JPH07260565A - 赤外検知器およびその励起方法と赤外検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭隘部での赤外検知、明光下での赤外検知を
可能とし、さらに赤外光が目に入射することによって生
じる視覚障害を防止できる赤外検知器及び前記赤外検知
器の励起方法、赤外検知方法を提供する。 【構成】 中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導波
性支持体１の一端に赤外可視変換蛍光体からなる赤外可
視変換部２を備えた赤外検知器本体を有する赤外検知器
および導波性支持体より可視光を入射する赤外輝尽蛍光
体よりなる赤外可視変換部の励起方法および赤外可視変
換部が設けられた導波性支持体の端部と反対の端面より
目視する赤外検知方法により目的を達成する。 【効果】 狭隘部での赤外検知、明光下での赤外検知を
可能とし、さらに赤外光が目に入射することによって生
じる視覚障害を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は赤外検知器及びその励起
方法、赤外検知方法、更に詳細には狭隘部での赤外検
知、明光下での赤外検知を可能とし、さらに赤外光が目
に入射することによって生じる視覚障害を防止できる赤
外検知器及びその励起方法、赤外検知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外可視変換蛍光体とは赤外光を照射す
ると可視光を発する蛍光体であり、波長上方変換蛍光体
（アップコンバージョン蛍光体）、赤外輝尽蛍光体など
が広く知られている。この赤外可視変換蛍光体を用いた
赤外検知器としては、カード型形状をした赤外検知器が
市販されており、赤外光を簡便に検出できる検出器とし
て広く用いられている。

【０００３】カード型赤外検知器には大別して２種類が
あり、一つは赤外可視変換蛍光体を紙面上に面状に塗布
し、これを一対の透明フィルムで挟持した赤外検知器で
あり、赤外光を蛍光体塗布面方向から照射し発光を同じ
く蛍光体塗布面方向から観測する反射型検知器である。
もう一つは赤外可視変換蛍光体を樹脂と混合し固めた赤
外検知部を一対の透明フィルムで挟持したカード両面か
ら赤外検出が行なえる透過型検知器で、赤外検知部が透
光性を有しているため赤外光入射面と反対側から赤外検
知部を透過してくる発光を検出できる。赤外光を検知す
るためには、赤外検知部に赤外光を照射し赤外可視変換
により可視光に変換され放射される光を目視で確認する
ことによって赤外光の有無を検知する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の赤外検知器で
は、カード面と水平な方向から発光を観測することがで
きない。このため光源と垂直方向に検知カードが挿入で
きるだけの空間が必要であり、狭隘部にある赤外光源か
らの光を検知できないという欠点があった。

【０００５】また、従来の反射型赤外検知器では、蛍光
体塗布面方向から赤外光を入射し、同じく蛍光体塗布面
方向から発光を観測するため、蛍光体塗布面で反射され
た赤外光が目に入射する場合がある。このため、赤外光
源として強度の強いレーザー光を用いている場合、反射
レーザー光が目に直接入射し視覚障害を起こすという問
題があった。また、透過型赤外検知器では赤外検知部で
入射赤外光の多くは散乱あるいは吸収されて赤外検知部
を透過する赤外光の強度は弱まるものの、やはり入射光
の強度が強い場合には視覚障害を起こす場合があった。

【０００６】さらに、目視による発光確認では赤外可視
変換によって生じた発光の強度の絶対値の大小に応じて
認識率が変化するだけでなく、発光強度と周囲の散乱光
との強度比、すなわちコントラストの高低によっても認
識率が変化し、発光強度の絶対値が等しい場合コントラ
ストが高いほど認識率すなわち赤外検出感度が高い。し
たがって、同一強度の発光が生じていた場合でも明光下
ではコントラストが低下するため認識率が低下し実効検
出感度が低下する。通常の作業環境では周囲光をカット
することは不可能であり周囲光による実効感度低下は避
けがたい問題であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記従
来技術の有していた課題を解決して、狭隘部での赤外検
知、明光下での赤外検知を可能とし、さらに赤外光が目
に入射することによって生じる視覚障害を防止できる赤
外検知器及びその励起方法、赤外検知方法を提供するこ
とにある。

【０００８】上記課題を解決するため、本発明による赤
外検知器は、中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導
波性支持体の一端に赤外可視変換蛍光体からなる赤外可
視変換部を備えた赤外検知器本体を有することを特徴と
する。

【０００９】また本発明による赤外検知器の励起方法
は、中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導波性支持
体の一端に赤外輝尽蛍光体からなる赤外可視変換部を備
えた赤外検知器の励起方法であって、前記導波性支持体
の赤外可視可変部を備えていない側から可視光線を入射
し、前記導波性支持体の中を可視光を伝搬させて赤外可
視変換部を励起することを特徴とする。

【００１０】さらに本発明は、上記のような赤外検知器
を使用した赤外検知方法を提供するものであり、中実で
可視光を透過し赤外光を吸収する導波性支持体の一端に
赤外可視変換蛍光体からなる赤外可視変換部を備えた赤
外検知器本体を有する赤外検知器の前記赤外可視変換部
に近接して試験光の光源を設け、前記赤外可視変換部の
反対側の導波性支持体端面より目視することを特徴とす
る。

【００１１】本発明による第二の赤外検知方法は、中実
で可視光を透過し赤外光を吸収する導波性支持体の一端
に赤外可視変換蛍光体からなる赤外可視変換部を備え、
かつ前記赤外可視変換部の外側端面を保護膜で覆った赤
外検知器本体を有する赤外検知器の前記赤外可視変換部
に設けられた保護膜に当接して試験光の光源を設け、前
記赤外可視変換部の反対側の導波性支持体端面より目視
することを特徴とするものである。

【００１２】本発明をさらに詳しく説明する。

【００１３】図１に示すように、本発明の赤外検知器は
中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導波性支持体１
と赤外可視変換部２とから構成される。狭隘部にある赤
外光源からの赤外光を図１に示す赤外検知器を用いて検
出するためには、赤外可視変換部２を赤外光源に近接さ
せ、赤外可視変換部２において可視光に変換され導波性
支持体１内部を導波してきた光を導波性支持体１の片端
から覗いてその発光を確認する。この支持体の太さを狭
隘部に挿入できるほどの大きさとしておけば、狭隘部に
赤外検知部を挿入し赤外光源に近接して設置することが
できるため、より多くの赤外光を赤外検知部に照射する
ことができ高い赤外可視変換効率を得ることができる。
また、可視光は導波性支持体内を効率よく導波し支持体
端面に到達するため効率よく発光を確認することができ
る。一方、赤外可視変換部に照射された赤外光は赤外可
視変換部２で吸収および散乱されるため、導波性支持体
に達する赤外光強度は入射赤外光強度よりも低下し、さ
らに、赤外光を吸収する導波性支持体１中で吸収される
ため目に視覚障害を与えることはないという利点を有す
る。

【００１４】導波性支持体１としては中実で可視光を透
過し赤外光を吸収するものであればいずれを用いてもよ
いが、特にポリプロピレン樹脂は赤外吸収が大きく導波
性支持体の長さを短くしても赤外光強度を低下できると
いう長所と、低価格であり製品価格を安くできるという
長所を有している。アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリス
チレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂はともに可視光の透過率が高いため支持
体端面でより明るい発光を確認できるという長所を有し
ている。また、ポリエステル樹脂は液体状樹脂を硬化剤
を用いて硬化させて成形することができるため、加工性
に優れているという特徴を有している。一方、ガラスは
成分組成を調整することにより任意の赤外吸収率を持つ
導波性支持体を成形できるという長所を有している。

【００１５】赤外可視変換部２に用いる赤外可視変換蛍
光体は波長上方変換蛍光体、赤外輝尽蛍光体のいずれで
もよい。波長上方変換蛍光体の場合、入射赤外強度の２
乗あるいは３乗に比例して可視光の強度が変化するため
微弱赤外光に対する発光強度は低いが、強度の高い赤外
光の場合強い発光強度が得られる。また赤外輝尽発光体
と異なり、予備励起の必要がないため、連続的に赤外線
の検知が可能になるという利点がある。このような波長
上方変換蛍光体としては、たとえばエルビウムあるいは
ディスプロシウムとエルビウムを添加した波長上方変換
蛍光体であることができる。

【００１６】一方、赤外輝尽蛍光体の場合は、発光強度
は入射赤外光強度のほぼ１乗に比例して変化するため、
最小検出感度が高いものの強度の強い赤外光に対しては
暗いという欠点を有する。したがって、強度の高い赤外
光検出に用いるためには波長上方変換蛍光体を、強度の
低い赤外光を検出するためには検出感度の高い赤外輝尽
蛍光体を用いるほうがよい。赤外輝尽蛍光体の中でも、
アルカリ土類金属の硫化物あるいはセレン化物を主成分
とする赤外輝尽蛍光体は高い検出感度を有するため微弱
赤外光検出には最適である。また、形態としてはセラミ
ックス状赤外輝尽蛍光体であるのがよい。セラミックス
赤外輝尽蛍光体は単位体積当たりの蛍光体含有率が高
く、粉末蛍光体と樹脂混合物の塗布乾燥して赤外可視変
換部を形成したときに比較して高い検出感度が得られる
からである。

【００１７】赤外可視変換部は導波性支持体の一端に蛍
光体を塗布するか、あるいは蛍光体をバインダーにより
固着させた板、あるいは蛍光体セラミクスを導波性支持
体の一端に貼り付けることにより形成する。これら赤外
可視変換部の中でもセラミクスは最も感度が高いため、
より高感度の赤外検出に適している。

【００１８】図２は本発明による赤外検知器の他の構成
例を示す断面図である。本発明の赤外検知器は中実で可
視光を透過し赤外光を吸収する導波性支持体１と赤外可
視変換部２と中空遮光性で、且つ両端に開口を有する遮
光筒３とから構成される。赤外検知部が遮光性の遮光筒
３によって覆われているため、周囲光が検知部に当たら
ずしたがってコントラストの高い発光検出が行なえる。
このため、明光下での赤外検出作業においても高い検出
感度を維持することができるという長所を有している。

【００１９】図３、図４は本発明の赤外検知器の他の構
成例を示す断面図をである。本発明のこの構成例の赤外
検知器は中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導波性
支持体１と赤外可視変換部２と中空遮光性で且つ両端に
開口を有する遮光筒３が少なくとも２連の遮光筒３１と
３２とからなり、このうち遮光筒３２は、中実支持体
（導波性支持体）の外周長手方向に移動することにより
遮光筒３が伸縮し、伸張時には中実支持体のすべてを遮
光し、収縮時には中実支持体の一部のみを遮光すること
ができる構造となっている。

【００２０】赤外輝尽蛍光体を赤外検出に用いるために
は、赤外輝尽蛍光体にあらかじめ可視光を照射して蛍光
体中にエネルギーを蓄積しておく必要がある。この目的
のために通常は図３に示したように、遮光筒３２を収縮
させて導波性支持体１の一部を遮光筒３外に露出させ外
光を赤外可視変換部１に導入できるようにしておく。導
波性支持体１に周辺から照射された可視光は導波性支持
体内に透過し導波性支持体内を導波し赤外可視変換部２
に達し赤外輝尽蛍光体にエネルギー蓄積が行なわれる。
したがって、常時エネルギー蓄積が行なわれているため
エネルギー放出による感度低下がなく、常に高感度で赤
外検出が行なえるという利点を有する。一方、赤外検出
時には、遮光筒３２を伸張させ中実支持体１を覆うこと
により外光の侵入を防ぎ、コントラストの高い赤外検出
を行なうことができる。

【００２１】図５は本発明の赤外検知器の他の具体例で
あるが、この具体例によれば、赤外可視変換部２の端面
に保護膜４を設けた構造になっている。前述のような具
体例に示した赤外検知器においては、赤外検知蛍光体が
粉末を塗布してある形態の赤外可視変換部２の場合、保
護膜４を設けていないため、赤外光を検知する際には光
ファイバと赤外可視変換部とは直接触れないように測定
する必要があった。もし、両者が直接触れた場合には赤
外可視変換部に塗布してある蛍光体の形状が粉末である
ため、この粉末が光ファイバ端面を汚染する恐れがあっ
たからである。また、この両者を離して測定するため、
ファイバからの赤外光の一部が赤外可視変換部に入射せ
ず外部にもれる可能性があり、感度の高い測定が望め
ず、さらに上記実施例では赤外可視変換部が外気に直接
さらされているため、信頼性の点で問題がある。そこ
で、赤外可視変換部に保護膜４を設け、この両者を直接
接触させるようにした。この保護膜４は赤外光がこの保
護膜４を透過して赤外可視変換部に到達するのに十分の
薄さであることが望ましく、例えば厚さ１００μｍ以下
のシリコンなどであってもよい。

【００２２】このような保護膜４は図６に示すように、
赤外可視変換部２の端面に設けられた赤外光を透過し可
視光を遮光する遮光性保護膜５であることができる。赤
外線を赤外可視変換部２の導波性支持体１との接合部と
反対端面より照射し、導波性支持体１の端面より観測す
るが、明光下で観測した場合赤外線入射方向より検出す
べき赤外線とともに周囲の可視光も入射するため、この
可視光が赤外可視変換部で散乱し、赤外可視変換部を明
るくするため、赤外可視変換によって発生した光のコン
トラストが低下し実行検出感度が低下する。このため赤
外光を透過し可視光を遮光する遮光性保護膜５で赤外可
視変換部２の端面を覆っているのである。このような遮
光性保護膜５を設けることにより、赤外光を透過し可視
光線を遮蔽するため、赤外可視変換部２には赤外光のみ
が照射され、周囲の可視光線は遮蔽されて照射されない
ため、赤外可視変換部が周囲光によって照らされること
がなく、赤外可視変換によって発生した光のコントラス
トが増加し、良好に赤外可視変換光を観測でき、実行検
出感度が増加する。

【００２３】次に本発明の励起方法について説明する。

【００２４】赤外可視変換部が波長上方変換蛍光体の場
合には蛍光体を励起する必要はないが、輝尽蛍光体の場
合には励起する必要がある。図７は本発明の励起方法を
示す模式図であるが、この図より明らかなように、導波
性支持体１の赤外可視変換部２を設けていない端面から
可視光を照射し、前記輝尽蛍光体より成る励起する。遮
光性の遮光筒３に覆われている場合に赤外可視変換部へ
の励起光入射が困難であるが、このように図７による励
起方法によれば充分赤外可視変換部を励起することがで
きる。

【００２５】図８は本発明による他の赤外検知器の励起
方法であるが、この方法では、遮光性の筒がある場合
は、その筒をはずして励起する。この図８による励起方
法では、導波性支持体１の全周囲面、および必要があれ
ば端面からも励起光を導波性支持体１へ入射し、導波性
支持体１の内部をあたかも光ファイバのように励起光が
伝搬し赤外可視変換部２を励起する。すなわち導波性支
持体側面より屈折して入射した光は、導波性支持体内部
を反射して赤外可視変換部に到達する。したがって、導
波性支持体は励起光を捕集するアンテナの役目を担い、
弱い励起光でも充分に赤外可視変換部を励起することが
可能であった。

【００２６】次に本発明による赤外検知方法は、赤外検
知器の赤外可視変換部２が粉体の赤外可視変換蛍光体を
塗布などにより設けた場合で、かつ図１から図４に示す
ように保護膜４ないし遮光性保護膜５を設けていない場
合、図９、図１０に示すように導波性支持体１の一方の
端部に設けられた赤外可視変換部２の端面に近接した位
置に試験光の出射源（例えば光ファイバ）６を設けて、
前記導波性支持体１の他方の端面より覗き、赤外可視変
換部２の発光の有無を確認する。この場合、前述のよう
に赤外光を検知する際には光ファイバ６と赤外可視変換
部２とは直接触れないように測定する必要がある。も
し、両者が直接触れた場合には赤外可視変換部に塗布し
てある蛍光体の形状が粉末であるため、この粉末が光フ
ァイバ端面を汚染する恐れがあるからである。

【００２７】図５、図６に示すように赤外可視変換部２
に保護膜４または遮光性保護膜５を設けた場合には、図
１１、図１２に示すように導波性支持体１の一方の端部
に設けられた赤外可視変換部２の端面に当接して試験光
の出射源（例えば光ファイバ）６を設けて、前記導波性
支持体１の他方の端面より覗き、赤外可視変換部２の発
光の有無を確認する。この場合、光ファイバ６と赤外可
視変換部２は保護膜４ないし遮光性保護膜５を介して接
触し、直接接触することがないので、光ファイバ端面を
汚染する恐れがなく、また、この赤外可視変換部２と光
ファイバ６は直接接続して測定されるため、ファイバか
らの赤外光の一部が赤外可視変換部に入射せず外部にも
れる可能性がなくなり、感度の高い測定が行なわれる。
さらに赤外可視変換部が外気に直接さらされているた
め、信頼性の点でも向上する。

【００２８】上述の測定方法においては、いずれも遮光
筒３を設けている場合について説明したが、遮光筒３を
設けていない場合も同様であることは明らかである。

【００２９】

【実施例１】図１において、導波性支持体１としてポリ
プロピレン樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ガラスを用い、赤外
可視変換蛍光体２としてエルビウム（Ｅｒ）添加波長上
方変換蛍光体を用いた例について説明する。

【００３０】導波性支持体１としては、両端を平坦に加
工した外径５ｍｍ長さ１５ｃｍの中実なポリプロピレン
樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリエステル樹脂、ガラス製の丸棒を用いた。この
中実丸棒の１端にエルビウム（Ｅｒ）添加波長上方変換
蛍光体粉末と樹脂とを混合して塗布乾燥させることによ
り赤外可視変換部２を形成した。

【００３１】この赤外検知器を用いて、波長１．５５μ
ｍの光通信用光源の故障検査を行なった。通常この種の
光源は、光出力端子として光コネクターが用いられてお
り、光出力端はコネクター先端部から内部約１ｃｍ程度
の入ったところに存在する。光出力端から出た赤外光は
拡散しながら外部に放射されるため、単位面積あたりの
光強度は光コネクター先端部では光出力端と比較して弱
くなっている。従来の赤外検知器を用いて検査を行なう
場合、赤外光進行方向と垂直方向から覗いて検査するこ
とができないため、赤外検知器を光コネクター先端部よ
り離れた位置に設置して赤外光を受光する必要がある。
このため、赤外可視変換部に到達する赤外光強度はさら
に弱く、赤外光が照射されているにもかかわらず発光を
検知することができなかった。

【００３２】一方、本発明の赤外検知器を用いて故障検
査を行なうに当たっては、本赤外検知器の赤外検知部２
側を光出力コネクター端子部に挿入し、光導波性支持体
１の他端から覗き赤外検知部の発光の有無を確認した。
この場合、赤外検知部がコネクター内部に挿入され光出
力端に近い位置に赤外可視変換部２が設置されるため、
従来の赤外検知器を用いた場合と比較して、より高い強
度の赤外光が赤外検知部に照射されるため、より明るい
発光が得られた。光源内の半導体レーザーが正常に動作
し赤外光出力が出ている端子を検査した場合、明るい緑
色の発光が生じ、赤外光出力が出ていることが明瞭に確
認できた。

【００３３】一方、光源内の半導体レーザーが故障し赤
外光出力が出ていない端子を検査した場合、赤外検知部
は発光せず、赤外光出力が出ていないことが明瞭に確認
でき、故障の有無を簡便に且つ明瞭に判別することがで
きた。また、導波性支持体１の端面に到達する赤外光強
度を半導体検知器を用いた赤外検知器で検査したとこ
ろ、いずれの場合でも赤外可視変換部２に入射された赤
外光強度の１／１００以下に減衰しており、視覚障害を
起こさないほど十分に減衰していることが確認できた。

【００３４】

【実施例２】図１において、導波性支持体１としてアク
リル樹脂を用い、赤外可視変換蛍光体２としてアルカリ
土類硫化物を主成分とする赤外輝尽蛍光体を用いた例に
ついて説明する。

【００３５】導波性支持体１としては、両端を平坦に加
工した外径５ｍｍ長さ１５ｃｍの中実アクリル樹脂製の
丸棒を用いた。このアクリル製丸棒の１端に赤外輝尽蛍
光体粉末と樹脂とを混合して塗布乾燥させることにより
赤外可視変換部２を形成した。本実施例では赤外可視変
換部は粉末蛍光体と樹脂混合物の塗布乾燥のみの工程で
形成されるため工程が簡素で製造コストが低くできると
いう長所を持つ。

【００３６】赤外輝尽蛍光体としては、ＣａＳ：Ｅｕ，
Ｓｍ、ＣａＳ：Ｃｅ，Ｓｍ、ＣａＳｅ：Ｅｕ，Ｓｍ、Ｃ
ａＳｅ：Ｃｅ，Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｃ
ｅ，Ｓｍ、ＳｒＳｅ：Ｅｕ，Ｓｍ、ＳｒＳｅ：Ｃｅ，Ｓ
ｍの８種類の蛍光体のうちの１種、あるいはこれらの混
合物を用いた。これら蛍光体の赤外波長感度特性、発光
色がそれぞれ異なるため用途に応じて最適な蛍光体を選
ぶ必要がある。主成分がそれぞれＣａＳ、ＣａＳｅ、Ｓ
ｒＳ、ＳｒＳｅである場合、赤外波長感度特性は長波長
から短波長に変化する。したがって、波長１．５５μｍ
の赤外線を検出する場合にはＣａＳを主成分とする蛍光
体を、波長０．８μｍの赤外線を検出する場合にはＣａ
Ｓｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅを主成分とする蛍光体を選択す
る。ＣａＳ：Ｅｕ，Ｓｍは赤色、ＣａＳ：Ｃｅ，Ｓｍ、
ＣａＳｅ：Ｅｕ，Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ、ＳｒＳ
ｅ：Ｅｕ，Ｓｍの４種は橙色、ＣａＳｅ：Ｃｅ，Ｓｍ、
ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｓｍの２種は緑色、ＳｒＳｅ：Ｃｅ，Ｓ
ｍは青色に発光する。人間の目の視感度は緑色にピーク
を持っているため、視認性を高めるためには緑色に発光
するＣａＳｅ：Ｃｅ，Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｓｍの２種
を用いるのがよい。前記の赤外輝尽蛍光体の中でも、Ｃ
ａＳ：Ｅｕ，Ｓｍは赤外可視変換効率が最も高く極めて
弱い赤外光に対しても感度を有し、且つ波長１．３μ
ｍ、１．５５μｍの赤外光に対して感度を有しているた
め光通信等に用いられる信号光など微弱光検出に適して
いる。

【００３７】これら赤外検知器を用いて赤外光の検出を
行なったところ、導波性支持体１の端面にて明るい発光
を検出できた。また導波性支持体１の端面に到達する赤
外光強度を半導体検知器を用いた赤外検知器で検査した
ところ、いずれの場合でも赤外可視変換部２に入射され
た赤外光強度の１／１００以下に減衰しており、視覚障
害を起こさないほど十分に減衰していることが確認でき
た。

【００３８】

【実施例３】図１において、導波性支持体１としてポリ
エステル樹脂を用い、赤外検知部２として赤外輝尽蛍光
体セラミクスを用いた例について説明する。

【００３９】導波性支持体１としては、両端を平坦に加
工した外径５ｍｍ長さ１５ｃｍの中実ポリエステル樹脂
製の丸棒を用いた。このポリエステル製丸棒の１端に円
盤状に加工した赤外輝尽蛍光体セラミクスを貼り付けて
赤外可視変換部２を形成した。本実施例で赤外可視変換
部に用いたセラミクス状赤外輝尽蛍光体は単位体積あた
りの蛍光体含有率が高く、粉末蛍光体と樹脂混合物の塗
布乾燥により赤外可視変換部を形成した実施例２の場合
と比較してより高い赤外検出感度が得られるという長所
を有している。本赤外検知器を用いて赤外線検出を行な
ったところ、実施例２と比較して１桁高い赤外感度が得
られた。また、セラミクス状赤外輝尽蛍光体を用いた赤
外可視変換部２では粉末塗布の場合と比較して蛍光体含
有率が高いため赤外吸収も多いため、導波性支持体１の
端面に到達する赤外光強度は、実施例２と比較してさら
に低いものとなっており、より安全性が高いことが確認
された。

【００４０】

【実施例４】図２において、導波性支持体１としてポリ
エステル樹脂を用い、赤外検知部２として赤外輝尽蛍光
体セラミクスを用い、遮光筒３として中空アルミ製筒を
用いた例について説明する。

【００４１】導波性支持体１としては、両端を平坦に加
工した外径５ｍｍ長さ１５ｃｍの中実ポリエステル樹脂
製の丸棒を用いた。このポリエステル製丸棒の１端に円
盤状に加工した赤外輝尽蛍光体セラミクスを貼り付けて
赤外可視変換部２を形成した。遮光筒３として内径５ｍ
ｍ長さ１６ｃｍの中空アルミ製円筒を用い、この遮光筒
内部に赤外輝尽蛍光体セラミクスを貼り付けたポリエス
テル製丸棒を挿入し赤外検知器を作製した。ポリエステ
ル製丸棒は赤外可視変換部が円筒内に位置し且つ、赤外
可視変換部を貼り付けていない側の一端と中空円筒開口
部の一端とが揃うように挿入した。本赤外検知器を用い
て光ファイバーコネクターから放射される１．３μｍの
赤外光を検出した。

【００４２】検出に当たっては、ファイバーコネクター
を赤外可視変換部に当接しないように（図１０参照）検
知器開口部に挿入し、赤外検知部と反対側の端から覗き
込み発光の有無を確認した。遮光筒３により外光が遮断
されているため発光部のコントラストが高く室内光下で
も明瞭に確認でき本発明の検出器が明光下での検出に適
していることが明かとなった。

【００４３】

【実施例５】図３において、導波性支持体１としてポリ
エステル樹脂を用い、赤外検知部２として赤外輝尽蛍光
体セラミクスを用い、遮光筒３として中空アルミ製筒を
用いた例について説明する。

【００４４】導波性支持体１としては、両端を平坦に加
工した外径５ｍｍ長さ１５ｃｍの中実ポリエステル樹脂
製の丸棒を用いた。このポリエステル製丸棒の１端に円
盤状に加工した赤外輝尽蛍光体セラミクスを貼り付けて
赤外可視変換部２を形成した。遮光筒３として内径５ｍ
ｍ長さ１６ｃｍの中空アルミ製円筒を用い、この遮光筒
内部に赤外輝尽蛍光体セラミクスを貼り付けたポリエス
テル製丸棒を挿入し赤外検知器を作製した。

【００４５】ポリエステル製丸棒は赤外可視変換部が円
筒内に位置し且つ、赤外可視変換部を貼り付けていない
側の一端と中空円筒開口部の一端とが揃うように挿入し
た。本赤外検知器を用いて光ファイバーコネクターから
放射される１．３μｍの赤外光を検出した。検出に当た
っては、ファイバーコネクターを赤外可視変換部に当接
しないように（図１０参照）検知器開口部に挿入し、赤
外検知部と反対側の端から覗き込み発光の有無を確認し
た。遮光筒３により外光が遮断されているため発光部の
コントラストが高く室内光下でも明瞭に確認でき本発明
の検出器が明光下での検出に適していることが明かとな
った。

【００４６】さらに本発明の検出器では、通常中実導波
性支持体１を通して外光が赤外検知部２に照射されてい
るため常に蛍光体にエネルギーが蓄積されている状態に
あるため検出に先立ち赤外検知部に光照射を行なう必要
がなく実施例４の場合と比較してさらに利便性の高いも
のとなっている。

【００４７】

【実施例６】以上の実施例では、赤外光を検知する際に
は光ファイバと赤外可視変換部とは直接触れないように
測定する必要があった。もし、両者が直接触れた場合に
は赤外可視変換部に塗布してある蛍光体の形状が粉末で
あるため、この粉末が光ファイバ端面を汚染する恐れが
あった。また、この両者を離して測定するため、ファイ
バからの赤外光の一部が赤外可視変換部に入射せず外部
にもれる可能性があり、感度の高い測定が望めず、さら
に上記実施例では赤外可視変換部が外気に直接さらされ
ているため、信頼性の点で問題がある。そこで、赤外可
視変換部に保護膜を設け、この両者を直接接触させるよ
うにした。

【００４８】図５に示すように、実施例２で作製した赤
外検知器にさらに２液硬化性のポリエステル樹脂を赤外
可視変換部の一端に塗布し保護膜４を作製した。保護膜
の厚さは約１００μｍで、光ファイバからの赤外光がこ
の保護膜を透過し赤外可視変換部に到達するには充分な
薄さであった。この保護膜としては赤外光を透過するも
の、例えばシリコン等でもよいが、赤外光を一部吸収す
る保護膜でも保護膜の厚さが上記のように１００μｍ以
下であれば、光ファイバからの赤外光が保護膜を透過し
赤外可視変換部に到達するに充分な薄さであり、本発明
の目的には充分である。

【００４９】このようにして作製した保護膜付の赤外検
知器を用いて赤外光を検査した。その検査方法について
図１１、図１２を用いて説明する。光コネクタ等にある
光ファイバ端面に上記で作製した保護膜を介し赤外可視
変換部２を当接した。導波性支持体１のもう一方から目
視にて観測したところ、可視光に変換された光を観測す
ることができた。光ファイバと赤外検知器とを離して観
測した場合は、光ファイバと赤外可視変換部との距離に
より可視光の強度が変化して観測しづらかったが、本実
施例による検知方法では可視光が安定しており容易に観
測することができた。また、観測後光ファイバ端面の汚
染状態を観測したが、汚染は認められず保護膜による効
果があったことがわかった。

【００５０】

【実施例７】赤外可視変換部として波長上方変換蛍光体
を使用し、赤外検出器を作製した。この波長上方変換蛍
光体を使用する場合、強度の高い赤外光を検出する際に
赤外輝尽蛍光体と比較してより明るい発光が得られ、ま
た赤外輝尽発光体と異なり、予備励起の必要がないた
め、連続的に赤外線の検知が可能になるという利点があ
る。

【００５１】組性：塩化バリウム７５％、塩化エルビウ
ム２５％の波長上方変換蛍光体をポリエステル樹脂と混
合し塗布乾燥させることによって、エルビウム添加波長
上方変換蛍光体よりなる赤外可視変換部を形成した。

【００５２】１．５μｍの赤外光に対して感度を有し、
赤外光を照射すると明るい緑色の発光が得られた。１ｍ
Ｗの赤外光を照射したところ赤外輝尽蛍光体の５倍の発
光強度が得られた。

【００５３】また、組性：塩化バリウム８０％、塩化デ
ィスプロシウム１０％、塩化エルビウム１０％の波長上
方変換蛍光体をポリエステル樹脂と混合し塗布乾燥させ
ることによって、ディスプロシウムとエルビウムを添加
した波長上方変換蛍光体の赤外可視変換部を形成した。

【００５４】１．３μｍの赤外光に対し感度を有し、赤
外光を照射すると明るい黄色の発光が得られた。１ｍＷ
の赤外光を照射したところ赤外輝尽蛍光体の２倍の発光
強度が得られた。

【００５５】

【実施例８】赤外可視変換部が波長上方変換蛍光体の場
合には蛍光体を励起する必要はないが、輝尽蛍光体の場
合には励起する必要がある。励起方法について図７、図
８を用いて説明する。図７では導波性支持体の赤外可視
変換部を設けていない端面から可視光を照射し、励起す
る。遮光性の筒３に覆われている場合に赤外可視変換部
への励起光入射が困難であるが、この図７の励起方法に
よれば充分赤外可視変換部を励起することができる。

【００５６】図８による方法では、遮光性の筒がある場
合は、その筒をはずして励起する。この図８による励起
方法では、導波性支持体の全周囲面、および必要があれ
ば端面からも励起光を導波性支持体へ入射し、導波性支
持体の内部をあたかも光ファイバのように励起光が伝搬
し赤外可視変換部を励起する。したがって、導波性支持
体は励起光を捕集するアンテナの役目を担い、弱い励起
光でも充分に赤外可視変換部を励起することが可能であ
った。

【００５７】

【実施例９】実施例１〜３で作製した赤外検知器に、さ
らに遮光性保護膜５を設けた。遮光層として厚さ２００
μｍのＳｉウェハから所定の形状にカットしたものを用
い、実施例１〜３で作製した赤外検知器の赤外可視変換
部（ＣａＳ：Ｅｕ、Ｓｍ）に図６のように、上記Ｓｉウ
ェハからカットしたＳｉ単結晶を、二液混合接着剤や、
光素子用に開発された屈折率を整合できるエポキシ樹脂
接着剤を用いて接着した。遮光性保護膜５を用いない場
合と比較して１．３μｍ、１．５５μｍの赤外光に対し
て、ともに１桁高い感度が得られた。さらに、遮光性の
中空の筒で覆い、赤外光を検査したところ、可視光が導
波性支持体に全く入射しないため、感度が向上した。

【００５８】このような遮光性保護膜５を設けることに
より、赤外光を透過し可視光線を遮蔽するため、赤外可
視変換部２には赤外光のみが照射され、周囲の可視光線
は遮蔽されて照射されないため、赤外可視変換部が周囲
光によって照らされることがなく、赤外可視変換によっ
て発生した光（発光点７、暗部８；図１３参照）のコン
トラストが増加し、良好に赤外可視変換光を観測でき、
実行検出感度が増加する。

【００５９】なお、実施例１〜実施例９では、導波性支
持体の形状を丸棒としたが、四角や多角形状でももちろ
ん構わない。

【００６０】

【発明の効果】以上述べてきたように、赤外検知器を本
発明構成の赤外検知器とすることによって、従来技術の
有していた課題を解決して狭隘部での赤外検知、明光下
での赤外検知の可能とした赤外検知器、容易な励起方
法、検出制度の良好な赤外検知方法をを提供することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の赤外検知器の一具体例の断面図。

【図２】本発明の赤外検知器の第二の具体例の断面図。

【図３】本発明の赤外検知器の第三の具体例の断面図。

【図４】前記第三の具体例の励起方法を説明するための
断面図。

【図５】本発明の赤外検知器の第四の具体例の断面図。

【図６】本発明の赤外検知器の第五の具体例の断面図。

【図７】本発明の赤外輝尽蛍光体の励起方法の一例を示
す説明図。

【図８】本発明の赤外輝尽蛍光体の励起方法の他の例を
示す説明図。

【図９】本発明の赤外線検知方法の一例を示す説明図。

【図１０】前記説明図の光ファイバの接続状態を示す拡
大図。

【図１１】本発明の赤外線検知方法の他の例を示す説明
図。

【図１２】前記説明図の光ファイバの接続状態を示す拡
大図。

【図１３】実施例９における導波性支持体の端面から覗
いたときのの接続状態を示す模式図。

【符号の説明】

１ 導波性支持体 ２ 赤外可視変換部 ３ 遮光筒 ４ 保護膜 ５ 遮光性保護膜 ６ 光ファイバ ７ 発光点 ８ 暗部

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導
   波性支持体の一端に赤外可視変換蛍光体からなる赤外可
   視変換部を備えた赤外検知器本体を有することを特徴と
   する赤外検知器。
2. 【請求項２】上記導波性支持体がポリプロピレン樹脂、
   アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
   チレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
   リエステル樹脂、ガラスのいずれかであることを特徴と
   する請求項１記載の赤外検知器。
3. 【請求項３】上記赤外可視変換蛍光体がアルカリ土類金
   属の硫化物あるいはセレン化物を主成分とする赤外輝尽
   蛍光体であることを特徴とする請求項１又は２記載の赤
   外検知器。
4. 【請求項４】上記赤外可視変換蛍光体がエルビウムある
   いはディスプロシウムとエルビウムを添加した波長上方
   変換蛍光体であることを特徴とする請求項１又は２記載
   の赤外検知器。
5. 【請求項５】上記赤外検知器本体を中空遮光性で且つ両
   端に開口を有する遮光筒内に内包したことを特徴とする
   請求項１から４のいずれかの赤外検知器。
6. 【請求項６】上記赤外可視変換蛍光体が赤外輝尽蛍光体
   である赤外検知器本体を中空遮光性で且つ両端に開口を
   有する遮光筒内に内包するとともに、上記遮光筒が少な
   くとも２連の遮光筒からなり、少なくとも１連が導波性
   支持体の外周長手方向に移動することにより遮光筒が伸
   縮し、伸張時には導波性支持体のすべてを遮光し、伸縮
   時には導波性支持体の一部のみを遮光することを特徴と
   する請求項１から３又は請求項５記載のいずれかの赤外
   検知器。
7. 【請求項７】上記赤外可視変換部の外側端面を保護膜で
   覆ったことを特徴とする請求項１から６記載のいずれか
   の赤外検知器。
8. 【請求項８】前記保護膜は遮光性保護膜であることを特
   徴とする請求項７記載の赤外検知器。
9. 【請求項９】中実で可視光を透過し赤外光を吸収する導
   波性支持体の一端に赤外輝尽蛍光体からなる赤外可視変
   換部を備えた赤外検知器の励起方法であって、前記導波
   性支持体の赤外可視変換部を備えていない側から可視光
   線を入射し、前記導波性支持体の中を可視光を伝搬させ
   て赤外可視変換部を励起することを特徴とする赤外検知
   器の励起方法。
10. 【請求項１０】前記導波性支持体の全周囲から可視光を
    入射することを特徴とする請求項９記載の赤外検知器の
    励起方法。
11. 【請求項１１】中実で可視光を透過し赤外光を吸収する
    導波性支持体の一端に赤外可視変換蛍光体からなる赤外
    可視変換部を備えた赤外検知器本体を有する赤外検知器
    の前記赤外可視変換部に近接して試験光の光源を設け、
    前記赤外可視変換部の反対側の導波性支持体端面より目
    視することを特徴とする赤外検知方法。
12. 【請求項１２】上記赤外可視変換部の外側端面を遮光性
    保護膜で覆ったことを特徴とする請求項１１記載の赤外
    検知方法。
13. 【請求項１３】上記赤外検知器本体を中空遮光性で且つ
    両端に開口を有する遮光筒内に内包したことを特徴とす
    る請求項１１または１２記載の赤外検知方法。
14. 【請求項１４】中実で可視光を透過し赤外光を吸収する
    導波性支持体の一端に赤外可視変換蛍光体からなる赤外
    可視変換部を備え、かつ前記赤外可視変換部の外側端面
    を保護膜で覆った赤外検知器本体を有する赤外検知器の
    前記赤外可視変換部に設けられた保護膜に当接して試験
    光の光源を設け、前記赤外可視変換部の反対側の導波性
    支持体端面より目視することを特徴とする赤外検知方
    法。
15. 【請求項１５】上記保護膜は遮光性保護膜であることを
    特徴とする請求項１４記載の赤外検知方法。
16. 【請求項１６】上記赤外検知器本体を中空遮光性で且つ
    両端に開口を有する遮光筒内に内包したことを特徴とす
    る請求項１４または１５記載の赤外検知方法。