JPH09116195A - 赤外線ラジエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線方式の通信装置において、送信アンテ
ナとして機能する赤外線ラジエータについて、赤外線ラ
ジエータの輻射特性を改善し、受信装置に対して所望の
強度の赤外線が輻射されるようにして、より高感度で高
音質の赤外線通信を可能にする。 【解決手段】 複数個の赤外線発光ＬＥＤを有する赤外
線ラジエータにおいて、赤外線発光ＬＥＤの前面に、１
個または複数個の凹レンズが形成された赤外線拡散パネ
ルを設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線を使用す
る通信装置の赤外線ラジエータに係わり、詳しくは、赤
外線方式の音声の通信装置において、送信アンテナとし
て機能する赤外線ラジエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】赤外線ラジエータ（赤外線輻射機）は、
限られた会場などで使用する赤外線方式の通信装置にお
いて、音声信号をクリアに伝える送信アンテナとして従
来から知られている。この赤外線ラジエータは、複数個
の赤外線発光素子（赤外線発光ＬＥＤ）がマトリックス
状態に配置され、各赤外線発光素子の発光レベルが、音
声信号によって変調された状態で駆動される構成であ
る。

【０００３】赤外線は、強い直進性を有しており、到達
範囲を仕切りなどで任意に決定することができる上に、
周波数帯域も広いので、時分割ＰＰＭ（パルス・ポジシ
ョニング・モジュレーション）方式によって高音質の通
信が可能である。また、受信装置も、比較的簡単に構成
できるので、その利用範囲が極めて広い通信方式であ
る。

【０００４】この発明では、赤外線ラジエータの前面に
赤外線拡散または収束パネルを付加しているが、従来技
術として、ＬＥＤランプの前面に凹レンズパネルを付加
したＬＬ装置（教育用装置）が知られているので、従来
例として説明しておく。

【０００５】図９は、従来のＬＬ装置について、その表
示パネルの要部構成の一例を示す図で、(1) は正面図、
(2) は一部切り欠き側面図、(3) は凹レンズパネル１と
ＬＥＤランプ３との位置関係を示す要部拡大図である。
図の符号において、１は凹レンズパネル、２はＬＥＤ用
ガイドパネル、３はＬＥＤランプ、４は基板、５は筐
体、６は人間の目の位置を示し、実線のＬ１と破線のＬ
２は光の経路を示す。

【０００６】この図９(1) 〜(3) に示す従来の表示パネ
ルは、図９(3) に要部拡大図で示したように、１個のＬ
ＥＤランプ３に対して、凹レンズパネル１の一面に形成
されたそれぞれ１個の凹レンズが配置されている。各Ｌ
ＥＤランプ３は、例えば生徒の座席位置に対応してお
り、出席者の位置が点灯されるよう制御される。

【０００７】ところで、ＬＥＤランプ３からの光は、上
から見れば見やすいが人間の目の位置６の斜め方向から
では見にくいので、ＬＥＤランプ３の上に凹レンズを設
けると斜め方向からでも見えるようになるが、小さな光
点となってしまう。この状態は、図９(2) に示すよう
に、破線の光線Ｌ２（凹レンズパネル１がない状態、あ
るいは平行平板の透明材料・ガラスやプラスチック類等
を配置した状態）が、実線の光線Ｌ１のように、凹レン
ズパネル１の各凹レンズによって拡散されることによっ
て生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、赤外線ラ
ジエータの輻射特性を改善し、受信装置に対して所望の
強度の赤外線が輻射されるようにして、より高感度で高
音質の赤外線通信を可能にすることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、複
数個の赤外線発光ＬＥＤを有する赤外線ラジエータにお
いて、赤外線発光ＬＥＤの前面に、１個の凹レンズが形
成された赤外線拡散パネルを設置している。

【００１０】請求項２の発明では、赤外線拡散パネルに
形成された１個の凹レンズは、フレネルレンズが形成さ
れた赤外線拡散パネルを設置している。

【００１１】請求項３の発明では、複数個の赤外線発光
ＬＥＤを有する赤外線ラジエータにおいて、赤外線発光
ＬＥＤの前面に、赤外線発光ＬＥＤの数より１個以上少
ない複個数の凹レンズが形成された赤外線拡散パネルを
設置している。

【００１２】請求項４の発明では、請求項３の赤外線ラ
ジエータにおいて、赤外線拡散パネルに形成された複個
数の凹レンズをフレネルレンズで構成している。

【００１３】請求項５の発明では、複数個の赤外線発光
ＬＥＤを有する赤外線ラジエータにおいて、赤外線発光
ＬＥＤの前面に、赤外線発光ＬＥＤの数より１個以上少
ない複個数の凸レンズが形成された赤外線収束パネルを
設置している。

【００１４】請求項６の発明では、請求項５の赤外線ラ
ジエータにおいて、赤外線収束パネルに形成された複個
数の凸レンズをフレネルレンズで構成している。

【００１５】請求項７の発明では、複数個複数個の赤外
線発光ＬＥＤを有する赤外線ラジエータにおいて、赤外
線発光ＬＥＤの前面に、赤外線発光ＬＥＤの数より１個
以上少ない複個数で、凹レンズと凸レンズとからなるレ
ンズ群が形成された赤外線パネルを設置している。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の赤外線ラジエータにつ
いて、図面を参照しながら、その実施の形態を詳細に説
明する。この発明では、赤外線ラジエータの前面に、１
個または複数個の凹レンズが形成された赤外線拡散パネ
ルを設置し、あるいは１個または複数個の凸レンズが形
成された赤外線収束パネルを設置することにより、赤外
線を拡散あるいは収束させて、所望の範囲に到達する赤
外線の光量を制御する点に特徴を有している。

【００１７】第１の実施の形態 この第１の実施の形態は、請求項１の発明に対応してい
るが、請求項２から請求項４の発明にも関連している。
この発明の赤外線拡散パネルについて、その全体構成を
図で説明する。

【００１８】図１は、この発明の赤外線拡散パネルを使
用した赤外線ラジエータについて、その一実施の形態を
示す図で、(1) は正面図、(2) は一部切り欠き側面図、
(3)は一部切り欠き底面図である。図の符号において、
１１は赤外線拡散パネル、１２はＬＥＤ用ガイドパネ
ル、１３は赤外線発光ＬＥＤ、１４は基板、１５は筐体
を示し、実線のＬ１と破線のＬ２は光の経路を示す。

【００１９】この図１(1) 〜(3) に示した赤外線ラジエ
ータは、１個の凹レンズで構成された赤外線拡散パネル
１１を備えている。この図１の赤外線拡散パネル１１
は、１個の凹レンズからなり、次の図２に示すような構
成である。

【００２０】図２は、図１に示した赤外線拡散パネル１
１の詳細な構成を示す図で、(1) は正面図、(2) は横断
面図である。図における符号は図１と同様である。

【００２１】この図２(1) と(2) に示すように、赤外線
拡散パネル１１は、全体で１枚の凹レンズからなり、そ
の断面は、図２(2) のような形状である。この図１と図
２に示したように、この発明では、赤外線ラジエータの
赤外線発光ＬＥＤ１３の前面に、１個の凹レンズが形成
された赤外線拡散パネル１１を設置している。

【００２２】このように、赤外線発光ＬＥＤ１３の前面
に、１個の凹レンズを設置することによって、図１(2)
に示すように、破線の光線Ｌ２が、実線の光線Ｌ１のよ
うに拡散されるので、赤外線ラジエータからの赤外線を
より広い範囲にわたって輻射（到達）させることができ
る。なお、図１(2) では、図を簡略化するために、中心
部と外側の光線の光路のみを示している。一方、従来例
として図９に示した凹レンズパネル１には、各ＬＥＤラ
ンプ３にそれぞれ対応した１個の凹レンズが形成されて
いる。しかし、ＬＥＤランプ３は人の目が感知する照明
であり、赤外線の輻射に関するものではない。

【００２３】第２の実施の形態 この第２の実施の形態は、請求項２の発明に対応してお
り、先の第１の実施の形態で説明した１個の凹レンズが
形成された赤外線拡散パネル１１の代りに、凹レンズの
フレネルレンズを使用する点に特徴を有している。

【００２４】図３は、この発明の赤外線ラジエータにつ
いて、第２の実施の形態を示す図で、(1) は正面図、
(2) は一部切り欠き側面図、(3) 一部切り欠き底面図で
ある。図における符号は図１と同様であり、２１は赤外
線拡散パネルを示す。

【００２５】図４は、図３に示した凹レンズのフレネル
レンズが形成された赤外線拡散パネル２１の詳細な構成
を示す図で、(1) は正面図、(2) は横断面図である。図
における符号は図３と同様である。

【００２６】この図３と図４に示したように、赤外線拡
散パネル２１として、１個の凹レンズのフレネルレンズ
からなるパネルを設置しても、図３(2) に示したよう
に、破線の光線Ｌ２が、実線の光線Ｌ１のように拡散さ
れる。したがって、先の第１の実施の形態の場合と同様
に、赤外線ラジエータからの赤外線をより広い範囲にわ
たって輻射（到達）させることができる。

【００２７】第３の実施の形態 この第３の実施の形態は、請求項３と請求項４の発明に
対応しており、先の第１の実施の形態で説明した赤外線
拡散パネル１１が、１個の凹レンズで形成されていたの
に対して、複数個の凹レンズが形成された赤外線拡散パ
ネルを使用する点に特徴を有している。

【００２８】図５は、この発明の赤外線ラジエータにつ
いて、第３の実施の形態を示す図で、(1) は正面図、
(2) は一部切り欠き側面図である。図における符号は図
１と同様であり、２２は赤外線拡散パネルを示す。

【００２９】図６は、図５に示した複数個の凹レンズが
形成された赤外線拡散パネル２２の詳細な構成例を示す
図で、(1) は正面図、(2) は横断面図、(3) は縦断面図
である。図における符号は図５と同様である。

【００３０】この図５と図６に示した赤外線拡散パネル
２２は、複数個の赤外線発光ＬＥＤ１３に対して、１個
の凹レンズが対応しているが、赤外線拡散パネル２２上
に凹レンズ群が形成されている点が異なっている。この
場合に、赤外線拡散パネル２２上に形成された凹レンズ
群の各レンズの焦点距離は、全て同じ値にしてもよい
し、例えば、中心レンズと外側のレンズとで変化させる
こともできる。このように、赤外線拡散パネル２２上に
形成された凹レンズ群について、その凹レンズの焦点距
離を中心部と外側とで変化させれば、より有効的に赤外
線（赤外線発光ＬＥＤ１３の光）を拡散させることがで
きる。

【００３１】また、各赤外線発光ＬＥＤ１３の位置と、
各凹レンズの位置とが、ズレていても、総合的に焦点距
離は、光を拡散させる凹レンズの値になる。なお、図５
と図６では、凹レンズ群を使用する場合を述べたが、各
凹レンズのフレネルレンズを使用することも可能である
（請求項４の発明）。さらに、凹レンズの代わりに、プ
リズム状の光透過部材を使用しても、同様に赤外線を拡
散させることができる。

【００３２】第４の実施の形態 この第４の実施の形態は、請求項５の発明に対応してお
り、先の第１から第３の実施の形態では、全て凹レンズ
を使用して、赤外線発光ＬＥＤからの光を拡散させてい
たのに対して、凸レンズを使用して、赤外線発光ＬＥＤ
からの光を収束させる点に特徴を有している。

【００３３】図７は、この発明の赤外線ラジエータにつ
いて、第４の実施の形態を示す図で、(1) は正面図、
(2) は一部切り欠き側面図、(3) 一部切り欠き底面図で
ある。図における符号は図１と同様であり、３１は赤外
線収束パネルを示す。

【００３４】図８は、図７に示した凸レンズが形成され
た赤外線収束パネル３１の詳細な構成例を示す図で、
(1) は正面図、(2) は側面図である。図における符号は
同７と同様である。

【００３５】この図７と図８に示した赤外線収束パネル
３１は、先の図５と図６の赤外線拡散パネル２２に対応
しており、複数個の凹レンズを形成して全体で光を拡散
させているのに対して、複数個の凸レンズ群を形成して
全体で光を収束させるようにした点が異なっている。す
なわち、複数個の赤外線発光ＬＥＤ１３に対して、１個
の凸レンズを設けた複数個の凸レンズ群で構成され、赤
外線収束パネル３１は、全体としては赤外線を収束させ
るように機能する。この場合にも、中心レンズと外側の
レンズとで、焦点距離を異ならせることによって、所望
の範囲に、所望の強度の赤外線を輻射させることができ
る。

【００３６】すなわち、凸レンズ群の焦点距離を変化さ
せて配置することにより、光の収束を変化させることが
できる。また、各凸レンズのフレネルレンズを使用する
ことも可能である（請求項６の発明）。さらに、凸レン
ズの代わりに、プリズム状の光透過部材を使用しても、
同様に赤外線を収束させることができる。

【００３７】第５の実施の形態 この第５の実施の形態は、請求項７の発明に対応してお
り、先の第３と第４の実施の形態で説明した凹レンズ群
や凸レンズ群によって、赤外線拡散パネル２２や赤外線
収束パネル３１を構成する代りに、凹レンズと凸レンズ
とからなるレンズ群によって、赤外線拡散・収束パネル
を形成する点に特徴を有している。詳しくいえば、図６
に示した赤外線拡散パネル２２において、凹レンズの一
部を凸レンズで形成する。あるいは図８に示した赤外線
収束パネル３１において、凸レンズの一部を凹レンズで
形成する。

【００３８】このように、凹レンズと凸レンズとの複合
によって、パネルを構成することにより、部分的に赤外
線発光ＬＥＤ１３からの光が収束されて、光の強い（赤
外線の強い範囲）部分と、光が拡散されて、光の弱い
（赤外線の弱い範囲）部分とを設定することができる。
したがって、受信装置の設置場所に対応して、赤外線発
光ＬＥＤ１３からの光を輻射することが可能になる。す
なわち、所望の範囲に赤外線を集中させることができ、
発光用電力が節減される。

【００３９】また、凸レンズ群の焦点距離を変化させて
配置することにより、光の収束を変化させることがで
き、凹レンズ群の焦点距離を変化させて配置することに
より、光の拡散を変化させることもできる。さらに、レ
ンズ自体の光軸を傾けて設計することにより、拡散・収
束をより自由に設計することができる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１と請求項３の赤外線ラジエータ
では、赤外線発光ＬＥＤの前面に１個の凹レンズで形成
された赤外線拡散パネルを設置している。したがって、
赤外線ラジエータから放射された赤外線を、より広い範
囲にわたって輻射（到達）させることができる。

【００４１】請求項３と請求項４の赤外線ラジエータで
は、赤外線発光ＬＥＤの前面に、複数個の凹レンズ群で
形成された赤外線拡散パネルを設置している。したがっ
て、赤外線ラジエータから放射された赤外線を有効に拡
散することが可能となり、より広い範囲にわたって輻射
（到達）させることができる。また、レンズ群の焦点距
離を変えてやることにより、光の拡散に変化を付けるこ
ともできる。

【００４２】請求項５と請求項６の赤外線ラジエータで
は、赤外線発光ＬＥＤの前面に、複数個の凸レンズ群で
形成された赤外線収束パネルを設置している。したがっ
て、赤外線ラジエータから放射された赤外線を有効に収
束することが可能となり、より広い範囲にわたって輻射
（到達）させることができる。また、レンズ群の焦点距
離を変えてやることにより、光の収束に変化を付けるこ
ともできる。

【００４３】請求項７の赤外線ラジエータでは、赤外線
発光ＬＥＤの前面に、複数個の凸レンズと凹レンズ群で
形成された赤外線パネルを設置している。このようにレ
ンズ群に凹レンズと凸レンズを複合して形成することに
より、拡散する部分とスポット的に赤外線を強くした部
分を作ることが可能になるので、より有効な範囲に輻射
（到達）させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の赤外線拡散パネルを使用した赤外線
ラジエータについて、その一実施の形態を示す図であ
る。

【図２】図１に示した赤外線拡散パネル１１の詳細な構
成を示す図である。

【図３】この発明の赤外線ラジエータについて、第２の
実施の形態を示す図である。

【図４】図３に示した凹レンズのフレネルレンズが形成
された赤外線拡散パネル２１の詳細な構成を示す図であ
る。

【図５】この発明の赤外線ラジエータについて、第３の
実施の形態を示す図である。

【図６】図５に示した複数個の凹レンズが形成された赤
外線拡散パネル２２の詳細な構成例を示す図である。

【図７】この発明の赤外線ラジエータについて、第４の
実施の形態を示す図である。

【図８】図７に示した凸レンズが形成された赤外線収束
パネル３１の詳細な構成例を示す図である。

【図９】従来のＬＬ装置について、その表示パネルの要
部構成の一例を示す図である。

【符号の説明】

１１ 赤外線拡散パネル １２ ＬＥＤ用ガイドパネル １３ 赤外線発光ＬＥＤ １４ 基板 １５ 筐体 ２１ 赤外線拡散パネル ２２ 赤外線拡散パネル ３１ 赤外線収束パネル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の赤外線発光ＬＥＤを有する赤外
   線ラジエータにおいて、 赤外線発光ＬＥＤの前面に、１個の凹レンズが形成され
   た赤外線拡散パネルを設置したことを特徴とする赤外線
   ラジエータ。
2. 【請求項２】 上記赤外線拡散パネルに形成された１個
   の凹レンズは、フレネルレンズであることを特徴とする
   上記請求項１記載の赤外線ラジエータ。
3. 【請求項３】 複数個の赤外線発光ＬＥＤを有する赤外
   線ラジエータにおいて、 赤外線発光ＬＥＤの前面に、赤外線発光ＬＥＤの数より
   １個以上少ない複個数の凹レンズが形成された赤外線拡
   散パネルを設置したことを特徴とする赤外線ラジエー
   タ。
4. 【請求項４】 上記赤外線拡散パネルに形成された複個
   数の凹レンズは、フレネルレンズであることを特徴とす
   る上記請求項３記載の赤外線ラジエータ。
5. 【請求項５】 複数個の赤外線発光ＬＥＤを有する赤外
   線ラジエータにおいて、 赤外線発光ＬＥＤの前面に、赤外線発光ＬＥＤの数より
   １個以上少ない複個数の凸レンズが形成された赤外線収
   束パネルを設置したことを特徴とする赤外線ラジエー
   タ。
6. 【請求項６】 上記赤外線収束パネルに形成された複個
   数の凸レンズは、フレネルレンズであることを特徴とす
   る上記請求項５記載の赤外線ラジエータ。
7. 【請求項７】 複数個複数個の赤外線発光ＬＥＤを有す
   る赤外線ラジエータにおいて、 赤外線発光ＬＥＤの前面に、赤外線発光ＬＥＤの数より
   １個以上少ない複個数で、凹レンズと凸レンズとからな
   るレンズ群が形成された赤外線パネルを設置したことを
   特徴とする赤外線ラジエータ。