CN110515256B - 红外线灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种红外线灯，该红外线灯能够兼顾高效地发出接近可见光(红色光)的近红外线以及使发出的光不包含可见光(红色光)这两方面，而且，在点亮开始阶段和稳定点亮阶段之间发出的光的强度变化较小，能够发出稳定的强度的光。红外线灯(100)由发出红外光的LED(110)和透射来自LED(110)的光的一部分的截止滤光片(120)构成。而且，在点亮开始阶段从LED(110)发出的光的峰值波长设定在比截止滤光片(120)的起始波长短的一侧。

Description

红外线灯
技术领域
本发明涉及一种对由红外线照相机拍摄的对象物进行照射的红外线灯。
背景技术
以往，提出了发出红外光的红外线灯(例如，专利文献1)。
此外，近年来，也开发出来能够对被红外光照射的对象物进行拍摄的红外线照相机，利用红外光难以被人眼感觉到的特性，例如设置于线路或道路而有助于夜间的铁路或汽车的通行监视。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-85755号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，从红外线灯发出的光的波长具有给定的宽度，在来自被设计为主要发出接近可见光的近红外光的红外线灯的光中有时也包含可见光(红色光)。
如上述那样发出包含可见光(红色光)的光的红外线灯在人观察时看起来是红色，所以在如上所述设置于线路或道路的情况下，有可能会导致铁路的职员或汽车的驾驶员误认成红灯。
为了避免如上述那样看到可见光(红光)的问题，例如，也可考虑使用发出更长波长的红外光的红外线灯，使得即使发出的光的波长具有宽度，也不包含可见光(红色光)。
但是，在使用LED(发光二极管)作为光源的情况下，通常存在发出的红外光的波长越长，发光效率越差这样的问题。另外，在红外线照相机方面，也存在照射对象物的红外光的波长越长，越难以拍摄对象物这样的问题。
另外，通常LED在自身的温度上升时，辐射的光的强度会降低，因此还存在点亮开始阶段的光的强度与稳定点亮阶段的光的强度之间的变化较大且不稳定这样的问题。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种红外线灯，该红外线灯能够兼顾高效地发出接近可见光(红色光)的近红外线、以及使发出的光不包含可见光(红色光)这两方面，而且，在点亮开始阶段与稳定点亮阶段之间发出的光的强度变化小，能够发出稳定的强度的光。
用于解决问题的手段
根据本发明的一个方式，提供一种红外线灯，其特征在于，具备：LED，其发出红外光；以及截止滤光片，其透射来自所述LED的光的一部分，在点亮开始阶段从所述LED发出的光的峰值波长处于比所述截止滤光片的起始波长短的一侧。
优选地，在稳定点亮阶段从所述LED发出的光的峰值波长处于比所述截止滤光片的所述起始波长长的一侧。
优选地，在点亮开始阶段从所述LED发出的光的峰值波长为900nm以上且950nm以下，所述截止滤光片的所述起始波长相对于所述峰值波长而长出0nm以上且30nm以下。
发明效果
根据本发明，能够提供一种红外线灯，其能够兼顾高效地发出接近可见光(红色光)的近红外线、以及使发出的光不包含可见光(红色光)这两方面。而且，根据该红外线灯，在点亮开始阶段和稳定点亮阶段之间发出的光的强度变化较小，能够发出稳定的强度的光。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的红外线灯100的图。
图2是表示从点亮开始阶段起峰值波长随着时间经过而偏移的、来自LED110的光的发光光谱的曲线图。此外，全部示出了没有截止滤光片120的情况。
图3是表示截止滤光片120的光的截止性能的曲线图。
图4是表示从实施例所涉及的红外线灯100发出的光的发光光谱的曲线图。另外，在该曲线图中，仅“点亮开始阶段”的发光光谱示出了没有截止滤光片120的情况，而对于其余的“30秒后”、“5分钟后”、“20分钟后”以及“40分钟后”，示出了通过了截止滤光片120的情况。
图5是表示实施方式所涉及的红外线灯100的使用状态的图。
图6是表示其他实施例所涉及的红外线灯100的使用状态的图。
具体实施方式
(红外线灯100的构造)
使用附图对应用了本发明的红外线灯100进行说明。图1为表示本实施方式所涉及的红外线灯100的图。
本实施方式所涉及的红外线灯100大致具备LED110、截止滤光片120以及反射器130。另外，反射器130并不是本发明所必须的结构，也可以由LED110和截止滤光片120构成红外线灯100。
LED110是通过接收来自未图示的供电装置的电力而辐射包含红外光的给定的发光光谱的光的元件。在该发光光谱中，将分光辐射照度成为最大的光的波长称为从LED110辐射的光的“峰值波长”。另外，LED110的类型既可以是表面贴装型(SMD)，也可以是板上芯片型(COB)。通常，表面贴装型在如下方面是有利的，即：在芯片的背面具有供电端子，仅通过焊接就可点亮，因而能够减小芯片。另外，板上芯片型在如下方面是有利的，即：在芯片的表面具有供电端子，因而能够将芯片直接粘贴于散热性高的铝片等，容易提高散热性能。
通常，从LED110辐射的光由于从该LED110的点亮开始阶段起，之后随着成为稳定点亮阶段，LED110自身的温度上升，因而该“峰值波长”存在向变长的方向偏移的倾向。将这种现象称为“峰值波长偏移”。例如，在具有图2所示的发光光谱的LED110的情况下，点亮开始阶段的“峰值波长”为948nm，但以后如下向长波长侧偏移：在从点亮开始起30秒后，“峰值波长”为966nm，在5分钟后为970nm，在20分钟后为977nm，并且在40分钟后为982nm。
另外，在点亮开始阶段，从LED110辐射的光的峰值波长优选为900nm以上且950nm以下。这是因为，在点亮开始阶段从LED110辐射的光的峰值波长短于900nm的情况下，根据后述的截止滤光片120的起始波长，在人观察时有可能从红外线灯100看到可见光(红色光)，相反地，在该峰值波长长于950nm的情况下，如前文所述，LED110的发光效率变差，并且当前在比950nm长的波长侧具有波长的灵敏度的红外线照相机并不存在。
返回到图1，截止滤光片120是在表面形成有电介质多层膜等的板状或膜状的部件，其使从接收来自LED110的光的入光面122进入的光之中波长比给定波长长的光透射而从出光面124射出，并且截止波长比给定波长短的光。
利用图3对截止滤光片120的光的截止性能进行说明。通常，截止滤光片120的光的截止性能具有宽度，在图3所示的例子中，就波长比965nm长的光而言，从入光面122进入的光的100％从出光面124射出。即，波长比965nm长的光未被该截止滤光片120截止。
相反地，就波长比940nm短的光而言，从入光面122进入的光全部被截止。即，波长比940nm短的光在该截止滤光片120中透射率为0％。
并且，对于波长为940nm以上且965nm以下的光，从入光面122进入的光之中的给定比例的光从出光面124射出。例如，在956nm的光的情况下，从入光面122进入的光之中的75％会从出光面124射出。另外，在952nm的光的情况下，从入光面122进入的光之中的50％会从出光面124射出。在本说明书通篇中，将像这样透射率成为50％的光的波长称为该截止滤光片120的“起始波长(cut-on wavelength)”。
本实施方式所涉及的截止滤光片120的“起始波长”设定在比上述的在点亮开始阶段从LED110发出的光的峰值波长更长的一侧。进一步来说，该“起始波长”设定在比在稳定点亮阶段从LED110发出的光的峰值波长短的一侧。
另外，截止滤光片120的起始波长优选设定为相对于LED110的峰值波长而言长出0nm以上且30nm以下。这是因为，在截止滤光片120的起始波长比LED110的峰值波长短的情况下，在LED110的点亮开始阶段来自LED110的光的大部分已经会透过截止滤光片120，当到达稳定点亮阶段时几乎所有的光都透射过截止滤光片120，因此失去了使用截止滤光片120的意义。另外，也会产生如下这样的问题：无法缩小点亮开始阶段中的来自LED110的光的强度与稳定点亮阶段中的来自LED110的光的强度之间的差。
另一方面，当截止滤光片120的起始波长相对于LED110的峰值波长而长出30nm时，即使LED110处于稳定点亮阶段，也有大半的光无法透过截止滤光片120，在作为红外线灯100整体来考虑时效率低下。
返回至图1，反射器130是形成为碗状的部件，在其内侧底部配设有LED110。另外，在反射器130的内表面形成有反射来自LED110的光的反射面132。本实施方式中的反射面132由旋转抛物面限定，但是反射面132的形状并不限定于此，也可以是旋转椭圆面，还可以是其他形状。
而且，反射器130具有将来自LED110的光向外部射出的开口134。在本实施方式中，截止滤光片120配设为覆盖该开口134。
另外，作为反射器130的材质，使用玻璃、铝或树脂等，在使用铝的情况下，例如在反射面132进行金属蒸镀(或者，也可以不是金属蒸镀而是进行氧化铝膜处理)。另外，在使用玻璃的情况下，除了铝等金属膜之外，还能够使用基于多层膜涂布的可见光反射膜。
(红外线灯100的作用)
接着，对使上述的本实施方式所涉及的红外线灯100发光时的作用进行说明。当从未图示的供电装置向LED110供电时，LED110辐射包含红外光在内的给定的发光光谱的光。该光的一部分直接进入到配设于反射镜130的开口134的截止滤光片120的入光面122，其余部分由反射器130的反射面132反射后，同样进入到截止滤光片片120的入光面122。
如图4所示，在点亮开始阶段从LED110发出的光的峰值波长处于比截止滤光片120的起始波长短的一侧。因此，点亮开始阶段的光的大部分不能透过截止滤光片120，从截止滤光片120的出光面124向外部射出的光(红外光)的量较少。
之后，随着时间经过，若从点亮开始阶段逐渐进入稳定点亮状态，则从LED110发出的光的峰值波长向较长的一侧偏移，从某个时间起，峰值波长处于比截止滤光片120的起始波长长的一侧。这样，当进入稳定点亮状态时，来自LED110的光的大部分会透射过截止滤光片120，从截止滤光片120的出光面124向外部射出的光(红外光)的量变得足够多。
这样，从截止滤光片120的出光面124向外部射出的光(红外光)照射给定的对象物X(参照图5)。然后，通过用红外线照相机Y拍摄由红外光照射的对象物X，能够在几乎没有可见光的黑暗中拍摄对象物X。
(红外线灯100的特征)
根据上述本实施方式的红外线灯100，在点亮开始阶段从LED110发出的光的峰值波长处于比截止滤光片120的起始波长短的一侧，因此，即使在进入到稳定点亮状态并产生“峰值波长的偏移”之后，也能够使用峰值波长处于比较短的波长侧的LED110。由此，能够避免点亮中的红外线灯100看起来呈红色，并且作为LED110，能够使用峰值波长处于比较短的波长侧(即，接近可见光的近红外线侧)的发光效率良好的LED。另外，作为红外线照相机Y，也能够使用在更接近可见光区域的红外光下能够发挥最大性能的普通的红外线照相机。
另外，由于在稳定点亮阶段从LED110发出的光的峰值波长处于比截止滤光片120的起始波长长的一侧，因而在进入稳定点亮阶段后能够通过截止滤光片120使更多的红外光照射到对象物X。因此，虽然与点亮开始阶段相比自身的温度上升，所以从LED110辐射的光的强度降低，但是从LED110辐射的光之中通过截止滤光片120的光的比例增加，因此作为结果，在点亮开始阶段与稳定点亮阶段之间，从红外线灯100发出的光的强度变化较小，能够发出稳定的强度的光。
(变形例)
在上述的实施方式中，使用了反射从LED110辐射的光的反射器130，但也可以取代该反射器130，例如，如图6所示，使用透镜140。在这种情况下，使由透镜140进行了一定程度的聚光后的来自LED110的光入射到截止滤光片120的入光面122。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而不是制限性的方式。本发明的范围并不是由上述的说明示出而是由权利要求书来示出，旨在包含与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。
符号说明
100…红外线灯、110…LED、120…截止滤光片、122…入光面、124…出光面、130…反射器、132…反射面、134…开口、140…透镜、X…对象物、Y…红外线照相机。

Claims (2)

1.一种红外线灯，其特征在于，具备：
发光二极管，其发出红外光；以及
截止滤光片，其透射来自所述发光二极管的光的一部分，
所述截止滤光片的起始波长处于比在点亮开始阶段从所述发光二极管发出的光的峰值波长长的一侧，并且处于比在稳定点亮阶段从所述发光二极管发出的光的峰值波长短的一侧。
2.根据权利要求1所述的红外线灯，其特征在于，
在点亮开始阶段从所述发光二极管发出的光的峰值波长为900nm以上且950nm以下，
所述截止滤光片的所述起始波长相对于所述峰值波长而长出0nm以上且30nm以下。
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