JP2006119114A - 光線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 赤外光等の不可視光の光路位置の検出が可能で、分解能を向上させた光線検出装置を提供すること。
【解決手段】 赤外線検出装置１は、本体部２と、先端部３ａ側を本体部２の左側面２ａから突出させた振動体としてのガラス製の導光体３とを備える。本体部２内部には、導光体３をＸ軸方向に駆動する回転スライダーステッピングモータ２１と、導光体３をＹ軸方向に振動させる駆動コイル３１とが設置されている。先端部３ａにより光線検出領域内を走査する間に、赤外光が先端部３ａに入射し、その赤外光が導光体３によって伝搬されて受光素子に入射すると、発光ダイオードが可視光を発光する。その可視光は導光体３によって伝搬され先端部３ａから放射される。光線検出領域において、不可視光である赤外光の位置が、先端部３ａから放射された可視光の発光残像として表示されるので、赤外光の光路位置を視認できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、赤外光等の不可視光を検出する光線検出装置に関する。

従来、光通信等に用いられる光信号の光源には、レーザ光源が用いられることが広く知られている。一般に、このレーザ光源から出力される光線は、その波長が可視光線の波長より長い不可視光（例えば、赤外光）である。このため、光ファイバケーブル等を用いて伝送される光信号を光線として、光ファイバケーブルの一端から外部に取り出しても、取り出した光線の光路位置を視認することはできない。

ところで、光通信用モジュール等に用いられている光学素子（例えば、回折格子、ミラー等）の検査を行う際には、サンプルステージに置いた被検査体である光学素子に対して、光ファイバケーブルの一端から検査光として赤外光を照射する。そして、光学素子によって反射された反射光に基づいて、その光学素子の評価を行う。このため、光学素子に対して、正しく赤外光を照射させるためには、赤外光の光路位置を検出して、光学素子に一致させる作業が必要となる。また、一般に光線として照射される赤外光においては、その強度は中心部で最大となり、中心部から離れるに従って徐々に弱くなる。そして、その強度分布は、ガウシャン分布と呼ばれ正規分布と同様の形状をとる。従って、光学素子に赤外光を照射する際には、赤外光の中心部からなる有効スポット径を認知し、最大となる強度で照射しなければならない。

この種の作業に用いられる赤外光を検出するための検出装置には、ＩＲカード、赤外ＣＣＤカメラ、光パワーメータ等がある。
ＩＲカードは、カードの表面に、赤外光を受光するとその強度に応じて可視光を放つ物質を塗布した発光領域が設けられていて、その発光領域に赤外光が照射されると、発光領域の受光した部分が可視光を発するものである。従って、その発光領域を視認することによって光路位置を検出することができる。

赤外ＣＣＤカメラは、赤外光を直接受光し表示部に出力表示する。そのため、赤外光の強度分布形状を観測でき、又感度が高いので、光路位置を容易に検出することができる。
光パワーメータは、受光素子を用いたセンサ部にて赤外光を受光し、その強度をメータに出力表示する。従って、センサ部を移動させて、出力表示される強度が最大になるときを知ることによって、光路位置を検出している。（例えば特許文献１）
特許文献１では、センサ部に４分割にした受光素子を用い、その２つずつの差動出力を２チャンネルのオシロスコープのＸ軸とＹ軸とに入力し、入力されると同オシロスコープのブラウン管上に表れる輝点の位置を見ることによって、光路位置を確認して、センサ部の位置決めを行っている。
特開平６−２３６５７４号公報

しかしながら、ＩＲカードは感度が低く、増感機能も備えていないので、微弱な強度の赤外光を検出する場合には、作業環境全体を暗くする必要がある。従って、部屋を暗くして光線の光路位置を検出した後に、部屋を明るくして光学素子の設置位置を調整する作業となるので、非常に実施しづらい。また、ＩＲカードは、強度に応じて可視光を発するが、感度が低くその発光部分と非発光部分との境界がはっきりしないので、ガウシャン分布を有する光線の有効スポット径の大きさはわからない。また、赤外ＣＣＤカメラは、本体
形状が大きいので、狭い空間における赤外光の検出には適していない。

さらに、特許文献１の光パワーメータでは、光路位置を探す際に、ブラウン管を見ながらセンサ部の位置決めを行うので、視線を頻繁に移すことになって、光路位置の検出に時間がかかった。

さらに又、上述したＩＲカード、赤外ＣＣＤカメラ、光パワーメータは、それぞれ光路位置を検出した後に、検出した光路位置に対して、被検査体である光学素子を配置し直さなければならないので、正確に光学素子に赤外光を照射させるのが困難であった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものである。その目的は、赤外光等の不可視光の光路位置の検出が可能で、分解能を向上させた光線検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、本体部と、光入射部及び光放射部である先端部側を本体部の一側面から突出させた振動体としての導光体とを備え、前記本体部内に、前記導光体をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させる駆動手段と、前記導光体の前記先端部が移動する範囲であるＸＹ平面内の光線検出領域に照射される被検出光が前記先端部に入射し前記導光体によって伝搬されて受光手段に入射すると、発光手段から可視光を出射させ、前記可視光を前記導光体によって伝搬し前記先端部から放射させる可視光放射手段と、を備えることを要旨とする。

これによれば、導光体をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させることで、導光体の先端部が光線検出領域内を繰り返し走査する。赤外光等の不可視光が導光体の先端部に入射し、その赤外光が導光体によって伝搬されて受光手段に入射すると、発光手段が可視光を発光する。その可視光は導光体によって伝搬され先端部から放射される。その結果、光線検出領域において、不可視光である赤外光の位置が、導光体の先端部から放射された可視光の発光残像として表示されるので、赤外光等の不可視光の光路位置及び光路径を作業者が視認することができる。

また、赤外光を光線検出領域内で走査して検出するための振動体として、導光体を用い、発光手段からの可視光を導光体によって伝搬し、その先端部から可視光を放射するようにしている。このため、拡散が少なく点光源に近い輝点の発光残像が得られ、赤外光等の不可視光の分解能（表示分解能）が向上する。したがって、赤外光等の不可視光の光路位置を検出できるとともに、不可視光の光路位置検出の分解能を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光線検出装置において、前記導光体は、前記先端部に斜めの研磨面を有するガラス製の導光体であり、前記先端部に入射する光は前記研磨面で反射されて前記導光体内に導入され伝搬されるとともに、前記導光体の基端部に入射する光は前記導光体によって伝搬されて前記研磨面で反射されて外部へ放射されるように構成されていることを要旨とする。

これによれば、導光体を先端部に斜めの研磨面を有するガラス製の導光体として、先端部に入射する光は研磨面で反射されて導光体内に導入され伝搬されるとともに、導光体の基端部に入射する光は導光体によって伝搬されて研磨面で反射されて外部へ放射されるように構成している。ガラス製の導光体は質量が小さいため、振動周波数を大きくするのが容易である。これによって、分可能がさらに向上する。また、ガラス製の導光体上に受光素子や発光素子等の部品がないため、組立が容易で、量産化に適した構成を実現できる。さらに、導光体の先端部に別途発光素子や受光素子等を設ける必要がないため、振動部分
に電気配線が不要となり、信頼性及び装置の寿命が向上する。さらにまた、金属に比べてガラスは振動させても疲労破断が起こりにくいので、これによっても信頼性及び装置の寿命が向上する。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光線検出装置において、前記導光体は、その基端部側が前記本体部内で固定され、前記基端部側を支点にして揺動する片持ち梁式の振動系を構成していることを要旨とする。

これによれば、振動系を構成する導光体を片持ち梁式としたため、長手方向が短くなり、装置の小型化を図ることができる。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光線検出装置において、前記駆動手段は、前記導光体をＹ軸方向に電磁駆動により振動させるＹ軸方向駆動手段と、前記導光体をＸ軸方向にステッピングモータにより往復動させるＸ軸方向駆動手段とを備えることを要旨とする。

これによれば、導光体は、Ｙ軸方向駆動手段によりＹ軸方向に電磁駆動により振動されるとともに、Ｘ軸方向駆動手段のステッピングモータによりＸ軸方向に往復動される。これにより、導光体をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させることで、導光体の先端部を光線検出領域内を繰り返し走査させることができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の光線検出装置において、前記ステッピングモータは、その回転を直線運動に変換して前記導光体に伝えるのに、ネジ機構を用いた回転スライダーステッピングモータであることを要旨とする。

これによれば、回転スライダーステッピングモータはリニアーステッピングモータに比べて駆動トルクが大きいので、Ｘ軸方向が上下方向であっても、その向きに関係なく導光体をＸ軸方向に駆動することができる。したがって、使用条件範囲が広がり、装置の汎用性が向上する。

請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の光線検出装置において、前記可視光放射手段は、前記先端部に入射し前記導光体によって伝搬されて、前記導光体の前記基端部から出射する前記被検出光を前記受光手段に入射させるとともに、前記発光手段から出射される可視光を前記基端部に入射させる光学系と、前記被検出光を受光したときに前記受光手段から出力される検出信号に基づいて前記発光手段を発光させる光検出回路とを備えることを要旨とする。

これによれば、先端部に入射し導光体によって伝搬されて、導光体の基端部から出射する被検出光を光学系により受光手段に入射させるとともに、発光手段から出射される可視光を光学系により導光体の基端部に入射させる。また、光検出回路により、被検出光を受光したときに受光手段から出力される検出信号に基づいて発光手段を発光させる。これにより、ガラス製の導光体上に受光素子や発光素子等の部品がないため、組立が容易で、量産化に適した構成を実現できる。さらに、導光体の先端部に別途発光素子や受光素子等を設ける必要がないため、振動部分である導光体に電気配線が不要となり、信頼性及び装置の寿命が向上する。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光線検出装置において、前記光学系及び前記光検出回路は、一体にモジュール化され、前記導光体と一緒に回転スライダーステッピングモータによりＸ軸方向に往復動されることを要旨とする。

これによれば、装置の組立が容易で量産化に適した構成を実現できる。
請求項８に係る発明は、請求項６に記載の光線検出装置において、前記導光体の基端部側は、前記光学系を保持する光学系用基板側に固定されたベースと、前記光検出回路を保持する回路基板側に固定されたベースとの間に挟持されることを要旨とする。

これによれば、導光体の基端部側が、光学系を保持する光学系用基板側に固定されたベースと、光検出回路を保持する回路基板側に固定されたベースとの間に挟持される。これにより、光学系用基板側に固定されたベースと回路基板側に固定されたベースとを本体部に固定することで、これらのベース間に導光体の基端部側が挟持されるようになる。このため、導光体の基端部側を固定する部材の軽量化を図ることができ、導光体をＸ軸方向に駆動させる際の慣性質量を減少させることができる。

請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１つに記載の光線検出装置において、前記本体部は、前記駆動手段及び前記可視光放射手段を内部に有する筐体で構成され、前記筐体の一部の壁部は磁石によって取り外し可能に固定されていることを要旨とする。

これによれば、狭い場所にも挿入が可能になる。
請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１つに記載の光線検出装置において、前記導光体の研磨面に光反射処理が施されていることを要旨とする。

これによれば、導光体の研磨面に光反射処理が施されているので、導光体先端と空気の界面における臨界角以下で生じる透過光が減少する。このため、入射光の角度変動に対する出射光量変化が低減されるとともに、出射効率が改善される。

請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の光線検出装置において、前記光反射処理は、前記研磨面に成膜された金属の反射膜であることを要旨とする。
これによれば、導光体の研磨面に成膜された金属の反射膜により、導光体先端と空気の界面における臨界角以下で生じる透過光が減少する。このため、入射光の角度変動に対する出射光量変化が低減されるとともに、出射効率が改善される。

請求項１２に係る発明は、請求項１０又は１１に記載の光線検出装置において、前記導光体の研磨面の周辺に面取り部が形成されていることを要旨とする。
これによれば、導光体の研磨面の周辺に面取り部が形成されているので、その面取り部で可視光が拡散漏洩する。このため、導光体の先端部から出射する可視光の光束を、導光体の光軸に対し斜め上方からでも見ることができ、入射光束（不可視光）の大きさを推測することができる。

請求項１３に係る発明は、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光線検出装置において、前記発光手段から出射される可視光のピーク波長の範囲を５９０〜６２０ｎｍとすることを要旨とする。

これによれば、発光手段から出射される可視光のピーク波長の範囲を５９０〜６２０ｎｍとしているので、作業者が一般に多く用いられる保護眼鏡（透過波長が５９０〜６２０ｎｍのもの）を着用したまま、赤外線検出装置により発光手段から出射される可視光の発光を視認することができる。

請求項１４に係る発明は、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光線検出装置において、前記発光手段として白色発光ダイオードを用いることを要旨とする。
これによれば、発光手段として、およそ４５０〜７００ｎｍの波長範囲の広帯域な発光スペクトルを持つ白色発光ダイオードを用いるので、透過スペクトル帯域の異なる様々な種類の保護眼鏡が使用されても、作業者が保護眼鏡を着用したままで、発光手段から出射
される可視光を視認することができる。

以上説明したように、本発明によれば、赤外光等の不可視光の光路位置を検出できるとともに、不可視光の光路位置検出の分解能を向上させることができる。

以下、本発明の光線検出装置を赤外線検出装置に具体化した各実施形態を図面に従って説明する。
第１実施形態に係る赤外線検出装置を図１〜図８に従って説明する。

図１は第１実施形態に係る赤外線検出装置１の概略構成を示す斜視図であり、図２は同赤外線検出装置１を示す側面図である。図３は、赤外線検出装置１の本体部内部の構成を示す側面図である。

この赤外線検出装置１は、可視光より波長が長く不可視光となっている赤外光を検出するためのものである。この赤外線検出装置１の特徴は、被検出光としての赤外光をＸＹ平面内で走査して検出するための振動体として、ガラス製の導光体を用いている点にある。

（全体構成）
図１及び図２に示すように、光線検出装置としての赤外線検出装置１は、本体部２と、光入射部及び光放射部である先端部３ａ側を本体部２の左側面（一側面）２ａから突出させた振動体としてのガラス製の導光体３とを備える。

本体部２は直方体形状の筐体になっている。その本体部２は、例えば長さが９０ｍｍで、厚さが２３ｍｍで、高さが５８ｍｍの大きさを有し、手で把持できる程度に小型である。ガラス製の導光体３は、例えば外径５００μｍの光ファイバである。

本体部２の上部には、導光体３の振動開始と、その振動停止と、その振動速度（Ｘ軸方向の振動周波数）とを切り替えるための切り替えスイッチ４が配置されている。導光体３の振動速度（Ｘ軸方向の振動周波数）は、切り替えスイッチ４により、低速、中速及び高速の３段階に切り替え可能である。

本体部２の左側面２ａからは、ガラス製の導光体３が突き出している。この導光体３は、図１に示すＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に駆動されるようになっている。また、本体部２の左側面２ａには、導光体３の左側面２ａから突出している部分を保護するための保護ケース５が固定されている。この保護ケース５は四角形状の窓６を有する。この窓６には、例えば、硝子板が嵌め込まれ内部を密閉するとともに内部を視認できるようになっている。

本体部２の右側面２ｂには、光量に応じて感度を手動調節できる感度調節つまみ７が設けられている。なお、本体部２の一部の壁部２ｃは磁石８（図３参照）によって取り外し可能に固定されている。

本体部２内部には、図３に示すように、導光体３をＸ軸方向に駆動するＸ軸方向駆動手段としてのＸ軸駆動系の駆動源である回転スライダーステッピングモータ２１と、導光体３をＹ軸方向に電磁駆動により振動させるＹ軸方向駆動手段としてのＹ軸振動駆動系の駆動コイル３１とが設置されている。

本体部２の中央下部には、光検出回路としてのアナログ信号処理回路４１が回路基板４
２上に実装されている。この回路基板４２の下側に光学系５０（図６参照）が配置されている。アナログ信号処理回路４１と光学系５０は、一体化されて１つのモジュール６０が構成されている。

また、本体部２内の上部左にＣＰＵ７０が配置されている。このＣＰＵ７０により、導光体３の振動速度（Ｘ軸方向の振動周波数）を、切り替えスイッチ４の切り替え操作に応じて上記３段階に切り替える速度可変制御と、振動開始／停止制御等を行うようになっている。

導光体３の振動が停止している状態で、切り替えスイッチ４を押すと、導光体３のその基端部側を支点にしたＹ軸方向の振動が開始され、その開始の１秒後に導光体３のＸ軸方向の往復動が開始されるようになっている。この状態で、切り替えスイッチ４を繰り返し押す毎に、導光体３のＸ軸方向の振動周波数（振動速度）が低速、中速、及び高速の３段階に切り替えられるようになっている。

このように導光体３のＸ軸方向の振動速度を３段階に切り替える機能を備えているので、光路径の小さい赤外光を検出する場合に、その振動速度を高速から中速へ、或いは中速から低速へ切り替えて遅くすることにより、分解能を上げて検出することができる。切り替えスイッチ４をさらに押すと、導光体３のＹ軸方向の振動が停止するとともに、Ｘ軸方向の振動も停止するようになっている。

下記の表１に、本実施形態に係る赤外線検出装置１において、導光体３のＸ軸方向の振動速度（振動周波数）を低速、中速、及び高速にそれぞれ切り替えたときの、導光体３の先端部３ａの走査性能（走査機能）を示す。ここで、導光体３の先端部３ａが移動する範囲であるＸＹ平面内の光線検出領域１０（図５参照）、つまり先端部３ａにより赤外光を走査する走査範囲は、例えば、Ｙ軸方向の振動幅（約１５ｍｍ）×Ｘ軸方向の移動距離（約１５ｍｍ）の範囲である。なお、表１に示す「速度切り替え」は、導光体３のＸ軸方向の振動速度を低速、中速、及び高速に３段階に切り替えることを意味する。

この表１から分かるように、導光体３のＸ軸方向の振動速度を遅くするほど、光線検出領域１０内で走査線ピッチのより小さい走査がなされるので、分解能が向上してより光路径の小さい赤外光を検出できるようになる。

上記表１では、導光体３のＸ軸方向の振動速度を低速、中速、及び高速に切り替えた場合における、１フレーム時間（ｍｓｅｃ）、走査線数（本）、及び走査線ピッチ（ｍｍ）をそれぞれ示してある。ここで、「１フレーム時間」は、導光体３をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させることで、その先端部３ａが光線検出領域１０全体を１回走査するのに要する時間をいう。また、「走査線数」は、先端部３ａがＹ軸方向に１回移動する際におけるその移動軌跡を示す線を１本の走査線１１としたとき、光線検出領域１０内におけるその走査線１１の総数をいう。また、「走査線ピッチ」は、Ｘ軸方向の移動距
離（約１５ｍｍ）を走査線数で割った値である。

（細部の説明）
ガラス製の導光体３は、図４（ａ），（ｂ）に示すような外径が５００μｍの光ファイバである。つまり、この光ファイバは、コアとクラッドからなる通常の光ファイバである。導光体３の先端部３ａには、光ファイバのコア中心軸（光軸）に対して４５度の角度で研磨した斜めの研磨面３Ａが形成されている。

これにより、図４（ａ）の実線矢印で示すように、導光体３の先端部３ａに光ファイバのコア中心軸（光軸）に対して４５度の角度で入射する赤外光（赤外線）は研磨面３Ａで反射されて導光体３内に導入され、導光体３によってその基端部３ｂ（図６参照）側へ伝搬される。また、基端部３ｂに入射する光（本例では橙色の可視光）は、導光体３によって先端部３ａ側へ伝搬され、研磨面３Ａで反射されて図４（ａ）の破線矢印で示すように、前記コア中心軸に対して４５度の角度で外部へ放射されるように構成されている。

なお、導光体３として使用した光ファイバはヤング率が大きく、許容曲げ半径は３３ｍｍである。例えば、その光ファイバは、長さ５５ｍｍで最大たわみを１０ｍｍとした。
（光学系）
本例で用いる光学系５０は、先端部３ａに入射し導光体３によって伝搬されて、導光体の基端部３ｂから出射する被検出光としての赤外光を受光手段に入射させるとともに、発光手段から出射される可視光を導光体３の基端部３ｂに入射させるようになっている。

光学系５０の主は構成は、図６に示すように、基端部３ｂ側が固定された光ファイバである導光体３、赤外透過フィルタの役割をする鏡面Ｓｉ基板５１、鏡面Ｓｉ基板５１を透過した赤外光を集光する球レンズ５２、受光手段としての受光素子５３、発光手段としての発光ダイオード５４、及び集光レンズ５５等を備えている。また、光学系５０を構成する鏡面Ｓｉ基板５１等の各光学要素は、前記回路基板４２と一体に固定された光学系用基板５６上に配置されている。

鏡面Ｓｉ基板５１は、例えば、波長１５５０ｎｍにおける透過率が７０％の透過特性を有する。球レンズ５２は例えばφ７ｍｍの球レンズであり、受光素子５３はφ１ｍｍのＩｎＧａＡｓ受光素子である。また、発光手段としての発光ダイオード５４として、これから出射される可視光のピーク波長の範囲が５９０〜６２０ｎｍの発光ダイオードを用いるのが望ましい。本実施形態では、発光ダイオード５４として、ピーク波長が６１０ｎｍ（橙色）の可視光を出射する橙色発光ダイオードを用いている。

発光ダイオード５４として、ピーク波長の範囲が５９０〜６２０ｎｍの可視光を出射する発光ダイオードを用いる理由は、次の通りである。
赤外線検出装置１を使用して、例えばレーザ光源から出力される赤外光を用いて、光ファイバコリメータや合波／分波器等の光通信用モジュールを組み立てる際の調芯作業等を行う際には、作業者はレーザ光用の遮光保護眼鏡を使用する場合がある。一般に多く用いられる保護眼鏡の透過波長は、５９０〜６２０ｎｍである。そのため、作業者が保護眼鏡を着用したまま、赤外線検出装置１により可視光の発光を視認するためには、ピーク波長の範囲が５９０〜６２０ｎｍの可視光を発光ダイオード５４で発光させるのが望ましいのである。

発光ダイオード５４から出射される可視光のピーク波長が５９０ｎｍより短いと、一般に多く用いられる保護眼鏡を着用した作業者は、その可視光を視認できない。また、発光ダイオード５４から出射される可視光のピーク波長は６２０ｎｍより長いと、一般に多く用いられる保護眼鏡を着用した作業者は、その可視光を視認できない。

導光体３の基端部３ｂ側は、図７及び図８に示すように、光学系５０を保持する光学系用基板５６側に固定されたベース７１の段差部７１ａと、アナログ信号処理回路４１等の回路素子を保持する回路基板４２側に固定されたベース７２の段差部７２ａとの間に挟持される。ベース７１，７２を、導光体３の基端部３ｂ側を挟持した状態で、貫通孔７３，７４に挿通したボルトとナットにより締結することにより、光学系５０の光学系用基板５６とアナログ信号処理回路４１等の回路素子が実装された回路基板４２とがベース７１，７２を介して一体化されている。これにより、アナログ信号処理回路４１等の回路素子及び光学系５０が一体化された１つのモジュール６０が、導光体３と一緒にＸ軸方向に往復動するようになっている。なお、ベース７１，７２は、アルミニウムの削り出しとして、軽量化してその慣性質量の減少を図っている。

このような構成の光学系５０においては、導光体３の基端部３ｂから出射される赤外光は、鏡面Ｓｉ基板５１を透過した後、球レンズ５２で集光されて受光素子５３に入射し、受光素子５３で光電変換される。受光素子５３の検出信号（出力電流）は、増幅され発光ダイオード５４を駆動する。これにより、発光ダイオード５４は、可視光（橙色）を発光し、その可視光は集光レンズ５５で集光されて鏡面Ｓｉ基板５１に入射し、鏡面Ｓｉ基板５１で反射されて導光体３の基端部３ｂに導入される。さらに、その可視光は導光体３によって伝搬されてその先端部３ａ側へ進み、研磨面３Ａで反射されて、先端部３ａからコア中心軸に対して垂直方向に放射されるようになっている。

また、光検出回路としてのアナログ信号処理回路４１は、例えば、受光素子５３の出力電流に基づいて比較電圧を生成すると共に比較電圧のピーク電圧を保持し、そのピーク電圧に基づいて基準電圧を生成し、さらに、比較電圧が基準電圧を超えたときに発光信号を生成し出力するような回路構成になっている。この発光信号が生成されると、発光ダイオード５４に直列接続されたトランジスタが導通状態となって、発光ダイオード５４に駆動電流が流れ、発光ダイオード５４が橙色の可視光を発光するようになっている。

なお、図６における各部の寸法Ａ〜Ｈは、例えば次の通りである。
寸法Ａは２８．５ｍｍ、寸法Ｂは３４ｍｍ、寸法Ｃは１０ｍｍ、寸法Ｄは５．５ｍｍ、寸法Ｅは５．５ｍｍ、寸法Ｆは１５ｍｍ、寸法Ｇは８．５ｍｍ、そして、寸法Ｈは８．５ｍｍである。

（Ｙ軸振動駆動系）
導光体３をその基端部３ｂ側を支点にしてＹ軸方向に振動（揺動）させてその先端部３ａをＹ軸方向に走査するＹ軸振動駆動系は、駆動コイル３１による電磁駆動を使用した。このＹ軸振動駆動系によりＹ軸方向に振動する振動体である導光体３は、上述したようにその基端部３ｂ側がベース７１，７２に固定された片持ち梁式の振動系を構成している。このため、長手方向が短く、小型化を図れる。

導光体３をＹ軸方向に電磁駆動により振動させるＹ軸振動駆動系は、図３及び図８に示すように、駆動コイル３１と、フィードバックコイル３２と、これら２つのコイルの間で導光体３に固定された永久磁石３３とを備える。この永久磁石３３は、例えばその上面側がＮ極となっており、その下面側がＳ極となっている。駆動コイル３１に流す駆動電流の向きを変えることによって、永久磁石３３の上面と対向する側の磁極が切り替わり、導光体３が基端部３ｂ側を支点にしてＹ軸方向に振動（揺動）するようになっている。

駆動コイル３１は、例えば、磁石駆動作用が十分に得られると共に、５Ｖ電源の駆動電流が過大にならないようにするために、φ０．１ｍｍのエナメル線を１２００回巻きにしてある。また、振動周波数追従用のフィードバックコイル３２は、φ０．０５ｍｍのエナ
メル線を１３００回巻きにしてある。このＹ軸振動駆動系によりＹ軸方向に振動する導光体３の振動周波数は、例えば１００Ｈｚである。

（Ｘ軸駆動系）
前記モジュール６０を導光体３と一緒にＸ軸方向に往復動（振動）させるためのＸ軸駆動系は、ネジ式スライダーを採用し、回転スライダーステッピングモータ２１を使用した。つまり、図３に示すように、回転スライダーステッピングモータ２１により回転するネジ軸８０には、モジュール６０に固定されたスライダー８１内部の雌ネジ部が螺合している。これにより、ネジ軸８０を回転スライダーステッピングモータ２１により回転させると、スライダー８１がＸ軸方向に往復直線運動をするので、モジュール６０が導光体３と一緒にＸ軸方向に往復直線運動（往復動）をするようになっている。

このようなＸ軸駆動系では、回転スライダーステッピングモータ２１の回転を直線運動に変換するのに、ネジ軸８０とスライダー８１からなるネジ機構を利用しているため、大きなトルクが得られるのが特徴である。その反面、導光体３のＸ軸方向における所望の振動速度（振動周波数）を得るために回転スライダーステッピングモータ２１の回転速度が上昇するため、回転トルクに対しては不利であるが、設定最高パルスレート８８９ＰＰＳに対して最大発生トルクの１／４の回転トルク０．２ｍＮ・ｍが得られた。また、回転スライダーステッピングモータ２１は、加減速制御（台形駆動）を行うことで脱調は見られず、安定な駆動が得られた。

次に、以上のように構成された赤外線検出装置１の使用方法について説明する。
例えば、レーザ光源から出力される赤外光を用いて、光ファイバコリメータや合波／分波器等の光通信用モジュールを組み立てる際の調芯作業等を行う際に、その赤外光の光路位置を検出する場合について説明する。この場合、レーザ光源と調芯される光通信用モジュールとの間に、保護ケース５の窓６、つまり前記光線検出領域１０を位置させる。この状態で、切り替えスイッチ４を操作して導光体３をＹ軸方向に振動させるとともに、Ｘ軸方向に往復動させる。これにより、導光体３の先端部３ａが、上記表１に示す１フレーム時間で光線検出領域１０内を繰り返し走査する。

このようにして導光体３の先端部３ａにより光線検出領域１０内を走査している間に、図４（ａ）の実線矢印で示すように、赤外光（赤外線）が先端部３ａに入射すると、その赤外光は研磨面３Ａで反射され、導光体３によってその基端部３ｂへ伝搬される。導光体３の基端部３ｂから出射される赤外光は、鏡面Ｓｉ基板５１を透過した後、球レンズ５２で集光されて受光素子５３に入射し、受光素子５３で光電変換される。受光素子５３の検出信号（出力電流）は、増幅され発光ダイオード５４を駆動する。これにより、発光ダイオード５４は、可視光（橙色）を発光し、その可視光は集光レンズ５５で集光されて鏡面Ｓｉ基板５１に入射し、鏡面Ｓｉ基板５１で反射されて導光体３の基端部３ｂに導入される。さらに、その可視光は導光体３によって伝搬されてその先端部３ａ側へ進み、研磨面３Ａで反射されて、先端部３ａからコア中心軸に対して垂直方向に放射される。その結果、光線検出領域１０において、不可視光である赤外光の位置が、先端部３ａから放射された可視光の発光残像として表示されるので、その赤外光の光路位置及び光路径を作業者が視認することができる。

なお、上記第１実施形態において、回転スライダーステッピングモータ２１を駆動源とする上記Ｘ軸駆動系と、駆動コイル３１等を有するＹ軸振動駆動系とにより、導光体３をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させる駆動手段が構成されている。また、この駆動手段と、上記光学系５０とにより、光線検出領域１０に照射される被検出光が先端部３ａに入射し導光体３によって伝搬されて受光素子（受光手段）５３に入射すると、発光ダイオード（発光手段）５４から可視光を出射させ、可視光を導光体３によって伝搬し
先端部３ａから放射させる可視光放射手段が構成されている。

以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○導光体３の先端部３ａにより光線検出領域１０内を繰り返し走査する間に、赤外光が先端部３ａに入射し、その赤外光が導光体３によって伝搬されて受光素子５３に入射すると、発光ダイオード５４が可視光（橙色）を発光する。その可視光は導光体３によって伝搬され先端部３ａから放射される。その結果、光線検出領域１０において、不可視光である赤外光の位置が、先端部３ａから放射された可視光（橙色）の発光残像として表示されるので、不可視光である赤外光の光路位置及び光路径を作業者が視認することができる。したがって、赤外光等の不可視光の光路位置を検出することができる。

○赤外光等の不可視光の光路位置を検出することができるので、上述したようにレーザ光源から出力される赤外光を用いて、光ファイバコリメータや合波／分波器等の光通信用モジュールを組み立てる際の調芯作業等を効率良く行うことができる。

○被検出光としての赤外光を光線検出領域１０内で走査して検出するための振動体として、光ファイバで構成したガラス製の導光体３を用いている。発光ダイオード５４からの可視光を導光体３によって伝搬し、その先端部３ａから可視光を放射するため、拡散が少なく点光源に近い輝点の発光残像が得られ、赤外光検出の分解能（表示分解能）が向上する。したがって、赤外光等の不可視光の光路位置検出の分解能を向上させることができる。

○振動体である導光体を先端部３ａに斜めの研磨面３Ａを有するガラス製の導光体３として、先端部３ａに入射する光は研磨面３Ａで反射されて導光体３内に導入され伝搬されるとともに、導光体３の基端部３ｂに入射する光は導光体３によって伝搬されて研磨面３Ａで反射されて外部へ放射されるようになっている。ガラス製の導光体３は質量が小さいため、振動周波数（Ｙ軸方向の振動周波数）を大きくするのが容易である。これによっても赤外光検出の分解能（表示分解能）が向上する。

○上記振動体としてガラス製の導光体３を用いているので、導光体３の先端部に別途光源や受光部を設ける必要がなく、導光体３に電気配線が不要となる。その結果、信頼性が向上し、装置寿命が向上する。

○金属に比べてガラスは振動させても疲労破断が起こりにくい。そのため、光ファイバで構成したガラス製の導光体３の疲労破断が起こりにくく、この点でも信頼性が向上し、装置寿命が向上する。

○振動体であるガラス製の導光体３上には、受光素子、発光素子、電気配線等の部品がないため、組立が容易である。したがって、装置の組立が容易で、量産化に適した構成を実現できる。

○振動系を構成する導光体３を片持ち梁式としたため、長手方向が短くなり、装置の小型化を図れる。
○導光体３は、駆動コイル３１による電磁駆動を使用したＹ軸振動駆動系によりＹ軸方向に電磁駆動により振動されるとともに、Ｘ軸駆動系によりＸ軸方向に往復動される。これにより、導光体３をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させることで、導光体３の先端部３ａを光線検出領域１０内を繰り返し走査させることができる。

○光ファイバで構成したガラス製の導光体３をＸ軸方向に振動させるためのＸ軸駆動系に、回転スライダーステッピングモータ２１を使用し、ネジ軸８０をそのステッピングモ
ータにより回転させてモジュール６０を導光体３と一緒にＸ軸方向に往復動させるようにしている。このため、リニアーステッピングモータに比べて大きい駆動トルクが得られ、そのＸ軸方向が上下方向であっても、その向きに関係なく導光体３をＸ軸方向に振動させることができる。したがって、使用条件範囲が広がり、装置の汎用性が向上する。

○先端部３ａに入射し導光体３によって伝搬されて、導光体３の基端部３ｂから出射する赤外光を光学系５０により受光素子５３に入射させるとともに、発光ダイオード５４から出射される可視光（橙色）を光学系５０により基端部３ｂに入射させる。また、アナログ信号処理回路４１により、赤外光を受光したときに受光素子５３から出力される検出信号に基づいて発光ダイオード５４を発光させる。これにより、ガラス製の導光体３上に受光素子や発光素子等の部品がないため、組立が容易で、量産化に適した構成を実現できる。さらに、導光体３の先端部３ａに別途発光素子や受光素子等を設ける必要がないため、振動部分である導光体３に電気配線が不要となり、信頼性及び装置の寿命が向上する。

○光学系５０とアナログ信号処理回路４１等の電子回路とを一体化したモジュール６０としているため、この点でも、組立が容易である。したがって、装置の組立が容易で、量産化に適した構成を実現できる。

○導光体３の基端部３ｂ側は、光学系５０を保持する光学系用基板５６側に固定されたベース７１の段差部７１ａと、アナログ信号処理回路４１等を保持する回路基板４２側に固定されたベース７２の段差部７２ａとの間に挟持される。ベース７１，７２を、導光体３の基端部３ｂ側を挟持した状態で、ボルトとナットにより本体部２に固定することで、これらのベース７１，７２間に導光体３の基端部３ｂ側が挟持されるようになる。このため、導光体３の基端部３ｂ側を固定する部材の軽量化を図ることができ、導光体３をＸ軸方向に駆動させる際の慣性質量を減少させることができる。

○本体部２は、前記Ｘ軸駆動系とＹ軸振動駆動系を含む駆動手段、及び、光学系５０とアナログ信号処理回路４１を含む可視光放射手段を内部に有する筐体で構成され、筐体の一部の壁部２ｃは磁石８によって取り外し可能に固定されている。これにより、狭い場所にも本体部２の挿入が可能になる。

○発光ダイオード５４として、ピーク波長の範囲が５９０〜６２０ｎｍの可視光を出射する発光ダイオードを用いている。本実施形態では、発光ダイオード５４として、ピーク波長が６１０ｎｍ（橙色）の可視光を出射する橙色発光ダイオードを用いている。そのため、作業者が一般に多く用いられる保護眼鏡（透過波長が５９０〜６２０ｎｍのもの）を着用したまま、赤外線検出装置１により発光ダイオード５４から出射される可視光の発光を視認することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る赤外線検出装置１Ａを、図９〜図２０に基づいて説明する。

上記第１実施形態に係る赤外線検出装置１には、図４（ａ）と同様の図９に示すように、ガラス製の導光体３を用いている。この導光体３の先端部３ａには、被検出光としての赤外光がＸＹ平面（ＸＹ走査面）に対して垂直に入射するとともに可視光をＸＹ平面に対して垂直に放射するように、コア中心軸（光軸）に対して４５度の角度で研磨した斜めの研磨面３Ａが形成されている。図１０（ａ）は導光体３の研磨面３Ａを上方から見た状態を示している。図１０（ｂ）は導光体３を研磨面３Ａを側方から見た状態を示している。また、図１０（ｃ）は導光体３の研磨面３Ａを下方から見た状態を示している。

また、上述したように、導光体３の先端部３ａに垂直に入射した赤外光は、研磨面３Ａで反射され、導光体３によってその基端部３ｂへ伝搬され、基端部３ｂから出射される。基端部３ｂから出射される赤外光は、受光素子５３に入射して電気信号に変換される。この変換された電気信号（受光素子５３の出力電流）は、発光ダイオード５４を駆動する。これにより、発光ダイオード５４は、可視光（橙色）を発光し、その可視光は導光体３の基端部３ｂに導入され、導光体３によって伝搬されてその先端部３ａ側へ進み、研磨面３Ａで反射されて先端部３ａからコア中心軸に対して垂直方向に放射される。

ところで、上記第１実施形態に係る赤外線検出装置１では、赤外光の入射方向が図９の実線矢印で示す方向から僅かにずれると、受光素子５３での赤外光の受光効率が急激に減少し、それに伴って発光ダイオード５４から出射される可視光の発光強度が減少する場合がある。

これは、図１１に示すように、空気と、空気より屈折率の高いガラス製の導光体３（石英）との界面６１の臨界角の効果である。この臨界角は、空気の屈折率を「１」、導光体３（石英）の屈折率を「１．５」とすると、約４２度となる。つまり、入射角がその臨界角より大きい入射光６２は、図１１の実線矢印で示すように石英と空気の界面６１で反射する。一方、入射角がその臨界角以下の入射光６３や入射光６４は、同図の破線矢印や一点鎖線の矢印で示すように、界面６１で反射されずに、その界面６１を透過する。

これをガラス製の導光体３における４５°の研磨面３Ａに当てはめると、図１２に示すように、赤外光が研磨面３Ａに導光体３のコア中心軸に垂直な入射方向６５から右に３度以上の角度で入射すると、同図の破線矢印６６および一点鎖線の矢印６７で示す光線のように、赤外光は研磨面３Ａで反射されずにその研磨面３Ａを透過することが分かる。したがって、すべての入射光が反射されて導光体３に導入される場合に比べて受光される光量が減少してしまう。

このように赤外光の入射角度が変化することによる受光効率の影響の実測結果を図１３に示す。
図１３において、実線で示す曲線６８はθＹを変化させた場合の受光効率の変化を示し、破線で示す曲線６９はθＸを変化させた場合の受光効率の変化を示している。θＹはＹ軸の回りの回転角であり、赤外光を図１４（ａ）の入射光９０のように４５度の研磨面３Ａにコア中心軸に垂直に入射させる場合を０°（θＹ＝０°）とし、これより小さい入射角側を正（＋）、それより大きい入射角側を負（−）として示している。ただし、その入射光９０は、導光体３のコア中心軸を通り４５度の研磨面３Ａに垂直な平面内にある（θＸ＝０°）。

また、θＸはＸ軸回りの回転角であり、θＹ＝０°とした場合に、導光体３のコア中心軸を通りかつ４５°の研磨面３Ａに垂直な平面（図１４（ａ）の紙面）に対する入射光９０の角度を示している（図１４（ｂ）参照）。

図１３から明らかなように、研磨面３Ａに対する赤外光の入射角度（θＹ）が−３度以上になると、赤外光が研磨面３Ａを透過するために、受光素子５３での赤外光の受光効率が急激に減少し、それに伴って発光ダイオード５４から出射される可視光の発光強度も減少することが分かる。

なお、図１３で示す実測結果は、導光体３の基端部３ｂからの出射光をコリメートして受光素子５３に入射させる測定系において、導光体３の４５度の研磨面３Ａに入射する光（赤外光）の入射角（ＸＹ平面に対する入射角）を変化させて、受光素子５３の電流出力を計測することによって行った。その測定系については、後に詳しく説明する。

図１２から理解されるように、導光体３の４５度の研磨面３Ａに約４５度の臨界角より小さい角度で入射する赤外光は、その研磨面３Ａで反射されずにその研磨面３Ａを透過してしまうため、受光素子５３での赤外光の受光効率が低下してしまう。

また、発光ダイオード５４から出射される可視光が、導光体３の基端部３ｂに導入され、導光体３によって伝搬されてその先端部３ａ側へ進み、研磨面３Ａで反射されて先端部３ａから放射される場合にも、上述した赤外光と同様に臨界角の影響が生じ、その可視光が研磨面３Ａで反射されずに透過して、出射光量が減少する場合がある。

図１５はその様子を示しており、導光体３をその基端部３ｂ側から伝搬する可視光には、そのコア中心軸に沿った直進光９１以外に角度を伴った拡散光９２が存在する。そのため、導光体３をその基端部３ｂ側から伝搬して研磨面３Ａに入射する可視光についても、上述した赤外光の場合と同様に、その研磨面３Ａで全反射されずに透過する光が生じる。つまり、研磨面３Ａに入射する可視光のうち、直進光９１と、約４２度の臨界角より大きい角度で研磨面３Ａに入射する拡散光９２は、図１５の実線で示すように研磨面３Ａで反射される。これに対して、研磨面３Ａに入射する可視光のうち、約４２度の臨界角より小さい角度で研磨面３Ａに入射する拡散光、例えば図１５の破線で示す拡散光９３や一点鎖線で示す拡散光９４は、研磨面３Ａで反射されずにその研磨面３Ａを透過する。

このように、研磨面３Ａに入射する可視光の入射角度を変化させた場合における、その研磨面３Ａからの出射光の強度を測定した実測結果を図１６に示してある。図１６において、実線で示す曲線９５はθＹを変化させた場合の出射光強度の変化を示し、破線で示す曲線９６はθＸを変化させた場合の出射光強度の変化を示している。この図１６から、θＹ方向の出射光強度が非対称となり、研磨面３Ａに入射する可視光のうち、約４２度の臨界角より小さい角度で研磨面３Ａに入射する拡散光がその研磨面３Ａを透過して光軸方向に漏れていることが分かる。

また、上記第１実施形態に係る赤外線検出装置１では、導光体３の先端部３ａの振動面（ＸＹ平面）に垂直な方向に、図１７に示すような大型の光源９７やその他の光学装置等がある場合、ＸＹ平面に垂直に出射される可視光９８を視認できない場合がある。

図１８は、第２実施形体に係る赤外線検出装置１Ａの主要部を示している。この赤外線検出装置１Ａは、上記第１実施形態に係る赤外線検出装置１を改善するためになされたもので、導光体３の研磨面３Ａに金の反射膜１００が成膜されている。その他の構成は、上記第１実施形態に係る赤外線検出装置１と同様である。

以上のように構成された第２実施形態によれば、上記第１実施形態の奏する作用効果に加えて以下の作用効果を奏する。
○導光体３の研磨面３Ａに金の反射膜１００を成膜したことにより、導光体３の先端部３ａと空気の界面である研磨面３Ａにおける、上述したような臨界角（約４２度）以下で生じる透過光が減少する。

（１）このため、その研磨面３Ａに入射する赤外光については、図１９の実線で示す曲線１０１から分かるように、研磨面３Ａに対する赤外光の入射角度（θＹ）が−３度以上になっても（臨界角以下になっても）、赤外光が研磨面３Ａを透過するのが抑制され、受光素子５３での赤外光の受光効率が急激に減少するのが抑制される。それに伴って、研磨面３Ａに対する赤外光の入射角度（θＹ）が−３度以上になっても、発光ダイオード５４から出射される可視光の発光強度が減少するのが抑制される。

すなわち、研磨面３Ａに対する赤外光の入射角が変動しても、導光体３の基端部３ｂから出射される赤外光の強度の変動が小さいので、不可視光である赤外光を視認できる視野角が広がる効果が得られる。なお、図１９の破線で示す曲線１０２は、θＸを変化させた場合の受光効率の変化を示している。

（２）また、研磨面３Ａにおける臨界角（約４２度）以下で生じる透過光が減少するため、発光ダイオード５４から出射される可視光についても、上述した赤外光と同様に臨界角の影響により研磨面３Ａで反射されずに透過して。出射光量が減少するのが抑制される。つまり、導光体３の研磨面３Ａに入射しその先端部３ａから放射される出射光（可視光）についても、臨界角以下で研磨面３Ａを透過して垂直方向（θＹ＞０側）に出射されなかった光が図２０の実線で示す曲線１０３のように対称に出射されるようになる。その結果、先端部３ａから放射される可視光の出射効率は１４％程度改善される。なお、図２０の破線で示す曲線１０４は、θＸを変化させた場合の出射光（可視光）の強度の変化を示している。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る赤外線検出装置１Ｂを図２１及び図２２に基づいて説明する。

この赤外線検出装置１Ｂでは、図１８に示す上記第２実施形態に係る赤外線検出装置１Ａにおいて、図２１、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、導光体３の研磨面３Ａの周辺に面取り部１１０が形成されている。

以上のように構成された第３実施形態によれば、上記第２実施形態の奏する作用効果に加えて以下の作用効果を奏する。
○導光体３の研磨面３Ａの周辺に面取り部１１０が形成されているので、研磨面３Ａに導光体３の基端部３ｂ側から入射する可視光が面取り部１１０で拡散漏洩する。このため、面取り部１１０が無い場合は、図２３に示すように、導光体３の先端部３ａから出射する可視光の光束２００を、入射光の方向（導光体３の光軸に垂直な方向）からしか分からなかった。これに対して、本実施形態では、導光体３の研磨面３Ａの周辺に面取り部１１０が有るので、導光体３の先端部３ａから出射する可視光の光束３００を、導光体３の光軸に対し斜め上方からでも見ることができ、入射光束（不可視光）の大きさを推測することができる。その結果、導光体３の先端部３ａの振動面（ＸＹ平面）に垂直な方向に、図１７に示すような大型の光源９７やその他の光学装置等がある場合でも、導光体３の先端部３ａから出射する可視光（可視光９８）の光束３００を導光体３の光軸に対し斜め方向から視認できる。

次に、上記第２実施形態で説明した導光体３の受光角度依存性を評価する方法について説明する。
まず、図１９のグラフで示す赤外光の入射角度とその受光効率の関係を測定する入射角度評価装置を、図２４〜図２７に基づいて説明する。

図２４は、その入射角度評価装置を示す平面図、図２５は入射角度評価装置の側面図である。
この入射角度評価装置において、光源は図２５に示すように単一モード光ファイバ１２０によって導いた光をコリメートレンズ１２１により平行光として用いた。単一モード光ファイバ１２０の先端部とコリメートレンズ１２１を回転ステージ１２２に固定し、回転ステージ１２２によりコリメートレンズ１２１から出射される平行光の出射方向を変化させるようにした。測定は、上記θＹとθＸを同一装置で評価するために、導光体３が固定されたステージ１２３を９０°回転できる機構とした。

ステージ１２３を図２４及び図２５に示すように横向きにした状態でθＹを評価できる。また、ステージ１２３を図２６及び図２７に示すように縦向きにした状態でθＸを評価できる。

導光体３の先端部３ａの上記研磨面３Ａ（図２５で図示省略）から入射した光の強度は、その基端部３ｂに固定した受光素子１２５によって測定した。符号１２６は、配線１２７を介して受光素子１２５の電流出力を検出する電流検出装置である。

また、図２０のグラフで示す可視光の入射角度とその出射光強度の関係を測定する出射角度評価装置を、図２８に基づいて説明する。
この出射角度評価装置では、導光体３の先端部３ａから出射する可視光の出射角度評価は、上記入射角度評価装置において、受光素子１２５の代わりに可視光を出射する発光ダイオード１３０を配置するとともに、上記単一モード光ファイバ１２０の代わりに可視光を受光する受光素子１３１を配置して測定した。

（第4実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る赤外線検出装置を説明する。
第４実施形態に係る赤外線検出装置では、上記第1実施形態において、ピーク波長が６
１０ｎｍ（橙色）の可視光を出射する橙色発光ダイオードである発光ダイオード５４に代えて、可視光を出射する発光手段として白色発光ダイオードを用いる。その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。

白色発光ダイオードは、青色発光ダイオードと蛍光体を組み合わせて構成される。この白色発光ダイオードは、およそ４５０〜７００ｎｍの波長範囲の広帯域な発光スペクトルを持つ。

以上のように構成された第４実施形態によれば、上記第１実施形態の奏する作用効果に加えて以下の作用効果を奏する。
○可視光を出射する発光手段として、およそ４５０〜７００ｎｍの波長範囲の広帯域な発光スペクトルを持つ白色発光ダイオードを用いるので、透過スペクトル帯域の異なる様々な種類の保護眼鏡が使用されても、作業者が保護眼鏡を着用したままで、白色発光ダイオードから出射される可視光を視認することができる。

なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記第１実施形態では、切り替えスイッチ４を押しボタン式スイッチとしているが、切り替えスイッチ４を押しボタン式スイッチに代えて、回転式など他の方式の切り替えスイッチを使用することもできる。

・上記第１実施形態では、ガラス製の導光体３をコアとクラッドとからなる光ファイバで構成したが、ガラス製の導光体３は中空構造の導光体であっても良い。この場合、使用波長域が大きく拡大するという利点が得られる。

・上記第１実施形態では、振動系を構成する導光体としてガラス製の導光体３を用いているが、導光体として透明な樹脂製の導光体を用いても良い。
・上記第１実施形態では、導光体３をＸ軸方向に往復動させるためのＸ軸駆動系に、ネジ式スライダーを採用し、回転スライダーステッピングモータ２１を使用したが、本発明はこれに限定されない。そのＸ軸駆動系の駆動源としてリニアーステッピングモータを用いる構成にも本発明は適用可能である。

・上記第２実施形態及び第３実施形態では、導光体３の研磨面３Ａに、光反射処理として金の反射膜１００を成膜したが、その反射膜は金以外の反射率の高い金属の反射膜であっても良い。

・また、その研磨面３Ａに金属箔を貼り付けても良い。また、その研磨面３Ａに金属粉末塗装を施すなど、各種の方法により光反射処理を施しても良い。

第１実施形態に係る赤外線検出装置の概略構成を示す斜視図。 同赤外線検出装置の側面図。 同赤外線検出装置の本体部内部の構成を示す側面図。 （ａ）は第１実施形態で用いる導光体を示す平面図、（ｂ）は同導光体を研磨面側から見た側面図。 導光体先端部で走査する光線検出領域を示す説明図。 第１実施形態で用いる光学系の概略構成を示す平面図。 図６における導光体固定部の断面図。 Ｙ軸振動駆動系の概略構成を示す平面図。 第１実施形態で用いる導光体を示す図４（ａ）と同様の平面図。 （ａ）は導光体の研磨面を上方から見た状態を示す平面図、（ｂ）は導光体の研磨面を側方から見た状態を示す平面図、（ｃ）は導光体の研磨面を下方から見た状態を示す平面図。 空気と、空気より屈折率の高い石英との境界の臨界角を示す説明図。 ガラス製の導光体における４５°の研磨面での臨界角を示す説明図。 入射角度の変化による受光効率の影響の実測結果を示すグラフ。 （ａ）は図１３のθＹを示す説明図、（ｂ）は図１３のθＸを示す説明図。 可視光が研磨面で反射されずに透過する様子を示す説明図。 可視光の入射角度の変化による出射光強度の実測結果を示すグラフ。 ＸＹ平面に垂直な方向にある障害物により可視光を視認できない場合を示す説明図。 第２実施形体に係る赤外線検出装置の主要部を示す側面図。 同赤外線検出装置における赤外光の入射角度とその受光効率の関係を示すグラフ。 同赤外線検出装置における可視光の入射角度とその出射光強度の関係を示すグラフ。 第３実施形態に係る赤外線検出装置の主要部を示す側面図。 （ａ）は同赤外線検出装置の導光体を示す側面図、（ｂ）は同導光体を下面から見た平面図。 第３実施形態の動作説明図。 入射角度評価装置を示す平面図。 入射角度評価装置の側面図。 同入射角度評価装置のステージを回転した状態を示す平面図。 図２６と同様の状態を示す入射角度評価装置の側面図。 出射角度評価装置を示す側面図。

符号の説明

１…光線検出装置としての赤外線検出装置、２…本体部、２ｃ…壁部、３…導光体、３ａ…先端部、３ｂ…基端部、３Ａ…研磨面、８…磁石、１０…光線検出領域、２１…回転スライダーステッピングモータ、４１…光検出回路としてのアナログ信号処理回路、４２…回路基板、５０…光学系、５３…受光手段としての受光素子、５４…発光手段としての
発光ダイオード、５６…光学系用基板、７１，７２…ベース、１００…金の反射膜、１１０…面取り部。

Claims (14)

1. 本体部と、光入射部及び光放射部である先端部側を本体部の一側面から突出させた振動体としての導光体とを備え、
   前記本体部内に、前記導光体をＹ軸方向に振動させながらＸ軸方向に往復動させる駆動手段と、前記導光体の前記先端部が移動する範囲であるＸＹ平面内の光線検出領域に照射される被検出光が前記先端部に入射し前記導光体によって伝搬されて受光手段に入射すると、発光手段から可視光を出射させ、前記可視光を前記導光体によって伝搬し前記先端部から放射させる可視光放射手段と、を備えることを特徴とする光線検出装置。
2. 請求項１に記載の光線検出装置において、
   前記導光体は、前記先端部に斜めの研磨面を有するガラス製の導光体であり、
   前記先端部に入射する光は前記研磨面で反射されて前記導光体内に導入され伝搬されるとともに、前記導光体の基端部に入射する光は前記導光体によって伝搬されて前記研磨面で反射されて外部へ放射されるように構成されていることを特徴とする光線検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の光線検出装置において、
   前記導光体は、その基端部側が前記本体部内で固定され、前記基端部側を支点にして揺動する片持ち梁式の振動系を構成していることを特徴とする光線検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の光線検出装置において、
   前記駆動手段は、前記導光体をＹ軸方向に電磁駆動により振動させるＹ軸方向駆動手段と、前記導光体をＸ軸方向にステッピングモータにより往復動させるＸ軸方向駆動手段とを備えることを特徴とする光線検出装置。
5. 請求項４に記載の光線検出装置において、
   前記ステッピングモータは、その回転を直線運動に変換して前記導光体に伝えるのに、ネジ機構を用いた回転スライダーステッピングモータであることを特徴とする光線検出装置。
6. 請求項４又は５に記載の光線検出装置において、
   前記可視光放射手段は、前記先端部に入射し前記導光体によって伝搬されて、前記導光体の前記基端部から出射する前記被検出光を前記受光手段に入射させるとともに、前記発光手段から出射される可視光を前記基端部に入射させる光学系と、前記被検出光を受光したときに前記受光手段から出力される検出信号に基づいて前記発光手段を発光させる光検出回路とを備えることを特徴とする光線検出装置。
7. 請求項６に記載の光線検出装置において、
   前記光学系及び前記光検出回路は、一体にモジュール化され、前記導光体と一緒に回転スライダーステッピングモータによりＸ軸方向に往復動されることを特徴とする光線検出装置。
8. 請求項６に記載の光線検出装置において、
   前記導光体の基端部側は、前記光学系を保持する光学系用基板側に固定されたベースと、前記光検出回路を保持する回路基板側に固定されたベースとの間に挟持されることを特徴とする光線検出装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の光線検出装置において、
   前記本体部は、前記駆動手段及び前記可視光放射手段を内部に有する筐体で構成され、前記筐体の一部の壁部は磁石によって取り外し可能に固定されていることを特徴とする光
   線検出装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の光線検出装置において、
    前記導光体の研磨面に光反射処理が施されていることを特徴とする光線検出装置。
11. 請求項１０に記載の光線検出装置において、
    前記光反射処理は、前記研磨面に成膜された金属の反射膜であることを特徴とする光線検出装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の光線検出装置において、
    前記導光体の研磨面の周辺に面取り部が形成されていることを特徴とする光線検出装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光線検出装置において、
    前記発光手段から出射される可視光のピーク波長の範囲を５９０〜６２０ｎｍとすることを特徴とする光線検出装置。
14. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の光線検出装置において、
    前記発光手段として白色発光ダイオードを用いることを特徴とする光線検出装置。