(57)【要約】【課題】白色を呈しながら、斜めに通過する赤外線を利用しても誤動作を防止することのできる赤外線受発光用光学物品や赤外線受発光部を提供する。【解決手段】シート状の赤外線受発光用の光学物品１は、基体２と、その表面に形成されるミラー膜４を備える。光学物品１の基体２（拡散基材）には、拡散フィルムが用いられる。拡散フィルムは、表面の内少なくとも一方の面がマット面６（拡散層）とされることで、可視光を散乱する。このような基体２の少なくとも何れかの表面には、赤外線を透過し、且つ可視光を反射するミラー膜４（誘電体多層膜）が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を拡散する半透明の拡散部と、
赤外線を透過すると共に可視光を反射するミラーと
を備えており、
赤外線を透過可能である
ことを特徴とする赤外線受発光用光学物品。
【請求項２】
少なくとも一方の表面に可視光を拡散する拡散層を有する、赤外線を透過する半透明の拡散基材と、
当該拡散基材の少なくとも一方の表面に形成された、赤外線を透過すると共に可視光を反射するミラーと
を備えたことを特徴とする赤外線受発光用光学物品。
【請求項３】
前記ミラーは、前記拡散層を有する前記表面に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の赤外線受発光用光学物品。
【請求項４】
前記ミラーは、少なくとも２種以上の屈折率の異なる層を含む誘電体多層膜であり、層数が１０以上３０以下である
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の赤外線受発光用光学物品。
【請求項５】
前記拡散基材は、拡散フィルムである
ことを特徴とする請求項２ないしは請求項４の何れかに記載の赤外線受発光用光学物品。
【請求項６】
前記拡散フィルムは、ディスプレイ用である
ことを特徴とする請求項５に記載の赤外線受発光用光学物品。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れかに記載の赤外線受発光用光学物品が、電子機器の赤外線を用いる部品の外側に配置されている
ことを特徴とする赤外線受発光部。
【請求項８】
前記赤外線受発光用光学物品が、前記拡散部又は前記拡散基材の一方の表面のみに形成された拡散層のみに前記ミラーを形成したものであり、前記部品に対して前記一方の表面を向けて配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の赤外線受発光部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器における、赤外線を受光及び／又は発光する部位に用いられる赤外線受発光用光学物品、並びにこれを使用した赤外線受発光部に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器において赤外線を用いた無線通信を可能とするために設けられる赤外線受光部は、一般に、次に説明する目的から、暗色を呈するように形成されている。即ち、赤外線受光部の内側に配置される、可視光線にも感度を有する受光素子が、外乱光により誤動作することを防止する目的や、機器内部が見えないようにする目的である。
このような赤外線受光部は、暗色であり、白色を呈させることはできない。よって、電子機器の主要部分が白色である場合であっても、暗色の赤外線受光部を用いざるを得なかったが、色彩を統一して機器の美観を向上する意匠設計上の観点から、白色の赤外線受光部が望まれている。
【０００３】
そこで、本出願人は、白色を呈する赤外線受発光部として、下記特許文献１に記載のものを提案した。
この赤外線受発光部では、例えば基材の外面が梨地状に加工され、その加工した外面に、赤外光を透過させると共に可視光を反射及び透過させる誘電体多層膜が形成されており、当該誘電体多層膜は、可視光の波長域について反射率が透過率を上回る波長域と反射率が透過率を下回る波長域とからなるように設定され、これにより反射された可視光の反射の光のみで外観を彩色するようにして、外観色に真珠調の質感が付与される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１２２０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の赤外線受発光部では、外面の誘電体多層膜により反射された可視光が、梨地状の外面において外面側で多様な方向を向くように乱反射され、又当該可視光が可視領域全域の波長成分を含むように誘電体多層膜が形成されているため、内部の見えない（半透明ではない）白色も呈させることができる。
しかし、内部の見えない白色とした特許文献１の赤外線受発光部を、携帯端末の近接センサに配置した場合、次に説明するように、当該近接センサの誤動作を生起する可能性がある。
即ち、このような近接センサは、赤外線の発光部と受光検知部とを互いに隣接する状態で備え、その発光部から発せられた赤外線が、近接センサに近接した物により反射されて戻ったことを、その受光検知部における赤外線の検知により把握することで、物の近接を検知するものである。当該近接センサの外側に、上記赤外線受発光部を配置すると、物が近接していなくても、受光検知部による赤外線の検知がなされ、物の近接があると判定されてしまう。
【０００６】
このようになる要因としては、次のものが考えられる。即ち、発光部から出た赤外線は、赤外線受発光部の梨地状の外面で散乱され、一部が内側に跳ね返って受光検知部で検知されてしまう。つまり、白色を表現するために必要である梨地状の外面が、近接センサの誤検出を招いているようである。そして、近接センサでは、発光部と受光検知部が並設され、発光部から外面に対し斜めに出た赤外線が斜めに跳ね返って受光検知部で検知される仕組みになっているところ、赤外線は、梨地状の外面に斜めに入射すると、垂直に入射した場合に比べ、より一層内側に戻る分量が多くなるようである。
携帯端末の近接センサが誤検出すると、例えば、スマートフォンにおいて、顔を近付ける通話時に、節電のため画面の明るさを弱くしあるいは消す設定となっている場合に、顔を近付けなくても画面の明るさが弱くなりあるいは消えてしまい、使い辛くなってしまう等、携帯端末の作動に悪影響を及ぼす。
又、指向性を付けない赤外線利用の双方向通信等、赤外線受発光部に対して斜めに赤外線が通り得る他の状況あるいは部位においても、近接センサと同様に誤作動する可能性がある。
【０００７】
そこで、請求項１，２・６に記載の発明は、白色（明色を含んで良い）を呈しながら、斜めに通過する赤外線を利用しても誤動作を防止することのできる赤外線受発光用光学物品・赤外線受発光部を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、赤外線受発光用光学物品にあって、可視光を拡散する半透明の拡散部と、赤外線を透過すると共に可視光を反射するミラーとを備えており、赤外線を透過可能であることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、赤外線受発光用光学物品にあって、少なくとも一方の表面に可視光を拡散する拡散層を有する、赤外線を透過する半透明の拡散基材と、当該拡散基材の少なくとも一方の表面に形成された、赤外線を透過すると共に可視光を反射するミラーとを備えていることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記目的に加えて、誤作動の可能性を低減して良好な作動を確保しながら白さを更にしっかりしたものとする目的を達成するため、上記発明にあって、前記ミラーは、前記拡散層を有する前記表面に形成されていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記目的に加えて、更に斜めの赤外線を良好に通すようにミラーを構成する目的を達成するため、上記発明にあって、前記ミラーは、少なくとも２種以上の屈折率の異なる層を含む誘電体多層膜であり、層数が１０以上３０以下であることを特徴とするものである。
請求項５，６に記載の発明は、上記目的に加えて、斜めの赤外線を良好に通しながらしっかりした白色を発色可能な基材を簡便に得る目的を達成するため、上記発明にあって、前記拡散基材は、拡散フィルムであることを特徴としたり、前記拡散フィルムは、ディスプレイ用であることを特徴としたりするものである。
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、赤外線受発光部にあって、上記赤外線受発光用光学物品が、電子機器の赤外線を用いる部品の外側に配置されていることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、上記目的に加えて、配置の工夫によって一層誤作動の可能性を低減して更に良好な作動を確保する目的を達成するため、上記発明にあって、前記赤外線受発光用光学物品が、前記拡散部又は前記拡散基材の一方の表面のみに形成された拡散層のみに前記ミラーを形成したものであり、前記部品に対して前記一方の表面を向けて配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、赤外線受発光用光学物品にあって、拡散層付きの半透明拡散基材の表面にミラーを成膜する。従って、しっかりした白色を呈しながら、斜めに通過する赤外線を利用しても誤動作を防止することのできる赤外線受発光用光学物品，赤外線受発光部を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るシート状の赤外線受発光用光学物品の模式的な断面図である。
【図２】スマートフォンにおける、赤外線を受光及び発光する近接センサに、赤外線受発光用光学物品を配置した赤外線受発光部の、模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施の形態につき説明する。なお、本発明の形態は、以下のものに限定されない。
【００１２】
図１は、本発明に係るシート状の赤外線受発光用の光学物品１の模式的な断面図である。
光学物品１は、基体２と、その表面に形成されるミラーとしてのミラー膜４を備える。
尚、「表面」は、本形態（適宜変更例を除く）においては、二面有る広い面（の各々）を指すものとする。
【００１３】
光学物品１の基体２は、半透明の拡散基材が用いられ、好適にはディスプレイ用の拡散フィルムが用いられる。
ディスプレイ用の拡散フィルムは、一般に液晶モニタやＬＥＤ看板等のディスプレイの表示光を拡散するフィルムとして用いられているものである。拡散フィルムは、単体では半透明であり、好ましくは合成樹脂製であり、例えばポリカーボネイト製、アクリル製、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製、ポリエチレン製、ポリプロピレン製、ポリエステル製、あるいはポリイミド製である。
拡散フィルムは、これに交わる方向（特に表面に対する垂線方向）の透過可視光を適度に散乱することで、ディスプレイの表面等の様子を隠しながら、ディスプレイ等の発する可視光を透過する。
一般的な拡散フィルムは、その用途等に鑑み、可視領域の光の透過特性について注目され、赤外領域の透過特性については特に問われないものであるが、可視光を透過する性質を持つことの延長上、赤外線も透過するものが多い。本発明では、上記基体として、赤外線透過可能な（赤外線透過性能を有する）拡散フィルムが用いられる。
拡散フィルムは、表面の内少なくとも一方の面がマット面６とされることで、可視光を散乱する。マット面６は、規則的あるいは不規則的に微細な溝や段部を複数設けて形成され、好適には規則的な複数の溝で形成される。マット面６は、可視光を散乱することで拡散するため、拡散層としての役割を担う。
拡散フィルムは、可視光を反射する複数（多数）の粒子８，８・・を有していても良い。これら粒子８，８・・の径は、好適には所定範囲内に収まるように揃えられている。粒子８，８・・は、拡散フィルムに内包されていても良いし、表面の内少なくとも一方の面の側のみに配置されていても良い。尚、このような粒子８，８・・を表面側（表面から所定距離以内）のみに配置することで拡散層を形成しても良い。
又、基体２として、ディスプレイ用ではない拡散フィルムを用いることができる。あるいは、基体２として、シート状又はフィルム状ではない樹脂成型体に拡散層を形成したものや、拡散層付きのガラス基板等を採用することができる。
【００１４】
このような基体２の少なくとも何れかの表面には、赤外線を透過し、且つ可視光を反射するミラー膜４が形成される。ミラーは、ミラー膜４ではなく、互いに異なる屈折率を有する樹脂を交互に数百層重ねてシート状に形成したもの等でも良い。又、このようなシート状のミラーに、可視光を拡散する拡散層を付与しても良い。更に、ミラー膜４付きの基体２をインサート成型等で樹脂に埋め込むことで光学物品１を形成して良く、又シート状のミラーと基体２を別個に埋め込む等により同一物品中の異なる位置に配置しても良い。これら変更例を適宜まとめると、光学物品１としては、可視光を拡散する拡散層を有する半透明の拡散部と、赤外線を透過すると共に可視光を反射するミラー部を備えていれば良い。拡散層は好適には光学物品の表面に形成され、光学物品１（の基体）は拡散部を含めて赤外線を透過する（部分を有する）。
ミラー膜４は、図１に示されるように、好適には、マット面６に形成され、更に好適には、基体２の一方の表面のみにおいて形成されたマット面６のみに形成される。
ミラー膜４は、好適には誘電体多層膜により形成される。誘電体多層膜は、低屈折材料の膜物質を含む薄膜と高屈折材料の膜質を含む薄膜とを交互に積層して成膜される。換言すれば、ミラー膜４は、少なくとも２種以上の屈折率の異なる層を含む多層膜として形成されている。膜物質としては、金属酸化物、金属フッ化物等から適宜（２，３種類）選択したものを使用することができる。
誘電体多層膜のミラー膜４は、表面の垂線に対し角度をもって入射する赤外線についても反射率を充分に低減する観点から、全体の層数が１０層以上であることが好ましく、１４層以上であることが更に好ましい。又、誘電体多層膜のミラー膜４は、成膜コストや耐久性等の観点から、全体の層数が３０層以下であることが好ましく、２２層以下であることが更に好ましい。
半透明の基体２にミラー膜４を付与することで、光学物品が白色を呈するようになる。
【００１５】
このような光学物品１は、電子機器における、赤外線を受光及び／又は発光する赤外線受発光部に用いられ、好適には、図２に示すように、電子機器（ここではスマートフォン１０）における、赤外線を受光及び発光する部品（ここでは近接センサ１１）を含む赤外線受発光部１２に用いられる。
スマートフォン１０の赤外線受発光部１２において、スマートフォン１０に内蔵される近接センサ１１の外側に、光学物品１が配置されている。光学物品１は、好適には、スマートフォン１０の白い筐体に対し、色彩が同様となるように、又当該筐体に沿うように配置される。又、光学物品１は、好適には、片面にマット面６及びミラー膜４が形成され、当該片面がスマートフォン１０の内側になるように（当該片面を内面として）配置される。尚、光学物品１においてマット面６ではない平坦面にミラー膜４が形成された場合、好適には、ミラー膜４が内側になるように配置される。
【００１６】
近接センサ１１は、赤外線を発射する赤外線光源２０（例えば赤外ＬＥＤ）と、赤外線の受光を検知する受光部２１を有する。近接センサ１１は、スマートフォン１０の図示しない制御手段と電気的に接続されている。
赤外線光源２０は、スマートフォン１０の電源ＯＮ時（あるいは更に近接センサ作動指令ＯＮ時）、常時あるいは所定パターンの間隔で点灯し、赤外線を外方へ発射する（図２の矢印Ｌ）。
【００１７】
発射された赤外線は、光学物品１を、次のように通過する。
即ち、赤外線は、まずミラー膜４を通過する。ミラー膜４は、可視光を反射するものの、赤外線を透過するため、赤外線はミラー膜４を通過可能であり、通過時の反射率はミラー膜４により微小（表面に対する垂直方向で例えば４％程度）であり、表面の垂線に対し角度がついた状態においても反射率は同様に小さい。
次に、赤外線は、マット面６を通過する。マット面６は、凹凸があるため、可視光を散乱すると共に、赤外線も散乱する可能性が高く、散乱された赤外線の一部は、図２に矢印Ｎで仮に示すように、スマートフォン１０の内側に戻ってしまうことが考えられる。しかし、基体２はディスプレイ用の拡散フィルムであって、マット面６はディスプレイの表示光を崩さず透過させるように形成されているので、光学物品１のマット面６においては近接センサ１１側に戻る赤外線は発生せず、あるいは発生したとしてもミラー膜４における反射赤外線と同様に弱いものでしかなくなる。
続いて、赤外線は、半透明の基体２を通過する。基体２は、赤外線透過性能を持つため、赤外線を透過率の高い状態で通過させる。
【００１８】
光学物品１を透過した赤外線は、スマートフォン１０の外側に至る。
スマートフォン１０の外側であって赤外線受発光部１２の近く（隣接箇所）に人体（例えば頭Ｈ）や物体等がなければ、赤外線はそのまま放射される。
他方、赤外線受発光部１２の近傍に頭Ｈ等があると、図２に矢印Ｒで示すように、頭Ｈ等により赤外線が反射率の極めて高い状態で反射され、その反射赤外線が赤外線受発光部１２に向かう。
反射赤外線は、赤外線光源２０からの赤外線が光学物品１を透過する場合と丁度逆の過程で光学物品１を外面から内面へ通過し、受光部２１に至る。
受光部２１は、反射赤外線を（所定強度以上で）検知すると、近接センサ１１あるいは赤外線受発光部１２に頭Ｈ等が近接している旨の検知信号を、スマートフォン１０の制御手段に発する。尚、受光部２１は、赤外線の受光強度を制御手段に発信しても良い。
【００１９】
光学物品１においては、基体２として半透明の拡散基材が用いられており、その基体２の一方又は双方の表面にミラー膜４が形成されているので、近接センサ１１等の機器内部構造を白色に隠蔽しながら、赤外線を受発光することができる。
ミラー膜４が可視光を反射することで、基体２の可視光拡散作用による半透明状態が薄透明状や曇りガラス状にならずしっかりした濃いものとなる。
又、拡散基材が用いられることで、図２の矢印Ｎのようなすぐに戻る赤外線の発生が簡便に防止される。すぐに戻る赤外線は、受光部２１に検知される可能性があり、頭Ｈ等が近接していないのに近接していると判定されてしまう、というような誤作動の原因になるため、防止されることは有用である。赤外線受発光部位においてしっかりした白色を出すとなると、可視光の散乱や可視光反射膜の形成が求められるところ、これらの散乱や形成は、赤外線につき、すぐに戻るものの発生等、所望の光路以外の光路の発生をも招き易くなり、現に背景技術として示したもの（梨地状の表面に８層の誘電体多層膜を形成して白色を呈するようにしたもの）を、斜めの光路の赤外線を用いる近接センサ１１に対して使用すると、誤作動を生じる可能性が比較的に高くなる。これに対し、本発明の光学物品１においては、図２の矢印Ｎのようなすぐに戻る赤外線の発生が防止される。
更に、マット面６にミラー膜４が形成されることで、光学物品１の白色を更にしっかりしたものとし、すぐに戻る赤外線の発生を更に効果的に防止することができる。
又更に、拡散基材として拡散フィルムを用いると、製造し易く利用し易い光学物品１を提供することができるし、拡散フィルムとしてディスプレイ用拡散フィルムを用いれば、濃い白色を付与可能である良好なマット面６を有する基体２を、容易に調達することができる。
加えて、ミラー膜４が所定層数以上の誘電体多層膜とされることで、垂直な赤外線の反射率は勿論、斜めの赤外線に対する反射率も充分に低減することができ、斜めの赤外線を用いる機器に対しても白色の赤外線受発光部位を設けることができる。又、ミラー膜４が特定層数以下の誘電体多層膜とされることで、コストや耐久性等に優れた赤外線受発光部位とすることが可能となる。
【実施例】
【００２０】
≪概要≫
以下に説明するように、本発明に係る赤外線受発光用光学物品に属するものとして、実施例１〜７を作成した。又、実施例１〜７と対比させるため、本発明に属さない比較例１を作成した。そして、実施例１〜７及び比較例１のそれぞれに関し、白色の濃さと、表面垂直方向の赤外線の透過状況と、表面への垂線に対し４５度の角度をもって斜めに入射する４５度入射赤外線の透過状況と、上記実施形態で説明したような近接センサ１１に対し用いた場合の近接センサ１１の作動状況と、ミラー膜４の成膜コストを調べた。
【００２１】
≪構成等≫
次の［表１］の「フィルム」欄に示すように、実施例１〜７の基体２として、片側の表面のみ並設溝状のマット面６となっているディスプレイ用拡散フィルムを用い、比較例１の基体として、双方の表面とも平坦である他は各実施例と同じ素材ないし大きさである樹脂フィルムを用いた。尚、比較例１の基体は、マット面６が無いため、可視光が散乱されず、単体で半透明ではなく透明である。
ミラー膜４は、［表１］の「ミラー膜」欄に示すように、実施例１と比較例１において片側の平坦面に形成し、実施例２〜７ではマット面６に形成した。
ミラー膜４は、何れも誘電体多層膜とし、基体２に接する層を二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）で形成し、その隣接層を二酸化シリコン（ＳｉＯ２）で形成し、次いでこれらを交互に積層して成膜した。実施例１〜７におけるミラー膜４の全層数は、［表１］の「層数」欄に示すように、順に１４，１４，２２，３０，１０，９，３１であり、比較例１においては１４である。
【００２２】
【表１】
2014071295.tif 000003
【００２３】
≪結果及び評価等≫
まず白色の濃さについて、［表１］の「白さ」欄に示すように、実施例１では厳密にいうとやや曇ったシルバー調ではあるがしっかりした白色（明色）となり（○）、実施例２〜７では濃くて透けないしっかりした白色となった（◎）。一方、比較例１では、完全にシルバーミラーとなった（×）。比較例１では、可視光が散乱されず、透明の基材にミラー膜を付与したとしても、白さは付与できない。これに対し、実施例１〜７では、可視光が散乱されるため、基体２を赤外線を透過可能且つ可視光散乱可能であるよう半透明にすると共に基体２にミラー膜４を付与すれば、充分に濃い白さを持たせることができる。
【００２４】
次に、赤外線が表面に対し垂直に透過する場合の透過率について、［表１］の「赤外線垂直透過」欄に示すように、実施例１〜７，比較例１ともに充分な透過率（８００〜９００ｎｍの波長範囲で約９０〜９３％，◎）を示した。
又、赤外線が表面に対し４５度の角度をもって入射した場合の透過率について、［表１］の「赤外線斜め透過」欄に示すように、実施例６でやや良好な透過率を示し（８００〜９００ｎｍの波長範囲で約８０〜９０％の範囲内，○）、実施例１〜５，７及び比較例１で良好な透過率（８００〜９００ｎｍの波長範囲で約９０〜９３％の範囲内，◎）を示した。
実施例６と実施例１〜５，７を比較すると、次のことが分かる。誘電体多層膜のミラー膜４の層数を１０以上とすると、斜めに入射する赤外線に対する透過率に優れたものとなり、近接センサ１１等の斜めの赤外線を利用する機器における誤作動を効果的に防止することが可能となる。
近接センサ１１に対して用いた場合の作動の良好さ（誤動作発生確率の低さ）は、［表１］の「近接センサの作動」欄に示すように、斜めの赤外線の透過率の高さと同様の傾向にある。
【００２５】
続いて、ミラー膜４を形成する際のコストについて、［表１］の「成膜コスト」欄に示すように、実施例１〜３，５〜６，比較例１が低コストであり（◎）、実施例４（層数３０）がやや低コストであり（○）、実施例７が層数３１であるため比較的にコストがかかる（△）。
尚、誘電体多層膜であるミラー膜４の層数に関する発明の例について述べる。
当該発明例は、赤外線を透過する基材と、（当該基材の少なくとも一方の表面に形成された、）赤外線を透過すると共に可視光を反射するミラー（膜）とを備えており、当該ミラー（膜）は誘電体多層膜であってその層数が１０（１４）以上３０（２２）以下であることを特徴とする赤外線受発光用光学物品である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・光学物品（赤外線受発光用）、２・・基体（拡散部、拡散基材、拡散フィルム）、４・・ミラー膜（ミラー、誘電体多層膜）、６・・マット面（拡散層）、１０・・スマートフォン（電子機器）、１１・・近接センサ（赤外線を用いる部品）、１２・・赤外線受発光部。
【図１】
2014071295.tif 000004
【図２】
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