(57)【要約】【課題】  監視領域の変更が容易で，対象物の微小な動きまで検知することの可能なセンサシステムを提供する。【解決手段】    所定の監視領域内における対象物の動きを検知するセンサシステムに，監視領域内に設置され，光ファイバが配されたセンサシートと，光ファイバの一端から光ファイバに所定パワーの光を入力する光源手段と，光ファイバの他端から出力される光の状態変化に基づいてセンサシート上での対象物の動きを検知する検知手段とを備えた。【選択図】    図１
2006127467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の監視領域内における対象物の動きを検知するセンサシステムであって：
前記監視領域内に設置され，光ファイバが配されたセンサシートと；
前記光ファイバの一端から前記光ファイバに所定のパワーの光を入力する光源手段と；
前記光ファイバの他端から出力される前記光の状態変化に基づいて前記センサシート上での前記対象物の動きを検知する検知手段と；
を備えることを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
前記検知手段は，
前記光ファイバの他端から出力された前記光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と；
前記Ｏ／Ｅ変換器から出力される出力値と所定の基準電圧値との比較結果に基づいて前記センサシート上の対象物の動きの有無を判断する演算装置と；
を備えることを特徴とする，請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記演算装置は，所定時間の間，連続して前記出力値が前記基準電圧値よりも小さい場合に前記センサシート上の対象物に動きが無いと判断することを特徴とする，請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記検知手段は，前記Ｏ／Ｅ変換器から出力される出力値の微分値または差分値を求める変化値計算手段をさらに備え，
前記演算装置は，前記変化値計算手段によって求められた前記微分値または前記差分値と前記所定の基準電圧値を比較することを特徴とする，請求項２または３に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記Ｏ／Ｅ変換器は，前記光ファイバの他端から出力される前記光を受光する受光部を備え，前記受光部の径は，前記光ファイバのコア部の径よりも小さいことを特徴とする，請求項２から４のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記光ファイバのうち，前記監視領域よりも前記検知手段に近い部分の少なくとも一部に，前記光源手段から前記光ファイバに入力された前記光を前記光ファイバの外部に漏れ出させる傷を設けることを特徴とする，請求項１から４のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記光が出力される前記光ファイバの他端には，前記光ファイバ内に伝送される光信号の任意の直線偏光成分のみを透過させる偏光子が設置されることを特徴とする，請求項１から４のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記センサシートに配される前記光ファイバの少なくとも一部がマルチモード光ファイバであることを特徴とする，請求項１から７のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記光が出力される前記光ファイバの他端はシングルモード光ファイバであることを特徴とする，請求項１から８のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項１０】
前記マルチモード光ファイバの光の出力端には，前記マルチモード光ファイバのコア部の断面積よりも小さい面積の開口部を備えたキャップが設置されることを特徴とする，請求項８に記載のセンサシステム。
【請求項１１】
前記センサシートは，前記センサシートへの外からの力を前記光ファイバに伝達しやすくする外力伝達手段を備えることを特徴とする，請求項１から１０のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項１２】
前記外力伝達手段は，前記センサシートに外力が加えられた場合に前記光ファイバに部分的に前記外力を伝達することを特徴とする，請求項１１に記載のセンサシステム。
【請求項１３】
前記外力伝達手段は，前記センサシートの光ファイバの配設領域の少なくとも一部に設けられた凹部および／または凸部であることを特徴とする，請求項１１に記載のセンサシステム。
【請求項１４】
前記センサシートに配された前記光ファイバは，少なくとも一部で交差していることを特徴とする，請求項１から１３のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項１５】
複数本の前記光ファイバが束ねられて前記センサシートに配されていることを特徴とする，請求項１から１４のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項１６】
前記センサシートは，所定の剛性を有する板状または棒状の部材を含んで構成されていることを特徴とする，請求項１から１５のいずれかに記載のセンサシステム。
【請求項１７】
所定の監視領域内における対象物の動きを検知する検知方法であって：
光ファイバが配されたセンサシートを前記監視領域内に設置するステップと；
前記光ファイバの一端から前記光ファイバに所定のパワーの光を入力するステップと；
前記光ファイバの他端から出力される前記光の状態変化に基づいて前記センサシート上での前記対象物の動きを検知するステップと；
を含むことを特徴とする検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，所定の監視領域内における対象物の動きを検知するセンサシステム，および検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，所定の監視領域内における対象物の動きを検知する手段として，赤外線センサが広く知られている。赤外線センサは，例えば，自動ドアの開閉制御や，侵入者の検知のために建物の出入り口や窓付近に取り付けられている。また，患者の在床状態を検知するために病院のベッド上方の天井に赤外線センサを取り付け，患者が在床しているか否か，および在床している患者が動いているか否かを検知する，赤外線センサを利用した在床検知装置も提案されている（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし，赤外線センサは，取り付けおよび取り外しを容易に行うことができないため，監視領域を変更し難いという問題点があった。また，上記の在床検知装置では，赤外線センサにより人体の頭部付近から発生する赤外線を検知して人体の動きの有無を判定しているため，検知対象の人物が意図的に頭を動かした時や，寝返りの時など，比較的大きな動きについては検知できるが，人体の呼吸等の微小な動きを検知することはできなかった。
【０００５】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，監視領域の変更が容易で，対象物の微小な動きまで検知することの可能なセンサシステムおよび検地方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，所定の監視領域内における対象物の動きを検知するセンサシステムであって，監視領域内に設置され，光ファイバが配されたセンサシートと，光ファイバの一端から光ファイバに所定のパワーの光を入力する光源手段と，光ファイバの他端から出力される光の状態変化に基づいてセンサシート上での対象物の動きを検知する検知手段とを備えるセンサシステムが提供される。
【０００７】
上記発明によれば，センサシート上での対象物の動きを検知できるため，センサシートの形状や大きさ，設置場所を変更することによって容易に監視領域を変更することができる。また，光ファイバへの外力や光ファイバの変形に伴い光ファイバ内の光の状態は変化するが，本発明によればその光の状態変化に基づいて対象物の動きを検知している。光ファイバ内を伝達される光は，微小な外力によっても影響を受ける。また，光ファイバは微小な外力によっても変形する。そのため，光ファイバが配されたセンサシートに微小な外力が加えられることによって光ファイバから出力される光の状態は変化する。出力される光の状態変化は，具体的には，光ファイバから出射される光のパワーの変化として現れる。その結果，本発明によれば，対象物の微小な動きまで検知することができる。
【０００８】
上記検知手段は，光ファイバの他端から出力された光を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と，Ｏ／Ｅ変換器から出力される出力値と所定の基準電圧値との比較結果に基づいてセンサシート上の対象物の動きの有無を判断する演算装置とを備えていてもよい。かかる構成によれば，光ファイバから出力される光の状態の変化の有無や変化の程度を，光ファイバから出射される光のパワーの測定値によって調べることができる。なお，測定値としては，時間の経過に伴う光パワーの変化の有無やその程度がわかる値であれば，どのような物理量でも構わない。また，かかる構成によれば，基準電圧値を変更することによって，対象物の動きの有無の判断基準を調節することができる。そのため，対象物に応じて判断基準を変更することも可能である。
【０００９】
上記演算装置は，所定時間の間，連続して出力値が基準電圧値よりも小さい場合にセンサシート上の対象物に動きが無いと判断するように構成されもよい。出力値が基準電圧値よりも小さい場合とは，出力値が基準電圧値以下である場合であってもよいし，出力値が基準電圧値未満である場合であってもよい。かかる構成によれば，所定の時間を変更することによって対象物に動きが無いと判断される判断基準を調節することができる。そのため，対象物に応じて判断基準を変更することも可能である。
【００１０】
上記検知手段は，Ｏ／Ｅ変換器から出力される出力値の微分値または差分値を求める変化値計算手段をさらに備え，上記演算装置は，変化値計算手段によって求められた微分値または差分値と所定の基準電圧値を比較するように構成されてもよい。かかる構成によれば，対象物の動きの有無を判断する精度の向上を図ることができる。なお，演算装置は，微分値や差分値の絶対値と所定の基準電圧値を比較してもよい。
【００１１】
上記Ｏ／Ｅ変換器は，光ファイバの他端から出力される光を受光する受光部を備えてもよく，その場合，受光部の径は，光ファイバのコア部の径よりも小さくてもよい。
【００１２】
上記光ファイバのうち，監視領域よりも検知手段に近い部分の少なくとも一部に，光源手段から光ファイバに入力された光を光ファイバの外部に漏れ出させる傷を設けてもよい。
【００１３】
上記光が出力される光ファイバの他端には，光ファイバ内に伝送される光信号の任意の直線偏光成分のみを透過させる偏光子が設置されてもよい。
【００１４】
上記センサシートに配される光ファイバの少なくとも一部がマルチモード光ファイバであってもよい。その場合に，上記光が出力される光ファイバの他端はシングルモード光ファイバであってもよい。かかる構成によれば，光源手段から光ファイバに入力された所定のパワーの光は，マルチモード光ファイバ部分を通過し，その後シングルモード光ファイバを通って検知手段に入力される。すなわち，マルチモード光ファイバに入力された光の一部がシングルモード光ファイバを介して検知手段に入力される。そのため，マルチモード光ファイバ内の光の状態が変化すると，その光の状態変化に伴いシングルモード光ファイバに入力される光のパワーが変化する。従って，検知手段に入力される光のパワーがマルチモード光ファイバの変形に伴い変化し，検知手段は光のパワーの変化に基づいて対象物の動きを検知することができる。
【００１５】
また，上記マルチモード光ファイバの光の出力端には，マルチモード光ファイバのコア部の断面積よりも小さい面積の開口部を備えたキャップが設置されていてもよい。かかる構成によれば，キャップの開口部が上記シングルモード光ファイバと同様の役割をし，検知手段は光のパワーの変化に基づいて対象物の動きを検知することができる。
【００１６】
なお，上記センサシートに配される光ファイバは全てがシングルモード光ファイバであってもよい。その場合には，シングルモード光ファイバが変形することによってシングルモード光ファイバのコア内の光に損失が生じ，検知手段に入力される光のパワーが変化する。
【００１７】
上記センサシートは，センサシートへの外からの力を光ファイバに伝達しやすくする外力伝達手段を備えていてもよい。かかる構成によれば，センサシート上のより微小な動きをも検知可能となる。
【００１８】
上記外力伝達手段は，センサシートに外力が加えられた場合に光ファイバに部分的に外力を伝達するものであってもよい。かかる構成によれば，光ファイバのうち外力を伝達された部分を大きく変形させることができる。なお，光ファイバの変形には，外周方向からの圧迫，解放による光ファイバの径の変形，光ファイバが屈曲，湾曲すること，屈曲，湾曲の程度や方向の変化などが含まれる。
【００１９】
上記外力伝達手段は，センサシートの光ファイバの配設領域の少なくとも一部に設けられた凹部および／または凸部であってもよい。かかる構成によれば，凹部や凸部に位置する光ファイバを，センサシートへの外力により大きく変形させることができる。例えば，外力伝達手段を凹部および／または凸部を有する一対の板状部材とすれば，センサシートに外力が加えられた場合に，一方の板状部材の凹部と他方の板状部材の凸部が係合しながら光ファイバを挟み込むことによって，光ファイバを大きく，蛇行状に変形させることができる。
【００２０】
上記センサシートに配された光ファイバは，少なくとも一部で交差していてもよい。かかる構成によれば，交差部分で光ファイバを大きく変形させることができる。
【００２１】
複数本の光ファイバが束ねられてセンサシートに配されていてもよい。かかる構成によれば，複数本の光ファイバの各光ファイバ内の光の状態変化を対象物の動きの検知に利用できるため，検知の精度の向上を図ることができる。
【００２２】
上記センサシートは，所定の剛性を有する板状または棒状の部材を含んで構成されていてもよい。かかる構成によれば，外力による変形が少ない剛性の部材の部分に配されている光ファイバと，そうでない部分に配されている光ファイバとで，外力による変形量を相違させることができる。
【００２３】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，所定の監視領域内における対象物の動きを検知する検知方法であって，光ファイバが配されたセンサシートを監視領域内に設置するステップと，光ファイバの一端から光ファイバに所定のパワーの光を入力するステップと，光ファイバの他端から出力される光の状態変化に基づいてセンサシート上での対象物の動きを検知するステップと，を含む検知方法が提供される。
【００２４】
上記発明によれば，センサシート上での対象物の動きを検知できるため，センサシートの形状や大きさ，設置場所を変更することによって容易に監視領域を変更することができる。また，対象物の微小な動きまで検知することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば，監視領域の変更が容易で，対象物の微小な動きまで検知することの可能なセンサシステムおよび検地方法を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
以下の２つの実施形態では，本発明にかかるセンサシステムを，寝具上の人物の動きを検知するセンサシステムに適用している。従って，下記実施形態において監視領域は寝具上であり，動きを検知する対象物は人物である。センサシートは，監視領域内である寝具上や寝具の内部などに設置される。本発明にかかるセンサシステムは，監視領域の変更が容易であるため，寝具の場所の変更，検知対象の人物が使用する寝具の変更などに伴い監視領域の変更が必要となる下記実施形態にかかるセンサシステムに適している。また，本発明にかかるセンサシステムは，対象物の微小な動きまで検知することができるため，寝具上の人物の寝返り等の大きな動きに加えて呼吸に伴う微小な身体の動きも検知することによって，在床の人物の状態，例えば動いているか否か，正常な生命活動を行っているか否かなどの判断を必要とする下記実施形態にかかるセンサシステムに適している。
【００２８】
（第１実施形態）
図１から図６に基づいて，本発明の第１実施形態にかかるセンサシステム１００について説明する。第１実施形態にかかるセンサシステム１００では，センサシートの少なくとも一部にマルチモード光ファイバが配される。
【００２９】
まず，図１に基づいて，第１実施形態にかかるセンサシステム１００の全体構成について説明する。センサシステム１００は，例えば，光源装置１０２と，センサシート１０３と，検知手段１１０と，通信装置１１８などを備える。
【００３０】
センサシート１０３には光ファイバが配されている。具体的には，センサシート１０３は，面状体１０４と，その面状体１０４に張り巡らされ，一端が光源装置１０２に接続されるマルチモード光ファイバ１０６と，マルチモード光ファイバ１０６の他端に接続されて検知手段１１０へと光を出力するシングルモード光ファイバ１０８を含んで構成される。なお，シングルモード光ファイバやコア径の異なるマルチモード光ファイバなどが光源装置１０２と上記マルチモード光ファイバ１０６の上記一端の間に介在していても構わない。また，シングルモード光ファイバ１０８を，マルチモード光ファイバ１０６のコア部の径よりも小さい径のコア部を備えるマルチモード光ファイバで代用することもできる。マルチモード光ファイバ１０６とシングルモード光ファイバ１０８は接合部１２０で接続されている。接合部１２０については後述する。
【００３１】
面状体１０４は，寝具上や寝具内に設置できるような，例えばシーツやベッドパットのような布である。また，センサシート上に横たわる人体のあらゆる部位の動きを検知できるよう，図示のように人体１０をその上に載せることができる程度の大きさを有する。なお，面状体１０４は，布でなくとも，寝具上や寝具内に設置できるような薄いシート状のものであれば構わない。また，面状体１０４は，後述のように弾性を有する部材で構成されていてもよいし，その一部が所定の剛性を有する棒状又は板状の部材で構成されていてもよい。また面状体１０４は，例えば人物の呼吸の有無を調べるために人体の胸部の動きを検知する場合など，人体の一部の動きを検知する場合には，検知対象の部位を載せることができる程度の大きさを有していればよい。面状体１０４の形状は，図示のように長方形の他，円形など適宜変更可能である。
【００３２】
面状体１０４には上記の通りマルチモード光ファイバ１０６が張り巡らされているが，マルチモード光ファイバ１０６は，面状体１０４の表面に接着剤などで全ての部分が固定されていてもよいし，部分的に固定されていてもよい。また，面状体１０４の内部に埋め込まれていてもよい。また，センサシート１０３上の人体のあらゆる部位の動き検知しやすいように，図示のように面状体１０４の広い範囲に渡って張り巡らされていることが望ましいが，部分的に張り巡らされていても構わない。
【００３３】
光源装置１０２は，所定のパワーの光をマルチモード光ファイバ１０６の一端から入射する。所定のパワーの光は，所定の波長からなる連続光の光信号である。光源装置１０２が出力する光は，センサシート１０３に配された光ファイバを介して後述のＯ／Ｅ変換器１１２に到達する光であれば何でもよいが，本実施形態ではレーザ光を使用する。光源装置１０２の光源としては，例えば，可視光ＬＥＤ，赤外ＬＥＤ，紫外線ＬＥＤ，レーザダイオード，ドットマトリクスＬＥＤ等を例示できる。
【００３４】
検知手段１１０は，光ファイバから出力される光の状態変化に基づいて，センサシート上の人物の動きを検知する。具体的には，検知手段１１０は，Ｏ／Ｅ変換器１１２と，微分回路１１４と，演算装置１１６などを備え，シングルモード光ファイバ１０８から出射される光のパワーの変動に基づいて，面状体１０４に張り巡らされたマルチモード光ファイバへの外力の有無や変化，マルチモード光ファイバの変形の有無や変化を検出することによってセンサシート上の人物の動きの有無を判断する。
【００３５】
Ｏ／Ｅ変換器１１２には，シングルモード光ファイバ１０８が接続され，光源装置１０２からマルチモード光ファイバ１０６に入力された光がシングルモード光ファイバ１０８の出射端からＯ／Ｅ変換器１１２に入力される。Ｏ／Ｅ変換器１１２は，光源装置１０２から発光された光を光ファイバを介して受光し，受光した光を電気信号に変換する機能を有する。Ｏ／Ｅ変換器１１２は，光を受光し，受光した光から電気を発生させるものであれば何でもよいが，本実施形態ではフォトダイオードを使用する。Ｏ／Ｅ変換器１１２の他の例としては，フォトトランジスタ，フォトＩＣや，ＣＣＤ，太陽電池，サーモパイルなどを挙げることができる。
【００３６】
微分回路１１４は，変化値計算手段の一例であって，Ｏ／Ｅ変換器１１２からの出力値を微分し，微分値を求める機能を有する。微分回路１１４は本実施形態にかかるセンサシステム１００の構成から省略可能であるが，微分回路１１４によりＯ／Ｅ変換器１１２からの出力値が微分されることによって，センサシート１０３上での人物の動きの有無の判断の精度が向上する。なお，本実施形態では，微分回路１１４を用いて出力値の微分値により人物の動きの有無を判断しているが，微分回路１１４に代えて，変化値計算手段の他の例として差分回路を用いて出力値の差分値を求め，差分値に基づいて人物の動きの有無を判断してもよい。また，変化値計算手段は，微分回路や差分回路のような回路として構成することも，ソフトウェアのプログラムモジュールとして構成することもできる。
【００３７】
演算装置１１６は，微分回路１１４によって微分された後のＯ／Ｅ変換器１１２からの出力値と所定の電圧値とを比較し，比較結果に基づいてセンサシート上の人物の動きの有無を判断する機能を有する。詳細は図４に基づいて後述する。
【００３８】
通信装置１１８は，センサシート上の人物の動きに異常があることを外部の警報装置やモニタ装置などに通報する。具体的には，演算装置１１６がセンサシート上の人物が所定時間の間動いていないと判断した場合に，通信装置１１８に通知を行う。通信装置１１８はその通知を受けて，例えば介護センターに設置されているモニタ装置や警報装置などに異常を通知する情報を送信する。また，通信装置１１８は，演算装置１１６から上記通知を受けた場合に，音を出力するなどして周囲に異常を知らせるように構成されてもよい。なお，本実施形態では，センサシート上の人物の動きが所定時間無いと演算装置によって判断された場合に通信装置１１８に通知されるが，本発明はかかる例には限定されない。センサシートを設置する場所や検知する対象物によって，例えば，センサシート上の対象物が一定時間動き続けていると判断された場合や，所定レベル以上の大きな動きをしたと判断された場合，センサシート上に動きのある対象物が存在すると判断された場合など，適宜変更可能である。
【００３９】
以上，センサシステム１００の全体構成について説明した。次に，図２〜４に基づいて，本実施形態にかかるセンサシステム１００で，センサシート１０３上の人物の動きの有無を検知するための仕組みについて説明する。
【００４０】
図２は，マルチモード光ファイバ１０６とシングルモード光ファイバ１０８との接合部１２０を示す説明図である。符号１２２はマルチモード光ファイバ１０６のコア部を示し，符号１２４はマルチモード光ファイバ１０６のクラッド部を示す。符号１２６はシングルモード光ファイバ１０８のコア部を示し，符号１２８はシングルモード光ファイバ１０８のクラッド部を示す。
【００４１】
マルチモード光ファイバ１０６とシングルモード光ファイバ１０８は接合点１３０で接合されている。マルチモード光ファイバ１０６とシングルモード光ファイバ１０８は，融着接続されていてもよいし，コネクタ接続されていてもよい。シングルモード光ファイバ１０８のコア部１２６はマルチモード光ファイバ１０６のコア部１２２よりも細いため，接合点１３０では，図示のようにシングルモード光ファイバ１０８のコア部１２６は，マルチモード光ファイバ１０６のコア部１２２の一部分と接している。
【００４２】
図３は，接合点１３０の断面を示した説明図である。マルチモード光ファイバ１０６のコア部１２２には複数の光の伝送路１３２−１，１３２−２，…１３２−ｎがあるが，マルチモード光ファイバ１０６からシングルモード光ファイバ１０８に伝達できる光は，接合点１３０においてシングルモード光ファイバ１０８のコア部１２２に位置する光のみ（図示の例によれば伝送路１３２−２の光）である。従って，マルチモード光ファイバ１０６内で各光の伝送路にパワー変動が生じると，シングルモード光ファイバ１０８に伝達される光のパワーも変動する。なお，図中で，１３２−１，１３２−２，…１３２−ｎの円の大きさは，光のパワーの大小（光の強弱など）を示している。
【００４３】
ここで，マルチモード光ファイバ１０６内で光のパワー変動が起きるのは，マルチモード光ファイバ１０６に外力が加えられた場合である。具体的には，マルチモード光ファイバ１０６に外力が加えられて径方向から圧迫された場合や，外力によりマルチモード光ファイバ１０６が変形した場合である。光ファイバの変形には，外周方向からの圧迫，解放による光ファイバの径の変形，光ファイバが屈曲，湾曲すること，屈曲，湾曲の程度や方向の変化などが含まれる。図３によれば，図３（ａ）は外力が加えられていない状態の光ファイバであり，マルチモード光ファイバ１０６の各伝送路の光のパワーはほぼ同等である。ところが，外力が加えられると，図３（ｂ）のように，各伝送路の光のパワーに偏りが生じて，各伝送路の光のパワーが図３（ａ）の状態から変化する。そうすると，図示のように，シングルモード光ファイバ１０８に伝達される光（１３２−２）のパワーも変化し，シングルモード光ファイバ１０８を通り検知手段１１０に入力される光のパワーが変化する。そこで，シングルモード光ファイバ１０８から出射される光のパワーの変動を検知手段によって検知することによって，マルチモード光ファイバ１０６が圧迫されたことや変形したことを検知でき，外力がマルチモード光ファイバ１０６に加えられたことが分かる。そして，マルチモード光ファイバ１０６はセンサシート１０３に配されているため，センサシート上の人物の動きによってマルチモード光ファイバ１０６への外力が発生，変化する。従って，シングルモード光ファイバ１０８からの出射光のパワーに変動があれば，センサシート上の人物に動きがあると判断することができる。
【００４４】
図４は，シングルモード光ファイバ１０８から出力される光のパワーとセンサシートに配されたマルチモード光ファイバ１０６への外力の関係を概略的に示したグラフである。図４のように，光のパワーに変動が無い場合には，外力が無いか，または一度加えられた外力に変化が無いと判断でき，光のパワーが増減している間は外力があり，またその外力が変化していると判断できる。
【００４５】
以上，センサシート１０３上の人物の動きの有無を検知するための仕組みについて説明した。次に，図５および図６に基づいて，本実施形態にかかるセンサシステム１００によって実行される検知方法について説明する。
【００４６】
まず，センサシート１０３が監視領域内，具体的には，寝具上や寝具内などに設置される。センサシステム１００に電源が投入されると，光源装置１０２が所定パワーの光の出力を開始するとともに，検知手段１１０が検知処理を開始する。図５は，検知手段１１０の処理を示すフローチャートである。まず，ステップＳ１０２で，検知手段１１０の演算装置１１６が基準電圧値Ｖｓと所定時間Ｔａを設定する（Ｓ１０２）。
【００４７】
基準電圧値Ｖｓは，検知対象の動きの大きさによって適切な値を定めうる。例えば，センサシート１０３上の人物の寝返りや意図的な動きなど，比較的大きな動きの有無を検出する場合には，基準電圧値Ｖｓの値を大きめに設定する。一方，人物の呼吸に伴う胸部の動きなど，微小な動きの有無を検出する場合には，基準電圧値Ｖｓの値を小さめに設定する。図６は，本実施形態にかかるセンサシステム１００を用いて本実施形態にかかる検知方法を実施した際に，検知手段により測定された電圧の変動を示した実施例である。本実施例では，基準電圧値Ｖｓを１００に設定している。所定時間Ｔａは，所定時間Ｔａの間，検知手段により測定された電圧が基準電圧値Ｖｓ以下である場合に，演算装置によってセンサシート１０３上の人物に動きが無いと判断される基準となる時間である。所定時間Ｔａは，検知する対象の動きの種類などによって適切な値を定めうる。例えば，検知する対象が寝返りである場合には，３０分等比較的長い時間を所定時間Ｔａとして設定する。一方，検知する対象が呼吸に伴う胸部の動きである場合には，１分等比較的短い時間を所定時間Ｔａとして設定する。
【００４８】
その後，光源装置１０２から出力された光が光ファイバ１０６，１０８を介して検知手段１１０に入力されると，Ｏ／Ｅ変換器１１２がその光を電気に変換し，Ｏ／Ｅ変換器１１２からの出力値を微分回路１１４が微分する（Ｓ１０４）。微分された出力値（微分値）は演算装置１１６に入力され，演算装置は出力値の絶対値と予め設定した基準電圧値Ｖｓとを比較する（Ｓ１０６）。比較の結果，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓを超える（または，以上である）場合には，演算装置はセンサシート１０３上の人物に動きがあると判断する。一方，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ以下である（または，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ未満である）場合には，演算装置はタイマのカウントを開始する（Ｓ１０８）。そして，タイマの経過時間と所定時間Ｔａとを比較し（Ｓ１１０），タイマの経過時間が所定時間Ｔａよりも大きい場合には，ステップＳ１０４における出力値が所定時間Ｔａを超えて基準電圧値Ｖｓ以下であるため，演算装置１１６は，通信装置１１８に通知を行う（Ｓ１１２）。
【００４９】
通信装置１１８は，演算装置１１６からの通知を受け，監視領域内の人物に所定時間以上動きが無いことを，例えば介護センターに設けられている外部装置に通知する。または演算装置１１２からの通知を受けて，通信装置１１８が自ら警報音を出すなどしてもよい。かかる通知や警報により，監視領域内の人物が所定時間以上動かないこと，具体的には例えば呼吸が停止していることなどを周囲に知らせることができる。
【００５０】
なお，タイマのカウント開始後，経過時間が所定時間Ｔａを超える前に，ステップＳ１０６での判断結果がＮｏになった場合，つまりステップＳ１０４での出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓよりも大きくなった場合には，センサシート１０３上の人物に動きがあったと判断されるため，タイマはリセットされる。
【００５１】
図６に示した実施例では，Ｏ／Ｅ変換器１１２からの出力値が符号１４０で示され，微分回路１１４によって微分された後の出力値が符号１４２で示される。図６を参照すると，測定中は，微分後の出力値１４２が基準電圧値Ｖｓを超えた大きい，または小さい値を頻繁にとっていることがわかる。これは，検知手段１１０に入力される光のパワーが頻繁に変動していること，そして，センサシート１０３上の人物に動きがあることを示す。
【００５２】
以上，センサシステム１００によって実行される検知方法について説明した。以上，第１実施形態にかかるセンサシステム１００について説明した。以下，本実施形態の変形例について説明する。
【００５３】
（第１実施形態の変形例１）
まず，第１実施形態の変形例１について，図７〜９を参照して説明する。センサシステム１００のシングルモード光ファイバ１０８を，マルチモード光ファイバ１０６のコア部の断面積よりも小さい面積の開口部を備えるキャップで代用することもできる。かかる変形例を図７および図８に示した。図７に示したように，マルチモード光ファイバ１０６とＯ／Ｅ変換器１１２の間には，シングルモード光ファイバの代わりにキャップ１５０が備えられる。キャップ１５０は，開口部１５２を備える。マルチモード光ファイバのコア部内の複数の伝送路の光のうち，キャップ１５０の開口部１５２に位置する光のみがＯ／Ｅ変換器１１２に入力される。従って，図８のように，マルチモード光ファイバ１０６内の各伝送路１３２の光のパワーが変化すると，キャップを通過してＯ／Ｅ変換器に入力される光のパワーも変動する。上記の如く，キャップ１５０はシングルモード光ファイバと同様の役割をする。
【００５４】
また，図９に示すように，上記キャップ１５０を，Ｏ／Ｅ変換器１１２の受光部１６０で代用してもよい。受光部１６０の径を，光ファイバ１０６のコア部の径よりも小さくすることにより，マルチモード光ファイバ１０６のコア部の断面積よりも小さい面積の開口部を備えるキャップと同様の効果を得ることができる。なお，マルチモード光ファイバ１０６を，シングルモード光ファイバで代用することもできる。
【００５５】
（第１実施形態の変形例２）
次に，第１実施形態の変形例２について，図１０を参照して説明する。本変形例では，マルチモード光ファイバ１０６の少なくとも一部に傷をつけることにより，Ｏ／Ｅ変換器１１２に入力される光のパワーを変動させる。図１０（ａ）に示すように，例えば，マルチモード光ファイバ１０６において，Ｏ／Ｅ変換器１１２に接続される直前の部分に，マルチモード光ファイバ１０６のコア部内を通る光が漏れ出すような傷をつけた傷部１７０をつくる。例えば光ファイバ１０６の表面をヤスリで擦ることにより，マルチモード光ファイバ１０６に傷をつけることができる。マルチモード光ファイバのコア部内の複数の伝送路の光のうち，傷部１７０から漏れ出さなかった光のみがＯ／Ｅ変換器１１２に入力される。マルチモード光ファイバ１０６内の各伝送路の光のパワーが変化すると，傷部から漏れ出す光のパワーも変動する。そのため，Ｏ／Ｅ変換器１１２に入力される光のパワーを変動する。つまり，センサシート上の人物の動きに伴ってマルチモード光ファイバ１０６内の各伝送路の光のパワーが変化すれば，傷部１７０から外部に漏れ出す光のパワーが変動し，同時にＯ／Ｅ変換器１１２に入力される光のパワーも変動する。従って，本変形例でも，上記実施形態と同様に，センサシート上の人物の動きを検知することができる。
【００５６】
なお，傷部１７０の位置は，図１０（ｂ）に示したように，Ｏ／Ｅ変換器１１２に接続される直前の部分でなくてもよい。監視領域よりも検知手段に近い部分，つまり，センサ部として機能する部分以降であれば，どこに傷部が設けられても構わない。なお，マルチモード光ファイバ１０６を，シングルモード光ファイバで代用することもできる。
【００５７】
（第１実施形態の変形例３）
次に，第１実施形態の変形例３について，図１１〜図１３を参照して説明する。本変形例では，偏光素子を用いて，Ｏ／Ｅ変換器１１２に入力される光のパワーを変動させる。本変形例では，図１１に示したように，光源装置１０２とＯ／Ｅ変換器１１２とがマルチモード光ファイバ１０６および偏光子１８０により接続されている。
【００５８】
偏光子１８０は，マルチモード光ファイバ１６０内を通過する光を直線偏光に変える素子である。換言すれば，偏光子１８０は，マルチモード光ファイバ１６０内を通過する光のうち，任意の直線偏光成分のみを透過または反射させる。たとえば，偏光子１８０としては，偏光プリズム，偏光板および複屈折（偏波保持）光ファイバなどが挙げられる。
【００５９】
マルチモード光ファイバ１６０に外乱が加わらない場合，マルチモード光ファイバ１０６のコア部１２２内を通過する光の偏光状態は一定である。
【００６０】
一方，センサシート上の人物が動くことにより，マルチモード光ファイバ１０６に外乱が加わると，コア部１２２内を通過する光は，その外乱を受けて微小変形する。これにより，マルチモード光ファイバ１０６内を通過する光の偏光状態は，図１２に示したように，円偏光，直線偏光または楕円偏光等，ランダムに変化する。
【００６１】
偏光子１８０は，この光の偏光状態の変化を顕在化させるために使用される。具体的には，偏光子１８０として，そのコア部１８０ａが楕円形状の複屈折光ファイバを用いた場合について説明すると，図１３（ａ）に示したように，入射光が直線偏光であって，その偏光面が楕円形状のコア部１８０ａの長軸方向に平行であるとき，偏光子１８０は，入射光のすべてのパワー（図１３（ａ）のパワーＰ１）を出射する。
【００６２】
一方，図１３（ｂ）に示したように，入射光が直線偏光であって，その偏光面が楕円形状のコア部１８０ａの長軸方向に垂直であるとき，偏光子１８０は，入射光のパワーのうち，コア部１８０ａの短軸方向を通過するパワー（図１３（ｂ）のパワーＰ２）のみを出射する。
【００６３】
このようにして，偏光子１８０は，入射光の任意の直線偏光成分のみを透過して出射する。Ｏ／Ｅ変換器１１２は，出射された出射光を電気信号として出力する。従って，センサシート上の人物の動きに伴ってマルチモード光ファイバ１０６に外乱が加えられることにより，偏光子１８０から出射される光のパワーが変動し，それに伴い，Ｏ／Ｅ変換器１１２に入力される光のパワーも変動する。従って，本変形例でも，上記実施形態と同様に，センサシート上の人物の動きを検知することができる。なお，マルチモード光ファイバ１０６を，シングルモード光ファイバで代用することもできる。
【００６４】
（第２実施形態）
図１４から図１６に基づいて，本発明の第２実施形態にかかるセンサシステム２００について説明する。第２実施形態にかかるセンサシステム２００では，センサシートに配される光ファイバの全てがシングルモード光ファイバである。なお，全てがマルチモード光ファイバであってもよいが，シングルモード光ファイバの方が光ファイバの変形に伴うコア部内での光の損失が発生しやすく光のパワーが変動しやすいため，望ましい。
【００６５】
まず，図１４に基づいて，第２実施形態にかかるセンサシステム２００の全体構成について説明する。センサシステム２００は，例えば，光源装置１０２と，センサシート２０３と，検知手段１１０と，通信装置１１８などを備える。光源装置１０２，通信手段１１８，検知手段１１０の機能は第１実施形態とほぼ同様であるため，説明を省略する。
【００６６】
センサシート２０３には光ファイバが配されている。具体的には，センサシート２０３は，面状体１０４と，その面状体１０４に張り巡らされ，一端が光源装置１０２に接続されて光源装置１０２から光を入力され，他端から検知手段１１０に光を出力するシングルモード光ファイバ２０６を含んで構成されている。面状体１０４の構成，および面状体１０４へのシングルモード光ファイバ２０６の固定方法等は第１実施形態とほぼ同様である。しかし，本実施形態においては，外力によりシングルモード光ファイバ２０６が圧迫されるだけではなく，変形させることが望ましいため，センサシート２０３への外力によりシングルモード光ファイバ２０６が容易に変形するよう，面状体１０４も変形しやすい材質であることが望ましい。ただし，後述の外力伝達手段をセンサシート２０３に備えたり，面状体１０４の一部を所定の剛性を有する棒状又は板状の部材で構成するなどして，かかる部分によってシングルモード光ファイバ２０６を変形させることができれば，面状体１０４は変形しやすい材質でなくても構わない。
【００６７】
以上，センサシステム２００の全体構成について説明した。次に，本実施形態にかかるセンサシステム２００で，センサシート２０３上の人物の動きの有無を検知するための仕組みについて説明する。
【００６８】
シングルモード光ファイバ２０６が変形，特に屈曲や湾曲すると，シングルモード光ファイバ２０６のコア部内を伝送されている光の一部が，その変形部分でコア部の外へと漏れ，その結果，コア部内の光のパワーが減少する。また，屈曲や湾曲の程度や方向が変わることにより，コア部の外へと漏れる光の割合が変化し，それに伴いコア部内の光のパワーが変動する。そして，シングルモード光ファイバ２０６が変形し，また，その変形の程度や方向が変化するのは，シングルモード光ファイバ２０６に外力が加えられた場合である。従って，シングルモード光ファイバ２０６の出射端から出力される光のパワーに変動があれば，シングルモード光ファイバ２０６に外力が加えられ，また，その外力が変化していると判断できる。そして，シングルモード光ファイバ２０６はセンサシート２０３に配されているため，センサシート上の人物の動きによって，面状体１０４とともにシングルモード光ファイバ２０６への外力が発生，変化する。従って，シングルモード光ファイバ２０６からの出射光のパワーに変動があれば，センサシート上の人物に動きがあると判断することができる。
【００６９】
以上，センサシート２０３上の人物の動きの有無を検知するための仕組みについて説明した。次に，図１５および図１６に基づいて，本実施形態にかかるセンサシステム２００によって実行される検知方法について説明する。
【００７０】
まず，センサシート２０３が監視領域内，具体的には，寝具上や寝具内などに設置される。センサシステム２００に電源が投入されると，光源装置１０２が所定パワーの光の出力を開始するとともに，検知手段１１０が検知処理を開始する。図１５は，検知手段１１０の処理を示すフローチャートである。まず，ステップＳ２０２で，検知手段１１０の演算装置１１６が基準電圧値Ｖｓ１，Ｖｓ２と所定時間Ｔａを設定する（Ｓ１０２）。
【００７１】
基準電圧値Ｖｓ１は，監視領域であるセンサシート上に人物がいるか否かを演算装置１１６が判断するための基準値である。基準電圧値Ｖｓ１は，センサシート１０３上のシングルモード光ファイバ２０６が外力により変形していない状態で，光源装置１０２からシングルモード光ファイバ２０６を介して検知手段１１０に入力された光のパワーの電圧値に基づいて定められる。常に一定の値であってもよいし，光源装置１０２が出力する光のパワーに対応して値が定められてもよい。また，センサシステム２００が起動された時点で，センサシート２０３が折れ曲がっていたりして既に外力が加えられた場合と同様にシングルモード光ファイバ２０６内の光に曲げ損失が発生している場合も考えられる。そこで，センサシステム２００が起動された直後の光のパワーの電圧値に基づいて，センサシステム２００が起動される度に適切な値が設定されてもよい。
【００７２】
基準電圧値Ｖｓ２は，センサシート上の人物の動きの有無を演算装置１１６が判断する基準となる値である。基準電圧値Ｖｓ２の定め方は，第１実施形態の基準電圧値Ｖｓとほぼ同様であるため，説明を省略する。所定時間Ｔａは，第１実施形態の所定時間Ｔａとほぼ同様であるため，説明を省略する。
【００７３】
その後，光源装置１０２から出力された光がシングルモード光ファイバ２０６を介して検知手段１１０に入力されると，Ｏ／Ｅ変換器１１２がその光を電気に変換する。演算装置１１６は，Ｏ／Ｅ変換器１１２からの出力値と基準電圧値Ｖｓ１とを比較する（Ｓ２０４）。出力値が基準電圧値Ｖｓ１を超えている（または，以上である）場合には，シングルモード光ファイバ２０６内の光に曲げ損失が生じておらず，センサシート２０３に外力が加えられていない状態であり，演算装置１１６は，センサシート２０３上に人物がいないと判断し，その後の処理には進行しない。
【００７４】
一方，出力値が基準電圧値Ｖｓ１未満である（または，以下である）場合には，シングルモード光ファイバ２０６内の光に曲げ損失が生じており，センサシート２０３に外力が加えられている状態であり，演算装置１１６は，センサシート２０３上に人物がいると判断し，その後の処理に進む。ステップＳ２０６で，Ｏ／Ｅ変換器１１２からの出力値が微分回路１１４によって微分される（Ｓ２０６）。微分された出力値は演算装置１１６に入力され，演算装置１１６は出力値の絶対値と予め設定した基準電圧値Ｖｓ２とを比較する（Ｓ２０８）。比較の結果，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ２よりも大きい（または，以上である）場合には，演算装置はセンサシート２０３上の人物に動きがあると判断し，その後の処理には進行しない。
【００７５】
一方，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ２以下である（または，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ未満である）場合には，演算装置はタイマのカウントを開始する（Ｓ２１０）。そして，タイマの経過時間と所定時間Ｔａとを比較し（Ｓ２１２），タイマの経過時間が所定時間Ｔａよりも大きい場合には，ステップＳ２０６における出力値が所定時間Ｔａを超えて基準電圧値Ｖｓ２以下であるため，演算装置１１６は，通信装置１１８に通知を行う（Ｓ２１４）。なお，タイマのカウント開始後，経過時間が所定時間Ｔａを超える前に，ステップＳ２０８での判断結果がＮｏになった場合，つまりステップＳ２０６での出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ２よりも大きくなった場合には，センサシート２０３上の人物に動きがあったと判断されるため，タイマはリセットされる。
【００７６】
図１６は，本実施形態にかかるセンサシステム２００を用いて本実施形態にかかる検知方法を実施した際に，検知手段１１０により測定された電圧の変動を示した実施例である。図１６に示した実施例では，Ｏ／Ｅ変換器１１２からの出力値が符号２４０で示され，微分回路１１４によって微分された後の出力値が符号２４２で示される。図１６を参照すると，測定中は，微分後の出力値１４２が基準電圧値Ｖｓを超えた大きい，または小さい値を頻繁にとっていることがわかる。これは，検知手段１１０に入力される光のパワーが頻繁に変動していること，そして，センサシート２０３上の人物に動きがあることを示す。
【００７７】
以上，センサシステム２００によって実行される検知方法について説明した。以上，第２実施形態にかかるセンサシステム２００について説明した。
【００７８】
次に，図１７から図２２に基づいて，第１実施形態にかかるセンサシステム１００におけるセンサシート１０３，および第２実施形態にかかるセンサシステム２００におけるセンサシート２０３の構成の変形例について説明する。なお，図中では，実施形態１で使用した符号を用いているが，実施形態２にかかるセンサシート２０３にも同様に適用できる。
【００７９】
図１７は，センサシートに含まれる面状体１０４の変形例を示す。図１７（ａ）の面状体１０４は，弾性を有する部材であり，光ファイバ１０６は面状体１０４に埋め込まれている。弾性を有する部材としては，例えば，ゴム，スポンジ等を例示できる。また，弾性を有さない板状の部材とバネとが組み合わされて面状体１０４が構成されていてもよい。面状体１０４が弾性部材で構成されることによって，センサシートに外力が加えられている状態と加えられていない状態との区別が明確になる。図１７（ｂ）の面状体１０４は不織布であり，光ファイバ１０６が不織布に織り込まれている。上記図１７（ａ），（ｂ）のように面状体１０４の内部に光りファイバ１０６を埋め込むことによって，面状体１０４の変形に伴い光ファイバ１０６が確実に変形するため，センサシートへの外力を光ファイバに伝達しやすくなる。
【００８０】
図１８は，複数本の光ファイバが束ねられて配されたセンサシートの一例である。光ファイバ３０６は，光ファイバ１０６−１および１０６−２の２芯線からなる光ファイバであり，融着部３０２で２つの芯線が融着されている。かかる構成によれば，外力を受けた場合の光ファイバの変形量が１芯線の光ファイバの倍となるため，センサシート上の人物の動きによる光ファイバへの外力に伴う出力光のパワーの変動を倍増させることができる。従って，人物の微小な動きを検知手段がより的確に検知でき，センサシステムの検知の感度および精度を向上させることができる。なお，２芯線でなくとも，２素線や，それ以上の数の光ファイバが束ねられていてもよい。また，図示のように複数本の光ファイバの全体が密着するように束ねられていなくとも，部分的に束ねられていても構わない。
【００８１】
図１９は，所定の剛性を有する板状または棒状の部材を含んで構成されたセンサシートの一例である。図１９のセンサシートは，面状体１０４が，剛性を有する棒状の部材の一例である針金によって構成されている。面状体１０４は，図示のように網目状に配された針金によって構成されていてもよいし，布や弾性体などの剛性の低い部材の一部に針金等の剛性の高い部材が取り付けられていてもよい。かかる構成によれば，センサシートへの外力に伴い通常発生する光ファイバの変形に加え，光ファイバのうち，面状体中の剛性の高い部材のエリアに配された部分が局所的に大きく変形する。従って，光ファイバから出力される光のパワーの変動に，その部分の大きな変形が影響し，光のパワー変動は大きくなる。そのため，光ファイバをあまり変形させることができない程度の微小な外力であっても，局所的に大きく変形させることができる。従って，人物の微小な動きを検知手段がより的確に検知でき，センサシステムの検知の感度および精度を向上させることができる。
【００８２】
図２０は，光ファイバが少なくとも一部で交差して配されているセンサシートの一例である。図２０（ａ）のように，光ファイバ１０６が面状体１０４に張り巡らされ，図２０（ｂ）のように複数の部分で光ファイバ１０６同士が接触している。かかる構成によれば，センサシートへの外力に伴い通常発生する光ファイバの変形に加え，光ファイバのうち，互いに交差し接触している部分が局所的に大きく変形する。従って，光ファイバから出力される光のパワーの変動に，その部分の大きな変形が影響し，光のパワー変動は大きくなる。そのため，光ファイバをあまり変形させることができない程度の微小な外力であっても，局所的に大きく変形させることができる。従って，人物の微小な動きを検知手段がより的確に検知でき，センサシステムの検知の感度および精度を向上させることができる。
【００８３】
図２１および図２２は，外力伝達手段を備えたセンサシートの例である。図２１の外力伝達手段３１０−１，３１０−２，…３１０−ｎ（以下，単に３１０と称する。）は，センサシートに外力が加えられた場合に光ファイバに部分的に外力を伝達する。外力伝達手段３１０は，所定の太さの紐状の部材であり，図２１（ａ），（ｂ）に示すように，複数箇所で光ファイバと交差するように面状体１０４に設けられている。センサシートに外力が加えられると，図２１（ｃ）のように，光ファイバのうち，外力伝達手段３１０に接する部分において光ファイバが大きく変形する。具体的には，光ファイバのうち，外力伝達手段３１０に接している部分は，外力が加えられる前の位置に外力伝達手段３１０により支持され続けるのに対して，外力伝達手段３１０と接していない部分は外力により変位する。つまり，外力伝達手段３１０は，光ファイバのうち外力伝達手段３１０に接していない部分に，部分的に外力を伝達していることになる。部分的に外力が伝達されると，光ファイバは部分的に変位し，変位しない部分と変位した部分とによって変形が生じる。そのため，光ファイバをあまり変形させることができない程度の微小な外力であっても，外力伝達手段３１０付近で局所的に大きく変形させることができる。従って，人物の微小な動きを検知手段がより的確に検知でき，センサシステムの検知の感度および精度を向上させることができる。
【００８４】
図２２の外力伝達手段３２０は，センサシートの光ファイバの配設領域の少なくとも一部に設けられた凹部および／または凸部の一例である。図２２（ａ），（ｂ）に示したように，光ファイバが張り巡らされた面状体１０４が，一対の外力伝達手段３２０ａ，３２０ｂによって挟まれている。外力伝達手段３２０ａおよび３２０ｂの各々は，凹部および凸部を備える。センサシートに外力が加えられると，図２２（ｃ）に示したように，外力伝達手段３２０ａおよび３２０ｂは，一方の凹部３２４に他方の凸部３２２が嵌合しながら，間の面状体１０４およびその面状体１０４に張り巡らされた光ファイバ１０６を挟み込むように変位する。外力伝達手段３２０によって挟み込まれた面状体１０４は，光ファイバ１０６とともに図２２（ｃ）のように蛇行状に大きく変形する。そのため，光ファイバをあまり変形させることができない程度の微小な外力であっても，外力伝達手段３２０によって大きく蛇行状に変形させることができる。従って，人物の微小な動きを検知手段がより的確に検知でき，センサシステムの検知の感度および精度を向上させることができる。なお，凹部や凸部は，図２２のように複数組設けられていてもよいし，一組，またはどちらか一方のみでもよい。また，光ファイバが凹部や凸部によって直接変形させられなくとも，面状体が変形されれば，配されている光ファイバも共に変形するため，凹部や凸部が光ファイバと接する位置に設けられていなくても構わない。
【００８５】
以上，センサシートの構成の変形例について説明した。
【００８６】
上述の，２つの実施形態にかかるセンサシステムによれば，センサシート上での対象物の動きを検知できるため，センサシートの形状や大きさ，設置場所を変更することによって容易に監視領域を変更することができる。また，微小な外力によって変形する光ファイバから出力される光のパワー変動に基づいて人物の動きを検知するため，人物の微小な動きをも検知することができる。また，センサ部分に電気回路を使用しないため，使用中にセンサシートが濡れた場合でも感電する恐れがなく，センサシステムが故障する可能性も低いため，防水加工をする必要がない。
【００８７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８８】
例えば，上記実施形態では，本発明にかかるセンサシステムを，寝具上の人物の動きを検知するセンサシステムに適用しているが，本発明はかかる例には限定されない。例えば，座席に座る人物の動きを検知するために椅子などの腰掛け部分や背もたれ部分にセンサシートを配置することもできる。また，建物の出入り口付近にセンサシートを設置して自動ドアの開閉制御に利用したり，窓付近にセンサシートを設置して侵入者の検知に利用することもできる。また，動きを検知する対象物は人物には限定されず，動物など自発的に動くものであってもよいし，制御された機械や風力によって動くもの等，他からの力を受けて動くものであってもよい。
【００８９】
また，上記実施形態では，センサシートは寝具に設置されるため，面状体の形状をしているが，本発明はかかる例には限定されない。センサシートは，その設置場所によって様々な形状にすることができる。
【００９０】
さらに，光ファイバを，上記のようにシートに張り巡らせた状態ではなく，光ファイバ単独で，検知を行う場所に張り巡らせることによっても，センサシステムとして機能させることができる。その場合，より多様な場所に，センサシステムを設置することができる。以下に，本実施形態の変形例として，センサシステムの設置例を挙げ，各々について図面を参照しながら説明する。図２３〜図２５は，光ファイバを用いたセンサシステムを，家などの塀に設置した例を示す図面であり，図２６〜図２７は，センサシステムを，駐車場に設置した例を示す図面であり，図２８〜図３０は，センサシステムを，フェンスに設置した例を示す図面である。各設置例において，センサ部に採用される光ファイバは，上記の第１実施形態のようにマルチモード光ファイバであってもよいし，第２実施形態のようにシングルモード光ファイバであってもよい。また，マルチモード光ファイバの場合，Ｏ／Ｅ変換器へ入力される光のパワーを変動させるために，上記第１実施形態のようにシングルモード光ファイバを用いてもよいし，第１実施形態の各変形例のように，キャップ，傷，偏光素子などを用いてもよい。
【００９１】
また，各設置例におけるセンサシステムでは，光源装置，Ｏ／Ｅ変換器，微分回路，演算装置，および通信装置を採用し，Ｏ／Ｅ変換器に入力される光のパワーの変動によって，光ファイバで構成されるセンサ部における異常を検知するという点で，上記実施形態と同様の構成である。従って，上記実施形態と同様の働きをする，上記の光源装置，Ｏ／Ｅ変換器，微分回路，演算装置，および通信装置には，第１実施形態と同一の符号を付し，説明は省略する。なお，上記２つの実施形態では，センサシート上の人物が所定時間の間動いていないと判断された場合に，異常の通報がなされたが，下記の３つの変形例では，光ファイバで構成されるセンサ部上を人物が動いていると判断された場合に，異常の通報がなされる。
【００９２】
まず，図２３〜図２５を参照して，家などの塀に設置されたセンサシステムについて説明する。図２３に示したように，木材，コンクリート等で構成され，建物の周りなどに備えられる塀２５０の上部に，光ファイバ５０６を設置する。その光ファイバ５０６は，光源装置１０２と検知手段１１０に接続され，検知手段１１０は通信装置１１８に接続される。検知手段１１０は，Ｏ／Ｅ変換器１１２，微分回路１１４および演算装置１１６を備える。そして，塀２５０上に張り巡らされた光ファイバの変位量と変位時間に応じて，塀２５０上での人物の動きを検知する。図２４および図２５に基づいて，本変形例にかかるセンサシステムによって実行される検知方法について説明する。
【００９３】
図２４は，本変形例にかかるセンサシステムを用いて本変形例にかかる検知方法を実施した際に，検知手段により測定された電圧の変動を示した実施例である。横軸により時間の経過を示し，縦軸により電圧の変動を示す。図中のＶｓ３は所定の基準電圧値を示し，Ｔ１，Ｔ２・・Ｔｎは，所定の単位時間を示す。検知手段１１０により測定された電圧が，単位時間の間に一度でも基準電圧値Ｖｓ３を超えれば，その単位時間の間，検知手段１１０により測定された電圧が基準電圧値Ｖｓ３よりも大きいものとみなして，時間を積算していく。単位時間は，例えば，１秒，３秒，５秒，１０秒のように自由に設定することができる。図２４を参照すると，微分回路１１４からの出力値の絶対値が，基準電圧値Ｖｓ３を超える場合でも，その超えた状態の持続時間が所定時間Ｔａ３に満たない場合がある（図中の符号２５４参照）。この場合には，本実施例によれば，光ファイバ５０６で構成されたセンサ部を，人物ではなく猫や鳥などの小動物が動いているに過ぎない。一方，センサ部を人物が動いている場合には，所定時間Ｔａ３以上の間，微分回路１１４からの出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ３を超える状態が持続することが分かった（図中の符号２５６参照）。
【００９４】
そこで，所定時間Ｔａ３の間，微分回路１１４からの出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ３よりも大きい場合に，演算装置１１６が，塀２５０上の光ファイバに人物により外力が加えられていると判断して，通信装置１１８に警告の通報を行うようにした。図２５は，演算装置１１６が行う処理の流れを示すフローチャートである。まず，演算装置１１６は，微分回路１１４の出力値の絶対値が基準電圧Ｖｓ３よりも大きいかを判断する（Ｓ３０２）。小さければ，センサ部に誰もいないと判断し，演算装置１１６は以降の処理を行わない。一方，大きければ，演算装置１１６は，その状態が所的時間Ｔａ３の間続くか否かを判断する（Ｓ３０４）。続かなければ，センサ部で動いているのは人物ではなく小動物であると判断し，演算装置１１６は以降の処理を行わない。しかし，微分回路１１４の出力値の絶対値が基準電圧Ｖｓ３よりも大きい状態が所定時間Ｔａ３以上続いた場合には，演算装置１１６は，センサ部で人物が動いていると判断し（Ｓ３０６），通信装置１１８に通知する（Ｓ３０８）。通信装置１１８は，通知を受けて，例えば警備会社に備えられるモニタ装置などに，塀を登る侵入者がいる旨の通報を送信する。
【００９５】
次に，図２６および図２７を参照して，駐車場に設置されたセンサシステムについて説明する。図２６に示したように，本変形例では，駐車場２６０の車の駐車位置の周囲や，車のタイヤが通過する部分に光ファイバ５０６を設置する。光ファイバの設置位置以外の構成は，図２３〜図２５で示した例と同じである。そして，駐車場２６０に張り巡らされた光ファイバの変位量と変位時間に応じて，駐車場での人物，または車の動きを検知する。
【００９６】
図２７に，本変形例にかかるセンサシステムによって実行される検知方法の流れを示した。図２５に示した処理の流れと同様であり，まず，演算装置１１６は，微分回路１１４の出力値の絶対値が基準電圧Ｖｓ３よりも大きいかを判断する（Ｓ４０２）。小さければ，駐車場において光ファイバが設置されたセンサ部に誰もいないと判断し，演算装置１１６は以降の処理を行わない。一方，大きければ，演算装置１１６は，その状態が所的時間Ｔａ３の間続くか否かを判断する（Ｓ４０４）。続かなければ，センサ部で動いているのは人物ではなく小動物であると判断し，演算装置１１６は以降の処理を行わない。しかし，微分回路１１４の出力値の絶対値が基準電圧Ｖｓ３よりも大きい状態が所定時間Ｔａ３以上続いた場合には，演算装置１１６は，センサ部で人物が動いている，または車が移動していると判断し（Ｓ４０６），通信装置１１８に通知する（Ｓ４０８）。通信装置１１８は，通知を受けて，例えば警備会社に備えられるモニタ装置などに，駐車場に侵入者がいる，または意図しない車の移動が生じている旨の通報を送信する。
【００９７】
次に，図２８〜図３０を参照して，フェンスに設置されたセンサシステムについて説明する。図２８に示したように，本変形例では，フェンス２７０の側面に光ファイバ５０６を設置する。光ファイバの設置位置以外の構成は，図２２〜図２４で示した例と同じである。そして，フェンス２７０に張り巡らされた光ファイバの変位量と変位時間に応じて，フェンスでの人物の動きを検知する。
【００９８】
図２９は，本変形例にかかるセンサシステムを用いて本変形例にかかる検知方法を実施した際に，検知手段により測定された電圧の変動を示した実施例である。図２４と同様に，横軸により時間の経過を示し，縦軸により電圧の変動を示す。また同様に，図中のＶｓ３は所定の基準電圧値を示し，Ｔ１，Ｔ２・・Ｔｎは，所定の単位時間を示す。図２９を参照すると，微分回路１１４からの出力値の絶対値が，単位時間内で変動してはいるが，出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ３を超えない場合がある（図中の符号２７６参照）。この場合は，本実施例によれば，光ファイバ５０６が設置されたフェンスが，風によって揺れており，その揺れを原因として光ファイバ５０６が変形しているに過ぎない。また，微分回路１１４からの出力値の絶対値が，基準電圧値Ｖｓ３を超える場合でも，その超えた状態の持続時間が所定時間Ｔａ３に満たない場合がある（図中の符号２７４参照）。この場合には，本実施例によれば，光ファイバ５０６で構成されたセンサ部を，人物ではなく猫や鳥などの小動物が動いているに過ぎない。一方，センサ部を人物が動いている場合には，所定時間Ｔａ３以上の間，微分回路１１４からの出力値の絶対値が基準電圧値Ｖｓ３を超える状態が持続することが分かった（図中の符号２７８参照）。
【００９９】
図３０に，本変形例にかかるセンサシステムによって実行される検知方法の流れを示した。図２５に示した処理の流れと同様であり，まず，演算装置１１６は，微分回路１１４の出力値の絶対値が基準電圧Ｖｓ３よりも大きいかを判断する（Ｓ５０２）。小さければ，センサ部に誰もいないと判断し，演算装置１１６は以降の処理を行わない。一方，大きければ，演算装置１１６は，その状態が所的時間Ｔａ３の間続くか否かを判断する（Ｓ５０４）。続かなければ，センサ部で動いているのは人物ではなく小動物であると判断し，演算装置１１６は以降の処理を行わない。しかし，微分回路１１４の出力値の絶対値が基準電圧Ｖｓ３よりも大きい状態が所定時間Ｔａ３以上続いた場合には，演算装置１１６は，センサ部で人物が動いていると判断し（Ｓ５０６），通信装置１１８に通知する（Ｓ５０８）。通信装置１１８は，通知を受けて，例えば警備会社に備えられるモニタ装置などに，フェンスを登る侵入者がいる旨の通報を送信する。
【０１００】
以上のように，光ファイバ単独で，検知を行う場所に張り巡らせることによっても，センサシステムとして機能させることができ，そのようなセンサシステムは多様な場所に設置することができる。なお，上記の変形例において，塀，駐車場，フェンスに，上記第１実施形態または第２実施形態にかかるセンサシートを設置することによっても，侵入者等の検知を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は，所定の監視領域内における対象物の動きを検知するセンサシステムに適用可能であり，特に，微小な動きの有無の検知をも必要とするに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるセンサシステムを示す全体構成図である。
【図２】同実施の形態におけるマルチモード光ファイバとシングルモード光ファイバの接合部を示す説明図である。
【図３】同実施の形態におけるマルチモード光ファイバとシングルモード光ファイバの接合点を示す説明図である。
【図４】同実施の形態における出力光のパワー変動と外力との関係を示す説明図である。
【図５】同実施の形態における検知処理を示すフローチャートである。
【図６】同実施の形態における検知手段の出力例を示すグラフである。
【図７】同実施の形態における変形例１を示す説明図である。
【図８】同実施の形態における変形例１を示す説明図である。
【図９】同実施の形態における変形例１を示す説明図である。
【図１０】同実施の形態における変形例２を示す説明図である。
【図１１】同実施の形態における変形例３を示す説明図である。
【図１２】同実施の形態における変形例３を示す説明図である。
【図１３】同実施の形態における変形例３を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態にかかるセンサシステムを示す全体構成図である。
【図１５】同実施の形態における検知処理を示すフローチャートである。
【図１６】同実施の形態における検知手段の出力例を示すグラフである。
【図１７】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシートの変形例を示す説明図である。
【図１８】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシートの変形例を示す説明図である。
【図１９】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシートの変形例を示す説明図である。
【図２０】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシートの変形例を示す説明図である。
【図２１】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシートの変形例を示す説明図である。
【図２２】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシートの変形例を示す説明図である。
【図２３】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシステムの変形例を示す全体構成図である。
【図２４】同変形例における検知手段の出力例を示すグラフである。
【図２５】同変形例における検知処理を示すフローチャートである。
【図２６】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシステムの他の変形例を示す全体構成図である。
【図２７】同変形例における検知処理を示すフローチャートである。
【図２８】第１実施形態および第２実施形態にかかるセンサシステムの他の変形例を示す全体構成図である。
【図２９】同変形例における検知手段の出力例を示すグラフである。
【図３０】同変形例における検知処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１００，２００      センサシステム
１０２      光源装置
１０３，２０３      センサシート
１０４      面状体
１０６      マルチモード光ファイバ
１０８，２０６      シングルモード光ファイバ
１１０      検知手段
１１２      Ｏ／Ｅ変換器
１１４      微分回路
１１６      演算装置
１１８      通信装置
１５０      キャップ
１５２      開口部
１６０      受光部
１７０      傷部
１８０      偏光子
３１０，３２０      外力伝達手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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