IR照明とは
IR照明とは、赤外線領域の波長の光 (赤外光) を発光する照明です。
赤外線 (IR) は、可視光線の赤色より波長が長く (約800nm異常) 、人間の肉眼で見ることはできません。赤外線はカメラなどのセンサーで検知され、IR照明は特に赤外対応レンズ・カメラと併用して使用されます。赤外線を利用した製品検査などにおいて、赤外線を照射することで赤外線照度を向上させ、検出感度を上げることに利用されている照明です。リング照明、バー照明など、様々な形状の種類があります。
IR照明の使用用途
赤外線は、可視光では検出が難しいものを検出したり、物質を透過して撮像できるため非破壊検査に用いられたりします。また、可視光域に化学反応してしまう物質の検査にも赤外線撮影は有効です。
IR照明はこのような赤外線を用いた検出において、赤外線照度を向上させ、検出を補助する目的で使用される照明です。各種産業的検査の他、監視カメラなども赤外線カメラは使用されており、夜間や低照度環境において、赤外線照度を補う目的でIR照明が使用されます。主な検査には下記のようなものがあり、半導体、ウェハー、電子基板、太陽電池、農産物、食品、偽造防止、工程品質管理などの分野で活用されています。
- パッケージ製品の内容物検査や異物検出
- ブラシ製品などの樹脂部分内部の検査
- 完成品や内容物の検査
- 工業製品・食品の水分の可視化・検出
- 基板やシリコンウエハの検査
- 液体の透過による内部の異物検査
- 表面の印刷や塗装面を透過しての非破壊検査
IR照明は、これらの検査において、外乱光対策や、低照度における赤外線照度を補う目的、可視光を排除したい環境下における赤外線照射などに使用されている光源です。また、波長域が狭いため、一般的なランプと比較しても照射熱が少ないため、熱によるダメージを受けやすい対象物の取り扱いにも適しています。
IR照明の原理
IR照明には、主に赤外線LEDが使用されています。赤外線LEDは発光ダイオードの一種です。赤外線LEDで照射される赤外線は、赤外線の中でも特に近赤外線 (NIR) と呼ばれる波長740nm~1000nmの領域や、短波赤外波長 (SWIR) と呼ばれる1000nm～1700nmの領域の光です。
紫外光や可視光と比較すると赤外光は散乱率が非常に小さいため透過率が高くなります。物質の中には、可視光を通さないものでも赤外線を透過するものが在るため、赤外線は透過検査に利用することができます。パッケージ・液晶・活字を透過して観測・観察したり、液中状態の把握を行うことが可能です。
また、水は1450nm付近の波長を吸収するため、SWIR光は特に水分の有無を利用する検査や、シリコンの透過を生かした検査に適しています。850nm波長の光では水を透過してしまいますが、1450nmの光は水に吸収されて黒く映ります。また、850nm程度の光では包装や塩化ビニール製などの素材を十分に透過する事ができない場合もありますが、1450nmでは透過して内部を可視化することが可能です。
IR照明の種類
IR照明には様々な種類の製品があります。光源にはLEDが使用される事が多く、製品によってピーク波長は異なっています。一般的には、780nm、810nm、850nm、890nm、940nm、1050nm、1100nm、1200nm、1300nm、1450nm、1550nm、1650nmなどの波長の種類があります。波長850nmは特に多くの製品が販売されています。
リング照明、バー照明、ファイバー照明、ドーム型照明、スポット照明などの形状があり、用途に合わせて使い分けることが可能です。ファイバー照明の一部は、ストロボ発光を行うことが可能です。スポット照明は、遠距離から明るく集光照射することに適した製品と、近距離から広範囲を照射することに適した製品などの種類があり、製品によっては最大5万lx以上の集光照射を行うこともできます。
また、その他にも、赤外線監視カメラで広い範囲を監視したい場合などには、赤外線投光器が用いられています。