(57)【要約】【課題】  測定対象から放射された赤外線を効率的に赤外線センサ３へと導くことができるとともに、周囲の温湿度環境の変化に伴い結露が発生したときは、当該結露を速やかに消すことを実現する。【解決手段】  メッキとの親和性の高い第１の合成樹脂５を内側とし、一方、当該第１の合成樹脂５に比べてメッキとの親和性が低い第２の合成樹脂６を外側として二色成形により成形する。第１の合成樹脂５の内周面１４は、メッキ処理に鏡面仕上げする。一方、第２の合成樹脂６の外周面１５は、鏡面仕上げせず、合成樹脂の地肌を粗面仕上げして吸熱性や放熱性を高める。【選択図】      図１
2018031765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成され、測定対象から放射された赤外線を前端開口部から中空部内へ取り込み、基端開口部と対向して配置した赤外線センサに導く構成の赤外線センサ用集光装置であって、
合成樹脂により製作され、鏡面仕上げした導波用内周面部と、鏡面仕上げしていない吸熱・放熱用外周面部と、を含むことを特徴とする赤外線センサ用集光装置。
【請求項２】
メッキとの親和性に差のある二種類の合成樹脂により製作され、メッキとの親和性の高い第１の合成樹脂を内側とし、当該第１の合成樹脂に比べてメッキとの親和性が低い第２の合成樹脂を外側としてあり、
前記第１の合成樹脂の内周面が、メッキ処理されて前記導波用内周面部を形成し、
前記第２の合成樹脂の外周面が、前記吸熱・放熱用外周面部を形成する、ことを特徴とする請求項１の赤外線センサ用集光装置。
【請求項３】
前記第１の合成樹脂を、前端開口部から外周面側へ露出させたことを特徴とする請求項２の赤外線センサ用集光装置。
【請求項４】
前記吸熱・放熱用外周面部は、粗面仕上げしてあることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載した赤外線センサ用集光装置。
【請求項５】
周囲の構造物に保持される支持部を前記吸熱・放熱用外周面部から延出して形成し、且つ当該支持部も粗面仕上げしてあることを特徴とする請求項４の赤外線センサ用集光装置。
【請求項６】
正面に赤外線入射窓を有し、この赤外線入射窓から取り込まれた赤外線を内部に設けた赤外線検出素子へ照射する構成を含む前記赤外線センサに対して、
前記基端開口部は、前記赤外線センサの正面との間に隙間を形成して配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載した赤外線センサ用集光装置。
【請求項７】
前記基端開口部の周壁から少なくとも三本の脚部を延出し、これら各脚部をそれぞれ前記赤外線センサに接触させて組み合わせることで、前記基端開口部と前記赤外線センサの正面との間に前記隙間が形成されることを特徴とする請求項６の赤外線センサ用集光装置。
【請求項８】
前記基端開口部の周壁から延出した各脚部は、前記赤外線センサにそれぞれ接触させて組み合わせたとき、前記導波用内周面部の中心軸が前記赤外線センサにおける赤外線入射窓の中心と同軸上に配置されるように位置合わせしてあることを特徴とする請求項７の赤外線センサ用集光装置。
【請求項９】
内周面における前記基端開口部からその周辺にかけての領域に、前記前端開口部から中空部内へ取り込んだ赤外線を拡散して反射する赤外線拡散面を形成したことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載した赤外線センサ用集光装置。
【請求項１０】
内周面を前記鏡面仕上げした導波用内周面部としたとき、前記赤外線センサに対するあらかじめ規定した軸方向の相対位置変動に伴い、前記前端開口部から中空部内へ取り込んだ赤外線の反射軌道が、前記赤外線センサの前記赤外線検出素子から外れる当該反射領域は、少なくとも前記赤外線拡散面としてあることを特徴とする請求項９の赤外線センサ用集光装置。
【請求項１１】
前記前端開口部から前記基端開口部にかけて内周面が縮径する筒形状に形成したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載した赤外線センサ用集光装置。
【請求項１２】
請求項２に記載した赤外線センサ用集光装置を製造するための方法であって、
前記第１の合成樹脂と前記第２の合成樹脂とを二色成形して筒状の中間成形体を製作する二色成形工程と、
前記第１の合成樹脂の内周面にメッキ処理を施し前記導波用内周面部を形成するメッキ処理工程と、
を含むことを特徴とする赤外線センサ用集光装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項３に記載した赤外線センサ用集光装置を製造するための方法であって、
前記第１の合成樹脂と前記第２の合成樹脂とを二色成形し、前記第１の合成樹脂が前端開口部から外周面側へ露出するとともに、当該露出部から電極用突出部が突き出した筒状の中間成形体を製作する二色成形工程と、
前記中間成形体における前記第１の合成樹脂の露出部分に無電解メッキ処理を施す予備メッキ処理工程と、
前記無電解メッキ処理が施された前記電極用突出部から電流を流して、前記第１の合成樹脂の露出部分に電解メッキ処理を施し、前記第１の合成樹脂の内周面に前記導波用内周面部を形成する電解メッキ処理工程と、
前記電極用突出部を切断して取り除く突出部除去工程と、
を含むことを特徴とする赤外線センサ用集光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の合成樹脂の外周面を粗面仕上げする工程を含む請求項１２又は１３の赤外線センサ用集光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、測定対象から放射された赤外線を赤外線センサに導く赤外線センサ用集光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線センサは、熱を放射する人間や動物などを感知する等の目的で種々の照明器具や防犯装置、冷暖房装置に利用されている。また、人間や動物の体温を測定する温度計にも使用されている。
特許文献１には、導波管（waveguide）を備えた赤外線温度計が開示されている。導波管は、人体から放射された赤外線を赤外線センサへと導く集光装置である。同文献１に開示された導波管の内周面は、鏡面仕上げされており、且つ第１の開口部（前端開口部）から第２の開口部（後端開口部）に向かって内径が減少するように収束した形状となっている。
このように、内周面が鏡面仕上げされ且つ縮径した形状の導波管は、測定対象から放射された赤外線を効率的に赤外線センサへと導くことができる利点を有している。
【０００３】
ところで、赤外線温度計を、低温の環境から高温多湿環境へ移動したとき、導波管の内周面や、赤外線センサの赤外線入射窓に結露が生じることがある。導波管の内周面に結露が生じると、先端から取り込まれた赤外線が乱反射して、赤外線センサへ導く赤外線の光量が減少してしまう。さらに、赤外線入射窓に結露が生じると、同様に結露部分で赤外線が乱反射してセンサ内部への赤外線の入射光量が減少してしまう。それらが原因で、赤外線センサにより測定した測定対象の温度に誤差が生じる。
このように赤外線センサと導波管等の集光装置の組み合わせにあっては、周囲の温湿度環境の変化に伴う結露の発生により、赤外線センサの検出精度に誤差が生じるおそれがある。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された導波管をはじめ、従来の赤外線センサ用集光装置には、周囲の温湿度環境の変化に伴い発生する結露に着目し、その結露対策が施されたものはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ０１／８８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、測定対象から放射された赤外線を効率的に赤外線センサへと導くことができるとともに、周囲の温湿度環境の変化に伴い結露が発生したときは、当該結露を速やかに消すことができる赤外線センサ用集光装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、筒状に形成され、測定対象から放射された赤外線を前端開口部から中空部内へ取り込み、基端開口部と対向して配置した赤外線センサに導く構成の赤外線センサ用集光装置であって、
合成樹脂により製作され、鏡面仕上げした導波用内周面部と、鏡面仕上げしていない吸熱・放熱用外周面部と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
鏡面仕上げした導波用内周面部を備えることで、測定対象から放射された赤外線を効率的に赤外線センサへと導くことができる。さらに、鏡面仕上げしていない吸熱・放熱用外周面部は、表面積が広くかつ反射率が低いので、周囲の熱を効率的に吸収して結露の速やかな消去に貢献することができる。
なお、赤外線センサの内部温度が周囲温度よりも高いときには、赤外線センサの内部に蓄えられた熱を、この吸熱・放熱用外周面部から効率的に放熱することができる。
【０００９】
具体的には、本発明の赤外線センサ用集光装置は、メッキとの親和性に差のある二種類の合成樹脂により製作され、メッキとの親和性の高い第１の合成樹脂を内側とし、一方、当該第１の合成樹脂に比べてメッキとの親和性が低い第２の合成樹脂を外側として構成することができる。
ここで、第１の合成樹脂の内周面は、メッキ処理されて導波用内周面部を形成し、第２の合成樹脂の外周面は、吸熱・放熱用外周面部を形成する。
【００１０】
また、第１の合成樹脂を、前端開口部から外周面側へ露出させた構成とすれば、この露出部分に電解メッキ処理で使う電極を突出形成することができて好ましい。
【００１１】
さらに、吸熱・放熱用外周面部を粗面仕上げすることで、いっそう吸熱性（及び放熱性）を向上させることができる。
【００１２】
また、周囲の構造物に保持される支持部を吸熱・放熱用外周面部から延出して形成し、且つ当該支持部も粗面仕上げすることで、周囲の構造物とのがたつきが無く保持されて赤外線センサとの間の位置ずれを防止するとともに、さらに吸熱性（及び放熱性）を向上させることが可能となる。
【００１３】
本発明の赤外線センサ用集光装置は、正面に赤外線入射窓を有し、この赤外線入射窓から取り込まれた赤外線を内部に設けた赤外線検出素子へ照射する構成を含む赤外線センサに対して、基端開口部を、赤外線センサの正面との間に隙間を形成して配置する構成とすることができる。
【００１４】
具体的には、基端開口部の周壁から少なくとも三本の脚部を延出し、これら各脚部をそれぞれ赤外線センサに接触させて組み合わせることで、基端開口部と赤外線センサの正面との間に隙間を形成することができる。
【００１５】
このように、基端開口部と赤外線センサの正面との間に隙間を形成することで、赤外線センサ用集光装置の中空部から当該隙間を経由して外気を流入させることができるので、赤外線センサ用集光装置の導波用内周面部や赤外線センサの赤外線入射窓の表面に結露が生じても、速やかに消去することが可能となる。
【００１６】
また、基端開口部の周壁から延出した各脚部は、赤外線センサにそれぞれ接触させて組み合わせたとき、導波用内周面部の中心軸が赤外線センサにおける赤外線入射窓の中心と同軸上に配置されるように位置合わせしておけば、各脚部を赤外線センサに組み合わせるだけで、自動的に導波用内周面部と赤外線センサの中心軸を一致させることができ、作業性が向上する。
【００１７】
さて、赤外線センサ用集光装置と赤外線センサとを、照明器具、防犯装置、冷暖房装置や温度計等に組み込んだとき、わずかながらも赤外線センサ用集光装置や赤外線センサの組み込み位置にズレが生じたり、組み込み後にがたつきが生じたりすることがある。そして、赤外線センサに対して赤外線センサ用集光装置の相対位置が軸方向に変動すると、特に基端開口部近く（赤外線センサの近傍）で反射した赤外線は、赤外線センサの赤外線入射窓から取り込まれて赤外線検出素子へ入射する軌道を外れてしまうおそれがある。このように基端開口部近くで反射した赤外線が赤外線検出素子へ入射しないと、赤外線センサへの赤外線の入射光量が減少し、赤外線センサによる赤外線の検出精度を低下させてしまう。
【００１８】
そこで、本発明の赤外線センサ用集光装置は、内周面における基端開口部からその周辺にかけての領域に、前端開口部から中空部内へ取り込んだ赤外線を拡散して反射する赤外線拡散面を形成することが好ましい。
例えば、内周面を鏡面仕上げした導波用内周面部としたとき、赤外線センサに対するあらかじめ規定した軸方向の相対位置変動に伴い、前端開口部から中空部内へ取り込んだ赤外線の反射軌道が、赤外線センサの赤外線検出素子から外れる当該反射領域は、少なくとも赤外線拡散面とすることが好ましい。
【００１９】
このように赤外線拡散面を形成することで、赤外線センサと赤外線センサ用集光装置との間で軸方向の相対位置変動があっても、赤外線拡散面で拡散した赤外線の一部が赤外線検出素子に入射するので、赤外線センサへの赤外線の入射光量の減少を抑制することができる。
【００２０】
さらに、前端開口部から基端開口部にかけて内周面が縮径する筒形状に形成することで、測定対象から放射された赤外線を効率的に赤外線センサへ導くことが可能となる。
【００２１】
次に、本発明に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法は、
第１の合成樹脂と第２の合成樹脂とを二色成形して筒状の中間成形体を製作する二色成形工程と、
第１の合成樹脂の内周面にメッキ処理を施し導波用内周面部を形成するメッキ処理工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２２】
具体的には、本発明に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法は、
第１の合成樹脂と第２の合成樹脂とを二色成形し、第１の合成樹脂が前端開口部から外周面側へ露出するとともに、当該露出部から電極用突出部が突き出した筒状の中間成形体を製作する二色成形工程と、
中間成形体における第１の合成樹脂の露出部分に無電解メッキ処理を施す予備メッキ処理工程と、
無電解メッキ処理が施された電極用突出部から電流を流して、第１の合成樹脂の露出部分に電解メッキ処理を施し、第１の合成樹脂の内周面に導波用内周面部を形成する電解メッキ処理工程と、
電極用突出部を切断して取り除く突出部除去工程と、
を含む方法とすることができる。
【００２３】
さらに、本発明に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法は、第２の合成樹脂の外周面を粗面仕上げする工程を含む方法とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、測定対象から放射された赤外線を効率的に赤外線センサへと導くことができ、しかも周囲の温湿度環境の変化に伴い結露が生じたときは、当該結露を速やかに消して、赤外線センサの検出精度を短時間で本来の状態に戻すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の外観を示す斜視図、（ｂ）は同装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。
【図３】赤外線センサの構成例を示す一部断面正面図である。
【図４】赤外線センサを利用する装置のハウジング内に組み込まれた赤外線センサと赤外線センサ用集光装置を拡大して示す正面断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法を模式的に示す断面正面図である。
【図６】図５に続く、本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法を模式的に示す断面正面図である。
【図７】図６に続く、本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図８】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の外観を示す斜視図、（ｂ）は同装置の構成を示す正面断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法を模式的に示す断面正面図である。
【図１１】図１０に続く、本発明の第２実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法を模式的に示す断面正面図である。
【図１２】図１１に続く、本発明の第２実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る赤外線センサ用集光装置を説明するための図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）の一部分を拡大して示す正面断面図である。
【図１４】図１３と併せて、本発明の第３実施形態に係る赤外線センサ用集光装置を説明するための図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）の一部分を拡大して示す正面断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の構成を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
まず、図１〜図７を参照して、本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置とその製造方法について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る赤外線センサ用集光装置（以下、単に「集光装置」ということもある）は、一般に導波管（waveguide）とも称される筒状の基本構造を採用している。
【００２７】
この集光装置１は、赤外線センサ３とともに、赤外線温度計等の装置（以下、「組込み対象装置」ということもある）４の内部へ組み込まれる。ここで、集光装置１は、赤外線センサ３の赤外線入射窓３１に対向して基端開口部１２が配置される。そして、測定対象から放射された赤外線を前端開口部１１から中空部１３内へ取り込み、内周面で赤外線を反射させながら基端開口部１２へ導き、赤外線センサ３の赤外線入射窓３１を通して赤外線検出素子３２へ照射する。
【００２８】
図３は、赤外線センサ３の構成例を示している。
同図に示す赤外線センサ３は、サーモパイル型赤外線センサと称するもので、サーモパイルと称する熱型の赤外線検出素子３２が赤外線を受光すると、その入射エネルギー量に応じた熱起電力を電気信号として出力する。
赤外線センサ３は、基盤３３の正面中央部に赤外線検出素子３２が配置してあり、その近傍には温度検出素子３４が配置されている。温度検出素子３４としては、赤外線検出素子３２の周囲温度に応じて抵抗値を変えるサーミスタが適用される。これら赤外線検出素子３２と温度検出素子３４は、赤外線センサ３の外観を形成する保護部材３５で被覆されており、保護部材３５の正面中央部（すなわち、赤外線センサ３の正面中央部）に赤外線入射窓３１が形成されている。赤外線入射窓３１は赤外線検出素子３２の受光部と対向しており、赤外線入射窓３１を通して入射してきた赤外線が赤外線検出素子３２の受光部に入射する。なお、基盤３３の背面からは、リード線３６が外部へ延出している。本実施形態では、赤外線入射窓３１と赤外線検出素子３２は、同じ中心軸上に配置してある。
【００２９】
図１及び図２に戻り、集光装置１は、合成樹脂で製作してあり、内周面はメッキ処理することで鏡面仕上げされている。この鏡面仕上げされた内周面を導波用内周面部１４と呼ぶことにする。鏡面仕上げした導波用内周面部１４を備えることで、中空部１３内に取り込んだ赤外線の減衰を抑えて効率的に反射させて基端開口部１２へ導き、赤外線センサ３の赤外線入射窓３１を通して赤外線検出素子３２に照射させることができる。
【００３０】
また、集光装置１の導波用内周面部１４は、前端開口部１１から基端開口部１２にかけて縮径する筒形状に形成してある。例えば、図１（ｂ）に示す構成では、導波用内周面部１４を放物面状に形成してある。ただし、導波用内周面部１４の形状は放物面状に限定されるものではなく、円錐筒状の内周面など、必要に応じて適宜設計することができる。
【００３１】
導波用内周面部１４を、前端開口部１１から基端開口部１２にかけて縮径する筒形状に形成することで、前端開口部１１から取り込まれた赤外線が基端開口部１２に向かって反射する過程で徐々に収束していき、小さな寸法をした赤外線センサ３の赤外線入射窓３１を通して赤外線検出素子３２へ高強度で照射させることができる。
【００３２】
一方、集光装置１の外周面は、一部分を除き、鏡面仕上げされずに合成樹脂の地肌が露出しており、しかも当該露出した合成樹脂の地肌を粗面に仕上げた構成としてある。このように鏡面仕上げせず、合成樹脂の地肌を粗面仕上げしてある外周面部分を吸熱・放熱用外周面部１５と呼ぶことにする。
【００３３】
さて、組込み対象装置４が低温環境下に長時間置かれると、その内部に組み込まれた集光装置１や赤外線センサ３も低温状態となる。その後に、組込み対象装置４が室温環境下に移されると、低温状態となった集光装置１の表面に結露が生じるおそれがある。
上述したように鏡面仕上げせず、合成樹脂の地肌を粗面仕上げされた吸熱・放熱用外周面部１５は、表面積が広くかつ反射率の低い構成となるため、周囲の熱を効率的に吸収することができる。このように吸熱・放熱用外周面部１５が周囲の熱を効率的に吸収することで、集光装置１の内部温度を速やかに周囲温度に近付けることができ、その結果として集光装置１の表面に生じた結露を速やかに消すことが可能となる。
【００３４】
また、集光装置１は、基端開口部１２の周壁１２ａから三本の脚部１６を軸方向へ延出した構成としてある。基端開口部１２の周壁１２ａは円環状に形成され、その円周方向に三分割する各部位から脚部１６が延出している。これら脚部１６は同じ寸法形状であり、ともに内周面を段付き形状とし、基端開口部１２より僅かに外側の部位に平坦な正面支持部１６ａが形成してある。さらに、脚部１６の内周面は、正面支持部１６ａから先端にかけて側面支持部１６ｂを形成している。
【００３５】
また、集光装置１の吸熱・放熱用外周面部１５には、２箇所から外径方向へ延出して平板状の支持部１８が形成してある。これらの支持部１８は、後述するように集光装置１を組込み対象装置４の内部に保持する機能を有している。これらの支持部１８は、吸熱・放熱用外周面部１５と同様に、合成樹脂の地肌を粗面仕上げした表面形状とする。これにより、集光装置１の吸熱性（及び放熱性）をさらに向上させることができる。
なお、支持部１８は、組込み対象装置４の内部に構成された保持構造に対応して形成箇所や形状などを設計することが好ましい。
【００３６】
図４に示すように、集光装置１は、赤外線センサ３とともに、組込み対象装置４の内部へ組み込まれる。このとき、集光装置１に形成した支持部１８が、組込み対象装置４の内部に設けた保持部４１と係合して、集光装置１を組込み対象装置４の内部に保持する。
図４に示す組み込み構造では、赤外線センサ３は、リード線３６が、組込み対象装置４の内部に装着されたプリント基板４３に半田付けにより固定されている。
【００３７】
集光装置１は、各脚部１６の正面支持部１６ａが、赤外線センサ３の正面３ａにおける周縁部の三箇所に接触し、各脚部１６の側面支持部１６ｂが、赤外線センサ３の側面３ｂにおける三箇所に接触した状態で、赤外線センサ３に各脚部１６が嵌め合わされている。
【００３８】
このように基端開口部１２の周壁１２ａから延出した各脚部１６が、赤外線センサ３にそれぞれ接触させて組み合わされたとき、導波用内周面部１４の中心軸Ｏが、赤外線センサ３における赤外線入射窓３１の中心と同軸上に配置されるように、集光装置１はあらかじめ位置合わせして製作されている。
【００３９】
また、各脚部１６を赤外線センサ３に嵌め合わせた状態では、赤外線センサ３の正面３ａが集光装置１の基端開口部１２の周壁１２ａから離間して配置される。そのため、集光装置１における基端開口部１２と赤外線センサ３の正面３ａとの間には、隙間１７が形成される。したがって、集光装置１の中空部１３内は、この隙間１７を通して、上述した赤外線センサ３の周囲空間４２に連通する。なお、図４には示されていないが、周囲空間４２は集光装置１の吸熱・放熱用外周面部１５が接する周囲空間と連通している。
この構成により、集光装置１の導波用内周面部１４や赤外線センサ３の赤外線入射窓３１に結露が生じたとき、集光装置１の中空部１３と隙間１７を通して、温度差のある外気と赤外線センサ３の周囲空間４２との間で空気の流動が生じるので、結露を速やかに消すことができる。
【００４０】
上述した集光装置１は、メッキとの親和性に差のある二種類の合成樹脂により製作してある。すなわち、メッキとの親和性の高い第１の合成樹脂５を内側に設け、一方、この第１の合成樹脂５に比べてメッキとの親和性が低い第２の合成樹脂６を外側に設けた構成としてある。メッキとの親和性の高い第１の合成樹脂５としては、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの３成分からなる熱可塑性樹脂）を適用することができる。一方、メッキとの親和性が低い第２の合成樹脂６としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリスチレン（ＰＳ）を適用することができる。
【００４１】
上述した集光装置１の各部要素は、これら第１，第２の合成樹脂５，６のいずれか一方に形成してある。すなわち、導波用内周面部１４は、第１の合成樹脂５の内周面に形成してある。一方、吸熱・放熱用外周面部１５は、第２の合成樹脂６の外周面に形成してある。さらに、脚部１６と支持部１８は、第２の合成樹脂６に形成してある。
また、第１の合成樹脂５は、前端開口部１１から外周面側へ露出して、前端開口部１１の周壁１１ａを形成している。この前端開口部１１の周壁１１ａは、後述するようにメッキ処理が施されるとともに、製造過程でこの周壁に電極用突出部２０が形成される（図７（ａ）参照）。
【００４２】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第１実施形態に係る赤外線センサ用集光装置の製造方法について、詳細に説明する。
内周面をメッキ処理して鏡面仕上げするとともに、外周面は合成樹脂の地肌を露出させた構成の集光装置１は、二色成形（ダブルモールド）と称する樹脂成形方法を用いることで実現することができる。
図５及び図６は、二色成形工程の手順を示している。
本実施形態では、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、まずメッキとの親和性の高い第１の合成樹脂５を成形するための金型５１，５２を用意し、当該金型５１，５２内の空洞５３に第１の合成樹脂５の溶湯を充填して成形する。既述したように、第１の合成樹脂５としては、例えば、ＡＢＳ樹脂を適用することができる。
次に、図５（ｃ）及び図６（ａ）に示すように、第１の合成樹脂５による成形品の外周面を形成した一方の金型５２を、第２の合成樹脂６を成形するための金型５４に変更する。そして、図６（ｂ）に示すように、金型５１，５４内で第１の合成樹脂５による成形品の外周面側にできた空洞５５内に、第２の合成樹脂６の溶湯を充填して成形する。既述したように、第２の合成樹脂６としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリスチレン（ＰＳ）を適用することができる。
【００４３】
金型５１，５４内に充填した第２の合成樹脂６が固まった後、図６（ｃ）に示すように、金型５１，５４を開いて第１の合成樹脂５と第２の合成樹脂６で構成された筒状の中間成形体２１を取り出す。
図７（ａ）は中間成形体２１の外観を示している。筒状の中間成形体２１は、内周面から前端開口部１１の周壁１１ａにかけての部分が第１の合成樹脂５で成形され、前端開口部１１の周壁１１ａを除く外周面が第２の合成樹脂６で成形されている。第１の合成樹脂５で成形された前端開口部１１の周壁１１ａは、外周面側へ露出しており、ここに電極用突出部２０を外径方向に突き出して形成してある。
【００４４】
次に、図７（ａ）に示す中間成形体２１における第１の合成樹脂５の露出部分に、無電解メッキ処理を施す（予備メッキ処理工程）。本実施形態では、無電解ニッケルメッキを実施して、第１の合成樹脂５の露出部分にニッケルの金属皮膜を形成する。このとき、電極用突出部２０にもニッケルの金属皮膜が形成される。一方、予備メッキ処理工程において、第２の合成樹脂６の露出する部分には、メッキは施されない。
【００４５】
次に、無電解メッキ処理が施された電極用突出部２０から電流を流して、第１の合成樹脂５の露出部分に電解メッキ処理を施す（電解メッキ処理工程）。電解メッキ処理は、例えば、銅メッキ処理、ニッケルメッキ処理、金メッキ処理の順序で３工程に分けて実施することで、表面の金メッキが薄くても剥げない高品質なメッキ層を、第１の合成樹脂５の露出部分に形成することができる。この電解メッキ処理工程においても、第２の合成樹脂６の露出する部分には、メッキは施されない。
なお、無電解メッキ処理及び電解メッキ処理の技術は、すでに周知技術であるため、本明細書での詳細な説明は省略する。
【００４６】
電解メッキ処理工程を終了した後、図７（ｂ）に示すように、電極用突出部２０を切断して取り除く（突出部除去工程）。なお、第２の合成樹脂６の地肌が露出する吸熱・放熱用外周面部１５と支持部１８は粗面仕上げしておくことが好ましい。粗面仕上げは、例えば、図６（ａ）の金型５４の内腔にシボ加工を施しておくことで処理することができる。また、電解メッキ処理工程を終了した後に、第２の合成樹脂６の地肌が露出する吸熱・放熱用外周面部１５と支持部１８を粗面仕上げするためのブラスト加工を施すなどの周知の表面処理技術を適用して実施することができる（粗面仕上げ工程）。
以上の工程を経て、上述した構成の集光装置１を製作することができる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
次に、図８乃至図１２を参照して、本発明の第２実施形態に係る赤外線センサ用集光装置とその製造方法について詳細に説明する。なお、第２実施形態では、既に説明した第１実施形態と相違する技術事項についてのみ詳細に説明することとし、第１実施形態と同一又は相当する部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４８】
第２実施形態に係る集光装置１は、図８及び図９に示すような構成としてあり、図１０乃至図１２に示す製造方法により製作される。
既述した第１実施形態の製造方法では、二色成形工程において、まず第１の合成樹脂５を成形し、続いて第２の合成樹脂６を成形した。ここで、第１の合成樹脂５に適用されるＡＢＳ樹脂は、第２の合成樹脂６に適用されるポリカーボネートやポリスチレンよりも融点が低い。このため、第２の合成樹脂６を成形するに際して、既に金型内で固化しているＡＢＳ樹脂が再び溶解してしまうおそれがある。よって、第１の合成樹脂５の形状を保つために、温度管理や時間管理を慎重に行う必要がある。
そこで、第２実施形態に係る製造方法では、二色成形工程において、まず融点の高い第２の合成樹脂６を成形し、続いて第１の合成樹脂５を成形する順序に変更した。これにより、第１，第２の合成樹脂５，６について、安定して成形時の形状を保つことができる。
【００４９】
具体的には、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず融点の高い第２の合成樹脂６を成形するための金型６１，６２、６３を用意し、当該金型６１，６２、６３内の空洞６４に第２の合成樹脂６の溶湯を充填して成形する。
次に、図１０（ｃ）及び図１１（ａ）に示すように、第２の合成樹脂６による成形品の外形状の一部を形成した金型６１，６２を、第１の合成樹脂５を成形するための金型６５，６６に変更する。そして、図１１（ｂ）に示すように、金型６３，６５，６６内で第１の合成樹脂５を成形するためにできた空洞６７内に、第１の合成樹脂５の溶湯を充填して成形する。
そして、金型６３，６５，６６内に充填した第１の合成樹脂５が固まった後、図１１（ｃ）に示すように、金型６３，６５，６６を開いて第１の合成樹脂５と第２の合成樹脂６で構成された筒状の中間成形体２１を取り出す。
【００５０】
図１２（ａ）は中間成形体２１の外観を示している。この中間成形体２１に対して、第１の実施形態と同様の手順で無電解メッキ処理（予備メッキ処理工程）と電解メッキ処理を施し、その後に図１２（ｂ）に示すように、電極用突出部２０を切断して取り除く（突出部除去工程）。また、第２の合成樹脂６の地肌が露出する吸熱・放熱用外周面部１５と支持部１８は、第１の実施形態と同様の方法で粗面仕上げすることが好ましい。以上の工程を経て、図８及び図９に示す構成の集光装置１を製作することができる。
【００５１】
第２実施形態では、図８（ｂ）に示すように、集光装置１における基端開口部１２の周壁１２ａから延出する３本の脚部１６を、第１の合成樹脂５で成形している。これにより、第１の合成樹脂５には、前端開口部１１の周壁１１ａと基端開口部１２の周壁１２ａとにそれぞれ段部１１ｂ，１２ｂが形成され、上述したように第２の合成樹脂６を先に成形してから第１の合成樹脂５を成形する順序で、二色成形を実施することが可能となる。
【００５２】
〔第３実施形態〕
次に、図１３乃至図１５を参照して、本発明の第３実施形態に係る赤外線センサ用集光装置について詳細に説明する。なお、第３実施形態では、既に説明した第１実施形態又は第２実施形態と相違する技術事項についてのみ詳細に説明することとし、第１実施形態又は第２実施形態と同一又は相当する部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
図１３（ａ）に示すように、集光装置１は、前端開口部１１から中空部１３内へ取り込んだ赤外線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・を導波用内周面部１４で反射させて、赤外線センサ３における赤外線検出素子３２へ入射するように、赤外線センサ３との相対位置が調整される。
【００５４】
ところが既述したように、集光装置１と赤外線センサ３とを組込み対象装置４に組み込んだとき、わずかながらも集光装置１や赤外線センサ３の組み込み位置にズレが生じたり、組み込み後にがたつきが生じたりすることがある。
そして、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、赤外線センサ３に対して集光装置１の相対位置が軸方向に変動すると、特に基端開口部１２の近く（赤外線センサ３の近傍）で反射した赤外線Ｓ１は、赤外線入射窓３１から取り込まれて赤外線検出素子３２へ入射する軌道を外れてしまうおそれがある。このように基端開口部１２の近くで反射した赤外線Ｓ１が赤外線検出素子３２へ入射しないと、赤外線センサ３への赤外線の入射光量が減少し、赤外線センサ３による赤外線の検出精度を低下させてしまう。
【００５５】
つまり、図１３（ｂ）に拡大して示すように、導波用内周面部１４における基端開口部１２の近くでは、赤外線が反射する部位Ｐから赤外線センサ３の赤外線検出素子３２までの距離が短くなる。この距離に比例して、基端開口部１２の近くで反射した赤外線Ｓ１の赤外線検出素子３２への入射角θが、他の赤外線Ｓ２，Ｓ３の入射角よりも小さくなる。このように、赤外線検出素子３２への入射角θが小さくなるほど、赤外線が反射する部位Ｐから赤外線センサ３の赤外線検出素子３２までの相対位置がわずかに変動しただけで、図１４（ｂ）に示すように、基端開口部１２の近くで反射した赤外線Ｓ１が、赤外線検出素子３２から外れてしまう確率が高くなる。
【００５６】
そこで、本実施形態では、図１５に示すように、集光装置１の内周面における基端開口部１２からその周辺にかけての領域Ｌ２に、赤外線拡散面１９を形成してある。赤外線拡散面１９は、集光装置１の前端開口部１１から中空部内へ取り込んだ赤外線を乱反射させる機能を有している。
【００５７】
図１５に示す構成では、内側に設けた第１の合成樹脂５の基端部分を短縮し、代わりに第２の合成樹脂６を当該基端部分の内周面（領域Ｌ２）まで拡げた構成としてある。このように構成すれば、内周面の領域Ｌ２はメッキ処理されない。さらに、図６（ａ）に示した第２の合成樹脂６を成形するための金型５４において、既述したようにその内腔にシボ加工を施しておくことで、内周面の領域Ｌ２を粗面にすることができる。これにより、当該領域Ｌ２に、入射した赤外線を乱反射させる表面形状の赤外線拡散面１９が形成される。
なお、電解メッキ処理工程を終了した後に、第２の合成樹脂６の地肌が露出する面に、ブラスト加工を施すなどの周知の表面処理技術を適用して粗面仕上げすることで、赤外線拡散面１９を形成することもできる。
【００５８】
ここで、赤外線拡散面１９が形成される内周面の領域Ｌ２は、赤外線センサ３に対する集光装置１の軸方向への相対位置変動との関係から、次のように設定することができる。  一般に、集光装置１と赤外線センサ３とを組込み対象装置４に組み込んだ際の位置ズレや組み込み後のがたつき等は、設計又は試作の段階でシミュレーションや実験等を行うことにより規定することができる。そこで、赤外線センサ３に対して集光装置１が軸方向にどの程度相対的に位置変動するのかあらかじめ規定しておく。
【００５９】
そして、内周面の全体を鏡面仕上げした導波用内周面部１４で形成したと仮定し、赤外線センサ３に対し集光装置１が軸方向にあらかじめ規定した長さＬ１だけ相対位置変動した状態を想定する。
【００６０】
このように相対的な位置変動が生じた状態で、前端開口部１１から中空部１３内へ取り込んだ赤外線の反射軌道が、赤外線センサ３の赤外線検出素子３２から外れる当該反射領域を少なくとも含むように、赤外線拡散面１９の形成領域Ｌ２を設定する。
なお、領域Ｌ２に、赤外線の反射軌道が赤外線センサ３の赤外線検出素子３２から外れない領域を含んでもよいが、当該領域が広くなるに従い、逆に赤外線センサ３への赤外線の入射光量が減少してしまうので、当該領域は最小限とすることが好ましい。
【００６１】
このように赤外線拡散面１９を形成することで、赤外線センサ３と集光装置１との間で軸方向の相対位置変動があっても、赤外線拡散面１９で乱反射した赤外線の一部が赤外線センサに入射するので、赤外線センサへの赤外線の入射光量の減少を抑制することができる。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施や応用実施が可能であることは勿論である。
【実施例】
【００６３】
本発明者は、次の（１）〜（３）の構成をした集光装置１をそれぞれ製作し、赤外線センサ３との組み合わせをもって、集光装置１の内周面と赤外線センサ３の正面に対する結露の状態を目視観察した。
なお、共通する形状部分は同じ寸法に製作してあり、赤外線センサ３との組み合わせ構造は、脚部１６の有無に伴う隙間１７の有無以外は同じ構造の配置とし、温度変化や湿度などの実験条件も同じとした。
【００６４】
（１）  図１に示した第１実施形態に係る集光装置Ａ
ＡＢＳ樹脂とポリカーボネートで二色成形して製作され、鏡面仕上げした導波用内周面部１４と、鏡面仕上げしていない吸熱・放熱用外周面部１５を有しており、脚部１６によって赤外線センサ３の正面との間に隙間１７を形成してある。吸熱・放熱用外周面部１５と支持部１８は、ブラスト加工により粗面仕上げしてある。
【００６５】
（２）  図１に示した形状における脚部１６を３か所でなく全周にわたって設けた構成の集光装置Ｂ
ＡＢＳ樹脂を切削加工して製作され、メッキ処理により鏡面仕上げした導波用内周面部１４と、メッキを削り落とした（鏡面仕上げしていない）吸熱・放熱用外周面部１５とを有しているが、脚部１６を全周に設けたため、周壁１２ｂにより中空部１３と周囲空間４２との間が連通していない。吸熱・放熱用外周面部１５と支持部１８は、切削加工により粗面仕上げしてある。
【００６６】
（３）  図１に示した外観形状で、全体がメッキ処理により鏡面仕上げされた集光装置Ｃ
ＡＢＳ樹脂のみで製作し、露出面全体をメッキ処理して鏡面仕上げし、脚部１６によって赤外線センサ３の正面との間に隙間１７を形成してある。
【００６７】
その結果、本発明の第１実施形態に係る集光装置Ａは、内周面に生じた結露及び赤外線センサ３の正面に生じた結露が、ともに３分４７秒で消失した。
一方、集光装置Ｂは、内周面に生じた結露が約５分で消失し、赤外線センサ３の正面に生じた結露が約９分で消失した。
集積装置Ｃは、内周面に生じた結露及び赤外線センサ３の正面に生じた結露が、ともに約６分で消失した。
【００６８】
目視により結露の状態を観察しての実験結果のため、数秒〜十数秒の誤差を含む可能性は否めない。しかし、そのような誤差を考慮に入れても、本発明の第１実施形態に係る集光装置Ａは、速やかに結露を消失させる格別の効果を奏することが、実験結果より理解される。
【符号の説明】
【００６９】
１：集光装置、５：第１の合成樹脂、６：第２の合成樹脂、
１１：前端開口部、１１ａ：周壁、１１ｂ：段部、１２：基端開口部、１２ａ：周壁、１２ｂ：段部、１３：中空部、１４：導波用内周面部、１５：吸熱・放熱用外周面部、１６：脚部、１６ａ：正面支持部、１６ｂ：側面支持部、１７：隙間、１８：支持部、１９：赤外線拡散面、
２０：電極用突出部、２１：中間成形体、
３：赤外線センサ、３ａ：正面、３ｂ：側面、３１：赤外線入射窓、３２：赤外線検出素子、３３：基盤、３４：温度検出素子、３５：保護部材、３６：リード線、
４：組込み対象装置、４１：保持部、４２：周囲空間、４３：プリント基板、
５１，５２，５４，６１，６２，６３，６５，６６：金型、
５３，５５，６４，６７：空洞
【図１】
2018031765.tif 000003
【図２】
2018031765.tif 000004
【図３】
2018031765.tif 000005
【図４】
2018031765.tif 000006
【図５】
2018031765.tif 000007
【図６】
2018031765.tif 000008
【図７】
2018031765.tif 000009
【図８】
2018031765.tif 000010
【図９】
2018031765.tif 000011
【図１０】
2018031765.tif 000012
【図１１】
2018031765.tif 000013
【図１２】
2018031765.tif 000014
【図１３】
2018031765.tif 000015
【図１４】
2018031765.tif 000016
【図１５】
2018031765.tif 000017