JPH09231806A - 赤外線投光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱性に優れ、照射特性に優れた赤外線投光
器を提供すること。 【解決手段】 少なくとも赤外線を含む光を発光する光
源２と、その光源２へ反射面３１を向けて配置され光源
２からの光を投光方向へ向けて反射する反射手段３と、
その反射手段３との間に光源２を挟んで配置され光源２
又は反射手段３から放射される光を拡散させながら透過
させる拡散板４１と、拡散板４１から投光方向側へ離間
して配置され拡散板４１からの熱を遮断しながら光を透
過させる耐熱板４２と、その耐熱板４２から投光方向側
へ離間して配置され透過する光のうち所定波長以外のも
のを吸収する赤外フィルタ４３と、少なくとも反射手段
３と拡散板４１との空隙６を包囲しその空隙６内外の通
気を許容しながらその空隙６外への光漏れを防止する遮
光手段５とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線を射出する
赤外線投光器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の赤外線投光器としては、特開昭６
１−２５０９６２号公報に記載されるように、赤外放射
を与えるための光源と、その光源からの可視放射を透過
し赤外放射を反射するコールドミラーと、そのコールド
ミラーとの間に光源を挟んで配置され光源からの赤外放
射を透過し可視放射を反射するホットミラーと、そのホ
ットミラーの外側に配置される可視吸収フィルタとを備
えたものが知られている。この赤外線投光器は、光源か
ら発せられた光のうち赤外波長のもののみをホットミラ
ー及び可視吸収フィルタを通じて射出させるものであ
り、その赤外線の射出時に発する熱を各部材を収納する
ハウジングの周面にフィンを突設させることにより赤外
線射出時の放熱を図ろうとしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
赤外線投光器にあっては、次のような問題点がある。ま
ず、赤外線投光器からより大きい出力の光を射出しよう
とすると、光源周辺の空間に熱が溜まるため、放熱が十
分に行われない。また、ホットミラーで反射して赤外線
が射出されると、その赤外線の照射領域における光強度
が均一とならずドーナツ状となってしまう。

【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解消
するためになされたもので、放熱性に優れ、照射特性に
優れた赤外線投光器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、少なくと
も赤外線を含む光を発光する光源と、その光源へ反射面
を向けて配置され光源からの光を投光方向へ向けて反射
する反射手段と、その反射手段との間に前記光源を挟ん
で配置され光源又は反射手段から放射される光を拡散さ
せながら透過させる拡散板と、その拡散板から投光方向
側へ離間して配置され拡散板側からの熱を遮断しながら
光を透過させる耐熱板と、その耐熱板から投光方向側へ
離間して配置され透過する光のうち所定波長以外のもの
を吸収する赤外フィルタと、反射手段と拡散板との空隙
を包囲しその空隙内外の通気を許容しながらその空隙外
への光漏れを防止する遮光手段とを備えたことを特徴と
する。また本発明は、前述の遮光手段は、端部に反射手
段と拡散板を配置させた筒体であって、その側壁に筒体
の内外を連通し、かつ、その筒体内から光を透過させな
い通気路が設けられていることを特徴とする。

【０００６】これらの発明によれば、光源又は反射手段
から放射される光は、拡散板、断熱板、赤外フィルタを
透過して所望の位置に投光される。その投光時に拡散板
に直接照射されるため拡散板が高温状態となりえるが、
その拡散板と赤外フィルタは離間して配設され、それら
の間に空気層及び断熱板が設けられているから、拡散板
の熱が赤外フィルタへ伝導することがない。このため、
拡散板の熱による赤外フィルタの劣化が防止される。ま
た、赤外フィルタには拡散板４１、耐熱板を透過した光
が入射されるので、赤外フィルタにおける光源の発光時
の熱衝撃が緩和されることとなる。一方、反射手段と拡
散板との空隙は光源の近傍であるため非常に高温状態と
なりえるが、その空隙を包囲する遮光手段が空隙内外の
通気を許容するから、空隙内を換気することにより冷却
することが可能となる。

【０００７】また本発明は、前述の耐熱板が遠赤外線の
吸収機能を有していることを特徴する。このような発明
によれば、光が赤外フィルタを透過する前に、予め耐熱
板がその光における遠赤外線成分を吸収するので、赤外
フィルタが吸収すべき光量が軽減され、赤外フィルタの
発熱が低減される。

【０００８】また本発明は、前述の通気路の内面が無反
射処理されていることを特徴する。このような発明によ
れば、遮光手段内の光が通気路の内面を反射して遮光手
段外へ漏れ出すことが防止される。

【０００９】更に本発明によれば、前述の空隙内のエア
を入れ換える換気手段を備えたことを特徴とする。この
ような発明によれば、空隙内を換気することによりその
空隙内を冷却することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
に係る赤外線投光器の実施形態の一例について説明す
る。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説
明を省略する。

【００１１】図１は赤外線投光器１の全体斜視図であ
る。図１において、赤外線投光器１は、筺体１０内に光
源２が配設され、その光源２が発する光をもとにして筺
体１０の前面１１に開口した射出口１２から赤外線を投
光する機器である。その光源２は、筺体１０内に設置さ
れた駆動部２１の端部に設けられ、射出口１２側へ向け
て突出されている。駆動部２１は、筺体１０の内底面に
支持体１３を介して固定され、その内部に光源２へ電圧
を印加するためのケーブルが配線されている。また、駆
動部２１の外面には複数のフィン２２が突設され、光源
２の発光時の熱を放熱できるようになっている。

【００１２】光源２は、少なくとも赤外線を含む光を発
光するものであって、例えば、近赤外線領域において放
射光強度を大きいハロゲンランプが用いられる。この光
源２としては、所望の投光距離に応じて所定の出力のも
のを適宜選択すればよいが、投光距離を５０〜１００ｍ
とするときは数百ワット程度のものを用いるのが好適で
ある。この光源２への電圧の供給は、制御部２３により
行われる。制御部２３は、例えば、図１のように、筺体
１０に設置されたプリント基板上に配置された電子回路
により構成され、図２に示すように、電源端子１４、主
スイッチ１５を介して給電されることにより作動するよ
うになっている。すなわち、筺体１０の背面１６には、
それぞれ電源端子１４、主スイッチ１５が取り付けら
れ、電源端子１４を通じて装置１の外部電源から給電が
行われ、主スイッチ１５により装置１全体の給電状態が
切換え可能となっている。また、筺体１０の背面１６に
は、オンオフスイッチ１７が取り付けられており、この
オンオフスイッチ１７のオンオフにより制御部２３へ信
号が入力され、光源２を発光及び消光させることができ
るようになっている。更に、背面１６には、ヒューズ１
８、タイマ１９が取り付けられている。ヒューズ１８は
電源端子１４と制御部２３の間の配線の途中に接続され
過電流による制御部２３等の破損防止するためのもので
あって、タイマ１９は制御部２３と接続され光源２の発
光時間を任意に設定可能とするものである。

【００１３】一方、筺体１０内には、図１のように、光
源２からの光を射出口１２側、即ち投光方向側へ向けて
反射する反射手段である反射板３が配設されている。こ
の反射板３は光源２へ向けて反射面３１を形成したもの
であり、その反射面３１が半球状又は凹面鏡状の凹面と
されることにより、光源２からの光を射出口１２側へ反
射できるようになっている。また、この反射面３１の曲
率半径や光源２までの距離等を変えて反射される光の光
束状態を変えることにより、投光器１から射出される赤
外線の投光距離を任意に設定することが可能となる。

【００１４】また、筺体１０の射出口１２には、拡散板
４１、耐熱板４２及び赤外フィルタ４３がそれぞれ離間
した状態で配設されており、光源２から発せられた光が
拡散板４１、耐熱板４２、赤外フィルタ４３を順次透過
して射出される構造となっている。拡散板４１は、光源
２側から入射する光の進行方向を拡散して出射する板体
であって、前述の反射板３との間に光源２を挟んで配置
されている。この拡散板４１を光が透過することによ
り、その光を拡散して光ビーム断面における光強度を均
一化することが可能となる。このような拡散板４１とし
ては、例えば、耐熱性、熱放散性に優れたＡｌ₂Ｏ₃ 、
ＡｌＮのセラミック板が用いられる。耐熱板４２は、光
源２の発光時における熱から赤外フィルタ４３を保護す
るための板体であって、遠赤外線より長波長側の光を吸
収する機能を有している。この耐熱板４２としては、例
えば、熱衝撃に強いパイレックスガラスなどが用いられ
る。この耐熱板４２は、拡散板４１と所定間隔で離間さ
れており、拡散板４１との間に断熱効果を有する空気層
６１を形成している。赤外フィルタ４３は、可視光線よ
り長波長側に光透過帯域特性を有する板体であり、例え
ば、波長８５０ｎｍの光を約５０％透過し、可視光線の
領域の光を全く透過しないものが用いられる。この赤外
フィルタ４３は、耐熱板４２と所定間隔で離間されてお
り、耐熱板４２との間に断熱効果を有する空気層６２を
形成している。

【００１５】また、図１のように、反射板３と赤外フィ
ルタ４３との間には、遮光手段である遮光体５が配設さ
れている。この遮光体５は、反射板３と赤外フィルタ４
３との間の空隙６を包囲し、この空隙６の内外の通気を
許容しながら空隙６外への光漏れを防止するものであ
る。例えば、遮光体５は、主筒５１、外リング５２、内
リング５３により構成され、それらを組み合わせて端部
にそれぞれ反射板３と赤外フィルタ４３を位置させた筒
体を形成し、その筒体の側壁に内外を連通する通気路５
４を画成した構造とされる。主筒５１は、図３に示すよ
うに、その一方の端部に掛止部５１ａを形成した筒体で
ある。掛止部５１ａは、拡散板４１、耐熱板４２及び赤
外フィルタ４３を掛止するための部位であって、例え
ば、主筒５１の一方の端部を内側へ折り曲げ、更に主筒
５１側へ折返して形成される。その折返し部分の内周面
に拡散板４１、耐熱板４２及び赤外フィルタ４３の厚み
に応じて凹溝を刻設することにより、それらの凹溝にそ
れぞれ拡散板４１、耐熱板４２及び赤外フィルタ４３を
掛止させて支持できる構造とすればよい。また、図３の
ように、主筒５１の掛止部５１ａの端面が筺体１０の前
面１１の裏面に当接されて固定されることにより、射出
口１２の位置にそれぞれ拡散板４１、耐熱板４２及び赤
外フィルタ４３が配置されている。

【００１６】また、主筒５１の掛止部５１ａ反対側の端
部５１ｂは、外リング５２及び内リング５３と共に、空
隙６の内外の通気を許容する通気路５４を画成してい
る。すなわち、外リング５２と内リング５３を組み合わ
せて、少なくとも主筒５１の端部５１ｂの板厚より幅広
の環状溝をその端部５１ｂ側に開口させて形成し、その
環状溝内に主筒５１の端部５１ｂを挿入することによ
り、主筒５１、外リング５２及び内リング５３よりなる
筒状の遮光体５の内外を連通する通気路５４が形成され
ることとなる。この通気路５４は、複数の屈曲部分を有
しており、遮光体５の内の空隙６側からその外側へ直接
に光が漏れない構造となっている。図３において、通気
路５４は、断面コ字形に形成されているが、遮光体５内
外の通気性を有し、かつ、遮光体５内からその外側へ直
接に光が漏れない形状であれば、その他の形状としても
よい。また、外リング５２又は内リング５３は、反射板
３の端部と連接されており、遮光体５と反射板３との間
から光が漏れないようになっている。

【００１７】遮光体５の主筒５１、外リング５２及び内
リング５３の表面は無反射処理されている。例えば、主
筒５１、外リング５２及び内リング５３をアルミニウム
製とし、その表面をハロゲンで黒化処理することによ
り、その表面へ入射光を反射しないようにしておけばよ
い。このような表面処理が施されることにより、遮光体
５外への光漏れを確実に防止される。すなわち、遮光体
５内の光が通気路５４の内面で反射していき、その通気
路５４を通じて遮光体５外へ漏れ出すことが防止される
こととなる。なお、遮光手段は、上述の遮光体５に限ら
れるものではなく、反射板３と拡散板４１との間の空隙
６からの光漏れを防止し、かつ、その空隙６内外の通気
を許容するものであれば、その他の構造のものであって
もよい。

【００１８】筺体１０には、その内部の換気のための吸
気口７１及び排気ファン７２が設けられている。例え
ば、図１のように、筺体１０の側面にはその内外を連通
する吸気口７１が設けられると共に、筺体１０の背面に
は強制的に内部のエアを筺体１０外へ排出する排気ファ
ン７２が取り付けられる。それら吸気口７１及び排気フ
ァン７２は、筺体１０内及び反射板３と拡散板４１間の
空隙６内の換気を行う換気手段である。吸気口７１は、
望ましくは、筺体１０内から直接光が漏れない構造とさ
れる。例えば、図４に示すように、筺体１０の側面に沿
って、筺体１０の内外二重に断面へ字形の板体７１ａ、
７１ｂを上下方向に並列して構成し、内列側の板体７１
ａを外側斜め上方へ向け、かつ、外列側の板体７１ｂを
内側斜め上方に向けて配置することにより、各板体７１
ａ、７１ｂの間に筺体１０の内外を連通する吸気口７１
を形成すればよい。この場合、互いに直交する向きに内
外の板体７１ａ、７１ｂが配置されるから、内側の板体
７１ａ間から光が漏れ出しても外側の板体７１ｂに遮ら
れることとなり、その吸気口７１を通じて筺体１０の内
側から直接光が漏れることはない。一方、排気ファン７
２にあっても、その排気ファン７２を通じて筺体１０内
の光が筺体１０外へ漏れない構造としておくのが望まし
い。なお、吸気口７１及び排気ファン７２の設置位置
は、筺体１０及び空隙６内外の換気が行えれば、上述す
る位置以外の位置であってもよい。

【００１９】次に、赤外線投光器１の作動について説明
する。

【００２０】図１又は図２において、まず、電源端子１
４に外部電源を接続し所定の電圧を給電する。そして、
主スイッチ１５をオンとし、電源端子１４及び主スイッ
チ１５を介して制御部２３に電源電圧を給電する。その
状態において、筺体１０の射出口１２を所望の赤外線照
射位置へ向け、オンオフスイッチ１７のオンボタンを押
す。すると、制御部２３から光源２及び排気ファン７２
へ所定の電圧が供給され、光源２が発光すると共に、排
気ファン７２が駆動し始める。光源２から発せられた光
のうち一部は直接射出口１２側へ放出され、その他は反
射板３の反射面３１へ向けて放出されて反射面３１で反
射され間接的に射出口１２側へ進行していく。光源２及
び反射板３から放射された光は、空隙６を通り、拡散板
４１へ入射される。光は、その拡散板内で進行方向を拡
散され、光のビーム内の光強度が均一化されることとな
る。すなわち、不均一な強度分布を有する光源２からの
放出光と不均一強度を有する反射板３からの反射光は、
それぞれ拡散板４１内で拡散されることにより、その光
強度の強弱が平均化されて拡散板４１から出射されるこ
ととなる。

【００２１】そして、拡散板４１を透過した光は、空気
層６１を通って耐熱板４２に入射される。その耐熱板４
２内において、入射された光のうち遠赤外線より長波長
の波長成分が吸収されることとなり、遠赤外線より短波
長の成分を有する光のみが断熱板４２から出射されてい
く。その際、その耐熱板４２により遠赤外線が吸収され
るので、赤外フィルタ４３が吸収すべき光の量が低減さ
れ赤外フィルタの発熱が抑えられることとなる。次に、
耐熱板４２から出射された光は、空気層６２を通って赤
外フィルタ４３に入射される。赤外フィルタ４３内で
は、赤外線以外の波長成分がすべて吸収され、その赤外
フィルタ４３から所定波長帯域の赤外線が射出され、射
出口１２を通じて所望の位置へ向けて投光されることと
なる。

【００２２】このような赤外線投光器１によれば、赤外
フィルタ４３の熱による劣化及び破損が効果的に防止さ
れる。すなわち、光源２及び反射板３から放射される光
は拡散板４１に直接照射されるので拡散板４１は高温状
態となる。この拡散板４１と赤外フィルタ４３は断熱効
果の高い空気層６１、空気層６２を介して離間されてお
り、更にそれらの空気層６１、６２が耐熱板４２により
仕切られているので、拡散板４１の熱が赤外フィルタ４
３へほとんど伝導することがない。このため、その熱に
起因して赤外フィルタ４３が劣化することが防止される
こととなる。

【００２３】また、赤外フィルタ４３には拡散板４１、
耐熱板４２を透過した光が入射されるので、赤外フィル
タ４３における光源２の発光時の熱衝撃が緩和される。
すなわち、光源２を通電した時に非常に強い光が発せら
れることとなり、その光による熱衝撃も大きいものとな
る。しかし、拡散板４１が光強度の強い部分を拡散し、
耐熱板４２が遠赤外線より長波長側の波長成分を吸収す
るので、赤外フィルタ４３における光の入射による熱膨
張差が緩衝されることとなる。このため、赤外線投光時
において、赤外フィルタ４３が熱衝撃により破損するこ
とが防止される。

【００２４】また、赤外線投光器１によれば、光源２の
周囲の空隙６から外部に光を漏らすことなく、その空隙
６内部を効果的に冷却することが可能である。すなわ
ち、光源２又は反射板３から発せられた光のうち一部
は、拡散板４１を透過せず拡散板４１により反射されて
しまう。このため、反射板３と拡散板４１との間の空隙
６は高温状態となる。しかし、その空隙６の内外を包囲
する遮光体５は通気路５４が形成されているから、その
通気路５４を通じて空隙６内のエア換気により冷却され
ることとなる。その一方、通気路５４は、屈曲した部分
を有しており、直接光が漏れることがない。また、その
通気路５４の内面が無反射処理されることにより、間接
的にも光が漏れる心配がない。従って、投光時に、赤外
線投光器１から赤外線以外の可視光線等が投光器１から
漏れ出すことが確実に防止される。

【００２５】また、排気ファン７２の駆動により筺体１
０内のエアは強制的に排出され、吸気口７１から外気が
吸入されて、筺体１０内の換気が行われる。その筺体１
０内の換気に伴い、筺体１０内において吸気口７１から
排気ファン７２へ気流が発生するから、通気路５４を通
じて空隙６内のエアの換気も行われることとなる。従っ
て、空隙６内が効果的に冷却されることとなる。

【００２６】更に、投光される赤外線は、照射特性に優
れたものとなる。すなわち、投光される赤外線は、拡散
板４１透過時に光ビーム内の光強度が平均化されるの
で、投光された際、照射された領域内において光強度の
強弱がなく均一な強度分布となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。

【００２８】すなわち、赤外線投光時に高温状態となる
拡散板と赤外フィルタは離間して配設され、それらの間
には空気層及び断熱板が設けられているから、拡散板の
熱が赤外フィルタへ伝導することがなく、その熱による
赤外フィルタの劣化が防止される。また、赤外フィルタ
には拡散板、耐熱板を透過した光が入射されるので、赤
外フィルタにおける光源の発光時の熱衝撃が緩和され、
赤外線投光時において、赤外フィルタが熱衝撃により破
損することが防止できる。また、拡散板により均一化し
たビームとなって赤外線が投光されるので、赤外線の照
射特性に優れたものとなる。更に、反射手段と拡散板と
の間の空隙は光源の近傍であるため非常に高温状態とな
りえるが、その空隙を包囲する遮光手段が空隙内外の通
気を許容するから、空隙内の光を漏らすことなく、空隙
内を換気することにより冷却できる。

【００２９】また、光が赤外フィルタを透過する前に予
め耐熱板により遠赤外線が吸収されるから、赤外フィル
タによる吸収すべき光量が軽減される。このため、赤外
フィルタの発熱が抑えられ、赤外フィルタの劣化が防止
できる。

【００３０】また、遮光手段の通気路の内面を無反射処
理することにより、遮光手段内の光が通気路の内面を反
射して遮光手段外へ漏れ出すことが防止できる。このた
め、赤外線投光時に、赤外線以外の光が筺体外から発せ
られることが確実に回避できる。従って、防犯システム
等に用いる場合などに有効である。

【００３１】更に、空隙内のエアを入れ換える換気手段
が設けられることにより、空隙内の換気による冷却が効
率良く行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】赤外線投光器の全体斜視図である。

【図２】赤外線投光器の背面図である。

【図３】赤外線投光器における遮光体の拡大説明図であ
る。

【図４】赤外線投光器における吸気口の拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１…赤外線投光器、１０…筺体、２…光源、３…反射板
（反射手段）、３１…反射面、４１…拡散板、４２…耐
熱板、４３…赤外フィルタ、５…遮光体（遮光手段）、
６…空隙、７１…吸気口、７２…排気ファン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも赤外線を含む光を発光する光
   源と、 その光源へ反射面を向けて配置され、光源からの光を投
   光方向へ向けて反射する反射手段と、 その反射手段との間に前記光源を挟んで配置され、光源
   又は反射手段から放射される光を拡散させながら透過さ
   せる拡散板と、 その拡散板から投光方向側へ離間して配置され、拡散板
   からの熱を遮断しながら光を透過させる耐熱板と、 その耐熱板から投光方向側へ離間して配置され、透過す
   る光のうち所定波長以外のものを吸収する赤外フィルタ
   と、 少なくとも前記反射手段と前記拡散板との空隙を包囲
   し、その空隙内外の通気を許容しながら、空隙外への光
   漏れを防止する遮光手段と、を備えた赤外線投光器。
2. 【請求項２】 前記耐熱板は、遠赤外線の吸収機能を有
   していることを特徴する請求項１に記載の赤外線投光
   器。
3. 【請求項３】 前記遮光手段は、端部に前記反射手段と
   前記拡散板を配置させた筒体であって、その側壁に筒体
   の内外を連通し、かつ、その筒体内から光を透過させな
   い通気路が設けられていることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の赤外線投光器。
4. 【請求項４】 前記通気路の内面が無反射処理されてい
   ることを特徴する請求項３に記載の赤外線投光器。
5. 【請求項５】 前記空隙内のエアを入れ換える換気手段
   を備えたことを特徴とする請求項１から４までのいずれ
   かに記載の赤外線投光器。