JP4748981B2 - 侵入検知センサー、および侵入検知システム - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバー検知センサーによって建物や敷地内への侵入を検知する侵入検知センサー、およびこの侵入検知センサーを利用した侵入検知システムに関する。

近年、空港、港湾、防衛施設やその他の重要施設におけるテロや不法侵入に対するセキュリティに関心がもたれており、建物や敷地内への侵入を検知する侵入検知装置や侵入検知システムが種々提案され、実施もされている。

この種の装置、システムに使用される検知センサーには、振動センサー、赤外線遮断センサー、電界センサー、機械的なテンションセンサー、監視モニタによる監視画像の状態変異センサーが知られている。さらに、光ファイバーを利用した光ファイバーセンサーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
検知センサーと連携させる監視システムとしては、ＩＴＶカメラによる画像での記録と遠隔モニタ、さらには画像解析を行う方式、警報器による警報発生と無線通報する方式などが知られている。

上記の文献１による検知センサーは、光ファイバーから発射させる光信号が検知対象で反射されるか否か（検知対象が所定位置にあるか否か）を反射光の有無として検知する。このため、広域の検知対象敷地に多数の検知箇所（検知ポイント）を設け、監視室等で一括監視しようとすると、監視室等から膨大な本数および長さをもつ光ファイバーを敷設することが必要となる。

光ファイバーを利用した他の検知センサーとして、ＦＢＧ（ファイバー・ブラッグ・グレーティング）方式による光ファイバー検知センサー、およびＯＴＤＲ（オプティカル・タイム・ドメイン・レフレクトメトリー）方式による光ファイバー検知センサーがある。

図７は、ＦＢＧ方式による光ファイバー式検知センサーを原理的に説明するものである。同図に示すように、光ファイバー１００の長さ方向に一定間隔でファイバーガラスの屈折率が異なるグレーティング部（ＦＢＧ）１０１を設ける。グレーティング部１０１は、光パルス発生器１０２から入射されたパルス光のうち、間隔λＬの２倍の波長成分のみを共振反射させる。この反射光は、グレーティング部１０１の伸び歪み量に比例して波長がシフトすることを利用し、この反射光をハーフミラー１０３で導出し、さらに狭帯域可変フィルタ１０４を通して光検出器１０５で検知することで、波長シフト（周波数シフト）の度合いから光ファイバーの伸び歪み量が一定値を越えたか否かを検知することができる。この検知がなされたときは、当該グレーティング部１０１の位置を侵入箇所として識別することができる。

図８は、ＯＴＤＲ方式による光ファイバー式検知センサーを原理的に説明するものである。光ファイバーは、その内部に光屈折率の異なる部分が存在し、この部分を光が通過するときに屈折率の違いにより光が屈折、散乱され、入射光と同じ波長の光が入射端に反射されてくる。ＯＴＤＲ方式の検知センサーは、このレーリ散乱光を利用し、光パルス発生器１０６から光ファイバー１０７に入射し、レーリ散乱光をハーフミラー１０８で導出し、光検出器１０９で受光し、この光の量や反射時間から光ファイバーの歪みや変位さらには断線位置を検知することができる。

上記のＦＢＧ方式による光ファイバー検知センサーやＯＴＤＲ方式による光ファイバー検知センサーを利用した侵入検知装置では、光ファイバーを検知対象とする敷地や施設のフェンスや塀に沿って敷設しておくことで侵入検知が可能となる。特に、ＦＢＧ方式による光ファイバー検知センサーでは、反射波長の異なる複数のＦＢＧを１本の光ファイバーのコア部に組み込んでおくことで、多数箇所の同時侵入検知が可能となり、特許文献１の方式に比べて光ファイバーの必要敷設本数を十数分の１に減らすことができる。
特開２００１−２９６１１１

前記のように、ＦＢＧ方式やＯＴＤＲ方式による光ファイバー検知センサーを利用した侵入検知装置やシステムでは、１本の光ファイバーによって複数箇所での侵入検知が可能となる。また、光ファイバーによる検知センサーは、耐ＥＭＩ、耐候性、メンテナンスフリーなどで他の検知センサーに比べて優れており、侵入検知および監視のためのセンサーとして好適となる。

しかしながら、ＦＢＧ方式による光ファイバー検知センサーは、以下に詳細を説明するように、１本の光ファイバーによって検知できる箇所は、最大で十数箇所に制約されるため、広域の検知対象敷地に多数の検知箇所（検知ポイント）を設定し、監視室等で一括監視しようとすると、多数本の光ファイバーの敷設が必要となってしまう。

ＦＢＧ方式検知センサーでは、ＦＢＧからの反射波長の波長シフトを侵入検知に利用するため、図９に示すように、光ファイバー１１０のコア部に適当な間隔でグレーティング部１１１Ａ〜１１１Ｎを組み込み、これら各グレーティング部１１１Ａ〜１１１Ｎの反射波長をλｎ、λｎ＋１、λｎ＋２、λｎ＋３、…と互いに異なるものにしておき、検出装置１１２では各グレーティング部１１１Ａ〜１１１Ｎの反射波について個別に弁別およびその波長シフトの有無を検出することで伸び歪みが生じたグレーティング部を検出、つまり侵入箇所を検知する。

ここで、光検出器１１２は、例えば、反射波長の検出帯域として、１５２８ｎｍ〜１５６８ｎｍになる比較的狭い４０ｎｍの帯域になり、この狭い帯域で多数の波長λｎ、λｎ＋１、λｎ＋２、λｎ＋３、…の弁別および波長シフトを確実に検出するにはせいぜい十数チャンネル分しか確保できない。

この検知可能なチャンネル数を増やすため、光ファイバーに入力するパルス光および反射光を広帯域にすることが考えられるが、ＦＢＧには波長の種類が異なる多数のものを必要とし、さらに光ファイバーや光検出器等には多数チャンネルの伝送帯域および弁別機能が要求され、光ファイバーや光検出器が高価なものになるし、チャンネル別の分離検出が不安定になるおそれがある。

同様に、ＯＴＤＲ方式による光ファイバー検知センサーでは、１本の光ファイバーにより多数箇所での侵入検知が可能であるが、多点検知しようとするとチャンネル別の分離検出が不安定になる。

本発明の目的は、ＦＢＧ方式の検知センサーを使用して検知可能な位置を飛躍的に拡張でき、しかも比較的安価で高い安定性を有して侵入を検知できる侵入検知センサー、およびこのセンサーを利用した侵入検知システムを提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、ＦＢＧ方式による侵入検知センサーとして、複数種類の反射波長を呈する複数のＦＢＧを組み込んだ少なくとも２本の光ファイバーを束ねて一本のケーブルに組み込み、検知対象範囲に沿って敷設し、かつ各光ファイバーの長さ方向で同じ位置の各ＦＢＧの反射波長が同一及び異なる組み合わせ構成とし、各光ファイバーへの光入力に対する反射波に波長シフトが生じた各ＦＢＧを検出し、当該ＦＢＧの反射波長の違いの組み合わせから侵入位置を検知するようにし、さらにこの侵入検知センサーを利用して侵入検知システムを構築するものであり、以下の構成を特徴とする。

（侵入検知センサーの発明）
（１）光ファイバーの長さ方向に一定間隔でファイバーガラスの屈折率が異なる複数種類のＦＢＧ（グレーティング部）を設け、この光ファイバーを検知対象範囲に沿って敷設し、前記光ファイバーへの光入力に対して前記各ＦＢＧからの反射波を導出し、この反射波のうち波長シフトを呈したＦＢＧの位置を侵入箇所として検知するＦＢＧ方式による侵入検知センサーであって、
前記光ファイバーを少なくとも２本を束ねて一本のケーブルに組み込み、かつ各光ファイバーの長さ方向で同じ位置の各ＦＢＧの反射波長が同一及び異なる組み合わせとし、各光ファイバーへの光入力に対する反射波に波長シフトが生じた各ＦＢＧ位置を検出したときに、当該ＦＢＧの反射波長の違いの組み合わせから侵入位置を検知する検知手段を設けたことを特徴とする。

（２）前記検知手段は、前記各ＦＢＧからの反射波を、各ＦＢＧが持つ反射波長を包含する帯域の光信号の光入力が発生する場合は電気信号の周波数として一括して検出し、または各ＦＢＧが持つ反射波長を個々にもつ光パルス信号の光入力が発生する場合は電気信号の周波数として選択的に検出し、各周波数信号と基準周波数信号との周波数比較によって波長シフトした各光ファイバーのＦＢＧの位置をそれぞれパルス出力信号のタイミングの違いとして検出し、各パルス出力信号の論理和演算によって侵入位置を判定する構成にしたことを特徴とする。

（３）前記検知手段は、前記各ＦＢＧからの反射波の検出を複数回の平均値演算で求める構成にしたことを特徴とする。

（４）前記検知手段は、複数回の侵入検知で侵入位置の判定を行うことを特徴とする。

（侵入検知システムの発明）
（５）複数種類の反射波長を呈する複数のＦＢＧを組み込んだ少なくとも２本の光ファイバーを束ねて一本のケーブルに組み込み、検知対象範囲に沿って敷設し、かつ各光ファイバーの長さ方向で同じ位置の各ＦＢＧの反射波長が同一及び異なる組み合わせ構成とし、各光ファイバーへの光入力に対する反射波に波長シフトが生じた各ＦＢＧを検出し、当該ＦＢＧの反射波長の違いの組み合わせから侵入位置を検知するＦＢＧ方式の侵入検知センサーと、
監視室側に設けられ、前記侵入検知センサーからＴＣＰ／ＩＰ通信インターフェースおよび構内ＬＡＮを介して侵入検知信号を取得してモニタに画面表示する侵入検知サーバと、
ＩＴＶ監視システムを中枢部として監視室側に設けられ、構内ＬＡＮを介して前記侵入検知センサーやＩＴＶカメラ等と連携した検知と監視のための情報入出力手段を設けた監視バックアップ設備と、
を備えたことを特徴とする。

（６）前記ＦＢＧ方式の侵入検知センサーは、検知対象範囲に沿って設けられるフェンスの上部に光ファイバーを張設し、フェンスの下部にはＯＴＤＲ方式による光ファイバー検知センサーの光ファイバーを張設した構成を特徴とする。

（７）前記監視バックアップ設備は、監視室と監視現場のＩＴＶカメラとの間を前記構内ＬＡＮを情報伝送手段として、ＩＰ電話、ＬＡＮ端末、無線ＬＡＮサテライトと無線ＬＡＮ端末による内外部との通信を可能にし、さらに監視室のＩＰ−ＢＯＸを通したインターネット通信を可能にした構成を特徴とする。

（８）前記検知対象範囲に沿った前記光ファイバーの敷設構造は、
適当な幅と高さをもつ四角形の枠体と、この枠体で構成される平面に沿ってジグザグ（千鳥足状）に張設した光ファイバーと、前記枠体の両側枠で光ファイバーの両端を光接続する光接続函とによって構成したフェンスユニットと、
前記検知対象範囲に沿って配列させた前記各フェンスユニットのうち、隣接するフェンスユニット同士の前記光接続函の間を接続する光接続コードと、
前記光接続したフェンスユニット配列の先頭または最後尾の接続函と、前記光ファイバーに光入出力する光入出力手段との間を接続する光ファイバーとによって構成したことを特徴とする。

（９）前記少なくとも２本の光ファイバーを束ねて一本のケーブルに組み込み、組み込んだ光ファイバーケーブルに、その長手方向に沿って合成樹脂製または金属製の刺部材を適当な間隔で取付けまたは貫通させて有刺線を構成し、この有刺線をフェンスに沿って張設した構成を特徴とする。

以上のとおり、本発明による侵入検知センサーによれば、複数種類の反射波長を呈する複数のＦＢＧを組み込んだ少なくとも２本の光ファイバーを束ねて一本のケーブルに組み込み、検知対象範囲に沿って敷設し、かつ各光ファイバーの長さ方向で同じ位置の各ＦＢＧの反射波長が同一及び異なる組み合わせ構成とし、各光ファイバーへの光入力に対する反射波に波長シフトが生じた各ＦＢＧを検出し、当該ＦＢＧの反射波長の違いの組み合わせから侵入位置を検知するようにしたため、検知可能な位置を飛躍的に拡張でき、しかも比較的安価で高い安定性を有して侵入検知ができる。

また、本発明による侵入検知センサーを利用して侵入検知システムを構築することにより、空港、港湾、防衛施設など広域になる検知範囲が要求される場合にも光ファイバーの必要敷設本数を大幅に削減でき、システム構築のコストダウン、信頼性の向上を図ることができる。

また、光ファイバーの敷設構造として、フェンスユニットの配列方式とするため、システム構築の工事期間短縮等を図ることができる。

また、少なくとも２本の光ファイバーを組み込んだ光ファイバーケーブルに、その長手方向に沿って合成樹脂製または金属製の刺部材を適当な間隔で取付けまたは貫通させて有刺線を構成するため、侵入防止と侵入検知の両機能を一括したフェンス構造を得ることができる。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態を示す侵入検知センサーの構成図である。２本の光ファイバー１０Ａ，１０Ｂは、異なる波長の反射波を得る複数種類のＦＢＧが組み込まれ、それらが束ねられて１本のケーブルに組み込まれ、又は一体となるように処理をし、敷地の塀など侵入検知対象経路に沿って敷設される。

光信号発生器１１は、光ファイバー１０Ａ，１０Ｂに組み込まれた各ＦＢＧがもつ反射波長を包含する帯域の光信号を連続的または間欠的（パルス的）に発生する。ハーフミラー１２Ａ，１２Ｂは、光信号発生器１１からの光信号をそれぞれ光ファイバー１０Ａ，１０Ｂへの光入力とし、これら光ファイバー１０Ａ，１０Ｂの各ＦＢＧからの反射光をそれぞれ狭帯域可変フィルタ１３Ａ，１３Ｂに光導出する。狭帯域可変フィルタ１３Ａ，１３Ｂは、各ＦＢＧからの各反射波を一括して透過させ、これら反射波をそれぞれ光検出器１４Ａ，１４Ｂに出力する。光検出器１４Ａ，１４Ｂは、それぞれフィルタ１３Ａ，１３Ｂを透過した光入力を、それと同じ周波数をもつ電気信号に一括して変換する。

波長シフト検出器１５Ａ，１５Ｂは、光検出器１４Ａ，１４Ｂに得る周波数信号と基準周波数発生器１６からの基準周波数信号との周波数比較を行い、周波数シフトが発生した反射波長別のタイミングをもつパルス信号（以下、λａ，λｂとする）を得る。論理和演算部１７は、両パルス信号λａ，λｂの論理和をとったパルス信号（λａ ＯＲ λｂ）を得る。侵入位置判定部１８は、パルス信号（λａ ＯＲ λｂ）を基に反射波長がシフトしたＦＢＧの位置、つまり侵入位置を判定し、その出力を得る。

以上の構成になる侵入検知センサーの動作を説明する。まず、２本の光ファイバー１０Ａ，１０Ｂは、図１に例を示すように、それぞれ８種類の反射波長λ１〜λ８を呈するＦＢＧを昇順（または降順、もしくはランダムな順）で組み込んだものとする。但し、両光ファイバー１０Ａ，１０Ｂの同じ位置になる各ＦＢＧの反射波長は互いに異なる組み合わせになるよう、各ＦＢＧの組み込み位置を変えている。例えば、図１では、光ファイバーの長手方向の位置Ｐ１では、一方のＦＢＧが反射波長λ１になり、他方が反射波長λ１になる。また、位置Ｐ９では、一方のＦＢＧが反射波長λ１になり、他方が反射波長λ２になる。

上記の同じ位置になる各ＦＢＧの反射波長が互いに異なるものにする組み合わせは、両光ファイバー１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ８種類のＦＢＧを組み込む場合、その組み合わせ数は８×８＝６４になる。一般式では、Ｎ種類の反射波長をもつＦＢＧによる組み合わせは、最大で「種類数Ｎの二乗」にまで拡張される。

このような構造をもつ一対の光ファイバー１０Ａ，１０Ｂに対して、図２に示すように、光信号発生器１１から波長λ１〜λ８を包含する帯域をもつ光信号を入射する。これにより、光ファイバー１０Ａ，１０Ｂからの反射波は、それぞれ波長λ１〜λ８をもち、各反射波がハーフミラー１２Ａ，１２Ｂを介してそれぞれフィルタ１３Ａ，１３Ｂに導出され、光検出器１４Ａ，１４Ｂで波長λ１〜λ８に対応する周波数ｆ１〜ｆ８をもつ信号に変換される。

なお、同じ光ファイバーには同じ反射波長を呈するＦＢＧが複数組み込まれるため、それぞれの同じＦＢＧからの反射波は光ファイバー上のＦＢＧの位置の違いによって時間的に僅かのずれを伴うが、光検出器側では同じ反射波が重畳したものとして導出することができる。

基準周波数発生器１６はこれら周波数ｆ１〜ｆ８をもつ周波数信号と同じ狭帯域になる基準周波数信号を一括して発生しておき、波長シフト検出器１５Ａ，１５Ｂは基準周波数信号と光検出器１４Ａ，１４Ｂで周波数信号との周波数比較を行い、周波数シフトが発生した周波数信号がある場合にはそれを出力パルスのタイミングに対応付けて出力する。図２の例では、光ファイバー１０Ａの反射波のうち、波長λ５に波長シフトが発生し、光ファイバー１０Ｂの反射波のうち、波長λ４に波長シフトが発生した場合を示す。

これら波長シフト検出器１５Ａ，１５Ｂの出力λａ，λｂを、論理和演算部１７で論理和演算することで、波長シフトしたＦＢＧの組み合わせに対応するタイミングをもつパルス信号（λａ ＯＲ λｂ）を得、侵入位置判定部１８ではλａ，λｂのタイミングを２進数の桁位置に対応させて十進数に変換することで、侵入位置の判定出力を得ることができる。

したがって、本実施形態になる侵入検知センサーによれば、両光ファイバー１０Ａ，１０Ｂにはそれぞれが単独で検知できる侵入位置がＮ箇所に制約されるものを使用して、Ｎの二乗になる多数箇所での侵入検知、つまりチャンネル数を飛躍的に拡張可能となり、検知箇所（検知ポイント）が多数になる場合も敷設を必要とする光ファイバーの本数を大幅に削減できる。しかも、光ファイバーに入力する光信号および反射光の信号処理は、従来と同等のＮ種類の波長を分離抽出できるものであればよく、光ファイバーや光検出器が高価になることはないし、安定した侵入検知ができる。

なお、本実施形態は、２本の光ファイバーを使用したセンサー構成とする場合を示すが、一層の多チャンネル化を図るには、３本以上の光ファイバーとそれらの信号処理回路を使用すれば、ＦＢＧの種類数Ｎの３乗以上の多点検知センサーを実現できる。

また、本実施形態は、反射波長λ１〜λ８に対して一括して波長シフト判定を行う構成を示すが、時分割的に判定を行うこともできる。この場合、光信号発生器１１は、光ファイバー１０Ａ，１０Ｂに組み込まれた各ＦＢＧがもつ反射波長を包含する帯域の光信号を一定周期で発生するのに代えて、個々の反射波長をもつ光パルス信号に順次切り替えて発生し、フィルタ１３Ａ，１３Ｂおよび光検出器１４Ａ，１４Ｂでは個々の波長に対する反射波長の周波数信号を順次取り出し、波長シフト検出器１５Ａ，１５Ｂで波長シフトしたものを順次検出する。

また、光検出器１４Ａ，１４Ｂによる信号変換に際して、周波数を１／ｎに逓倍した低い周波数帯域のものに変換すれば、これらの後段での信号処理回路では低い周波数による簡単処理機能をもつもので済む。さらに、受光部１４Ａ，１４Ｂによる反射波信号の検出は、複数回の受光での平均値を得ることで、光ファイバーが敷設環境（風や温度）の変化で反射波長に周波数変動や揺れを起こす場合にも、侵入検知の信頼性を高めることができる。同様に、侵入位置判定部１８による判定は、波長シフトが１回発生したときに侵入検知を判定する構成に限らず、複数回の侵入検知で最終的な判定を得ることで、侵入検知の信頼性を高めることもできる。

また、反射波の検出からその波長シフトの反射波の判定までの各部の構成は、適宜設計変更することができる。

（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態を示す侵入検知システムの全体構成図であり、敷地外周部に設置したフェンスを乗り越えようとする侵入者を検知し、さらにフェンスを破壊しようとする侵入者を検知するシステムである。

フェンス２０の上部にはＦＢＧ方式による光ファイバー式検知センサー用光ファイバーケーブル２１を敷設する。この光ファイバーケーブル２１には、それぞれ反射波長の異なる複数種類のＦＢＧを組み込んだ光ファイバーを少なくとも２本内蔵し、実施形態１における光検知センサー方式を実現する。

フェンス２０には、光ファイバーケーブル２１の高さ位置から地面部分に亙って前記のＯＴＤＲ方式による光ファイバー検知センサー用光ファイバー２２を敷設する。このＯＴＤＲ方式では、前記のように、複数箇所の同時検出ができないため、侵入検知エリア別にそれぞれ光ファイバーを敷設する。
各光ファイバー２１と２２は、１本または複数本の光ファイバーケーブルとして束ねられ、光パッチパネル２３まで引き込む光伝送路としても利用する。ここで、光パッチパネル２３は、外構に敷設される光ファイバーケーブルと構内光ケーブルを接続する光ケーブル用端子盤である。

ＦＢＧ方式の侵入検知器２４は、光ファイバー２１に接続され、実施形態１におけるＦＢＧ方式による光信号発生器１１から侵入位置判定部１８までの各検知要素を設け、侵入位置判定出力信号を得る。侵入検知器２５は、光ファイバー２２に接続され、ＯＴＤＲ方式による侵入位置判定出力信号を得る。

ＴＣＰ／ＩＰ通信インタフェース２６は、通信ケーブル２７を介して侵入検知器２４、２５と接続され、それぞれの侵入検知器２４、２５に侵入検知の判定出力が得られたときの入出力信号処理を行う。

監視室に設けた侵入監視サーバ２８は、構内ＬＡＮを介してＴＣＰ／ＩＰ通信インタフェース２６との間の情報伝送を可能にし、侵入検知器２４、２５との間でＴＣＰ／ＩＰ通信により侵入検知情報を取得可能にし、侵入検知情報を取得したときにはモニタ２９に画面表示、すなわち侵入位置を監視員に認識させるための画面表示処理を行う。

監視室に設けた監視バックアップ設備３０は、ＩＴＶ監視システムを中枢部とし、構内ＬＡＮを介してＦＢＧ方式およびＯＴＤＲ方式の侵入検知センサーやＩＴＶカメラ等と連携した検知と監視のための情報入出力手段を設ける。

例えば、ＩＴＶ監視システムには、検知器２４、２５の検知信号（侵入位置信号も含む）をＴＣＰ／ＩＰ通信インタフェース２６を通して割り込み信号として取り込み、さらに監視領域に設置するＩＴＶカメラからの監視映像信号を構内ＬＡＮを通して受信し、複数台のＩＴＶモニタに警報表示とその画像表示を行う。

このとき、侵入の報知と並行して、侵入を特定するために予め検知位置毎に最適な画像をモニタに表示させる。これにより、監視員には侵入に対する適確な判断をするための画像情報を与えることができる。また、侵入検知信号には検知位置情報を含ませることで、ＩＴＶカメラの撮影方向を検知位置に自動的に向け、その後の移動体追跡制御（画像解析による移動する物の特定と移動方向検出をする）で、侵入者が検知位置から移動した場合でもＩＴＶモニタの画像から外れてしまうことはない。

また、ＩＴＶ監視システムは、ＩＴＶ操作盤のジョイスティック等の操作等で発生する操作信号を取り込み、この信号に従ってＩＴＶカメラの制御（撮影方向、ズームなど）を行うことにより、侵入の報知等に際して監視員によるＩＴＶカメラの手動操作を可能にし、より適確なモニタ画像取得を可能にする。

さらに、監視バックアップ設備３０は、監視室と監視現場のＩＴＶカメラとの間を構内ＬＡＮを情報伝送手段として、ＩＰ電話、ＬＡＮ端末、無線ＬＡＮサテライトと無線ＬＡＮ端末による内外部との通信を可能にし、さらに監視室のＩＰ−ＢＯＸを通したインターネット通信を可能にする。

このうち、ＩＰ電話は、監視領域の経路近くに設置した接続口にＶｏＩＰ仕様の電話機をモジュラーコードで接続し、巡回監視等に際して監視室のみならず監視センターやシステム設計会社との通話を可能にし、システムメンテナンス作業でも専門技術者の支援を可能にする。同様に、ＬＡＮ端末は、ＬＡＮ（ＴＣＰ／ＩＰ）を内蔵してＩＰ電話の接続口へ接続することで、その場所から監視センターや警備会社等への情報の送受信を可能にする。また、無線ＬＡＮ端末は、監視領域の経路近くに設置した無線ＬＡＮサテライト経由で情報の送受信を可能とし、侵入検知システム本来の運用に付属したメンテンナンス情報や監視情報、計測情報の送受信に使用する。

なお、本実施形態において、光ファイバー２２は、ＯＴＤＲ方式のものに代えて、ＦＢＧ方式のものにし、光検出器もそれ用に変更したシステム構成とすることができる。この場合、光ファイバー２２としては、その引き回し本数を大幅に削減できる。

（実施形態３）
図４は、実施形態２の侵入検知システム等におけるフェンスの構造例を示す。フェンスユニット４０は、適当な幅と高さをもつ四角形の枠体４１と、この枠体４１で構成される平面に沿ってジグザグ（千鳥足状）に張設した光ファイバー４２と、枠体４１の両側枠で光ファイバー４２の両端を光接続する光接続函４３とによって構成される。

この構成になるフェンスユニット４０は、工場で予め組み立て、侵入検知対象となる現地まで必要個数を運搬し、これらを敷地のフェンス土台にそって取付け固定する。そして、隣接するフェンスユニット４０同士の光接続函４３の間を光接続コード４４で光接続する。さらに、配列フェンスユニット４０の先頭または最後尾の接続函と、光ファイバー４２に光入出力する光入出力装置との間を光ファイバーで接続する。

したがって、本実施形態になるフェンス構造によれば、フェンスユニット４０を工場で組み立てておくことができ、現地で全構造を製作する場合に比べて、工事期間の短縮、コストダウンを図ることができ、特に光ファイバーの張設工事と動作チェックを容易にし、信頼性向上に効果的となる。

また、図５は、フェンスユニット同士の接続の変形例を示すように、複数の警戒領域Ａ，Ｂを分離構成するには、フェンスユニット４０同士を光接続する光接続コード４４の接続経路を変更することで済む。

（実施形態４）
図６は、実施形態１〜３等における光ファイバーケーブルの構造例を示す。この構造は、光ファイバーケーブル５０には、長手方向に沿って合成樹脂製または金属製の刺部材５１を適当な間隔で取付けまたは貫通させて有刺線を構成し、この有刺線をフェンスに沿って張設する。

したがって、本実施形態になる光ファイバーケーブル構造によれば、有刺線機能ももつケーブルを実現できる。特に、実施形態３で示すフェンスユニットに適用して、光ファイバーケーブルと有刺線の張設を一括して行うことができるという優れた作用効果を得ることができる。

なお、以上までの各実施形態は、敷地に設備するフェンスを乗り越えようとする侵入者を検知し、さらにフェンスを破壊しようとする侵入者を検知する侵入検知センサーさらに侵入検知システムを示すが、敷地内外に敷設される下水路用マンホールや電源／通信用ケーブルピットを介して人や動物（ネズミ等の小動物）が侵入または破壊されるのを検知するセンサーおよびシステムを構築、または検知機能を追加したシステムを構築することができる。

本発明の実施形態を示す侵入検知センサーの構成図。 図１における侵入検知センサーの動作説明図。 本発明の実施形態を示す侵入検知システムの構成図。 図３におけるフェンスの実施形態を示す構成図。 図４におけるフェンスの変形例を示す構成図。 本発明の実施形態を示す光ファイバーケーブルの構成図。 ＦＢＧ方式の検知センサーの原理的な説明図。 ＯＴＤＲ方式の検知センサーの原理的な説明図。 ＦＢＧ方式における波長と侵入位置検出関係の説明図。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ 光ファイバー
１１ 光信号発生器
１２Ａ，１２Ｂ ハーフミラー
１３Ａ，１３Ｂ 狭帯域可変フィルタ
１４Ａ，１４Ｂ 光検出器
１５Ａ，１５Ｂ 波長シフト検出器
１６ 基準周波数発生器
１７ 論理和演算部
１８ 侵入位置判定部
２０ フェンス
２１ 光ファイバーケーブル（ＦＢＧ方式）
２２ 光ファイバーケーブル（ＯＴＤＲ方式）
２３ 光パッチパネル
２４、２５ 侵入検知器
２６ ＴＣＰ／ＩＰ通信インタフェース
２７ 通信ケーブル
２８ 侵入監視サーバ
２９ モニタ
３０ 監視バックアップ設備
４０ フェンスユニット
４１ 枠体
４２ 光ファイバー
４３ 光接続函
５０ 光ファイバーケーブル
５１ 刺部材

Claims (9)

1. 光ファイバーの長さ方向に一定間隔でファイバーガラスの屈折率が異なる複数種類のＦＢＧ（グレーティング部）を設け、この光ファイバーを検知対象範囲に沿って敷設し、前記光ファイバーへの光入力に対して前記各ＦＢＧからの反射波を導出し、この反射波のうち波長シフトを呈したＦＢＧの位置を侵入箇所として検知するＦＢＧ方式による侵入検知センサーであって、
   前記光ファイバーを少なくとも２本を束ねて一本のケーブルに組み込み、かつ各光ファイバーの長さ方向で同じ位置の各ＦＢＧの反射波長が、同一及び異なる組み合わせとし、各光ファイバーへの光入力に対する反射波に波長シフトが生じた各ＦＢＧ位置を検出したときに、当該ＦＢＧの反射波長の違いの組み合わせから侵入位置を検知する検知手段を設けたことを特徴とする侵入検知センサー。
2. 前記検知手段は、前記各ＦＢＧからの反射波を、各ＦＢＧが持つ反射波長を包含する帯域の光信号の光入力が発生する場合は電気信号の周波数として一括して検出し、または各ＦＢＧが持つ反射波長を個々にもつ光パルス信号の光入力が発生する場合は電気信号の周波数として選択的に検出し、
   各周波数信号と基準周波数信号との周波数比較によって波長シフトした各光ファイバーのＦＢＧの位置をそれぞれパルス出力信号のタイミングの違いとして検出し、各パルス出力信号の論理和演算によって侵入位置を判定する構成にしたことを特徴とする請求項１に記載の侵入検知センサー。
3. 前記検知手段は、前記各ＦＢＧからの反射波の検出を複数回の平均値演算で求める構成にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の侵入検知センサー。
4. 前記検知手段は、複数回の侵入検知で侵入位置の判定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の侵入検知センサー。
5. 複数種類の反射波長を呈する複数のＦＢＧを組み込んだ少なくとも２本の光ファイバーを束ねて一本のケーブルに組み込み、検知対象範囲に沿って敷設し、かつ各光ファイバーの長さ方向で同じ位置の各ＦＢＧの反射波長が同一及び異なる組み合わせ構成とし、各光ファイバーへの光入力に対する反射波に波長シフトが生じた各ＦＢＧを検出し、当該ＦＢＧの反射波長の違いの組み合わせから侵入位置を検知するＦＢＧ方式の侵入検知センサーと、
   監視室側に設けられ、前記侵入検知センサーからＴＣＰ／ＩＰ通信インタフェースおよび構内ＬＡＮを介して侵入検知信号を取得してモニタに画面表示する侵入検知サーバと、
   ＩＴＶ監視システムを中枢部として監視室側に設けられ、構内ＬＡＮを介して前記侵入検知センサーやＩＴＶカメラ等と連携した検知と監視のための情報入出力手段を設けた監視バックアップ設備と、
   を備えたことを特徴とする侵入検知システム。
6. 前記ＦＢＧ方式の侵入検知センサーは、検知対象範囲に沿って設けられるフェンスの上部に光ファイバーを張設し、フェンスの下部にはＯＴＤＲ方式による光ファイバー検知センサーの光ファイバーを張設した構成を特徴とする請求項５に記載の侵入検知システム。
7. 前記監視バックアップ設備は、監視室と監視現場のＩＴＶカメラとの間を前記構内ＬＡＮを情報伝送手段として、ＩＰ電話、ＬＡＮ端末、無線ＬＡＮサテライトと無線ＬＡＮ端末による内外部との通信を可能にし、さらに監視室のＩＰ−ＢＯＸを通したインターネット通信を可能にした構成を特徴とする請求項５又は６に記載の侵入検知システム。
8. 前記検知対象範囲に沿った前記光ファイバーの敷設構造は、
   適当な幅と高さをもつ四角形の枠体と、この枠体で構成される平面に沿ってジグザグ（千鳥足状）に張設した光ファイバーと、前記枠体の両側枠で光ファイバーの両端を光接続する光接続函とによって構成したフェンスユニットと、
   前記検知対象範囲に沿って配列させた前記各フェンスユニットのうち、隣接するフェンスユニット同士の前記光接続函の間を接続する光接続コードと、
   前記光接続したフェンスユニット配列の先頭または最後尾の接続函と、前記光ファイバーに光入出力する光入出力手段との間を接続する光ファイバーとによって構成したことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の侵入検知システム。
9. 前記少なくとも２本の光ファイバーを束ねて一本のケーブルに組み込み、組み込んだ光ファイバーケーブルに、その長手方向に沿って合成樹脂製または金属製の刺部材を適当な間隔で取付けまたは貫通させて有刺線を構成し、この有刺線をフェンスに沿って張設した構成を特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の侵入検知システム。

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