CN1670494A - 光检测装置以及使用此装置的温度分布检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光检测装置以及使用此装置的温度分布检测装置，其中光检测装置包括：由绝缘材料制成的基板(7)，所述基板(7)具有以基本相等距离在基板中形成的多个通孔(7b)；多根光纤(6)，每根光纤都具有包括光接收部分的一端和设置有光输出部分的另一端，其中，所述光接收部分从被检测物体接收光，所述一端***并固定到各个通孔中；以及连接到光输出部分的光检测部分。

Description

光检测装置以及使用 此装置的温度分布检测装置

技术领域

本发明涉及光检测装置、以及使用此装置形成物体表面的温度分布图象或可见图象的温度分布检测装置，在所述光检测装置中，通过光纤把从被检测物体表面辐射或反射的红外光或可见光引导到与物体分离的位置，并在此位置进行检测。

背景技术

有一种常规图象捕捉方法用于在狭窄场合形成物体图象，所述狭窄场合例如为在原子能发电厂中人们不能进入的狭窄场合。此方法例如在日本专利申请KOKAI出版号05-293779中示出。根据描述的方法，把用支撑机构支撑的镜子***到狭窄场合中，把物体的图象光提取到外部，从而，狭窄场合中物体的图象被光学捕捉。当要捕捉狭窄场合中所需位置的图象时，应该改变镜子的方向。为了改变镜子方向，必需在镜子支撑机构中设置驱动机构，由此使装置变庞大。而且，由于驱动机构应设置可移动部件，因此，在非常窄的场合中限制可移动部件的运动允差，从而，不能对所需物体进行图象捕捉。

进一步地，在包括指定安装电路板的多个安装电路板以狭窄间隔并列的状态下，需要检查安装在指定安装电路板(其上安装电子元件的印刷电路板称作安装电路板)上的电子部件的热产生状况。

在此情况下，设置有镜子的镜子驱动机构***到指定安装电路板与相邻安装电路板之间的狭窄间隔中，同时，从电源向指定安装电路板供电。然而，当镜子驱动机构由导电材料如铁或铝形成时，在被供电的指定安装电路板的表面区域上发生短路，这使指定安装电路板损坏。

在日本专利申请KOKAI出版号07-360中示出借助单个光探针从狭窄场合中的物体提取出光以捕捉物体图象的方法。在此出版物所示方法中使用的光探针具有对被捕捉图象的较窄视角和较窄视野范围。当希望捕捉布置在视野范围之外的部件的图象时，光探针的位置或光探针的光轴应该移动到使光探针面对物体。可用手或通过改变耦合到光探针的钢丝的拉力，而移动探针的位置和光探针光轴的方向。然而，用于实现此方法的此结构和方法复杂，并需要许多时间来捕捉图象。尤其是，不可能同时准确地获得大范围的温度分布图象。

进一步地，在日本专利申请KOKAI出版号2002-206968中公布一种通过移动***在狭窄场合中的镜子而检测大范围温度分布图象的方法。然而，此方法还需要用于驱动镜子的执行器，这也使用于实现此方法的结构和处理变复杂，并且，限制用于检测温度分布的操作。

进一步地，当在狭窄场合中驱动镜子等以捕捉温度分布图象时，狭窄场合中的空气会被搅动。结果，对于狭窄场合中物体的表面，会发生局部冷却或局部加热，从而，不可能获得正确的温度分布图象。进一步地，当镜子的边框等在两个相邻电路板之间的狭窄空间内运动时，有可能出现以下缺点，如安装在电路板上的电气部件短路，这导致电路板破坏。

此第三方法还受***到狭窄空间中的镜子的尺寸或重量的限制，并且与在第一方法中一样，不能同时获得大范围的可见图象或大范围的温度分布图象。当检测狭窄空间中的温度分布时，应该只检测从被检测物体辐射的红外光。然而，当检测可见图象时，必需用可见光照射将被检测的物体。为此，除了用于红外图象检测光探针的光缆以外，还需要用于照射物体的独立光缆***。结果，光缆的总直径变大，从而，变得难以把此粗电缆***到狭窄空间中。进一步地，需要连接到光探针的多根光纤，以便增加所获得图象的分辨率。

相应地，由于在常规方法中限制将被检测的视野范围，因此，必须在狭窄空间内移动光探针或镜子，以获得大范围的温度分布图象或大范围的可见图象。换句话说，不移动光探针或镜子，就不可能同时获得大范围的温度分布图象或大范围的可见图象。从而，当在短时间内频繁地改变温度分布图象或可见图象时，不可能准确地获得图象。

发明内容

本发明的目的是提供能在狭窄空间内准确检测被检测物体的大范围温度分布图象和/或可见图象且同时不损坏物体的光检测装置、以及使用此装置的温度分布检测装置。

根据本发明的一个方面，提供一种光检测装置，特征在于包括：

由绝缘材料制成的基板，所述基板具有以基本相等距离在基板中形成的多个通孔；多根光纤，每根光纤都具有包括光接收部分的一端和设置有光输出部分的另一端中，其中，所述光接收部分从被检测物体接收光，所述一端***并固定到各个通孔；以及连接到光输出部分的光检测部分。

根据本发明的另一方面，提供一种温度分布检测装置，特征在于包括：由绝缘材料制成的检测基板，所述检测基板具有以基本相等距离形成的多个通孔；多根光纤，每根光纤在其一端上具有用于从被检测物体接收光的光接收部分，并在另一端上具有光输出部分，所述一端***并固定到通孔中；光检测部分，所述光检测部分连接到光输出部分，以形成与从光输出部分输出的光强度相应的光检测信号；以及图象形成部分，所述图象形成部分根据在光检测部分上形成的输出而形成代表物体温度分布的图象。

附图说明

图1为解释根据本发明第一实施例的温度分布检测装置的结构的框图。

图2示出两个印刷电路板的侧视图，其中，在两个印刷电路板之间***图1所示的温度分布检测装置。

图3为示出用圆圈A指示的一部分光探针的详细结构的放大视图。

图4为示出光探针的光接收部分的详细结构的放大视图。

图5为图1所示光探针一部分的放大透视图。

图6为示出图6所示光探针顶部的详细结构的剖视图。

图7为示出根据本发明另一实施例的光探针的末端部分的详细结构的放大透视图。

图8为示出图7所示光探针的光接收部分的布置的平面图。

图9为图7所示光探针的光纤的光接收部分的放大视图。

图10为示出根据本发明又一实施例的使用光探针进行温度分布检测的温度分布检测装置的结构的框图。

图11A-11C为用于解释图10所示实施例的操作的视图。

图12A为示出根据本发明另一实施例的光探针的光接收部分的结构的剖视图。

图12B为示出捆扎图12A所示光探针的光纤的部分的剖视图。

图13A-13C分别示出在光探针中捆扎光纤的物镜侧、捆扎部分以及目镜侧的光纤布置。

图14A-14C分别示出图13A-13C所示捆扎光纤的光纤布置。

图15A-15C分别示出根据本发明另一实施例的捆扎光纤的光纤布置。

图16为示出根据本发明又一实施例的使用鱼眼透镜的图象检测装置的结构的框图。

图17为示出在图16所示实施例中的图象检测装置的结构的框图，在该装置中补偿由鱼眼透镜捕捉的图象。

图18为示出根据本发明还一实施例的温度分布检测装置的结构的框图，在该装置中补偿通过光探针获得的红外光的强度。

图19A-19C为分别示出光导材料数据库的图形。

图20为示出根据本发明又一实施例的图象检测装置的结构的框图，在该装置中，向光探针的端部提供光。

图21A为示出根据本发明另一实施例的具有基板的光探针结构以固定光纤的透视图，其中，所述基板由光储存材料制成。

图21B为示出图21A所示装置一部分的剖面结构的剖视图。

具体实施方式

结合图1描述本发明的第一实施例。在图1中，根据本发明实施例的光探针1***到在安装电路板2a和2b之间形成的狭窄空间中。安装电路板2a由其上安装多个电子部件ep的印刷电路板2a1组成。在图中，示出四个安装电路板2a、2b、2c和2d，其中，以与板2a相似的方式构造电路板2b-2d。这些安装电路板2a-2d以基本相等的距离固定在水平方向的框架(未示出)上。图2为示出在安装电路板2a和2b之间***光探针1的状态的侧视图。

在图1中，光探针1的光接收表面朝下，即朝着面向安装电路板2b的方向，从而，可从其上安装电子部件ep的安装电路板2b一侧检测电子部件ep的温度分布。面向安装电路板2b的光探针1的一个端面具有用于检测安装电路板2b的温度分布的光接收表面，并且，光探针1的另一端具有向外部传递所接收光的目镜侧或光输出部分1A。

光探针1由多根光纤构成。***在安装电路板2a和2b之间的光探针1具有在图3所示探针基板7上布置多根光纤6的结构，其中，图3示出由图1所示圆圈A环绕的部分。在图3中，三个子束SB每个都包括垂直层叠的五根光纤6，三个子束SB以互相间隔预定距离的平行方式并排布置在探针基板7上。例如，探针基板7由厚度1mm的柔性薄绝缘树脂板形成。光纤6的直径例如为0.3mm。从而，具有层叠的五根光纤6的子束SB的厚度大约为1.5mm，从而，光探针1的总厚度为2.5mm，其中，光探针1具有探针基板7和涂敷绝缘树脂(未示出)的子束SB。因而，形成薄的光探针1，从而，光探针1例如有可能***到安装电路板2a和2b之间的狭窄空间中。

多个子束SB延伸到用圆圈B环绕的光输出部分1A一侧，在此侧捆扎子束SB，以具有图4所示的方形截面，其中，子束SB的侧面互相接触。结果，光输出部分1A具有光纤阵列，所述光纤阵列具有以矩阵布置的光纤6的光输出端。

如图1和2所示，从安装电路板2b的表面辐射的红外光由在光探针1的光接收部分的多根光纤6接收，所述红外光通过用作光导装置的光纤阵列而被引导到用作温度分布检测装置的红外照相机3。在红外照相机3中获得的安装电路板2b的温度分布检测图象在诸如液晶显示器5的显示装置上显示。

光探针1由探针基板7以及多根光纤6构成，其中，探针基板7具有面向(或接触)安装电路板2b的检测表面，并且，每根光纤6植入到探针基板7中，从而，在板7的检测表面暴露光纤6的末端。光纤6的末端具有与光纤6的光轴正交的端面，所述光轴与探针基板7的表面正交。物镜8设置在光纤6的末端上。光纤6的端面是以二维方式布置在探针基板7的表面上的光接收表面。探针基板7由绝缘树脂或塑料制成，并且形成为蜂窝形状，以固定多根光纤6。具体地，在探针基板7上形成多个六边形通孔7a，并且在六边形通孔7a之间的连接框中形成多个光纤***孔7b。光纤6的末端固定在孔7b中，从而，光纤6在探针基板7上垂直地固定。

进一步地，在每根光纤6的末端或光接收表面上形成物镜8。如图6所示，物镜8是聚焦在安装电路板2b表面上的凸透镜，并且具有视角θ，从而，相邻光纤6的视野互相接触。物镜8例如可通过以下方式形成。首先，熔化光纤6的末端部分。在熔化状态下，光纤6的材料根据其表面张力而在光纤的末端形成为半球形。当光纤6的末端冷却时，凸透镜由形成光纤6的材料与光纤6整体形成。然而，凸透镜8可由除光纤6形成材料之外的材料形成，并且，单独形成的凸透镜8与光纤6的末端接触。固定在探针基板7上的光纤6沿着板7的表面延伸，并光纤6例如通过绝缘树脂与板7一起模制，以形成光探针1。

因而，光探针1具有由探针基板7形成的薄板形状，探针基板7具有蜂窝结构，此结构具有多个光纤***孔7b，在光纤***孔7b中固定多根光纤6，从而，光纤6的末端以二维方式布置(以阵列布置)。由于光探针1较薄，并且用绝缘树脂模制，因此，光探针1可***到在安装电路板2a和2b之间形成的狭窄空间内，实时检测被加电的电路板2b的热辐射状态。

具有蜂窝结构的探针基板7设置有多个六边形孔7a，从而，气体或光可通过孔7a。当光探针1***到将被检测的狭窄空间内时，不会明显地阻碍热流或气流，并且，还防止在被检测物体上不希望有的热产生状态变化。通常，当安装电路板例如连接到电源时，所述板借助气流而冷却。从而，如果阻碍顺利的气流，安装电路板的温度就升高。然而，当具有根据本实施例形成的探针基板的光探针1***到两个安装电路板之间时，不阻碍冷却气流，并且，不可能发生不希望有的温度升高。因而，可在实际使用中正确地检测安装电路板的温度分布。

即使在光纤6的视角θ内温度相等或不相等，一根光纤6的输出光的强度都代表在光纤6的视野内包括的红外光强度的平均值。相应地，当借助凸透镜8而使视角θ较小时并且当通过增加每单位面积的光纤数量而增加光纤6的密度时，有可能更精确地检测温度分布。

当光探针1***到安装电路板2a和2b之间的狭窄空间内时，从安装电路板2b辐射的红外光通过***到狭窄空间内的光纤6而被引导到光输出部分1A，其中，从安装电路板2b检测温度分布。光输出部分1A与红外照相机3耦合，在红外照相机3中获得与光探针1所引导的红外光的强度相应的温度信号。通过图2所示信号线4向显示装置5提供代表在红外照相机3中产生的电路板2b温度分布的信号，并且，显示电路板2b的温度分布图象。如图1所示，除了伪等温线5Ga、5Gb以外，显示电子元件ep的温度分布图象5Ia、5Ib。

结果，即使电路板2b在短时间内发生温度变化，也可实时检测电路板2b的热产生状态。当根据本实施例的光探针1***到安装在控制面板壳体内的电路板之间时，有可能检测或监视电路板的热产生状态，从而，能发现安装在电路板上的电子元件的异常状态。如果位于狭窄空间内的结构在高温下加热并且具有裂缝，裂缝的温度与该结构的其它部分相比就较低。从而，当显示该结构的温度分布图象时，容易用根据本发明的光探针1安全地检测裂缝。进一步地，由于光探针1没有运动部分并且涂敷绝缘材料，因此有可能检测被供电的电路板的温度分布，且不损坏电路板。

图5所示光探针1具有光纤6，每根光纤6都具有与探针基板7表面正交的光轴。进一步地，在图7所示实施例中，每根光纤6的光轴相对探针基板7的表面倾斜预定的角度。从图9可看出，当光纤6倾斜时，光纤6的视野C2是椭圆，并且光纤6的视角为θ。当光纤6与基板7正交地固定时，其视野C1是圆圈C1。因而，视野C2比视野C1更大。结果，当光纤6倾斜时，有可能拓宽每根光纤的视野，并且用有限数量的光纤6来覆盖大范围的电路板2b表面。在图9的情况下，以与图6情形相似的方式在光纤6的末端部分设置物镜8。

图9中的圆圈C1示出在图5实施例情况下光纤6的视野，并且，圆圈或椭圆C2示出在光纤6光轴倾斜的安装电路板2b上的视野。进一步地，当光纤6以图9所示倾斜状态固定到探针基板7上时，与图6所示光纤6正交固定的情形相比，光纤6沿着板7的近表面位置延伸，从而能减小光探针1的总厚度。进一步地，当光纤6在探针基板7上倾斜时，如图8所示，可拓宽光探针1的总视野。换句话说，有可能用少量光纤实现大视野。这意味着可用少量的光纤提供薄的光探针1，由此能***到非常狭窄的空间内。由于光探针1由绝缘材料的一束光纤6构成，因此，可在电子装置的狭窄空间内使用，即使光纤不涂敷绝缘树脂并且向电路板供电，也不会使电子元件受短路的破坏。因而，即使向电路板供电，也有可能检测温度分布图象。

当石英玻璃用作主元件或光纤的核芯时，得到的光纤不能以小半径折弯。从而，如图5实施例所示地，当由石英玻璃制成的此光纤6正交地固定在探针1的光接收表面时，光探针1变厚，并且，此较厚的光探针1不能***到狭窄空间中。图7所示光探针1适于在狭窄空间中使用。然而，当两个电路板之间的空间相对较宽时，可以使用如图5所示的光探针1，所述光探针1的多根光纤6的光轴与探针基板7正交地固定。相应地，可通过用于在狭窄空间内检测温度分布图象的薄光导装置或光探针来实现较大的视野。在第一实施例中，光纤由能传送红外光的材料制成，除石英玻璃之外，所述材料还例如为卤化银系材料、氟化玻璃或硫属化物光纤。

图8为示出当在六边形的顶点布置6根光纤6并且与安装电路板2b倾斜时光纤6的视野的示意图，其中，安装电路板2b是将由光探针1检测的物体。由于光纤6的光轴相对于电路板2b的检测表面倾斜，因此视野是椭圆C2，椭圆C2比图5实施例所示光纤6的相应圆形视野C1更大。在图8的实施例中，在每两根相邻光纤6之间的距离d设定为相等，从而，通过插值方法容易提取在两根相邻光纤之间的中间温度值。

在图8的情况下，布置在六边形每相邻两个顶点上的每相邻两根光纤的距离d设定为相等，从而，使用从两根相邻光纤获得的两项数据，借助已知的插值方法，可获得两根相邻光纤6，6之间的中间温度数据。

图10为能显示安装电路板2b的可见图象与温度分布图象的合成图象的温度分布检测装置11的框图，其中，安装电路板2b是将被检测的物体。这里，光探针1由具有能传送红外光和可见光的光学特性的光纤组成。

图象拾取装置或图象捕捉装置9由能从接收的红外光检测温度分布的红外照相机和能通过接收可见光而捕捉图象的CCD照相机组成。可通过控制单元14而有选择性地使用红外照相机和CCD照相机。由捕捉装置9捕捉的正常可见图象传送给图象捕捉单元15。同时，在图象捕捉装置9中获得的红外图象发送给温度分布数据捕捉单元10。获得的红外图象转换为数字图象数据，接着，数字图象数据传送给温度图象数据插值单元13，在单元13中，对数据执行插值，以便获得在从两根相邻光纤获得的两个相邻数据之间的中间数据。例如，在从两根相邻光纤6，6获得的两个数据之间执行此插值，以获得在图8所示两根相邻光纤数据之间的中间数据。

图11A-11C示意性示出图10所示装置的操作。图11A示出粗略布置在光探针1中的光纤6的子束。图11B为大致示出由红外照相机3基于粗略布置的光纤6所提取出的图象而捕捉的温度分布图象的一个实例。图11C示出在显示装置5上示出的图11B的纠正图象，其中，使用逆理论在两个相邻图象数据象素之间执行数据插值而获得所述纠正图象。

可用于本发明的数据插值方法可以是任何已知的方法，如平均值方法、二次样条插值方法、拉格朗日插值方法以及其它用于对二维数据插值的已知方法。在温度图象数据插值单元13中插值的温度图象数据传递给温度分布图象捕捉单元16。通过在控制单元14中控制检测定时之间的同步性，传递的温度分布图象和传递给图象捕捉单元15的普通可见图象在图象合成单元17中合成。合成图象发送给显示装置5，以实时显示和检测温度图象。

现在描述根据本发明的另一实施例。图12A所示光探针1由探针基板7和多根光纤6组成，其中，探针基板7由非导电材料如绝缘陶瓷或塑料形成。探针基板7设置有多个通孔7b，光纤6正交地固定到通孔7b中，从而，以二维方式布置光纤6的光接收末端。被检测物体2b的可见图象或红外图象从光探针1的光接收端传送给光纤6的图象输出端。诸如图象捕捉装置或红外照相机8的温度分布检测装置耦合到光纤6的图象输出端。光探针1由涂敷非导电材料如氯乙烯的光纤6形成。光纤6由非导电性光传送纤维材料如石英玻璃或塑料制成。

光探针1由绝缘树脂的涂层1和非导电材料的光纤6形成，由此用作非导电性元件。结果，即使当向安装在电路板2b上的电子元件供电时，也有可能把光探针1***到电路板2b内的狭窄空间中以检测物体2b的温度分布，但不会发生诸如短路的任何意外事故。

探针基板7由非导电材料如陶瓷或塑料制成。进一步地，物镜8也由非导电材料制成。从而，有可能把具有探针基板7的光探针1***到被加电的安装电路板2b或电子设备壳体中，由此能实时检测温度分布或大范围的可见图象。

图12A示出的光探针1包括光学基板7、以距离d布置在板7上的多根光纤6。光探针1以靠近电路板2b距离为x的方式***，设定相对于光纤6视野的视角θ，其中，光纤6包括物镜8。距离x设定为物镜8的聚焦距离，其中，物镜8设置在光纤的末端。在此情况下，当设定距离d以便满足以下公式时，有可能在图象检测区域中沿着光纤6的布置线获得至少不缺少视野的图象。

d≤2·x·tan(θ/2)

图12B示出根据图1所示实施例之修改例的在光输出部分1A中光探针1内的一束光纤6。在图1所示实施例中，光纤6被捆扎成图4所示的方柱形，而在图12B的情况下，光纤6被捆扎成用绝缘层22覆盖的圆柱形，其中，绝缘层22例如由氯乙烯制成。在图1所示实施例的情况下，当必需从检测物体，即从在多个安装电路板2a-2d中形成的狭窄空间，分离红外照相机3时，光探针1应该通过延伸的光纤6而连接到光输出部分1A，其中，光纤6被捆扎成图12B所示的光缆。

图13B示出根据本发明另一实施例的捆扎成束光纤23的一束光纤6，其中，束光纤23捆扎为连接在图13A所示光探针1和图13C所示光输出部分1A之间的方柱形。在此实施例中，在具有5×5象素矩阵的光接收表面的光探针1中使用25根光纤a1-a5、b1-b5、c1-c5、d1-d5和e1-e5。25根光纤a1-e5的布置也用于目镜侧或光输出部分1A，从而，在光探针1获得的5×5位图象可从光输出部分1A输出。然而，如图中所示，在中间图象路径上的束光纤23中，光纤a1-e5的布置与光探针1和光输出部分1A的布置不同。此光纤布置的意义在后面结合图15A-15C的实施例进行描述。

在图14A-14C的实例中，束光纤23具有与光探针1和光输出部分1A相同的光纤布置。图14B示出布置在图中右侧的两列光纤因某些原因而折断的情形。在图14B中，用网纹断面线示出折断的或损坏的光纤。例如，此损坏可因束光纤23的打结引起或因刚性部件撞击束光纤23右侧而引起。当两列光纤如图14B所示地折断时，在损坏光纤的折断部分切断在光探针1的相应光纤中引导的光，从而，与折断的10根光纤相应的10个图象象素未到达光输出部分1A，并且，不能在图象接收侧上再现相应的两列图象信息，如图14C所示。

相反，在图15A-15C所示实施例中，在图15B所示束光纤部分23中，各根光纤的捆扎位置相对于在图15A和15C所示光探针1和光输出部分1A上光纤6的捆扎位置互换。在此情况下，即使束光纤23中相同的两列光纤如图15所示地损坏，减少的位也分散在光输出部分1A的接收图象上，从而，可防止出现显示与10根损坏光纤相应的局部图象的情况。进一步地，当插值方法应用于图15C所示图象时，可在任何相邻两个有效位图象之间产生减少的位图象。根据图15A-15C所示实施例，即使如图15B所示损坏一些连续的光纤，但通过互换束光纤23中的光纤布置与光接收光探针1和光输出部分1A中的光纤布置，与损坏光纤相应的位图象分散在光输出部分1A的输出图象中，有可能防止输出图象的质量明显下降。

在图16所示的实施例中，在光探针1的光接收一侧，在各根光纤6的末端部分设置鱼眼物镜31。在图中，通常示出具有鱼眼透镜31的光纤6。根据此鱼眼透镜31，有可能拓宽在光接收一侧上光纤6视野的视角。结果，可增加每根光纤的视野，由此减少光探针1中所用的光纤数量。进一步地，当各根光纤的视野在某种程度上重叠时，有可能减少光探针1的盲区。

然而，在鱼眼透镜31的***部分上发生图象扭曲，并且获得的输出图象具有桶形畸变。为了补偿此桶形畸变，具有线轴型扭曲特性的补偿透镜32耦合在光纤6的光输出部分中，以纠正输出图象。在诸如红外照相机或CCD照相机的照相机10中捕捉纠正扭曲的图象，在显示装置5上显示为被检测物体的温度分布图象或可见图象。例如，可检测狭窄空间内物体的温度分布，并可显示为数值检测数据或伪等高线，从而例如能检测狭窄空间内的异常热点。因而，有可能检测狭窄空间内物体的任何异常状况。进一步地，由于在工厂内在高温管上的裂缝部分与管的正常部分相比，温度变低，因此这可在温度分布图象上显示，从而能非常迅速和容易地检测裂缝。

进一步地，由于可实时检测狭窄空间中的加热状况，因此有可能立即检测安装电路板等的温度分布，在安装电路板等中，温度变化在短时间内发生。例如，当多个安装电路板固定在控制面板的壳体中时，有可能监视电路板的热产生状况，并检测板的温度，从而能检测板的异常状况。由于在根据本发明实施例的光探针或光传感器中没有使用移动部件，其中，所述光探针或光传感器由非导电性材料制成，因此，即使电路板连接到电源，也有可能检测安装电路板上的温度分布。

在图17所示的实施例中，照相机10拾取的图象在图象捕捉部分15中转换为数字数据。因此获得的数字图象数据接着提供给扭曲纠正部分33，在这，借助软件纠正数字数据。纠正的数据提供给显示装置5，以显示温度分布图象或可见图象。扭曲纠正部分33也可用硬件电路实现。

图18为示出根据本发明另一实施例的光检测装置的框图，该装置通过补偿当红外光经过光探针1时衰减的红外光光强度而正确显示被检测物体的温度分布图象。当使用石英玻璃或塑料制作光探针1的光导部分时，可见光波长范围内的光通过光导时不会衰减。然而，1-1000μm波长范围内的红外光通过光导时会显著衰减。有可传送红外光的光纤，如卤化银系的材料。然而，即使在衰减相对较小的9-11μm波长范围内，光透射率也为约70％。另外，此卤化银系材料非常昂贵。从而，使用此材料作为用于从狭窄空间引导红外光图象的光导或光纤非常困难。

图18实施例所示光探针1由通常使用的石英玻璃或塑料组成，其中，石英玻璃或塑料作为光导材料。由光探针1引导的物体红外光分布图象借助照相机10如红外照相机而转换为温度图象。在照相机10中获得的温度图象在图象捕捉部分15中转换为数字数据，并发送给温度图象纠正部分34。温度图象纠正部分34从数据库35获取相应的衰减特性数据，其中，数据库35储存多个用于每种光传导材料的衰减特性数据。温度图象纠正部分34基于获取的与光探针1的光导中所用材料相应的衰减特性数据而执行数据纠正操作。即，纠正所检测红外光的强度，以输出纠正的温度分布图象。纠正的温度分布数据在显示装置5上显示为温度分布图象。

图19A、19B和19C示出在光导材料数据库35中储存的材料A、B和C的光强度衰减数据实例。

图20为示出本发明的另一实施例的框图，该实施例包括用于把可见光从光输出部分一侧引导到光探针1的光接收部分一侧的装置、以及用于显示物体图象的显示装置，其中，所述可见光照射将被检测的物体。图21A和21B示出由探针基板7组成的光探针1，其中，探针基板7由包括发光材料的材料形成。探针基板7由当被照射时具有发光特性的材料制成，并用光探针1的光接收部分一侧的光能向探针基板7提供能量，其中，光探针1把光纤6的光接收端固定在探针基板7上。因而，当因此构造的光探针1***到被检测物体中时，在开始图象检测操作之前，向物体提供光能或用从光探针1辐射的光照射物体。从物体反射的光由探针基板7接收，并在其中储存光能。可替换地，光探针1在***到狭窄检测空间之前被照射，以储存光能。在此情况下，不需要在图20的实施例中设置光源。

向探针基板7提供光能可通过把光源40产生的光通过半反射镜41引导到光探针1的末端而执行。由于半反射镜41由半透明材料制成，因此，在关闭光源40之后，从探针基板7辐射可见光，照射物体，并且，获得的可见图象通过光探针1引导，到达诸如CCD照相机的照相机10。在照相机10捕捉的图象在显示装置5上显示为可见图象。

<修改例>

本发明可应用于实施例的变形或修改例，且不限制上述实施例。例如，可记录狭窄空间内的温度分布，并在显示装置5上显示温度分布，作为除上述示出伪等高线等的图形之外的数值数据或图形。在上述实施例中，蜂窝结构的探针基板7用于光纤6的支撑框架。进一步地，有可能使用除此蜂窝框架7之外的其它框架，只要多根光纤6的端部以相等距离布置就行。

在图5和7所示的实施例中，光纤6布置在蜂窝结构的框架部分上。例如，光纤6在探针基板7表面上的布置可改变为布置在诸如正方形或六边形的顶点的位置上，只要以基本相等的距离布置光纤就行。光纤6可以是多根单元细光纤捆扎成一根光纤或具有所需直径的单根光纤的结构。

本领域中技术人员容易发现其它的优点和变更。从而，在更广的方面上，本发明不局限于在此示出和描述的特定细节和代表性实施例。相应地，只要不偏离后附权利要求及其等效物定义的普通发明概念的精神或范围，就可作出各种变更。

Claims (14)

1、一种光检测装置，特征在于包括：

由绝缘材料制成的基板，所述基板具有以基本相等距离在基板中形成的多个通孔；

多根光纤，每根光纤都具有包括光接收部分的一端和设置有光输出部分的另一端，其中，所述光接收部分从被检测物体接收光，所述一端***并固定到各个通孔中；以及

连接到光输出部分的光检测部分。

2、如权利要求1所述的光检测装置，特征在于：在光接收部分上光纤的光轴以相对于基板表面倾斜的方式固定。

3、如权利要求2所述的光检测装置，特征在于进一步包括：在光接收部分中光纤末端上设置的物镜。

4、如权利要求2所述的光检测装置，特征在于：在基板中形成多个通孔，所述通孔布置为流体和红外线可通过所述通孔。

5、如权利要求1所述的光检测装置，特征在于：基板上光纤之间的距离d、光纤的视角θ、以及基板与被检测物体之间的距离x之间的关系满足以下公式：

d≤2·x·tan(θ/2)。

6、如权利要求2所述的光检测装置，特征在于：捆扎多根光纤，以便在光接收部分和光输出部分之间形成光纤束；以及

光纤在光接收部分中的位置与光纤在光输出部分中的相应位置对准，并且，随机地布置在光纤束部分中的光纤位置。

7、如权利要求2所述的光检测装置，特征在于：基板是柔性基板。

8、一种温度分布检测装置，特征在于包括：

由绝缘材料制成的检测基板，所述检测基板具有以基本相等距离形成的多个通孔；

多根光纤，每根光纤在其一端上具有用于从被检测物体接收光的光接收部分，并在另一端上具有光输出部分，所述一端***并固定到通孔中；

光检测部分，所述光检测部分连接到光输出部分，以形成与从光输出部分输出的光强度相应的光检测信号；以及

图象形成部分，所述图象形成部分根据在光检测部分上形成的输出而形成代表物体温度分布的图象。

9、如权利要求8所述的温度分布检测装置，特征在于进一步包括插值单元，所述插值单元配置为使用插值方法，根据从多根光纤中的相邻光纤获得的光检测信号而对中间检测信号进行插值。

10、如权利要求8所述的温度分布检测装置，特征在于：每根光纤具有能传送红外光和可见光的光传送特性；

光检测部分配置为产生与通过光纤传送的红外光相应的第一电信号，以及与通过光纤传送的可见光相应的第二电信号；以及

图象形成部分形成基于第一电信号的物体温度分布图象以及基于第二电信号的物体可见图象。

11、如权利要求10所述的温度分布检测装置，特征在于进一步包括照明装置，所述照明装置包括光源和半反射镜，所述半反射镜把从光源产生的光通过光纤引导到被检测物体。

12、如权利要求10所述的温度分布检测装置，特征在于：光接收部分中光纤的末端设置有用于增加光纤视角的透镜，并且，所述温度分布检测装置进一步包括扭曲纠正单元，所述扭曲纠正单元配置为纠正因使用透镜而造成的图象扭曲。

13、如权利要求10所述的温度分布检测装置，进一步包括数据库，所述数据库用于储存表示在红外波长范围内的光衰减特性的数据，以便纠正红外波长范围内的光强度，其中，具有包括在所述范围内的波长的红外线在光纤中衰减。

14、如权利要求10所述的温度分布检测装置，特征在于：基板由包括发光材料的绝缘材料制成。

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