JPS62170116A - 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アイバマントに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、侵入感知器や自動ドアなどに用いられるセンサと
して、遠赤外線センナ、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、またば、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ちる。

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、平常はブレーク状態であるが人がその上を歩くと
その圧力で接点がメーク状態となり、電気回路が構成さ
れるようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 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
先鋭塵が悪く、感知エリヤと他との境界がぼけて調整が
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ン・オフ機能が劣化
し、また、マットの中に電気が流れていることから、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じて用
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、＜
９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ことを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 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２本の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
部材にと９つけてなる光ファイバマットにおいて、前記
２本の光ファイバは外径Ｄ１の感圧用光ファイバと、外
形Ｄ２の温度補償用光ファイバとからなり、ＤＩ　とＤ
２との大きさの関係が り、＞０２ でちることを特徴とする光ファイバマットである。

（作用） このように構成された光ファイバマットの上から圧力が
かかると、２本の光ファイバのうち、外径の大きいＤｌ
の方の光ファイバに圧力がかかり、外径の小さいＤ２の
方は圧力が全くかからないかまたはかかっても小さくて
無視できる程度に設定されている。

そのため、圧力を太きく受ける外径Ｄ１の方の光ファイ
バは歪が大きく、入射光に対し散乱光を発生し、出射光
の振幅が小さくなるが、外径の小さいＤ２の方の光ファ
イバは歪が殆ど発生せず、出射光は変化しない。したが
って両者の差を差動効果としてと９だすことができる。

まだ、周囲の温度の変化は、２本の光ファイバに同等に
、または比例的に影響を及ぼすので電気回路処理によシ
相殺することができ、従って温度の変化は外部には電圧
として現われない。

すなわち、外径の大きさの異なる２本の光ファイバを用
いて圧力センサとしての機能と、温度補償機能とを持た
せたものである。

（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で
ある。

１は光ファイバマット本体で、Ｐタイルまたはゴム板よ
りなる下面保護部材２と、この下面保護部材２上に固着
された２本の光ファイバ、すなわち外径Ｄ１の感圧用光
ファイバ３と外径Ｄ２の温度補償用光ファイバ４と、こ
れらの光ファイバを覆い旦つ下面保護部材にマジックテ
ープでとりつけたじゅうたん等上面保護部材５とで構成
され、これにコントロールサーキットボックス６がトリ
つけである。

ここで、外径とは被覆をも含めた一番外側のものをいい
、被覆がない場合はクラッドの外径をいうこととする。

Ｄ、とＤ２の大きさの関係は Ｄ＋　＞　０２ となっていて感圧用光ファイバ３の外径Ｄ１は、温度補
償用光ファイバ４の外径Ｄ２よりも大きく形成しである
。

感圧用光ファイバ３と温度補償用光ファイバ４は、平行
して蛇行状に配設されている。

この２本の光ファイバは光の伝送特性を良好に保つため
、急激な曲げを避け、蛇行状としである。

コントロールサーキットボックス６は、光と電気との相
互変換機能やその他の電気処理回路を内蔵している。

第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図で、下面保護部材２の
上に外形の大きい、すなわち外形り、の感圧用光ファイ
バ３と、外形の小さいＤ２の温度補償用光ファイバ４と
が接着材７で固定され、その上を上面保護部材５で覆い
、旦つ、上面保護部材５はマジックテープなどの取付部
材８で下面保護部材２に取りつけられている。

取付部材８は、図では着脱可能なマジックテープである
が、これはチャックとしてもよく、また、接着材による
固定的なとりつけであってもよい。

この光フアイバマント本体１の上を人が歩くなどにより
圧力Ｐがかかると、上面保護部材５を通じて外径り、の
太く形成された感圧用光ファイバ３の方に圧力Ｐがかか
り、コアが変形して光伝送特性が変化する。

このとき、外形Ｄ２の細く形成された温度補償用光ファ
イバ４は圧力が全くかからないかまたはかかつても小さ
くて無視できる程度に設定しておく。そうすることによ
って温度補償用光ファイバ４はマント上を歩いても光伝
送特性は変らない。

なお、図ではコアとクラッドを特に区別して表示するこ
とは便宜上省略しである。

第３図は外径の大きい感圧用光ファイバ３と外径の小さ
い光ファイバ４との実施例を二側につぃて示したもので
ある。

先ず、第３図Ａは両光ファイバ３・４がともに被覆を有
しない場合を示している。外径Ｄ１の方が感圧用光ファ
イバ３であり、外径Ｄ２の方が温度補償用光ファイバ４
でおる。外径の大きい方が圧力Ｐの影響を受けやすいこ
とを示している。

なお、周囲温度の変化に対しては双方の光ファイバは同
等の、または比例的な影響を受けるように平行して配列
される。

第３図Ｂは他の実施例で、外径Ｄ１の感圧用光ファイバ
が被覆３ａを有し、外径Ｄ２の温度補償用光ファイバ４
が被覆を有しない場合を示している。

第３図Ｃはさらに他の実示例を示すもので、外径Ｄ１の
感圧用光ファイバ３と温度補償用光ファイバ４とがそれ
ぞれ被ｆｉ３ａ・４ａを有する場合を示している。いづ
れの場合も、感圧用光ファイバ３の外径り、は、温度補
償用光ファイバ４の外径Ｄ２より大きく形成されること
によって、感圧用光ファイバ３の感圧度を犬きく、温度
補償用光ファイバ４の感圧度を小さくしである。

第４図は、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９によシ発光素子１０が一定の強さの光信号を発
する。図では発光素子１０は１個であるがこれは２個設
けてそれぞれのファイバ３・４に対応させてもよい。

この光信号は感圧用光ファイバ３ならびに温度補償用光
ファイバ４の端面から入射し、光ファイバマット本体１
を経てそれぞれ光ファイバの他の端面から出て受光素子
１１・１２によって電気信号に変換される。

受光素子１１は感圧用光ファイバ３の出射光を受光し、
固定抵抗Ｒ１の両端ａ”ｃ間にＥｌの電圧を生ずる。

まだ、受光素子１２は温度補償用光ファイバ４の出射光
を受光して可変抵抗Ｒ２の両端ｂ−ｃ間に電圧Ｅ２を生
ずる。

受光素子１１と１２は概性を互に反対方向になるように
結合しであるためＥ、とＥ２　も甑性方向が反対でちり
、したがって端子ａ−ｂ間にとり出される電圧Ｅ。はＥ
、とＥｔとの差である。

したがって可変抵抗Ｒ２で　Ｅ、＝Ｅ、となるように調
整１．ておくと、 Ｅｏ　”　Ｆ２１Ｅ２　＝　０ となり、平常はａ−ｂ端子間に現われる電圧Ｅ。

は０、すなわち無電圧で平衡状態を保っている。

光ファイバマット本体１上に圧力がかかると前述の理由
により感圧用光ファイバ３の出射光が減小し、受光素子
１１の両端、すなわち抵抗Ｒ７の両端の電圧はＥ、から
Ｅ　Ｐ　＋　だけ小さいＥｌ　　　ＥＰ＋ となる。

このとき温度補償用光ファイバ４は圧力を殆ど受けず、
したがって出射光が減少しないから受光素子１２の両端
、すなわち可変抵抗Ｒ２の両端に現われる電圧の変化Ｅ
Ｐ２は Ｅ　ｐ２″：Ｏ となシ変化量を無視することができ、電圧Ｅ２はＥｔ　
　Ｅｐｚ＃Ｅ２　　０：Ｅｔ となってかわらない。

したがってａ−ｂ端子間の電圧Ｅ。はバランスがくずれ
、 Ｅｏ　”　（Ｅｌ　　Ｅ　ｐ＋　）　　Ｅｔ　”Ｅｌ　
　Ｅｔ−Ｅｐ＋　＝ＯＥｐ＋　＝　　ＥＰ＋ となってＥ１側変化分の−Ｅ　ｐ＋　だけが現われ、圧
力の変化を電圧の変化としてとりだすことができる。

次に、光フアイバマント本体１の周囲温度の変化による
各受光素子１１・１２の両端電圧の変化量Ｅ　ｔ、−Ｅ
ｔ２については、両光ファイバは平行して蛇行状に配設
されているから温度変化による影響をほぼ同等にまたは
比例的に受け、可変抵抗Ｒ２による調整も可能なことか
ら、 Ｅｔ＋　＝Ｅｔ２ すなわち　Ｅｔ、−Ｅｔ２＝０ とすることができ、ａ−ｂ端子間の電圧Ｅ。は（Ｅｌ　
−Ｅｔ＋　）−（Ｅ、−Ｅｔ２　）＝（Ｅｌ　−Ｅｔ　
）−（Ｅｔ、−Ｅｔ２）となシ、前述の Ｅ、　　−Ｅｔ　＝０ と　　　Ｅｔ、−Ｅｔ　　２　　＝０ とを代入すると （Ｅｌ　−Ｅｔ　）−１ｔ、　−Ｅｔ２）：０−０＝０ となって、ａ−ｂ端子間の電圧Ｅ。は周囲の温度の影響
を受けず、この構成による光ファイバマットは温度補償
機能を有することを示している。

以上、本発明の実施例についてその構成を説明してきた
が、本発明は外径り、の太く形成された感圧用光ファイ
バ３と、外径Ｄ２の細く形成された温度補償用光ファイ
バ４とをマット内に平行して備えたので、圧力に対して
は主として感圧用光ファイバ３のみの電送特性の変化を
とりだし、温度変化に対しては双方の電送特性の変化が
同等にまたは比例的に現われるのを利用し、電気回路で
相殺させて、常に温度の影響を排除してなる温度補償形
の光ファイバマットとしたものである。

（発明の効果） 本発明は外形り、の太く形成された感圧用光ファイバと
、外径Ｄ２の細く形成された光ファイバとをマット内に
蛇行状に配しであるので、圧力に対しては外形り、の太
い方の感圧用光ファイバが鋭敏に感じ、外形Ｄ２の細い
方の温度補償用光ファイバは、圧力を殆んどまたは全く
感じないので圧力の変化はそのアンバランス性によりと
りだすことができ、圧力センサとすることができる。

また、温度の変化に対しては、前記双方の光ファイバに
常に同等に、あるいは比例的に伝送特性の変化として現
われるので、電気回路で相殺処理して温度変化の影響を
排除した温度補償形の光ファイバマットを得ることがで
きる。

【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線断面図、第３図は本発明の感圧用光ファイ
バならびに温度補償用光ファイバの実施例を示す図で、
Ａはその一実施例、Ｂは他の実施例、Ｃはさらに他の実
施例を示す。第４図はサーキットコントロールボックス
の説明図である。 （図中） ２−下面保護部材 ３−感圧用光ファイバ ４一温度補償用光ファイバ ５・−上面保護部材 特許出願人　　株式会社　本田電子技研筒　　１　　図 第　　２　　図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）下面保護部材の上に蛇行状に形成してなる２本の
   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とりつけて
   なる光ファイバマットにおいて、前記２本の光ファイバ
   は外径Ｄ＿１の感圧用光ファイバと、外形Ｄ＿２の温度
   補償用光ファイバとからなり、Ｄ＿１とＤ＿２との関係
   は Ｄ＿１＞Ｄ＿２ であることを特徴とする光ファイバマット。
2. （２）前記２本の光ファイバは、双方とも被覆を有しな
   いものである特許請求の範囲第１項記載の光ファイバマ
   ット。
3. （３）前記２本の光ファイバは、感圧用光ファイバが被
   覆を有し、温度補償用光ファイバが被覆を有しないもの
   である特許請求の範囲第１項記載の光ファイバマット。
4. （４）前記２本の光ファイバは、双方とも被覆を有する
   ものである特許請求の範囲第１項記載の光ファイバマッ
   ト。
5. （５）前記上面保護部材は、前記下面保護部材に着脱可
   能にとりつけたものである特許請求の範囲第１項記載の
   光ファイバマット。
6. （６）前記上面保護部材は、前記下面保護部材に固定的
   にとりつけたものである特許請求の範囲第１項記載の光
   ファイバマット。