(57)【要約】  本応力センサは、第１の波長及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を発する光源と、前記第１の波長及び前記第２の波長の光が入射する光導波路と、を有し、前記光導波路は、蛍光色素を分散させたコア、及び前記コアの周囲を覆うクラッド、を備え、前記蛍光色素は、前記第１の波長の光に励起されて第３の波長の光を発光し、前記第２の波長及び前記第３の波長は可視光域にある。
2017078083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長及び可視光域にある第２の波長の光を発する光源と、
前記第１の波長及び前記第２の波長の光が入射する光導波路と、を有し、
前記光導波路は、蛍光色素を分散させたコア、及び前記コアの周囲を覆うクラッド、を備え、
前記蛍光色素は、前記第１の波長の光に励起されて可視光域にある第３の波長の光を発光する応力センサ。
【請求項２】
第１の波長の光を発する光源と、
前記第１の波長の光が入射する光導波路と、
前記光導波路の側面を覆うように検知対象に貼り付けられる散乱性部材と、を有し、
前記光導波路は、蛍光色素を分散させたコア、及び前記コアの周囲を覆うクラッド、を備え、
前記蛍光色素は、前記第１の波長の光に励起されて可視光域にある第３の波長の光を発光する応力センサ。
【請求項３】
前記光導波路の側面を覆うように検知対象に貼り付けられる散乱性部材を有する請求項１に記載の応力センサ。
【請求項４】
複数の前記散乱性部材を有し、
夫々の前記散乱性部材は、前記光導波路の側面の複数箇所を覆うように検知対象に貼り付けられる請求項３に記載の応力センサ。
【請求項５】
検知対象はボンベであり、
前記光導波路を前記ボンベに巻きつけて使用する請求項１に記載の応力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素自動車の将来的普及に備え、水素用ボンベの開発が進んでいる。自動車に搭載するボンベは軽量である必要があるため、炭素繊維（カーボンファイバー）等の軽量さと高い機械的耐久性を兼ね揃える新素材の開発も著しい。一方で、このような新素材を用いたボンベに、一般的な鋼ボンベほどの機械的強度を持たせることは難しい。【０００３】
又、水素は引火性の高い物質であるため、自動車へ搭載する際には、接触事故等の際の安全性を確保する必要がある。従って、水素用ボンベの膨張の検知は重要である。水素用ボンベの膨張の検知には、例えば、金属製ひずみゲージを用いることができる。【０００４】
又、光ファイバーを用いたセンサが知られており（例えば、特許文献１、２参照）、水素用ボンベの膨張の検知には、例えば、波長シフトを利用するOTDR（Optical Time-Domain Reflectometer）式光ファイバー応力センサを用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２１２５６号公報
【特許文献２】特開２００９−５０３４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属製ひずみゲージを用いた歪みセンサでは、局所的な歪みしか検知できないため、検知対象である水素用ボンベ全体の膨張を検知するためには、複数個を取り付ける必要がある。その際、周辺機器である増幅回路と電圧計も個数分必要になる。【０００７】
又、OTDR式光ファイバー応力センサでは、周辺機器であるスペクトルアナライザーの重量が高く、水素用ボンベの軽量化という当初のメリットが失われる。又、同種のセンサの中でも短距離（数十メートル）の検知は高い分解能を必要とするため、周辺機器が更に高価で複雑になる。【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、特別な周辺機器を用いることなく検知対象の応力を検知可能な応力センサ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】
【０００９】
本応力センサは、第１の波長及び前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を発する光源と、前記第１の波長及び前記第２の波長の光が入射する光導波路と、を有し、前記光導波路は、蛍光色素を分散させたコア、及び前記コアの周囲を覆うクラッド、を備え、前記蛍光色素は、前記第１の波長の光に励起されて第３の波長の光を発光し、前記第２の波長及び前記第３の波長は可視光域にあることを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の技術によれば、特別な周辺機器を用いることなく検知対象の応力を検知可能な応力センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】応力センサ１の構成を例示する模式図である。
【図２】応力センサ１を構成する光ファイバー１１を例示する斜視図である。
【図３】応力センサ１の光ファイバー１１に応力がかかっていない場合の光の伝搬の様子を例示する図である。
【図４】応力センサ１の光ファイバー１１に応力がかかっている場合の光の伝搬の様子を例示する図である。
【図５】応力センサ１の使用方法を例示する模式図である。
【図６】応力センサ２の構成を例示する模式図である。
【図７】応力センサ２の使用方法を例示する模式図である。
【図８】応力センサ３の構成を例示する模式図である。
【図９】応力センサ３の光ファイバー１１に応力がかかっていない場合の光の伝搬の様子を例示している。
【図１０】応力センサ３の光ファイバー１１に応力がかかっている場合の光の伝搬の様子を例示している。
【図１１】応力センサ３の使用方法を例示する模式図である。
【図１２】応力センサ４の構成を例示する模式図である。
【図１３】応力センサ４の使用方法を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１３】
〈第１の実施の形態〉
［応力センサ１の構成］
図１は、応力センサ１の構成を例示する模式図である。図２は、応力センサ１を構成する光ファイバー１１を例示する斜視図である。
【００１４】
図１及び図２を参照するに、応力センサ１は、光ファイバー１１と、第１の光源１２と、第２の光源１３と、光カプラ１４とを有し、これらは光が漏れないように結合されている。なお、１１ｅは、光ファイバー１１の出射側の端面（以降、端面１１ｅとする）を示している。
【００１５】
光ファイバー１１は、コア１１１と、コア１１１の周囲を被覆するクラッド１１２とを備えている。光ファイバー１１の端面１１ｅの直径は、例えば、１ｍｍ程度とすることができる。
【００１６】
コア１１１には、照射された励起光（後述の波長λ１の光）を吸収して励起光よりも長波長の可視光（後述の波長λ３の光）を発光する蛍光色素１９が分散されている。コア１１１の材料としては、屈折率の調整が可能であり、かつ、蛍光色素１９の分散に適した透明材料を用いることが好ましく、例えば、石英、高分子材料（ポリマー）、シリコーンゴム等を用いることができる。クラッド１１２の材料としては、例えば、コア１１１と同様の材料を用いることができる。
【００１７】
コア１１１の屈折率はクラッド１１２の屈折率よりも大きく調整されている。そのため、コア１１１内の光がクラッド１１２との境界面に入射する角度が臨界角より大きい場合には光が全反射を起こし、クラッド１１２に漏れることなくコア１１１内を伝搬して端面１１ｅに達する。
【００１８】
コア１１１に分散される蛍光色素１９としては、量子発光効率が高く、耐熱性が高く、経年退色しにくく、母材への相溶性が高いものを用いることが望ましい。蛍光色素１９としては、例えば、シアニン誘導体、フタロシアニン誘導体、ローダミン誘導体、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピラン誘導体、半導体ドット蛍光体、希土類蛍光体等を用いることができる。
【００１９】
ここで、半導体ドット蛍光体とは、ＧａＡｓ、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ／ＺｎＳ等を原料とする直径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の粒子である。又、希土類蛍光体とは、一般的に白色ＬＥＤに使用されるＥｕ２＋、Ｃｅ３＋、Ｍｇ４＋等の発光イオンを有する蛍光体である。
【００２０】
なお、後述のように、光ファイバー１１は、容器等の検知対象に巻きつけて使用されるため、巻きつけに必要な長さＬが十分に確保されている。
【００２１】
第１の光源１２は、コア１１１に分散された蛍光色素１９を励起可能な波長λ１（蛍光色素１９の吸収波長によく合致した波長）の光（例えば、青色光）を発する光源である。第２の光源１３は、波長λ２の光（例えば、赤色光）を発する光源である。但し、波長λ２は可視光域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度）である必要があるが、波長λ１は可視光域でなくてもよい。波長λ１が可視光域でなくても、応力の有無による色の変化を肉眼で検知可能だからである。
【００２２】
第１の光源１２及び第２の光源１３としては、例えば、レーザやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。なお、第１の光源１２と第２の光源１３とは、一体化されていても構わない。
【００２３】
光カプラ１４は、第１の光源１２の発する波長λ１の光と、第２の光源１３の発する波長λ２の光とを、効率よく光ファイバー１１に結合するための光回路である。波長λ１の光及び波長λ２の光は、光カプラ１４を経由して、光ファイバー１１に入射する。光カプラ１４は、例えば、ハーフミラーやプリズム等を用いて波長λ１の光と波長λ２の光とを合成する構成としてもよい。
【００２４】
なお、波長λ１は本発明に係る第１の波長の代表的な一例であり、波長λ２は本発明に係る第２の波長の代表的な一例である。又、後述の波長λ３は本発明に係る第３の波長の代表的な一例である。
【００２５】
図３は、応力センサ１の光ファイバー１１に応力がかかっていない場合の光の伝搬の様子を例示する図である。第１の光源１２の発する波長λ１の光と、第２の光源１３の発する波長λ２の光とは、光カプラ１４を経由して光ファイバー１１に入射する。
【００２６】
蛍光色素１９の励起光である波長λ１の光は、蛍光色素１９により吸収され、異なる波長λ３の光（例えば、緑色光）に変換されて放出される。この時、波長λ３の光は指向性を失うため、波長λ３の光の一部はクラッド１１２を経由して光ファイバー１１の側面から外部に漏出する。波長λ３の光の残部は、コア１１１内を伝播して端面１１ｅから出射する。但し、光ファイバー１１の長さが長い場合には、波長λ３の光は端面１１ｅから出射しないこともある。以降は、波長λ３の光が端面１１ｅから出射している場合を例にして説明する。
【００２７】
一方、上記の漏出は蛍光色素１９の放出波長である波長λ３以外の波長では起こりづらいため、波長λ２の光は漏光せずにコア１１１を伝搬し、光ファイバー１１の端面１１ｅから出射する。
【００２８】
つまり、光ファイバー１１に応力がかかっていない場合は、波長λ３の光（例えば、緑色光）が、光ファイバー１１の側面から光ファイバー１１の外側に漏出し、例えば緑色として視認される。又、波長λ２の光（例えば、赤色光）と波長λ３の光（例えば、緑色光）との混色が、端面１１ｅからの透過光の色として視認される。なお、波長λ１の光は波長λ３の光に変換されるので、端面１１ｅからは出射しない。
【００２９】
図４は、応力センサ１の光ファイバー１１に応力がかかっている場合の光の伝搬の様子を例示する図である。図３の場合と同様に、第１の光源１２の発する波長λ１の光と、第２の光源１３の発する波長λ２の光とは、光カプラ１４を経由して光ファイバー１１に入射する。なお、図４では、応力Ｆがかかっている位置を、便宜上、梨地模様（ドットパターン）で示している。
【００３０】
応力Ｆにより光ファイバー１１に張力が生じている場合も、図３の場合と同様に、波長λ１の光は蛍光色素１９により吸収され波長λ３の光に変換され、波長λ３の光（例えば、緑色光）が、応力Ｆがかかっている位置も含めた光ファイバー１１の側面の全域から光ファイバー１１の外側に漏出している。
【００３１】
又、応力Ｆにより光ファイバー１１に張力が生じている場合には、図３の場合とは異なり、波長λ１の光（例えば、青色光）と波長λ２の光（例えば、赤色光）も、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から光ファイバー１１の外側に漏出している。
【００３２】
この時、波長λ３の光の強度に比べて、波長λ１の光の強度と波長λ２の光の強度の方が高くなる。そのため、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から視認される色は、波長λ１の光と波長λ２の光との混色が支配的となる。例えば、波長λ１の光が青色光、波長λ２の光が赤色光であれば、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から視認される色は、青色光と赤色光との混色である紫色となる。
【００３３】
波長λ１の光と波長λ２の光の光ファイバー１１の側面から光ファイバー１１の外側への漏光の量は、応力Ｆが大きいほど（つまり、光ファイバー１１に生じる張力が大きいほど）多くなる。例えば、波長λ１の光が青色光、波長λ２の光が赤色光であれば、応力Ｆが大きいほど、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から視認される色は、濃い紫色となる。
【００３４】
又、光ファイバー１１に生じる張力が大きいほど、光ファイバー１１の端面１１ｅから出る透過光（波長λ２の光と波長λ３の光との混色）に含まれる波長λ３の光の比率が減少する。そして、漏光が特に顕著な場合には、光ファイバー１１の端面１１ｅからは波長λ２の光のみが出射する。
【００３５】
図３と図４を合わせて考えると、光ファイバー１１に応力がかかっていない場合（初期状態）は、光ファイバー１１の側面からは、波長λ３の光の色（例えば、緑色）が視認される。これに対して、光ファイバー１１に応力がかかっている場合は、光ファイバー１１の側面の応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）から、波長λ１の光の色（例えば、青色）と波長λ２の光の色（例えば、赤色）との混色（例えば、紫色）が視認される。
【００３６】
なお、前述のように波長λ１は可視光域でなくてもよいが、波長λ１が可視光域でない場合には、波長λ２の光と波長λ３の光は、可視光域の中で、なるべく波長に差があることが好ましい。図３と図４とを比較したときの色の変化が肉眼で認識し易くなるからである。
【００３７】
このように、応力センサ１の観察者が、光ファイバー１１の側面からの漏光の色を視認することで、光ファイバー１１に応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）を検知することができる。例えば、光ファイバー１１を検知対象に巻きつけておくことにより、検知対象において膨張が起きている位置を検知できる。これらに関して、以下に詳説する。
【００３８】
［応力センサ１の使用方法］
図５は、応力センサ１の使用方法を例示する模式図である。図５を参照するに、検知対象３００（例えば、水素用ボンベ等）には応力センサ１を構成する光ファイバー１１が螺旋状に巻きつけられている。なお、応力センサ１では、光ファイバー１１に生じる張力を利用して応力を検知するので、光ファイバー１１を検知対象３００の周囲に接着等により完全に固定するよりも、或る程度自由に動ける状態で保持しておく方が好ましい。又、光ファイバー１１は互いに接するように密に巻きつけてもよい。
【００３９】
図５の状態で、第１の光源１２及び第２の光源１３を発光させ、検知対象３００の全部又は一部が膨張した場合を考える。この場合、検知対象３００の膨張した部分に巻きつけられていた光ファイバー１１に張力が生じる。
【００４０】
この場合、光ファイバー１１の側面の応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）では、波長λ３の光の色から、波長λ１の光の色と波長λ２の光の色との混色へ変化する。
【００４１】
例えば、図５のＡの位置で検知対象３００に膨張が起きている場合、Ａの位置に巻きつけられた光ファイバー１１の側面が、波長λ３の光の色（例えば、緑色）から、波長λ１の光の色（例えば、青色）と波長λ２の光の色（例えば、赤色）との混色（例えば、紫色）に変化する。そのため、検知対象３００において膨張が起きている位置を肉眼で検知できる。
【００４２】
このように、応力センサ１を用いることにより、従来のように電圧計やスペクトルアナライザー等の特別な周辺機器を用いることなく、応力（検知対象の膨張）を検知可能となる。なお、応力センサ１における第１の光源１２、第２の光源１３、及び光カプラ１４は特別な周辺機器ではなく、必要最低限の機器である。又、これらの機器は軽量かつ安価である。
【００４３】
又、応力センサ１を用いることにより、色の変化という明瞭な方式で、検知対象の状態（膨張の有無）を観察者に知らせることができる。
【００４４】
又、応力センサ１の光ファイバー１１を検知対象に複数回巻きつけることにより、検知対象の局所的な膨張を検知することができる。又、検知対象の状態（膨張の有無）を可視化できるため、観察者に危険な状態を知らせることが容易となる。又、検知対象の状態（膨張の有無）を可視化できるため、観察者に内容物の残量を推測させることが容易となる。
【００４５】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、散乱性部材を備えた応力センサを例示する。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００４６】
［応力センサ２の構成］
図６は、応力センサ２の構成を例示する模式図である。図６を参照するに、応力センサ２は、散乱性部材１５を備えている点が、応力センサ１（図１参照）と相違している。
【００４７】
散乱性部材１５は、例えば、市販のセロハンテープ等の散乱性の半透明テープであり、検知対象の所定の位置に貼り付け可能に構成されている。散乱性部材１５は、単数であっても複数であっても構わない。光ファイバー１１からの漏光が散乱性部材１５に入射すると、散乱性部材１５において入射光が散乱し、散乱性部材１５全体が発色する。これにより、漏光の視認性を向上できる。
【００４８】
［応力センサ２の使用方法］
図７は、応力センサ２の使用方法を例示する模式図である。図７を参照するに、検知対象３００には応力センサ２を構成する光ファイバー１１が螺旋状に巻きつけられている。又、光ファイバー１１の側面の複数箇所を覆うように、検知対象３００に複数の散乱性部材１５が離散的に貼り付けられている。
【００４９】
散乱性部材１５、散乱性部材１５の裏面（検知対象３００側の面）に設けられた粘着剤、及び光ファイバー１１のクラッド１１２の屈折率の関係は、散乱性部材１５＞粘着剤＞クラッド１１２であることが望ましい。光が散乱性部材１５側に伝搬し易くなり、視認性が向上するからである。
【００５０】
なお、図７では、便宜上、夫々の散乱性部材１５を、散乱性部材１５１、１５２、１５３、１５４、及び１５５とするが、夫々の材料や大きさ等は同じとしてよい。
【００５１】
図７の状態で、第１の光源１２及び第２の光源１３を発光させ、検知対象３００の一部が膨張した場合を考える。この場合、膨張した部分Ｂに巻きつけられていた光ファイバー１１に張力が生じるため、第１の実施の形態と同様に、光ファイバー１１の側面の応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）では、波長λ３の光の色から、波長λ１の光の色と波長λ２の光の色との混色へ変化する。
【００５２】
つまり、検知対象３００に膨張が起きていない場合には、散乱性部材１５１〜１５５は全て波長λ３の光の色である。これに対して、検知対象３００に膨張が起きた場合には、膨張が起きた部分Ｂから漏出した波長λ１の光と波長λ２の光が、その部分Ｂに貼り付けられている散乱性部材１５４に入射して散乱し、散乱性部材１５４の全体が波長λ１の光の色と波長λ２の光の色との混色となる。
【００５３】
図７の場合には、光ファイバー１１の側面から出る漏光を図５の場合よりも大面積で視認できるため、検知対象３００の局所的な膨張を肉眼で更に容易に検知することができる。又、散乱性部材１５１〜１５５の全てが波長λ１の光の色と波長λ２の光の色との混色となった場合には、検知対象３００の全体が膨張していることを肉眼で容易に検知することができる。
【００５４】
なお、特定部分の膨張のみを検知したい場合には、光ファイバー１１の側面の１箇所を覆うように、検知対象３００に１つの散乱性部材１５のみを貼り付けてもよい。
【００５５】
このように、応力センサ２を用いることにより、応力センサ１で得られる効果に加えて、更に以下の効果を奏する。すなわち、光ファイバー１１の側面に散乱性部材１５を配することにより、漏光が散乱性部材１５に入射して散乱し散乱性部材１５全体が発色するため、応力センサ１を用いた場合よりも視認性を向上できる。
【００５６】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、１つの光源のみを備えた応力センサを例示する。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５７】
［応力センサ３の構成］
図８は、応力センサ３の構成を例示する模式図である。図８を参照するに、応力センサ３は、第２の光源１３及び光カプラ１４を有していない点が、応力センサ１（図１参照）と相違している。
【００５８】
図９は、応力センサ３の光ファイバー１１に応力がかかっていない場合の光の伝搬の様子を例示している。応力センサ３では、蛍光色素１９の励起光である第１の光源１２の発する波長λ１の光のみが光ファイバー１１に入射し、蛍光色素１９により吸収され、異なる波長λ３の光（例えば、緑色光）に変換されて放出される。なお、応力センサ１とは異なり、応力センサ３では、波長λ１が可視光域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度）である。
【００５９】
この時、第１の実施の形態と同様に、波長λ３の光は指向性を失うため、波長λ３の光の一部はクラッド１１２を経由して光ファイバー１１の側面から外部に漏出する。波長λ３の光の残部は、コア１１１内を伝播して端面１１ｅから出射する。但し、光ファイバー１１の長さが長い場合には、波長λ３の光は端面１１ｅから出射しないこともある。以降は、波長λ３の光が端面１１ｅから出射している場合を例にして説明する。
【００６０】
図１０は、応力センサ３の光ファイバー１１に応力がかかっている場合の光の伝搬の様子を例示している。図９の場合と同様に、蛍光色素１９の励起光である第１の光源１２の発する波長λ１の光のみが光ファイバー１１に入射し、蛍光色素１９により吸収され波長λ３の光に変換されて放出される。なお、図１０では、応力Ｆがかかっている位置を、便宜上、梨地模様（ドットパターン）で示している。
【００６１】
応力Ｆにより光ファイバー１１に張力が生じている場合も、図９の場合と同様に、波長λ１の光は蛍光色素１９により吸収され波長λ３の光に変換され、波長λ３の光（例えば、緑色光）が、応力Ｆがかかっている位置も含めた光ファイバー１１の側面の全域から光ファイバー１１の外側に漏出している。
【００６２】
又、応力Ｆにより光ファイバー１１に張力が生じている場合には、図９の場合とは異なり、波長λ１の光（例えば、青色光）も、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から光ファイバー１１の外側に漏出している。
【００６３】
この時、波長λ３の光の強度に比べて、波長λ１の光の強度の方が高くなる。そのため、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から視認される色は、波長λ１の光が支配的となる。例えば、波長λ１の光が青色光であれば、応力Ｆがかかっている位置の光ファイバー１１の側面から視認される色は、青色光となる。
【００６４】
図９と図１０を合わせて考えると、光ファイバー１１に応力がかかっていない場合（初期状態）は、光ファイバー１１の側面からは、波長λ３の光の色（例えば、緑色）が視認される。これに対して、光ファイバー１１に応力がかかっている場合は、光ファイバー１１の側面の応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）から波長λ１の光の色（例えば、青色）が漏光の色として視認される。
【００６５】
このように、応力センサ３の観察者が、光ファイバー１１の側面からの漏光の色を視認することで、光ファイバー１１に応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）を検知することができる。例えば、光ファイバー１１を検知対象に巻きつけておくことにより、検知対象において膨張が起きている位置を検知できる。
【００６６】
［応力センサ３の使用方法］
応力センサ３は、応力センサ１と同様に、検知対象３００（例えば、水素用ボンベ等）に応力センサ３を構成する光ファイバー１１を螺旋状に巻きつけて使用することができる。
【００６７】
図１１は、応力センサ３の使用方法を例示する模式図である。図１１の状態で、第１の光源１２を発光させ、検知対象３００の全部又は一部が膨張した場合を考える。この場合、検知対象３００の膨張した部分に巻きつけられていた光ファイバー１１に張力が生じる。
【００６８】
この場合、光ファイバー１１の側面の応力がかかっている位置（光ファイバー１１に張力が生じている位置）では、波長λ３の光の色から、波長λ１の光の色へ変化する。
【００６９】
例えば、図１１のＡの位置で検知対象３００に膨張が起きている場合、Ａの位置に巻きつけられた光ファイバー１１の側面が波長λ３の光の色（例えば、緑色）から、波長λ１の光の色（例えば、青色）に変化する。そのため、検知対象３００において膨張が起きている位置を肉眼で検知できる。
【００７０】
このように、応力センサ３を用いることにより、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。又、光源の数量を減らせるので、コスト的に有利となる。
【００７１】
但し、第１の実施の形態のように、波長λ１の光と波長λ２の光を光ファイバー１１に入射させる場合は、応力がかかっている位置から、波長λ１の光（例えば、青色光）と波長λ２の光（例えば、赤色光）の混色（例えば、紫色）が視認されるため、波長λ３の光の色（例えば、緑色）からの変化が顕著となり、視認性を向上させることができる（応力を検知し易くすることができる）。
【００７２】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第３の実施の形態に係る応力センサに散乱性部材を追加する例を示す。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００７３】
［応力センサ４の構成］
図１２は、応力センサ４の構成を例示する模式図である。図１２を参照するに、応力センサ４は、散乱性部材１５を備えている点が、応力センサ３（図８参照）と相違している。
【００７４】
図１３は、応力センサ４の使用方法を例示する模式図である。図１３に示すように、応力センサ４において、光ファイバー１１の側面に散乱性部材１５を配する。これにより、第２の実施の形態と同様に、漏光が散乱性部材１５に入射して散乱し散乱性部材１５全体が発色するため、応力センサ３を用いた場合よりも視認性を向上できる。
【００７５】
このように、応力センサ４を用いることにより、応力センサ３で得られる効果に加えて、更に以下の効果を奏する。すなわち、光ファイバー１１の側面に散乱性部材１５を配することにより、漏光が散乱性部材１５に入射して散乱し散乱性部材１５全体が発色するため、応力センサ３を用いた場合よりも視認性を向上できる。
【００７６】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７７】
例えば、本発明に係る応力センサには、必ずしも光ファイバーを用いる必要はなく、コアとクラッドとを有する任意の形状の導波路構造を用いることができる。例えば、光ファイバーのようなファイバ型光導波路に代えて、スラブ型光導波路を用いてもよい。
【００７８】
又、上記の実施の形態では、検知対象の周囲に光ファイバーを巻きつける例を示したが、検知対象の側壁内に螺旋状の光ファイバーを埋め込んでもよい。
【００７９】
又、光源を３つ以上としてもよい。
【００８０】
本国際出願は２０１５年１１月４日に出願した日本国特許出願２０１５−２１６９９５号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１５−２１６９９５号の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【００８１】
１、２、３、４  応力センサ
１１  光ファイバー
１１ｅ  端面
１２  第１の光源
１３  第２の光源
１４  光カプラ
１５、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５  散乱性部材
１９  蛍光色素
１１１  コア
１１２  クラッド
【図１】
2017078083.tif 000003
【図２】
2017078083.tif 000004
【図３】
2017078083.tif 000005
【図４】
2017078083.tif 000006
【図５】
2017078083.tif 000007
【図６】
2017078083.tif 000008
【図７】
2017078083.tif 000009
【図８】
2017078083.tif 000010
【図９】
2017078083.tif 000011
【図１０】
2017078083.tif 000012
【図１１】
2017078083.tif 000013
【図１２】
2017078083.tif 000014
【図１３】
2017078083.tif 000015
【国際調査報告】
2017078083.tif 000016
2017078083.tif 000017
2017078083.tif 000018
2017078083.tif 000019