JPS61234321A - ２次元赤外線イメージ変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、赤外線の２次元像を検出する２次元赤外線イ
メージ検出装置に関する。

（従来の技術） ２次元赤外線イメージ検出装置は、多数の回路素子や配
線による電気回路のボード内のどの部分が異常であるの
かを推定するために用いられても）る。

多くの場合、故障箇所または故障の発生する可能　−性
の高い部分は、発熱しており赤外線を放出しているから
電気回路のボードの２次元像を撮像することにより、非
破壊、非接触で故障部分または故障の発生する可能性の
ある部分を推定することができる。

従来の２次元赤外線イメージ検出装置は、赤外線ビジコ
ンまたは赤外線固体撮像装置で検出した温度分布のイメ
ージをＡＤ変換によってディジタル信号化した後、フレ
ームメモリに蓄積して、この画像情報を電気的に信号処
理していた。

そのために撮像装置とか、撮像したイメージを画像処理
するフレームメモリ等が必要になり、装置はかなり人身
りになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 単な光学システムで画像処理力（できる２次元赤外線イ
メージ検出装置を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、−面に光反射層が形成され
ている熱光学材料板と、前記光反射層表面に形成された
赤外線吸収層と、前記熱光学材料の他面から前記熱光学
材料板に平行な波面を持つ読み取り光を照射する光源装
置を設け、前記赤外線吸収層に赤外線の像を形成し、前
記光源からの光を前記熱光学材料板に入射して前記光反
射層で反射された屈折率の変化の影響を受けた反射光か
ら赤外線像に対応する像を形成するように構成されてい
る。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、本発明による２次元赤外線イメージ検出装置
の第１の実施例を示す配置図である。

ガラス材料は、温度変化に応じて屈折率が変わる（熱光
学効果を示す）材料のひとつである。

この実施例では熱光学材料板としてガラスを使用してい
る。

熱光学材料板５を形成するガラス板の両面は鏡面に研磨
されており、−面一光学反射層７が形成されている。

熱光学材料板５の周縁には金属の放熱体６が設けられて
いる。

この光学反射層７の表面に赤外線吸収体８を形成する金
ブラックの層が形成されている。

この赤外線吸収体８をＩＣを装着した電気回路ボード等
の観察対象１１に近接し、対面するように配置する。赤
外線像を光学手段により赤外線吸収体８上に形成しても
良い。

波面が前記熱光学材料板５に平行になるように平行光線
化されたＨｅ−Ｎｅレーザ光１（ｅｔ）はハーフミラ−
２を介して前記熱光学材料板５に入射させられる。

ハーフミラ−２で反射させられた光は全反射ｕｉ１０に
より反射させられ、反射光９として戻される。

赤外線吸収体８が赤外線により発熱すると、それに応じ
て熱光学材料板５の屈折率が２次元的に変化させられる
。

したがって、全反射層７で反射させられて取り出された
反射光４（６２）は前記屈折率の変化の分布に対応して
変調されることになる。

その結果、反射光４と９との干渉により合成された出力
変調光３（ｅｏｕｔ）が生じ、これがスクリーン１２に
投影されることによって、２次元の赤外線イメージに対
応する像が得られる。

熱光学材料板５に入射させられるレーザ光１　（ｅｌ）
と反射光４（ｅｔ）はそれぞれ次の■および０式で表さ
れる。

ｅ１＝Ａ１ｅｘｐ　（ｊωｔ）　　　　・・・・■ｅ２
　＝Ａ２　ｅｘｐ　ｊ　　（ωｔ−２ｋｚ）　　・・・
■ここにおいて、 Ａ、、　Ａ２　：光の振幅 ω　：レーザ光の角周波数 ２　：熱光学材料板の厚さ ｋ　：ｎω／Ｇｏ（ｎ屈折率＋ＣＯ光速）出力変調光３
（ｅｏｕｔ）はｅｌと８２の合成であるから ｅｏｕｔ−８１−１−６２＋　　・　・　・■で変調光
３の強度Ｉは Ｉ＝ｌｅｏｕｔ１２ ＝Ａ１２＋Ａ２２＋２ＡＩ　Ａ２　ｃｏｓ　２ｋｚとな
り、これはスクリーン１２の上に投影される。

いま、ガラス材料の屈折率の温度変化係数は、ｄｎ／ｄ
ｔ＝１０−’／度 であるので、厚さが１ｍｍの場合、光の位相をπ（λ／
２）だけ変化させるのに必要な温度変化ΔＴは、 Ｌ／２　・２　ｚ　−ｄｎ／ｄ　ｔ−ΔＴ＝λ／２（λ
はレーザ光の波長） の関係から ΔＴ＝３０＠ となる。

温度変化と出力強度の関係を第２図に示す。

約３０“の温度変化で出力強度が反転する状態を示しで
ある。

赤外線吸収体３の近くに、ＩＣを装着した電気回路ボー
ドを近づけると、温度分布に応じたパタ−ンがスクリー
ン１２上に現れる。

観察対象１１の電気回路内に故障があり、発熱が大きく
なると、装着されているＩＣや抵抗は３０゜程度に発熱
する。

その部分のスクリーン１２上のパターンが変化するので
障害の発生場所を容易に発見できる。

第３図は本発明による２次元赤外線イメージ検出装置の
第２の実施例を示す配置図である。

この実施例は、熱光学材料板５として前記ガラス材料の
代わりにＹ−ｃｕｔのＬｉＮｂＯ３結晶を用いている。

波面が前記熱光学材料板５に平行になるように平行光線
化されたＨｅ−Ｎｅレーザ光１（＋３１）は偏光子１３
、ハーフミラ−２を介して前記熱光学材料板５に入射さ
せられる。

前記実施例では、全反射鏡１０を用いて参照光を作った
が、この実施例では参照光は不要である。

赤外線吸収体８が赤外線により発熱すると、それに応じ
て熱光学材料板５の常光、異常光線に対する屈折率が各
々＋　　　４−６　×１０−’　／　ｄｅｇ　＋１、７
　Ｘ　ＩＧ−５／ｄｅｇで変化するために偏光方向が回
転させられる。

反射光４は、ハーフミラ−２により反射させられて、検
光子１４を介してスクリーン上に投影される。

なお、前記各実施例において、入射光であるレーザ光は
一様に熱光学材料板に入射させられるので、このレーザ
光により熱光学材料板がわずかに加熱されるが、一様に
加熱されるから測定を妨げることはない。

しかし、この温度変化を小さくしたい場合には、青色系
のレーザ光を用いることが望ましい。

（変形例） 以上詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で
種々の変形を施すことができる。

赤外線吸収体として、前述した金ブラックの代わりにＧ
ｅ、ＩｎＳｂの薄膜を用いることができる。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明による２次元赤外線
イメージ検出装置は、−面に光反射層が形成されている
熱光学材料板を用い、温度による屈折率の変化を光学的
に読み出すように構成しであるから、極めて簡単な構成
で赤外線像を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２次元赤外線イメージ検出装置の
第１の実施例を示す配置図である。 第２図は、前記実施例装置における温度変化と出力強度
の関係を示すグラフである。 第３図は本発明による２次元赤外線イメージ検出装置の
第１の実施例を示す配置図である。 １・・・Ｈｅ−Ｎｅレーザ光 ２・・・ハーフミラ− ３・・・出力変調光 ４・・・反射光 ５・・・熱光学材料板 ６・・・放熱体 ７・・・全反射層 ８・・・赤外線吸収体 ９・・・反射光 １０・・・全反射鏡 １１・・・観察対象基板 １２・・・スクリーン １３・・・偏光子 １４・・・検光子 特許出願人　浜松ホトニクス株式会社 代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　壽 才１ｒｌ！１ ＝＝＝＝ｉ＝ 才２図 温度上化　ΔＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一面に光反射層が形成されている熱光学材料板と、前記
   光反射層表面に形成された赤外線吸収層と、前記熱光学
   材料の他面から前記熱光学材料板に平行な波面を持つ読
   み取り光を照射する光源装置を設け、前記赤外線吸収層
   に赤外線の像を形成し、前記光源からの光を前記熱光学
   材料板に入射して前記光反射層で反射された屈折率の変
   化の影響を受けた反射光から赤外線像に対応する像を形
   成するように構成した２次元赤外線イメージ検出装置。