(57)【要約】【課題】  赤外線等の不可視光の光路位置の検出が可能で、装置全体の小型化及び軽量化と使用波長選択の自由度の拡大とを図った光線検出装置を提供すること。【解決手段】  赤外線検出装置は、本体部から突出させたガラス製の導光体３と、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を備える。導光体の先端部３ａに赤外線が入射し導光体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から可視光を出射させ、可視光を導光体によって伝搬し先端部から放射させる可視光放射手段を備える。可視光放射手段は、光学系５０を備える。この光学系は、導光体によって伝搬されてその基端部３ｂから出射する赤外線を受光素子の受光面５３ａに直接結合させるとともに、発光ダイオード５４から出射される可視光を受光面５３ａで反射させて基端部３ｂに結合させるようになっている。【選択図】      図６
2006105875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記可視光放射手段は、前記受光手段と前記発光手段を有する光学系を備え、前記光学系は、前記導光体によって伝搬されてその基端部から出射する前記被検出光を前記受光手段の受光面に直接結合させるとともに、前記発光手段から出射される可視光を前記受光面で反射させて前記導光体の基端部に結合させ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。
【請求項２】
請求項１に記載の光線検出装置において、
前記可視光放射手段は、前記受光手段から出力される光検出信号に基づき前記発光手段を発光させる光検出回路を備え、
前記光検出回路は、前記受光手段から出力される前記光検出信号をサンプリングするサンプリング処理と、サンプリングされた前記光検出信号に基づき前記発光手段を駆動して前記可視光を発光させる駆動処理とを、各処理の時間帯を分けて行うように構成されていることを特徴とする光線検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光線検出装置において、
前記光検出回路は、前記サンプリング処理を行うサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力信号で前記駆動処理を行う駆動回路と、前記サンプリング処理と前記駆動処理とが交互に実行されるように、前記サンプルホールド回路及び前記駆動回路を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする光線検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光線検出装置において、
前記サンプルホールド回路は、前記光検出信号を一定時間サンプリングし、サンプリングした前記光検出信号を電圧信号に変換して保持するサンプリング動作と、該サンプリング動作中に保持された前記電圧信号を出力する非サンプリング動作とを一定の周期で繰り返すように、前記制御回路により制御され、
前記駆動回路は、前記サンプルホールド回路の前記非サンプリング動作中に、前記電圧信号で前記発光手段を駆動するように、前記制御回路により制御されることを特徴とする光線検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【請求項６】
請求項５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。
【請求項７】
請求項５又は６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。
【請求項８】
請求項７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。
【請求項９】
請求項８に記載の光線検出装置において、
前記光検出回路の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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線等の不可視光線を検出する光線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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線（例えば、赤外線）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。
【０００３】
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線を照射する。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、正しく赤外線を照射させるためには、赤外線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線においては、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、光学素子に赤外線を照射する際には、赤外線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。
【０００４】
この種の作業に用いられる赤外線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、赤外線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線が照射されると、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。
【０００５】
赤外ＣＣＤカメラは、赤外線を直接受光し表示部に出力表示する。そのため、赤外線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線を受光し、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。
【特許文献１】特開平６−２３６５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、微弱な強度の赤外線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線の検出には適していない。
【０００７】
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。
【０００８】
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線を照射させるのが困難であった。
【０００９】
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、赤外線等の不可視光の光路位置の検出が可能で、装置全体の小型化及び軽量化と使用波長選択の自由度の拡大とを図った光線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、前記可視光放射手段は、前記受光手段と前記発光手段を有する光学系を備え、前記光学系は、前記導光体によって伝搬されてその基端部から出射する前記被検出光を前記受光手段の受光面に直接結合させるとともに、前記発光手段から出射される可視光を前記受光面で反射させて前記導光体の基端部に結合させるように構成されていることを要旨とする。
【００１１】
なお、ここにいう「前記被検出光を前記受光手段の受光面に直接結合させる」とは、前記被検出光を、赤外線フィルタ等のフィルタ及びレンズを介さずに前記受光手段の受光面に結合させることを意味する。また、ここにいう「受光面」は、受光手段としての受光素子をなす半導体チップのチップ表面をいう。
【００１２】
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。赤外線等の不可視光である被検出光が導光体の先端部に入射し、その被検出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、被検出光の位置が、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、被検出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。
【００１３】
また、被検出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、不可視光である被検出光の分解能（表示分解能）が向上する。したがって、赤外線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。
【００１４】
さらに、導光体の先端部に入射し導光体によって伝搬されてその基端部から出射する被検出光を受光手段の受光面に直接結合させるので、フィルタ、例えば被検出光として赤外線を使用する場合の赤外線フィルタが不要になるとともに、導光体の基端部と受光手段の
受光面を近づけて配置できる。これにより、基端部から出射される被検出光の広がりを最小限に抑えることができるために、その被検出光を集光して受光手段に結合させるレンズも不要になる。フィルタとレンズが不要になる分、可視光放射手段の光学系部分を短くかつ軽くすることができる。したがって、装置全体の小型化と軽量化を図ることができる。また、フィルタとレンズが不要になるため、部品コストが低減されるとともに、光学的な調整個所も減り、製造コストを低減できる。赤外線フィルタ等のフィルタが無いので、被検出光の波長制限は受光手段の波長特性のみとなるので、被検出射光の使用波長選択の自由度を拡大できる。
【００１５】
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、前記可視光放射手段は、前記受光手段から出力される光検出信号に基づき前記発光手段を発光させる光検出回路を備え、前記光検出回路は、前記受光手段から出力される前記光検出信号をサンプリングするサンプリング処理と、サンプリングされた前記光検出信号に基づき前記発光手段を駆動して前記可視光を発光させる駆動処理とを、各処理の時間帯を分けて行うように構成されていることを要旨とする。
【００１６】
これによれば、光検出回路は前記サンプリング処理と前記駆動処理とを各処理の時間帯を分けて行うので、発光手段から出射される可視光による正帰還増幅を防止するためのフィルタが無くても可視光による正帰還増幅は起こらない。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の光線検出装置において、前記光検出回路は、前記サンプリング処理を行うサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力信号で前記駆動処理を行う駆動回路と、前記サンプリング処理と前記駆動処理とが交互に実行されるように、前記サンプルホールド回路及び前記駆動回路を制御する制御回路と、を備えることを要旨とする。
【００１８】
これによれば、可視光による正帰還増幅を防止できる。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の光線検出装置において、前記サンプルホールド回路は、前記光検出信号を一定時間サンプリングし、サンプリングした前記光検出信号を電圧信号に変換して保持するサンプリング動作と、該サンプリング動作中に保持された前記電圧信号を出力する非サンプリング動作とを一定の周期で繰り返すように、前記制御回路により制御され、前記駆動回路は、前記サンプルホールド回路の前記非サンプリング動作中に、前記電圧信号で前記発光手段を駆動するように、前記制御回路により制御されることを要旨とする。
【００１９】
これによれば、サンプルホールド回路はサンプリングした光検出信号を電圧信号に変換してコンデンサ等に保持し、駆動回路はその電圧信号で発光手段を駆動させるというアナログ処理を行う。これにより、サンプルホールド回路から出力される電圧信号をマイクロコンピュータを用いてデジタル処理する場合よりも、その光検出信号を高速で処理することができ、発光手段の発光周期を短くすることができる。これにより、発光手段がある一定の発光周期、例えば２０ＫＨｚで可視光を発光する際に、導光体の先端部から放射される可視光の発光残像がちらつくのを抑制できる。
【００２０】
請求項５係る発明は、請求項１〜４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。
【００２１】
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。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項５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。
【００２３】
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７に係る発明は、請求項５又は６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。
【００２４】
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。
【００２５】
請求項８に係る発明は、請求項７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。
【００２６】
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。
【００２７】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の光線検出装置において、前記光検出回路の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。
【００２８】
これによれば、光検出回路には可視光の正帰還増幅を防止するためのフィルタと被検出光を受光手段に結合させるレンズとを用いていないため、光検出回路の光学系が軽量化される。これにより、回転スライダーステッピングモータにより導光体と光検出回路を一緒にＸ軸方向に往復動する際のモータ負荷が軽減され、導光体をより低振動でかつより早くＸ軸方向に走査することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば赤外線等の不可視光の光路位置の検出が可能で、装置全体の小型化及び軽量化を図ることができ、使用波長選択の自由度を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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一実施形態を図面に従って説明する。
一実施形態に係る赤外線検出装置を図１〜図１３に従って説明する。
【００３１】
図１は一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。
【００３２】
この赤外線検出装置１は、可視光より波長が長い不可視光線である赤外線を検出するためのものである。この赤外線検出装置１では、被検出光としての赤外線を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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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方向に往復動されて導光体３をＸＹ平面内で振動走査（ＸＹ走査）する。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。
【００３７】
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。
【００３８】
本体部２内部には、図３に示すように、導光体３をＸ軸方向に往復動させる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。
【００３９】
赤外線検出装置１は、図６に示すように、光線検出領域１０（図５参照）に照射される赤外線が先端部３ａに入射し導光体３によって伝搬されて受光素子５３に入射すると、発光ダイオード５４から可視光を出射させ、その可視光を導光体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を備える。
【００４０】
この可視光放射手段は、受光素子５３と発光ダイオード５４を有する光学系５０と、受光素子５３から出力される光検出信号に基づき発光ダイオード５４を発光させる光検出回
路としてのアナログ信号処理回路４１（図３及び図１０参照）とを備える。
【００４１】
本体部２の中央下部には、図３に示すように、上記アナログ信号処理回路４１が回路基板４２上に実装されている。この回路基板４２の下側に、アナログ信号処理回路４１と共に上記光学系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。
【００４２】
また、本体部２内の上部左に、制御装置７０が配置されている。この制御装置７０は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムが格納されたＲＯＭ、各種データが格納されるＲＡＭ等を備える１チップのマイクロコンピュータで構成されている。
【００４３】
この制御装置７０は、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。
【００４４】
また、この制御装置７０は、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軸方向の振動を開始させ、その開始の１秒後に導光体３のＸ軸方向の往復動を開始させるようになっている。さらに、この制御装置７０は、そのＸ軸方向の往復度が開始された状態で、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段階に切り替えるようになっている。
【００４５】
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線を検出する場合に、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大きくすることにより、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。
【００４６】
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により赤外線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。
【００４７】
【表１】
2006105875.tif 000003
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
径の小さい赤外線を検出できるようになる。
【００４８】
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。
【００４９】
（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６００μｍ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。
【００５０】
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。
【００５１】
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）
上記光学系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３の基端部３ｂから出射する赤外線を受光素子５３の受光面５３ａに直接結合させるとともに、発光ダイオード５４から出射される可視光を受光素子５３の受光面５３ａで直接反射させて導光体３の基端部３ｂに結合させるようになっている。
【００５２】
光学系５０の主は構成は、図６に示すように、基端部３ｂ側が固定された導光体３、受光素子５３、発光ダイオード５４、および発光ダイオード５４から出射される可視光を受光素子５３の受光面５３ａで反射させて基端部３ｂに結合させる球レンズの集光レンズ５５を備えている。また、光学系５０を構成する集光レンズ５５等の各光学要素は、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。
【００５３】
受光素子５３は、例えばφ１ｍｍのＩｎＧａＡｓ受光素子である。また、発光ダイオード５４は発光波長が６１０ｎｍの橙色発光ダイオードである。
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（図６参照）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（図３参照）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。
【００５４】
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線は、受光素子５３の受光面５３ａに直接結合され、受光素子５３で光電変換される。受光素子５３から出力される光検出信号（出力電流）に基づいて発光ダイオード５４が駆動される。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で集光されて受光素子５３の受光面５３ａに入射し、この受光面５３ａ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。
【００５５】
上記アナログ信号処理回路４１は、受光素子５３から出力される光検出信号をサンプリングするサンプリング処理と、サンプリングされた光検出信号に基づき発光ダイオード５４を駆動して可視光を発光させる駆動処理とを、各処理の時間帯を分けて行うように構成されている。図９には、そのサンプリング処理の時間帯ｔ１と、その駆動処理の時間帯ｔ４とを示してある。
【００５６】
アナログ信号処理回路４１は、図１０に示すように、受光素子５３から出力される光検出信号を増幅する増幅器９０と、前記サンプリング処理を行うサンプルホールド回路９１と、サンプルホールド回路９１の出力信号で前記駆動処理を行う駆動回路としてのドライバ９２と、制御回路としてのＣＰＵ９３とを備える。
【００５７】
ＣＰＵ９３は、前記サンプリング処理と前記駆動処理とが交互に実行されるように、サンプルホールド回路９１及びドライバ９２を制御する。
サンプルホールド回路９１は、光検出信号を一定時間サンプリングし、サンプリングした光検出信号を電圧信号に変換して保持するサンプリング動作と、該サンプリング動作中に保持された電圧信号を出力する非サンプリング動作とを一定の周期Ｔ１（図９参照）で繰り返すように、ＣＰＵ９３により制御される。この周期Ｔ１は、例えば５０μｓ（周波数：２０ＫＨｚ）である。
【００５８】
この制御により、サンプルホールド回路９１は、図９に示すように、サンプリング動作の時間帯ｔ１と非サンプリング動作の時間帯ｔ２とを一定の周期Ｔ１で繰り返す。
また、サンプルホールド回路９１は、例えば、スイッチとコンデンサとを備えた構成で、スイッチがオン状態でサンプリングした光検出信号（電流信号）でコンデンサを充電し、スイッチがオフすると、光検出信号の電流値に応じた電荷がコンデンサに保持されるようになっている。また、サンプルホールド回路９１のスイッチは、上記周波数（２０ＫＨｚ）のクロック信号により動作するアナログスイッチを用いている。これと同期してドライバ９２の動作もアナログスイッチで切り換えるようになっている。
【００５９】
ドライバ９２は、サンプルホールド回路９１の非サンプリング動作中に、サンプルホールド回路９１から出力される電圧信号で発光ダイオード５４を駆動して発光させるように、ＣＰＵ９３により制御される。
【００６０】
この制御により、ドライバ９２は、駆動動作の時間帯ｔ４と発光ダイオード５４を駆動しない非駆動動作の時間帯ｔ３とを一定の周期Ｔ２で繰り返す。ドライバ９２は、例えばドライバＩＣで構成される。
【００６１】
このドライバＩＣは、例えば、発光ダイオード５４と直列に接続されたスイッチング素子や、安定化電源（図示省略）等を備える。そのスイッチング素子のゲートにサンプルホールド回路９１の出力信号（電圧信号）が入力されると同素子がオン状態となることで、発光ダイオード５４に駆動電流が流れて同ダイオードが可視光を発光させるように構成さ
れている。
【００６２】
このように、アナログ信号処理回路４１は、サンプルホールド回路９１が時間帯ｔ１でサンプリング動作を行っている間、ドライバ９２は非駆動動作の時間帯ｔ３になっていて発光ダイオード５４を駆動しないように構成されている。また、アナログ信号処理回路４１は、ドライバ９２が発光ダイオード５４を駆動して可視光を発光させている駆動動作の時間帯ｔ４では、サンプルホールド回路９１は時間帯ｔ２で非サンプリング動作の状態となるように構成されている。
【００６３】
（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、図３に示す駆動コイル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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、フィードバックコイル３２は、振動周波数追従用のコイルとして作用し、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。フィードバックコイル３２は、温度や固定方法によって変動する共振周波数を検出し電子回路等で周波数制御を行っている。
【００６６】
（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（以下、「ステッピングモータ」という。）２１を使用した。つまり、図３に示すように、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。
【００６７】
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。
【００６８】
次に、上記一実施形態に係る赤外線検出装置１で用いる受光素子５３の構造の一例を、
図１１及び図１２に基づいて説明する。
この受光素子５３は、図１１及び図１２に示すように、受光素子をなす半導体チップ５１がセラミック基板５２上に接着されている。その半導体チップ５１の表面が受光面５３ａとなっている。半導体チップ５１の表面にリング状電極５７が作られている。リード線５８がそのリング状電極５７の一端から取り出され、セラミック基板５２上に設けられた２つの配線用電極５９ａ、５９ｂの一方（配線用電極５９ａ）に接続されている。なお、半導体チップ５１の表面（受光面５３ａ）は鏡面となっている。
【００６９】
このような構造の受光素子を受光素子５３として用いる。上記一実施形態に係る赤外線検出装置１では、発光ダイオード５４から出射される可視光を集光レンズ５５により集光して導光体３の基端部３ｂに結合させる。このため、図１１の構造を有する受光素子５３を集光レンズ５５の光軸に対して４５度に傾けてその受光面５３ａの面積が少し小さくなっても、発光ダイオード５４からの可視光を鏡面状態の受光面５３ａのみで反射させることができる。
【００７０】
次に、以上のように構成された赤外線検出装置１の動作を説明する。
例えば、レーザ光源から出力される赤外線を用いて、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、その赤外線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。
【００７１】
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、赤外線（赤外光）が先端部３ａに入射すると、その赤外線は研磨面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線は、受光素子５３に直接結合されて入射し、受光素子５３で光電変換される。受光素子５３の光検出信号（出力電流）は、増幅器９０で増幅されてサンプルホールド回路９１に入射する。
【００７２】
サンプルホールド回路９１が上記サンプリング動作を行っている間（時間帯ｔ１）では、ドライバ９２は非駆動動作の状態（時間帯ｔ３）にあって、発光ダイオード５４を駆動しない。一方、ドライバ９２は、サンプルホールド回路９１が上記非サンプリング動作の状態（時間帯ｔ２）にあるとき、サンプルホールド回路９１の出力信号（電圧信号）で発光ダイオード５４を駆動して可視光を発光させる。これにより、サンプルホールド回路９１による光検出信号のサンプリング処理と、ドライバ９２による駆動処理とが交互になされる。
【００７３】
その結果として、ドライバ９２は発光ダイオード５４をある一定の発光周期で間欠的に駆動して可視光を発光させることになる。また、受光素子５３から出力される光検出信号は、発光ダイオード５４が発光していないタイミングで検出されることになる。
【００７４】
こうして、発光ダイオード５４は、可視光（橙色）を一定の発光周期で間欠的に発光し、その可視光は集光レンズ５５で集光されて受光素子５３の受光面５３ａに入射し、この受光面５３ａ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、不可視光線である赤外線の位置が、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、その赤外線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。
【００７５】
なお、上記一実施形態において、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。
【００７６】
以上のように構成された一実施形態によれば、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ＸＹ方向に繰り返し走査する間に、赤外線が先端部３ａに入射し、その赤外線が導光体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、不可視光線である赤外線の位置が、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線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、赤外線等の不可視光の光路位置を検出することができる。
【００７７】
○赤外線等の不可視光線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線を用いて、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。
【００７８】
○被検出光としての赤外線を光線検出領域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、赤外線検出の分解能（表示分解能）が向上する。したがって、赤外線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。
【００７９】
○導光体３の先端部３ａに入射し導光体３によって伝搬されてその基端部３ｂから出射する赤外線を受光素子５３の受光面５３ａに直接結合させるので、発光ダイオード５４から出射される可視光による正帰還増幅を防止するためのフィルタが不要になり、導光体３の基端部３ｂと受光素子５３の受光面５３ａを近づけて配置できる。これにより、その基端部３ｂから出射される赤外線の広がりを最小限に抑えることができるために、その赤外線を集光して受光素子５３の受光面５３ａに結合させるレンズも不要になる。そのようなフィルタとレンズが不要になる分、上記可視光放射手段の光学系５０部分を短くかつ軽くすることができる。したがって、装置全体の小型化と軽量化を図ることができる。また、フィルタとレンズが不要になるため、部品コストが低減されるとともに、光学的な調整個所も減り、製造コストを低減できる。
【００８０】
ここで、本実施形態に係る赤外線検出装置１により可視光放射手段の光学系部分が短くなることを、図１４に示す赤外線検出装置と比較して説明する。
図１４に示す赤外線検出装置の各部材には、上記赤外線検出装置１と同様の部材には同一の符号を付してある。
【００８１】
図１４に示す赤外線検出装置の光学系１００では、導光体３の基端部３ｂと発光素子１０３の間に、赤外透過フィルタの役割をする鏡面Ｓｉ基板１０１と、鏡面Ｓｉ基板１０１を透過した赤外光を集光する球レンズ１０２が配置されている。鏡面Ｓｉ基板１０１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１０２は例えばφ７ｍｍの球レンズである。なお、符号１０５は、上記集光レンズ５５に相当する集光レンズである。
【００８２】
図１４に示す赤外線検出装置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。
【００８３】
これに対して、本実施形態に係る赤外線検出装置１では、各部の寸法Ａ〜Ｆ（図６参照）のうち寸法Ｂ（光学系用基板５６のＸ軸方向の長さ）が、鏡面Ｓｉ基板１０１と球レンズ１０２が不要になった分だけ、図１４に示す赤外線検出装置における寸法Ｂ´よりも短くなるとともに、光学系５０部分の重量が軽減される。
【００８４】
○光学系５０部分の重量が軽減されることで、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を導光体３と一緒に、回転スライダーステッピングモータ２１によりＸ軸方向に往復動させるのに、より低振動でより早い往復動を実現することができる。
【００８５】
○赤外線フィルタ等のフィルタが無いので、被検出光として使用する光の波長制限は受光素子５３の波長特性のみとなるので、被検出射光の使用波長選択の自由度を拡大できる。
【００８６】
例えば、図１４に示す赤外線検出装置で用いた鏡面Ｓｉ基板１０１等の赤外フィルタの透過波長特性を図１５に示す。その透過波長特性を表わす図１５の曲線１３０から分かるように、１０００ｎｍ以下の波長は遮断されるので、このままでは１０００ｎｍ以下の波長の光は受光素子５３に到達せず検出できない。波長４００ｎｍ以下の紫外領域で使用する場合、従来の構成ではＬＥＤの発光波長（６１０ｎｍ）の影響を除くために６１０ｎｍはカットし４００ｎｍ以下を透過するフィルタが必要になる。増幅器９０の増幅率は５０ｄＢ程度を想定しなければならないため、正帰還の発生を防止するためにはフィルタに４００ｎｍと６１０ｎｍの間で同程度の遮断特性が要求される。赤外域（１５５０ｎｍ）と６１０ｎｍに比べると波長間隔が狭く、フィルタの設計が非常に難しいと言える。
【００８７】
このような理由から、図１４に示す赤外線検出装置のような赤外フィルタを用いる構成では、被検出光として使用する光は、図１３の曲線１１０で示すように、受光素子５３の検出感度が−３ｄＢｍ（ディービーエム）の波長１１５０ｎｍに制限されており、それより短い波長の光を使用することができない。図１３では、実線で示す曲線１１０はフィルタ（赤外フィルタ）有りの場合の受光素子５３の検知特性を示しており、横軸は被検出光として使用する光の波長を、縦軸は受光素子５３の検出感度をそれぞれ示している。
【００８８】
これに対して、上記一実施形態によれば、可視光による正帰還増幅を防止するための赤外フィルタが不要であるので、赤外フィルタの影響はなくなる。そのため、図１３の曲線１２０で示すように、受光素子５３の検出感度が−３ｄＢｍの波長１１５０ｎｍに制限されていた使用可能な光の波長を９５０ｎｍ程度まで拡大することができる。なお、図１３では、曲線１２０で示すフィルタ無しでの特性は、受光素子５３の感度そのものを示している。
【００８９】
こうして、上記一実施形態では、受光素子５３の感度と導光体３の波長特性とにより、被検出光として使用可能な波長が決定され、使用波長選択の自由度を拡大することができる。
【００９０】
○アナログ信号処理回路４１はサンプルホールド回路９１によるサンプリング処理とドライバ９２による駆動処理とを各処理の時間帯を分けて行うので、光による正帰還増幅を防止するためのフィルタが無くても可視光による正帰還増幅は起こらない。
【００９１】
○アナログ信号処理回路４１は、サンプリング処理を行うサンプルホールド回路９１と
、その出力信号（電圧信号）で駆動処理を行うドライバ９２と、サンプリング処理と駆動処理とが交互に実行されるように、ＣＰＵ９３がサンプルホールド回路９１及びドライバ９２を制御するので、赤外フィルタが無くても可視光による正帰還増幅を防止できる。
【００９２】
○サンプルホールド回路９１はサンプリングした光検出信号（電流信号）を電圧信号に変換してコンデンサ等に保持し、ドライバ９２はその電圧信号で発光ダイオード５４を駆動させるというアナログ処理を行う。これにより、サンプルホールド回路９１から出力される電圧信号をマイクロコンピュータを用いてデジタル処理する場合よりも、その光検出信号を高速で処理することができ、発光手段の発光周期を短くすることができる。これにより、発光手段がある一定の発光周期、例えば２０ＫＨｚで可視光を発光する際に、導光体３の先端部３ａから放射される可視光の発光残像がちらつくのを抑制できる。
【００９３】
ここで、そのちらつきについて考察する。
例えば、導光体３のＹ方向の振動周波数を１００Ｈｚとし、発光ダイオード５４の発光周期を２０ＫＨｚとする。導光体３が光線検出領域１０（図５参照）内をＹ軸方向に移動する距離と時間の関係は、導光体３が１往復する時間１０ｍｓｅｃに対し、導光体３の振動幅は１５ｍｍの２倍の３０ｍｍとなる。すなわち、導光体３が１５０μｍ移動する毎に発光ダイオード５４は可視光の発光を繰り返すことになる（なお、実際には、導光体３はサイン波で振動しているため１５０μｍより大きめに移動している）。また、導光体３は直径６００μｍのものを使用したので、導光体３が６００μｍ移動している間に、発光ダイオード５４は約４回点滅を繰り返すことになり、導光体３の先端部３ａから放射される可視光の発光残像のちらつきは見られない。
【００９４】
○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線検出の分解能（表示分解能）が向上する。
【００９５】
○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。
【００９６】
○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。
【００９７】
○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。
【００９８】
○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。
【００９９】
○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。
【０１００】
○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から出射する赤外線を光学系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、赤外線を受光したときに受光素子５３から出力される光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。
【０１０１】
○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。
【０１０２】
○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。
【０１０３】
○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。
【０１０４】
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。
・上記一実施形態で説明したように、アナログ信号処理回路４１では上述したアナログ処理を行うのが望ましいが、サンプルホールド回路９１から出力される電圧信号をマイクロコンピュータを用いてデジタル処理する場合にも本発明は適用可能である。
【０１０５】
・上記一実施形態で用いた各種の数値は一例であって、これらの数値を変更した赤外線検出装置にも本発明は適用可能である。
・上記一実施形態では、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。
【０１０６】
・上記一実施形態では、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。
【０１０７】
・上記一実施形態では、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。
・上記一実施形態では、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。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】一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。
【図２】同赤外線検出装置の側面図。
【図３】同赤外線検出装置の本体部内部の構成を示す側面図。
【図４】（ａ）は一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。
【図５】導光体先端部で走査する光線検出領域を示す説明図。
【図６】一実施形態で用いる光学系の概略構成を示す平面図。
【図７】図６における導光体固定部の断面図。
【図８】Ｙ軸振動駆動系の概略構成を示す平面図。
【図９】一実施形態のアナログ信号処理回路の動作を示す説明図。
【図１０】アナログ信号処理回路の電気的構成を示すブロック図。
【図１１】一実施形態で用いる受光素子を示す側面図。
【図１２】図１１の受光素子を示す平面図。
【図１３】赤外フィルタの有無による受光素子の検知特性を示すグラフ。
【図１４】比較例としての赤外線検出装置の光学系の概略構成を示す平面図。
【図１５】赤外フィルタの透過波長特性を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１０９】
ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４…時間帯、Ｔ１，Ｔ２…周期、１…光線検出装置としての赤外線検出装置、２…本体部、３…導光体、３ａ…先端部、３ｂ…基端部、３Ａ…研磨面、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、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、５３ａ…受光面、９１…サンプルホールド回路、９３…制御回路としてのＣＰＵ。
【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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