制御、動作設定、過去の検出履歴の記録、侵入検出時の警報発生などを行う。
【００２１】
（回転レバー式の検知器）
図４（ａ）（ｂ）は、回転レバー式の検知器５を示す。検知器５は、図４（ａ）に示すように、検知器筐体５０と、その内部に設置された回転レバー式の変位機構２とを備えている。検知器筐体５０には、ワイヤＷの一端Ａと光ファイバ３の屈曲度合いが変化する部分とが導入されている。ワイヤＷの一端Ａは、検知器筐体５０の側壁に設けた開口５ａから筐体内部に導入され、プーリ５１によって下方に向きを変えてバネ６の一端に固定されている。ワイヤＷは、バネ６によって、一端Ａと他端Ｂとの間に一定の張力Ｔが付与されている。
【００２２】
変位機構２は、検知器筐体５０に固定された回転軸２ａの周りに回転自在とされた回転レバー２１と、回転レバー２１の上端部に設けた接合部材２２と、回転レバー２１の下端部に設けた押圧プーリ２３とを備えている。接合部材２２は、開口５ａとプーリ５１との間において、ワイヤＷに一体的に固定されている。回転レバー２１の上端部には長孔が形成されており、その長孔を挿通して接合部材２２に立設された回転軸２ｂによって、回転レバー２１の上端部と接合部材２２とが互いに係止されている。押圧プーリ２３は、回転軸２ｃによって回転自在に回転レバー２１に固定されている。光ファイバ３は、その途中部分が、検知器筐体５０の下壁に設けた開口５ｂから筐体内部に引き込まれて、検知器筐体５０に固定された４つのガイドピン５２，５３と、押圧プーリ２３とに接して、所定の張力を与えられた状態で、筐体内部に固定されている。回転レバー２１は、ワイヤＷにたわみが発生していない通常状態において、上下に正立している。また、検知器筐体５０内における光ファイバ３は、正立した回転レバー２１に対して左右対称配置とされている。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、ワイヤＷに外力Ｆが加わってたわみが発生すると、ワイヤＷの張力Ｔが張力Ｔ１に増加し（Ｔ＜Ｔ１）、バネ６が伸びると共にワイヤＷがその線材方向ａに移動する。ワイヤＷの移動により、接合部材２２が移動し、回転レバー２１が矢印Ｒで示すように回転し、押圧プーリ２３が光ファイバ３を押圧して屈曲させ、屈曲変化部Ｃが発生する。従って、たわみの発生に伴う変位機構２の動作に連動して光ファイバ３の屈曲変化部Ｃにおける屈曲度合いが変化し、屈曲度合いが変化することにより光ファイバ３を透過する光量が変化（通常は、光量が減衰）する。その光量変化は、上述のように、光量検出部４によって検出され、その検出結果に基づいて、例えば、光量変化が所定値を超えた場合に、不審者の侵入が判断される。
【００２４】
本実施形態の光センサシステム１によれば、ワイヤＷのたわみ量を変位機構２の動作を介して光ファイバ３と光量検出部４とで検出するようにしたので、ワイヤＷと光ファイバ３とを個別に配設することができ、施工が容易である。また、従来のような複合ケーブルを用いないので、より一般的な汎用の光ファイバとワイヤとを用いて侵入検知システムを、より低コストで構築することができる。また、バネ６によってワイヤＷに常時張力をかけているので、ワイヤＷが切断されたり、外されたりした場合に、回転レバー２１が、図４（ｂ）に示した回転方向とは逆方向に回転して、光ファイバ３を反対側で、上記同様に、屈曲させることができる。従って、ワイヤＷに発生した切断等の異常を確実に検出することができる。また、バネ６を用いてワイヤＷに張力を付与するので、バネ６の伸びを調整する調整治具（不図示）により、ワイヤＷの張力Ｔを容易に所望値に設定することができる。また、バネ６の特性とたわみ量との関係テーブル、または、より一般的にワイヤＷの張力Ｔとたわみ量との関係テーブルを、例えば、検知器筐体５０内に、作業者が参照可能に備えることにより、施工の自由度が広がり、施工状況に応じて柔軟に対応できる。
【００２５】
図５（ａ）（ｂ）は、上述の検知器５の変形例を示す。この検知器５は、上述の回転レバー２１の回転軸２ａの位置が、３段階に可変とされたものである。このような光センサシステム１によれば、ワイヤＷのたわみに対する押圧プーリ２３の回転率を変えることができるので、透過光量の変化を適切に検知できるように、容易に設定することができる。従って、ワイヤＷの設置状態、例えば、互いに隣接する通過リング１１の間隔の違いによるたわみ量の触れ幅（線材方向ａに沿ったワイヤＷの移動量の触れ幅）の違いに応じて、適宜に押圧プーリ２３の回転率を設定でき、光センサシステム１を容易に施工できる。なお、回転軸２ａの位置の変更は、３段階に限らず任意段階で可変とすることができる。
【００２６】
図６（ａ）（ｂ）は、検知器５のさらに他の変形例を示す。この検知器５は、回転レバー２１が、ワイヤＷの線材方向ａの移動ではなくワイヤＷの線材直交方向ｂの移動に基づいて回転するものである。図６（ａ）に示すように、回転レバー２１は、Ｌ字形状を有し、Ｌ字形状の角部における回転軸２ａと、一端部における回転軸２ｃで軸支された押圧プーリ２３と、他端部における係合ピン２ｄと、バネ６１とを備えている。係合ピン２ｄと、回転軸２ａと、回転軸２ｃとは、この順で上中下に位置されている。上部の係合ピン２ｄは、ワイヤＷを上方から下方に引き下げる状態でワイヤＷと係合している。バネ６１は、回転レバー２１に回転力を付勢する。その回転力は、係合ピン２ｄがワイヤＷを引き下げるための力となる。ワイヤＷは、所定の張力Ｔのもとで不図示のＡ，Ｂ端間に固定されると共に、検知器筐体５０の左右の側壁に設けた開口５ａを通して検知器筐体５０の内部に挿通され、開口５ａの内側に備えた通過リング５４（または支持ピン）によって支持されている。従って、ワイヤＷは、張力Ｔとバネ６１の付勢力とがつりあった状態で、検知器筐体５０の内部で下方に引き下げられている。光ファイバ３は、その途中部分が開口５ｂから筐体内部に引き込まれ、２つのガイドピン５３と、押圧プーリ２３とに接して、所定の張力状態で筐体内部に固定されている。
【００２７】
図６（ｂ）に示すように、たわみ発生によりワイヤＷの張力Ｔが増加して張力Ｔ１となると、係合ピン２ｄが上方向ｂに移動すると共に、回転レバー２１が矢印Ｒに示すように回転し、押圧プーリ２３が光ファイバ３を押圧して屈曲させ、屈曲変化部Ｃが発生する。バネ６１は、張力Ｔ１（および押圧プーリ２３に接している光ファイバからの反発力）につりあうように引き伸ばされる。このような検知器５は、ワイヤＷの端部に限らず、ワイヤＷの両端間の任意の位置に配置することができる。また、ワイヤＷの端部は、上述したようなバネ６を用いて終端させても、バネ６を用いることなく終端させてもよい。また、このような変位機構２においても、回転レバー２１の形状や光ファイバ３の取り付け構成を変更することにより、上述と同様に、ワイヤＷが切られたり外されたりした場合にバネ６１の作用によって光ファイバ３を屈曲させるようにすることができる。
【００２８】
（移動レバー式の検知器）
図７（ａ）（ｂ）は、検知器５のさらに他の変形例を示す。図７（ａ）に示すように、この検知器５の変位機構７は、検知器筐体５０の左右中央に上下移動自在に配置された縦長の移動レバー７１と、移動レバー７１を下方に付勢するバネ６２とを備えている。移動レバー７１の上部と下部には、それぞれ、上下に配置した２本の係合ピン７ａと、上下に配置した２本の係合ピン７ｂとが備えられている。ワイヤＷは、上述の図６（ａ）（ｂ）に示した検知器５と同様に、検知器筐体５０の内部に挿通され、通過リング５４によって支持されている。光ファイバ３は、その途中部分が開口５ｂから筐体内部に引き込まれ、上下左右対称に所定間隔で配列された４つの左右長手ガイド材５５の上下間に、所定の張力状態で、左右対称に固定されている。上下のガイド材５５は、光ファイバ３の上下移動を制限している。左右のガイド材５５は、移動レバー７１の下部を挿通する隙間を形成している。
【００２９】
移動レバー７１の係合ピン７ａの上側の１本は、上方からワイヤＷに係合し、バネ６２の付勢力に基づいてワイヤＷを下方に押し下げている。２本の係合ピン７ｂは、上下のガイド材５５と同様に、光ファイバ３を上下から挟み込んでいる。光ファイバ３は、ワイヤＷの張力Ｔとバネ６２の付勢力とがつりあった通常の状態（たわみがない状態）において、上下のガイド材５５の間と、２本の係合ピン７ｂの間とを、直線状に延びた状態となっている。
【００３０】
図７（ｂ）に示すように、ワイヤＷに外力Ｆが加えられてたわみが発生すると、たわみ発生によりワイヤＷの張力Ｔが増加して張力Ｔ１となる。すると、増加した張力Ｔ１によって係合ピン７ａに上向きの力が加わり、移動レバー７１が上方向ｂに移動すると共に、係合ピン７ｂも上方向ｂに移動する。２本の係合ピン７ｂが上方向ｂへ移動することによって、下側の係合ピン７ｂが光ファイバ３を上方に押圧して屈曲させ、屈曲変化部Ｃが発生する。バネ６２は、張力Ｔ１と光ファイバ３の反発力とにつりあうように収縮する。また、ワイヤＷが切断されたり、外されたりしてワイヤＷの張力Ｔが減少すると、バネ６２の付勢力によって移動レバー７１が下方向に移動し、上側の係合ピン７ｂが光ファイバ３を下方に押圧して屈曲させるので、ワイヤＷの異常状態が検出される。
【００３１】
（検知器の他の変形例）
図８、図９は、検知器５のさらに他の変形例を示す。図８に示すように、この検知器５は、検知器筐体５０の内部に、ワイヤＷの他端Ｂを接続固定するための固定部５６をさらに備えたものである。検知器筐体５０は、ワイヤＷの一端Ａと、他端Ｂとを内部に導入して終端する。その一端Ａと他端Ｂとは、通常、２本のワイヤＷの異なる端部であるが、１本のワイヤＷの両端とすることもできる。固定部５６は、ボルトと押えワッシャとを用いて、ワッシャと検知器筐体５０の一面との間にワイヤＷを挟み込んで固定する構成とし、ゆるみ止めに複数個所で固定する構成とすることができる。固定部５６は、ワイヤＷに張力を付与するバネを介して終端する構成とすることもできる。
【００３２】
図９に示すように、検知器５とワイヤＷの複数組を互いに直列配置する際に、各検知器５は、自己の変位機構２の検出対象となるワイヤＷの一端Ａを終端させると共に、互いに隣接する他の検知器５の変位機構２の検出対象となるワイヤＷの他端Ｂを終端させる。この検知器５によると、検出部（変位機構２）と固定部５６とを１つにまとめて部品点数を減らすことができ、施工や部品管理が容易で、製造コスト低減などを図ることができる。なお、図中に断線検知用光ファイバケーブル３２が示されている。この光ファイバケーブル３２は、金網１２の全面に張り巡らせた後、光成端箱３ａ内で幹線光ファイバケーブル３１に光接続され、不図示の光量検出部４に接続されている。光ファイバケーブル３２は、その透過光が受光部４２（図３）で受光されたか否かによって、ケーブル切断の有無が判断される。
【００３３】
図１０（ａ）（ｂ）は、検知器５のさらに他の変形例を示す。この検知器５は、変位機構２を２組備えると共に、ワイヤＷに作用する張力Ｔが所定値以下の場合のたわみ量に対して光ファイバ３の屈曲を制限する動作制限機構８を備えている。ワイヤＷは、所定の張力Ｔを付与された直線状態で、検知器筐体５０の左右側壁の開口５ａを通って導入され導出されている。ワイヤＷには、各変位機構２の接合部材２２が固定されている。光ファイバ３は、その途中部分が、検知器筐体５０の下壁に設けた開口５ｂから筐体内部に引き込まれて、検知器筐体５０に固定された複数のガイドピン５３，５６と、２つの押圧プーリ２３とに接して、所定の張力を与えられた状態で筐体内部に固定されている。
【００３４】
動作制限機構８は、ワイヤＷに固定された移動子８１と、移動子８１から突出した腕部材８２と、腕部材８２の両側に配置された２つのバネ８３（緩衝部材）とを備えている。移動子８１は、ワイヤＷと共に移動する。バネ８３は、一端を検知器筐体５０に固定し、他端を腕部材８２に固定し、その弾性力によって腕部材８２と移動子８１の移動、従って、ワイヤＷの移動を制限する。例えば、張力Ｔが張力（Ｔ＋ΔＴ）に増加したとき、増加量ΔＴが所定値以下の場合はワイヤＷが移動しないか、または僅かだけ移動するように、バネ８３の動作特性を設定する。検知器５は、このような動作制限機構８を備えることにより、ワイヤＷに作用する張力Ｔが所定値以下の場合のたわみ量に対して、変位機構２の動作を制限して光ファイバ３の屈曲を制限することができる。
【００３５】
この検知器５を備えた光センサシステム１によれば、不審者による外力に基づくたわみでなく、例えば、鳥等の動物がワイヤＷに乗ることによる小規模のたわみの場合に、これに対する不感領域を備えることができるので、誤報を低減することができる。この検知器５は、左右対称の構成であり、ワイヤＷが左右いずれかに移動することにより、その移動の原因となったたわみを検知することができる。また、ワイヤＷが切断されたり、外されたりした場合であっても、そのことを検知することができる。なお、ワイヤＷがその線材方向ａに移動するためには、移動代の存在が必要であり、バネ６等により移動代を設定することができる。また、この検知器５は、必ずしも左右対称に構成する必要はない。例えば、変位機構２を片側だけとしたり、バネ８３を片側だけとしたりしてもよい。
【００３６】
（光センサシステムの他の例）
図１１（ａ）（ｂ）は、光センサシステム１における光ファイバ３と光量検出部４の構成例を示す。図１１（ａ）に示すシステムでは、光量検出部４の外部において、光ファイバ３が、その透過光量を調節するアッテネータＡＴＴを備えている。アッテネータＡＴＴは、例えば、ソケットプラグ方式で光線路内に複数段挿入することができ、受光パワーを調整することができる。但し、このようなアッテネータＡＴＴは、通常、段階的にしか光パワーを減衰することができない。
【００３７】
図１１（ｂ）に示すシステムでは、光量検出部４の内部に、光ファイバ３の透過光量を調節する可変アッテネータ４３を備えている。可変アッテネータ４３として、例えば、熱光学効果を用いた導波路型の可変光減衰器を用いることができる。このような可変アッテネータ４３は、送光部４１または受光部４２に備えることにより、リニアに受光パワーを調整できるので、光量調整が簡単にでき、光センサシステム１の施工が容易にできる。また、光センサシステム１において、ワイヤＷの張力Ｔとたわみ量との関係テーブルや、たわみ量と透過光量の変化量との関係テーブルなどを、例えば、光量検出部４の受光部４２によって参照可能に備えることにより、可変アッテネータ４３を有効利用できる。例えば、これらのテーブルを自動参照して、可変アッテネータ４３によって受光パワーを調整すると共に、その調整に左右されることなく、不審者侵入によるたわみ発生を適切に判断することができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能であり、上述した各実施形態や変形例の構成を互いに組み合わせた構成としてもよい。例えば、上述した各種の検知器５を備えた光センサシステム１を取り混ぜて不審者検知ステムを構築することができる。また、各検知器５に対して、光ファイバ３が並列に導入されることを説明したが、複数の検知器５に対して共通の光ファイバ３、すなわち、検知器５を光ファイバ３で直列接続することもできる。この場合、使用する光ファイバ３の総延長距離を短くすることができ、また施工が容易となる。また、たわみの検出は、１本の光ファイバ３に関連付けられた検知器５が検出したことが分かるだけで、どの検知器５であるかは不明であるが、これで実用となる場面は存在する。この直列接続の場合、さらに、光量検出部４にＯＴＤＲ回路（Optical Time-Domain Reflectometer）などを備え、光パルスの透過光や反射光などを用いて、屈曲を検出した検知器５を特定することができる。この場合、特定する場所は、光ファイバ３に沿って既知の間隔で局所的に配置された検知器５であるので、低精度のＯＴＤＲ回路やこれに類する回路などを用いることができる。また、上下、左右等の用語を説明の便のために用いたが、本光センサシステムは、その姿勢にかかわらず使用することができる。また、バネ等は、ワイヤＷ等に張力を付与できるものであればよく、板バネ、コイルバネの他、ゴム、空気バネなどを用いることができる。また、光ファイバ３は、例えば、その表面に凹凸を付与して、マイクロベンディング効果を高める構成としてもよい。また、検知器筐体５０内で光ファイバ３を支持するガイドピン等はプーリ構造やローラ構造にしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１ 光センサシステム
２ 変位機構
２１ 回転レバー
３ 光ファイバ
４ 光量検出部
４３ 可変アッテネータ
５ 検知器
５０ 検知器筐体
６ バネ
６１，６２ バネ
７ 変位機構
７１ 移動レバー
８３ バネ（緩衝部材）
Ａ ワイヤの一端
Ｂ ワイヤの他端
Ｔ，Ｔ１ 張力
Ｗ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不審者の侵入を検知するための光センサシステムであって、
侵入を検知するエリアに配設したワイヤのたわみ量に応じて変位する変位機構と、
前記変位機構の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバと、
前記光ファイバを透過する光量変化を検出する光量検出部と、を備えたことを特徴とする光センサシステム。
【請求項２】
前記ワイヤに張力を付与するバネを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光センサシステム。
【請求項３】
前記変位機構は、前記ワイヤのたわみによって回転するする回転レバーを備え、前記回転レバーの回転によって前記光ファイバを屈曲させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光センサシステム。
【請求項４】
前記回転レバーは、その回転軸位置が可変であることを特徴とする請求項３に記載の光センサシステム。
【請求項５】
前記変位機構は、前記ワイヤのたわみによって当該ワイヤに対する横方向に移動する移動レバーを備え、前記移動レバーの移動によって前記光ファイバを屈曲させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光センサシステム。
【請求項６】
前記変位機構と前記ワイヤの一端部とを収納する検知器筐体を備え、
前記検知器筐体は、前記変位機構と前記ワイヤの組の複数組を互いに直列配置する際に互いに隣接する他の検知器筐体における変位機構による検出対象となるワイヤの他端を接続固定するための固定部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項７】
前記ワイヤの張力とたわみ量との関係テーブルを参照可能に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項８】
前記変位機構は、前記ワイヤに作用する張力が所定値以下の場合のたわみ量に対して前記光ファイバの屈曲を制限する緩衝部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項９】
前記光量検出部は、前記光ファイバの透過光量を調節する可変アッテネータを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項１】
不審者の侵入を検知するための光センサシステムであって、
侵入を検知するエリアに配設したワイヤのたわみ量に応じて変位する変位機構と、
前記変位機構の動作に連動して屈曲度合いが変化するように配設された光ファイバと、
前記光ファイバを透過する光量変化を検出する光量検出部と、を備えたことを特徴とする光センサシステム。
【請求項２】
前記ワイヤに張力を付与するバネを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光センサシステム。
【請求項３】
前記変位機構は、前記ワイヤのたわみによって回転するする回転レバーを備え、前記回転レバーの回転によって前記光ファイバを屈曲させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光センサシステム。
【請求項４】
前記回転レバーは、その回転軸位置が可変であることを特徴とする請求項３に記載の光センサシステム。
【請求項５】
前記変位機構は、前記ワイヤのたわみによって当該ワイヤに対する横方向に移動する移動レバーを備え、前記移動レバーの移動によって前記光ファイバを屈曲させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光センサシステム。
【請求項６】
前記変位機構と前記ワイヤの一端部とを収納する検知器筐体を備え、
前記検知器筐体は、前記変位機構と前記ワイヤの組の複数組を互いに直列配置する際に互いに隣接する他の検知器筐体における変位機構による検出対象となるワイヤの他端を接続固定するための固定部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項７】
前記ワイヤの張力とたわみ量との関係テーブルを参照可能に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項８】
前記変位機構は、前記ワイヤに作用する張力が所定値以下の場合のたわみ量に対して前記光ファイバの屈曲を制限する緩衝部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【請求項９】
前記光量検出部は、前記光ファイバの透過光量を調節する可変アッテネータを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の光センサシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２６１６７（Ｐ２０１２−２２６１６７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４４１０（Ｐ２０１１−９４４１０）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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