(57)【要約】【課題】光量の大きい不要な光を受光素子が受光した際の光量飽和に起因する誤検知が低減された検知器、検知システム、これらに用いられる波長選択素子を提供することができる。【解決手段】検知器２０は、波長域Ａの光を反射し、波長域Ａ以外の波長の光を透過する波長選択フィルタ２１１と、波長選択フィルタ２１１で反射された波長域Ａの光を受光する受光素子２１６とを備える。この波長選択フィルタ２１１は、コレステリック液晶層により形成された波長選択反射層２１２を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長領域の光を反射し、前記第１波長領域以外の波長の光を透過する波長選択素子と、
前記波長選択素子で反射された前記第１波長領域の光を受光する受光素子と、
を備える検知器。
【請求項２】
請求項１に記載の検知器において、
前記波長選択素子を透過した光を吸収する光吸収部材を備えること、
を特徴とする検知器。
【請求項３】
第１波長領域に隣接し、前記第１波長領域よりも波長が大きい第２波長領域の光を反射又は吸収する第１波長選択素子と、
前記第１波長領域に隣接し、前記第１波長領域よりも波長が小さい第３波長領域の光を反射又は吸収する第２波長選択素子と、
前記第１波長選択素子及び前記第２波長選択素子を透過した前記第１波長領域の光を受光する受光素子と、
を備える検知器。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の検知器において、
前記波長選択素子は、前記第１波長領域の光の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層を備えること、
を特徴とする検知器。
【請求項５】
請求項３に記載の検知器において、
前記第１波長選択素子は、前記第２波長領域の光の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層を備えること、
を特徴とする検知器。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の検知器と、
前記検知器に対して、所定の波長の光を投光する発光器と、
を備える検知システム。
【請求項７】
請求項６に記載の検知器システムおいて、
前記第１波長領域は、前記受光素子の受光可能な波長領域であり、
前記発光器の投光する光の波長は、前記第１波長領域内であること、
を特徴とする検知システム。
【請求項８】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の検知器、もしくは、請求項６又は請求項７に記載の検知システムに用いられ、所定の波長領域の光を反射し、前記所定の波長領域以外の波長の光を透過する波長選択素子であって、
前記所定の波長領域の光の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層を備えるフィルタであること、
を特徴とする波長選択素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知器、検知システム、これらに用いられる波長選択素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発信器から発せられた光の受信又は不受信を検知する検知器やこれらを用いた各種検知システム等は、従来、様々な分野で広く利用されている（例えば、特許文献１，２参照）。このような検知器や検知システムでは、発信器が発する光として、近赤外線や赤外線等を主とし、その他、可視光域を含む様々な領域の光が用いられており、検知器側において、受光素子よりも入射側には、不要な光の受信を防ぐために、所定の波長の光を反射したり、透過したりする波長選択フィルタ等の波長選択素子が配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０２６９０号公報
【特許文献２】特開平６−９４８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような検知器等において、発信器が発する光よりも光量が著しく大きい外光、例えば、検査器で使用する目視確認用のスポット照明的な自然光等の不要な光等を検知器側の受光素子が受信すると、発信器が発した光を受信していても、受光素子の総受光光量が飽和して、発信器が発した光を検知できないという問題がある。
このような問題は、検知器や検知システム等の信頼性の低下等を招くため、解決が求められている。
しかし、特許文献１，２には、このような問題を解決するための手段等に関してなんら開示されていない。
【０００５】
本発明の課題は、光量の大きい不要な光を受光素子が受光した際の光量飽和に起因する誤検知が低減された検知器、検知システム、これらに用いられる波長選択素子を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第１の発明は、第１波長領域（Ａ）の光を反射し、前記第１波長領域以外の波長の光を透過する波長選択素子（２１１）と、前記波長選択素子で反射された前記第１波長領域の光を受光する受光素子（２１６）と、を備える検知器（２０）である。
第２の発明は、第１の発明の検知器において、前記波長選択素子（２１１）を透過した光を吸収する光吸収部材（２１７）を備えること、を特徴とする検知器（２０）である。
第３の発明は、第１波長領域（Ａ）に隣接し、前記第１波長領域よりも波長が大きい第２波長領域（Ｂ）の光を反射又は吸収する第１波長選択素子（４１１）と、前記第１波長領域に隣接し、前記第１波長領域よりも波長が小さい第３波長領域（Ｃ）の光を反射又は吸収する第２波長選択素子（４１２）と、前記第１波長選択素子及び前記第２波長選択素子を透過した前記第１波長領域の光を受光する受光素子（２１６）と、を備える検知器（４０）である。
第４の発明は、第１の発明又は第２の発明の検知器において、前記波長選択素子（２１１）は、前記第１波長領域の光の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層（２１３，２１４）を備えること、を特徴とする検知器（２０）である。
第５の発明は、第３の発明の検知器において、前記第１波長選択素子（４１１）は、前記第２波長領域の光の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層（４１４，４１５）を備えること、を特徴とする検知器（４０）である。
【０００７】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかに記載の検知器（２０，４０）と、前記検知器に対して、所定の波長の光を投光する発光器（１０）と、を備える検知システム（１）である。
第７の発明は、第６の発明の検知システムおいて、前記第１波長領域（Ａ）は、前記受光素子（２１６）の受光可能な波長領域であり、前記発光器（１０）の投光する光の波長は、前記第１波長領域（Ａ）内であること、を特徴とする検知システム（１）である。
【０００８】
第８の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかの検知器（２０，４０）、もしくは、第６の発明又は第７の発明の検知システム（１）に用いられ、所定の波長領域の光を反射し、前記所定の波長領域以外の波長の光を透過する波長選択素子（２１１，４１１）であって、前記所定の波長領域の光の少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層（２１３，２１４、４１４，４１５）を備えるフィルタであること、を特徴とする波長選択素子（２１１，４１３）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光量の大きい不要な光を受光素子が受光した際の光量飽和に起因する誤検知が低減された検知器、検知システム、これらに用いられる波長選択素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の検知システム１を説明する図である。
【図２】第１実施形態の検知器２０を説明する図である。
【図３】第１実施形態の波長選択フィルタ２１１を説明する図である。
【図４】第２実施形態の検知器４０及び受光部４１を説明する図である。
【図５】第２実施形態の第１波長選択フィルタ４１１と第２波長選択フィルタ４１２について説明する図である。
【図６】第１実施形態及び第２実施形態の受光素子２１６の受光感度及び各波長選択フィルタにより反射又は吸収される波長に関して説明する図である。
【図７】実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａの反射率を示すグラフである。
【図８】実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂの反射率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
また、本明細書中において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。また、膜や層等の文言に関しても同様であるとする。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の検知システム１を説明する図である。
図２は、第１実施形態の検知器２０を説明する図である。
図１に示すように、本実施形態の検知システム１は、所定の波長の光を発する発光器１０と、発光器１０の発した光を受信する検知器２０とを備えている。
本実施形態では、この検知システム１の稼働時には、発光器１０は、起動時には常時又は点滅式に検知器へ向けて投光しており、検知器２０は、発光器１０の発する光が受信できないことを検知する形態を例に挙げて説明する。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、使用者等の操作により発光器１０が光を発し、検知器２０がこの光を受信したことを検知する形態の検知システムとしてもよい。
したがって、この検知システム１は、例えば、家電等操作用のリモコンや、工場等においてライン上の所定の位置に製品が搬送されてきたことを検知するシステムや、所定の領域内への侵入を検知するシステム等に適用可能であり、屋内や屋外での使用が可能である。
【００１３】
この検知システム１において、発光器１０及び検知器２０は、所定の距離だけ離間して配置される。離間される距離に関しては、この検知システム１が使用される環境等に応じて適宜設定できる。
発光器１０は、光を発する発光部１１と、この発光を制御する発光制御部１２とを備えている。この発光器１０は、検知器２０へ向けて所定の波長の光を投光する。
発光部１１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザー発振器等を発光素子として、所定の波長λａの光Ｌを発する。発光制御部１２は、このＬＥＤの発光を制御し、所定の信号（例えば、パルス信号）に基づいてＬＥＤの点灯と消灯とを切り替える。したがって、本実施形態の発光器１０が発する光Ｌは、パルス信号に応じた点滅式のパルス光となっている。
本実施形態では、発光部１１が発する光の波長λａについては、一例として、赤外光域（特に、近赤外光域）であり、９５０ｎｍ程度である例を挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、隣接して用いる場合の検知システムの台数や使用する環境等に応じて適宜選択することができる。
【００１４】
検知器２０は、発光器１０からの光Ｌを受光する受光部２１と、受光部２１からの信号に基づいて、発光器１０と検知器２０との間に位置する検知すべき物体の有無又はその物体の位置等の変化等を検知したり、検知結果を外部へ出力したりする受光制御部２２とを備えている。
検知器２０は、発光器１０に対して離間して配置され、発光部１１が発したパルス光Ｌを受光部２１で受信する。また、本実施形態２０の検知器２０は、連続的に発光部１１が発するパルス光Ｌを受信しており、パルス光Ｌが受信できないことを検知する。
【００１５】
図２に示すように、受光部２１は、波長選択フィルタ２１１、受光素子２１６、光吸収部材２１７、レンズ２１８等を備えている。受光部２１へは、検知器２０に設けられた光が入射可能な入光部２１ａから光が入射する。本実施形態では、入光部２１ａには、透光性を有する樹脂製等のシート状の部材が配置され、検知器２０内への埃やゴミ等の異物や雨等の水分等の侵入を防止している。また、入光部２１ａに配置される透光性を有するシート状の部材は、外観の意匠性向上、波長依存透過性と内部構造の見える事を防ぐことを両立するため、もしくはセキュリティ性向上のために、検知器２０内部を隠蔽する目的で、適宜、着色されたり、検知器２０内部の部材の劣化を抑制するために可視光領域や紫外光領域の光を遮蔽する機能を有していたりしてもよい。
【００１６】
波長選択フィルタ２１１は、所定の波長域Ａの光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過する波長選択素子である。この波長選択フィルタ２１１が反射する光の波長域には、発光器１０が発するパルス光Ｌの波長が含まれている。
レンズ２１８は、受光部２１に入射した光を集光させて受光素子２１６へ入射させる凸レンズ等の光学部材である。
【００１７】
図３は、第１実施形態の波長選択フィルタ２１１を説明する図である。図３では、波長選択フィルタ２１１の厚み方向の断面を模式的に示している。
図６は、第１実施形態及び後述の第２実施形態の受光素子２１６の受光感度及び各波長選択フィルタにより反射又は吸収される波長に関して説明する図である。図６において横軸は、波長であり、縦軸は受光素子の受光感度を示し、曲線は受光素子２１６の受光感度を示している。
図３に示すように、波長選択フィルタ２１１は、透明基板２１５に、波長選択反射層２１２が積層されて形成されている。本実施形態の波長選択反射層２１２は、所定の波長域Ａの光の少なくとも一部を反射する機能を有しており、第１反射層２１３と第２反射層２１４とが積層されて形成されている。なお、本実施形態の第１反射層２１３及び第２反射層２１４は、それぞれ単層である例を挙げて説明するが、これに限らず、それぞれ２層以上の層が積層された多層構造としてもよい。
【００１８】
波長選択フィルタ２１１は、波長選択反射層２１２（本実施形態では、第１反射層２１３及び第２反射層２１４）を透明基板２１５に直接積層して形成してもよいし、波長選択反射層２１２を透明基板２１５に転写することにより形成してもよい。また、波長選択フィルタ２１１は、不図示の透明な樹脂製のフィルム材等に波長選択反射層２１２が形成された部材を、透明基板２１５に貼合する等により形成してもよく、例えば、第１反射層２１３，第２反射層２１４がそれぞれ不図示の透明なフィルム材に形成され、各フィルム材を透明基板２１５に貼合する等して形成してもよい。
【００１９】
透明基板２１５は、透光性の高い板状又はフィルム状の部材であり、樹脂、又はガラス等により形成されている。透明基板２１５は、耐熱性の高い基材（ガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上である基材）を用いることが好ましい。
透明基板２１５を形成する樹脂材料としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、アクリル等が挙げられ、耐熱性の観点から、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等がより好ましい。
なお、本実施形態では、透明基板２１５は、高い透光性を有する例を挙げて説明するが、これに限らず、波長選択反射層２１２を透過した光の少なくとも一部を吸収する機能を有していてもよい。また、例えば、透明基板２１５に換えて、黒色等の暗色系に着色された不透明な板状又はフィルム状の部材であって、波長選択フィルタ２１１を支持する部材を用いてもよい。このような部材を用いる場合には、光吸収部材２１７を省略することができる。
【００２０】
第１反射層２１３及び第２反射層２１４は、コレステリック液晶層により形成されている。第１反射層２１３は、所定の波長域（以下、単に波長域Ａという）の右円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有する。第２反射層２１４は、波長域Ａの左円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有している。なお、これに限らず、第１反射層２１３が波長域Ａの左円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有し、第２反射層２１４が波長域Ａの右円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有していてもよい。
この波長域Ａは、波長λ１以上波長λ２以下の領域であり、パルス光Ｌの波長であるλａを含んでいる（図６参照）。
波長選択反射層２１２（第１反射層２１３及び第２反射層２１４）が反射する波長域Ａは、その反射率がピークとなる波長が波長λａに等しい又は波長λａの近傍であって、可能な範囲で狭いことが好ましい。
【００２１】
本実施形態では、図３に示すように、第２反射層２１４が透明基板２１５側に配置される例を示したが、これに限らず、第１反射層２１３が透明基板２１５側に配置される形態としてもよい。また、本実施形態では、波長選択反射層２１２は、第１反射層２１３及び第２反射層２１４を備えている例を示したが、これに限らず、どちらか一方のみを備える形態としてもよい。
本実施形態では、波長域Ａは、例えば、図６に示すように、波長λ１以上波長λ２以下（λ１＝９００ｎｍ、λ２＝１０００ｎｍ）の領域である例を挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、発光器１０の発する光の波長λａに応じて適宜設定できる。
【００２２】
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相となる重合性液晶材料により形成された層であり、所定のらせんピッチとなるように重合性液晶材料に添加するカイラル剤の量等を調整し、紫外線照射や加熱等によって液晶層を硬化させ、かつ、液晶の旋回方向を固定化する等して設けられている。
このコレステリック液晶層は、液晶のらせんピッチによって決定される所定の波長領域であって、かつ、液晶の旋回方向に一致する回転方向の円偏光成分を選択的に反射し、それ以外の波長領域の円偏光成分や液晶の旋回方向とは逆の回転方向の円偏光成分を透過させる機能を有している。
【００２３】
本実施形態のコレステリック液晶層は、波長域Ａの光を反射し、かつ、反射光の輝度がピークとなる波長が、発光器１０の発するパルス光Ｌの波長λａである又はその近傍となっていることが好ましい。
また、本実施形態では、図２等に示すように、第１反射層２１３及び第２反射層２１４の表面の法線方向に対して入射角度θ（０°＜θ＜９０°）で映像光が入射し、反射角度θで反射しているので、反射光のピーク輝度を有する波長（中心波長）は、法線方向から入射して反射した場合の反射光よりも短波長側へシフトしている。したがって、受光素子２１６の位置で反射光のピーク輝度を有する波長（例えば、角度θ正反射においてピーク輝度を有する波長）を、ここでの選択波長域の中心波長とする。
【００２４】
このようなコレステリック液晶層を形成する液晶材料としては、例えば、特許５９９８４４８号公報や国際公開２０１１／０７７８０９号等に開示のコレステリック構造を形成する液晶材料が好適である。
【００２５】
なお、本実施形態では、波長選択反射層２１２として、コレステリック液晶層を用いる例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、所定の波長域Ａの光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する誘電体多層膜を用いてもよい。
誘電体多層膜とは、屈折率の異なる誘電体材料（低屈折率の誘電体材料及び高屈折率の誘電体材料）の薄膜を、スパッタリング等により複数積層したものであり、例えば、赤外光域の光を反射させて可視光域を透過したり、可視光域を反射して赤外光域を透過させたりするもの等がある。本実施形態の波長選択反射層２１２として誘電体多層膜を用いる場合は、波長域Ａの光を反射し、それ以外の光を透過するものを用いることが好ましい。
また、波長選択反射層２１２としては、所定の波長域Ａの光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する反射型の偏光フィルム等を用いてもよい。これらは、多層式、ワイヤグリッド式のものが好ましい。
【００２６】
受光素子２１６は、光を受光する素子であり、本実施形態ではフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）が用いられている。なお、これに限らず、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の受光素子を用いてもよい。
光吸収部材２１７は、受光素子２１６及び波長選択フィルタ２１１よりも光の進行方向側に配置された部材であり、光を吸収する機能を有している。光吸収部材２１７は、例えば、黒色部材、光吸収性の多層薄膜、あるいはナノ加工表面形状としてカーボンナノチューブを配した構造やモスアイ等を用いることができる。
【００２７】
以下、図３等を参照しながら、本実施形態の検知器２０及び検知システム１について説明する。
発光器１０が発したパルス光Ｌは、検知器２０の受光部２１に入射する。このパルス光Ｌは、波長域Ａ内の光あり、受光部２１に入射したパルス光Ｌのうち、右円偏光及び左円偏光の光は、波長選択フィルタ２１１（第１反射層２１３及び第２反射層２１４）で反射され、受光素子２１６へ入射する。
発光器１０は、連続的にパルス光Ｌを発しているため、発光器１０と検知器２０との間に位置する検知すべき物体の有無又はその物体の位置等の変化によりパルス光Ｌが遮られると、受光素子２１６へ入射するパルス光Ｌが途絶える。受光部２１からの信号に基づいて、受光制御部２２はこれを検知し、不図示の出力部からこれを適宜外部へ出力する。
【００２８】
ここで、強い外光（太陽光や照明光、車のヘッドライト等）が、検知器２０に入射した場合を考える。
外光のうち、波長域Ａ未満の波長の光Ｇ３、波長域Ａより大きい波長の光Ｇ２は、偏光状態等に関わらず、波長選択フィルタ２１１を透過し、光吸収部材２１７により吸収される。しかし、外光に含まれる波長域Ａ内の波長の右円偏光Ｇ１１は、第１反射層２１３で反射され、外光に含まれる波長域Ａ内の波長の左円偏光Ｇ１２は、第２反射層２１４で反射される。
反射されたこれらの外光（波長域Ａの範囲内の円偏光）Ｇ１１，Ｇ１２は、受光素子２１６に入射する。しかし、入射した外光は、検知器２０への入射時の外光の総光量に比べて波長選択フィルタ２１１により大幅に光量が低減されており、受光素子２１６が受光しても総受光光量の飽和等を起こす可能性が大幅に低減されるため、発光器１０の投光したパルス光Ｌの検知の妨げにはならない。
【００２９】
したがって、本実施形態によれば、簡易な構成で、強い外光等による受光素子の総受光光量の飽和による誤検知を抑制することができ、信頼性の高い検知器２０及び検知システム１とすることができる。
また、本実施形態によれば、波長選択フィルタ２１１は、第１反射層２１３及び第２反射層２１４をコレステリック液晶により容易に作成できるので、生産コストを抑えて、信頼性の高い検知器２０及び検知システム１とすることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の検知器４０及び受光部４１を説明する図である。図４（ａ）は、検知器４０を説明する図であり、図４（ｂ）は、受光部４１を説明する図である。
第２実施形態の検知器４０は、受光部４１が、波長選択フィルタを２つ備えている点等が、第１実施形態の検知器２０とは異なる以外は、第１実施形態の検知器２０と同様の形態である。また、この第２実施形態の検知器４０は、前述の第１実施形態の検知システム１に適用可能である。したがって、前述の第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００３１】
検知器４０は、受光部４１、受光制御部２２等を備えている。
受光部４１は、第１波長選択フィルタ４１１、第２波長選択フィルタ４１２、レンズ２１８、受光素子２１６等を備えている。本実施形態では、第２波長選択フィルタ４１２が、検知器４０の入光部４１ａに配置されている例を示すが、これに限らず、入光部４１ａには、第１実施形態と同様に、透光性を有する樹脂製等のシート状の部材等が配置される形態としてもよい。
【００３２】
第２波長選択フィルタ４１２は、第１波長選択フィルタ４１１よりも光の入光側に配置されているシート状の部材であり、所定の波長域の光を選択的に反射又は吸収し、それ以外の波長の光を透過する第２波長選択素子である。この第２波長選択フィルタ４１２は、波長域Ａに隣接する波長域Ａ未満の所定の波長域の光を吸収又は反射し、波長域Ａ以上の波長の光を透過する機能を有している。
本実施形態では、第２波長選択フィルタ４１２が、波長域Ａ未満（例えば、波長λ１＝９００ｎｍ未満）の波長の光を吸収し、波長域Ａ以上（波長λ１＝９００ｎｍ以上）の波長の光を透過する場合を例に挙げて説明する。このような第２波長選択フィルタ４１２は、例えば、波長λ１未満の波長の光を吸収する光吸収剤を含有する樹脂製やガラス製の板状の部材を用いることができる。第２波長選択フィルタ４１２に用いられる樹脂材料としては、ＰＣ、アクリル等を用いることができ、ＰＩが好適である。
また、第２波長選択フィルタ４１２は、紫外光から可視光域の光（波長９００ｎｍ以下の光）を反射又は吸収して遮蔽可能であり、それ以上の波長の光を透過するフィルタ等を用いてもよい。
【００３３】
なお、これに限らず、第２波長選択フィルタ４１２が、波長域Ａに隣接する、波長λ１未満の所定の波長域Ｃ（波長λ３以上波長λ１未満の領域、図６参照）の光を反射する形態としてもよい。波長域Ｃは、波長域Ａに比べて小さいが受光素子２１６が受光感度を有する領域である。
この場合には、第２波長選択フィルタ４１２は、例えば、不図示の樹脂製又はガラス製の透明基材上に波長域Ｃの光を反射し、それ以外を透過する機能を有するコレステリック液晶層や誘電体多層膜等が形成されたフィルム状の部材や、ワイヤグリッド式の偏光フィルム等を用いてもよい。
【００３４】
上述のように、本実施形態では、第２波長選択フィルタ４１２は、検知器４０の入光部４１ａに配置されているため、耐候性を有することが好ましい。また、第２波長選択フィルタ４１２は、入光部４１ａに配置されることにより、検知器４０内への埃やゴミ等の異物や雨等の水分等の侵入を防止する機能も有している。
また、第２波長選択フィルタ４１２は、波長域Ａに隣接する波長域Ａ未満の所定の波長域の光を吸収又は反射し、波長域Ａ以上の波長の光を透過する機能を保ちながら、外観の意匠性向上、波長依存透過性と内部構造の見える事を防ぐことを両立するため、もしくはセキュリティ性向上のために、検知器４０内部を隠蔽する目的で、適宜、着色されたり、検知器２０内部の部材の劣化を抑制するために可視光領域や紫外光領域の光を遮蔽する機能を有していたりしてもよい。
【００３５】
第１波長選択フィルタ４１１は、第２波長選択フィルタ４１２と受光素子２１６との間に位置する部材であり、所定の波長域の光を選択的に反射又は吸収し、それ以外の波長の光を透過する第１波長選択素子である。図４では、第１波長選択フィルタ４１１と第２波長選択フィルタ４１２とは、離間して配置されている例を示しているが、これに限らず、第１波長選択フィルタ４１１が第２波長選択フィルタ４１２に積層される形態としてもよい。
本実施形態では、第１波長選択フィルタ４１１は、波長域Ａに隣接する波長域であって、波長域Ａよりも大きい波長域Ｂ（波長λ２より大きく波長λ４以下の領域、図６参照）の光を反射し、波長域Ｂ以外の波長の光を透過する機能を有する例を挙げて説明する。この波長域Ｂは、波長域Ａに比べて小さいが受光素子２１６が受光感度を有する領域である。
本実施形態では、波長域Ｂは、例えば、図６に示すように、波長λ２より大きく波長λ４以下（λ２＝１０００ｎｍ、λ４＝１１００ｎｍ）の領域である例を挙げて説明するが、これに限定されるものではない。
【００３６】
本実施形態の第１波長選択フィルタ４１１は、透明基板４１６の片面に、波長域Ｂの光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有する波長選択反射層４１３を備えている。
透明基板４１６は、前述の第１実施形態の波長選択フィルタ２１１の透明基板２１５と同様の部材を用いることが好ましい。また、透明基板４１６は、着色透明等であってもよいし、可視光領域の光を吸収する機能を有していてもよい。
【００３７】
波長選択反射層４１３は、第１反射層４１４及び第２反射層４１５を備えている。第１反射層４１４は、波長域Ｂの右円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有する。第２反射層４１５は、波長域Ｂの左円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有している。なお、これに限らず、第１反射層４１４が、波長域Ｂの左円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有し、第２反射層４１５が、波長域Ｂの右円偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有していてもよい。
この第１反射層４１４及び第２反射層４１５は、コレステリック液晶層により形成される。このようなコレステリック液晶層を形成する液晶材料は、前述の第１実施形態の波長選択反射層２１２の第１反射層２１３及び第２反射層２１４に用いられる液晶材料と同様のものが使用可能であり、添加されるカイラル剤の量等を調整することにより、反射される光の波長領域が設定可能である。
【００３８】
なお、本実施形態では、第１波長選択フィルタ４１１は、透明基板４１６の片面に、波長選択反射層４１３を備えている例を示したが、例えば、透明基板４１６の一方の面に第１反射層４１４、他方の面に第２反射層４１５を備える等して、透明基板４１６の両面に波長選択反射層４１３を備える形態としてもよい。
また、第１波長選択フィルタ４１１は、第１反射層４１４及び第２反射層４１５の光の進行方向における位置が、図５に示す位置とは逆になっていてもよい。
また、本実施形態の第１反射層４１４及び第２反射層４１５は、それぞれ単層である例を挙げて説明したが、これに限らず、それぞれ２層以上の層が積層された多層構造としてもよい。
【００３９】
なお、第１波長選択フィルタ４１１が、第２波長選択フィルタ４１２の受光素子２１６側等に一体に積層される形態である場合には、例えば、第２波長選択フィルタ４１２の表面に、波長選択反射層４１３（第１反射層４１４及び第２反射層４１５）を直接積層してもよいし、波長選択反射層４１３を第１波長選択フィルタ４１１に転写してもよい。また、不図示の透明な樹脂製のフィルム材等に波長選択反射層４１３が形成された部材を第２波長選択フィルタ４１２とし、これを、第１波長選択フィルタ４１１に貼合する等してもよく、例えば、第１反射層４１４，第２反射層４１５がそれぞれ不図示の透明なフィルム材に形成され、各フィルム材を第１波長選択フィルタ４１１に貼合する等して第２波長選択フィルタ４１２を形成してもよい。
また、これに限らず、第１波長選択フィルタ４１１が、波長域Ａより大きい（波長λ２より大きい）波長の光を吸収又は反射し、波長域Ａ以下（波長λ２以下）の波長の光を透過する形態としてもよい。
【００４０】
なお、第１波長選択フィルタ４１１は、上述の、コレステリック液晶層に限らず、例えば、波長域Ｂの光を反射する誘電体多層膜や、波長域Ｂの光を吸収する近赤外線吸収層等を用いてもよい。
誘電体多層膜を用いる場合は、波長域Ｂの光を反射し、波長域Ｂ以外の波長の光を透過するものを選択することが好ましい。
また、近赤外線吸収層を用いる場合には、波長域Ｂの光を吸収し、波長域Ｂ以外の波長の光を透過する機能を有するものが好ましい。このような近赤外線吸収層としては、ＮＩＲＡ（Ｎｅａｒ  ＩｎｆｒａＲｅｄ  Ａｂｓｏｂｉｎｇ）色素を含有する樹脂製の光学フィルタ等が好適である。
ＮＩＲＡ色素を含有する近赤外線吸収層を用いる場合、反射する光の波長域の選定等は、ＮＩＲＡ色素の選定や組み合わせ等により、調整が可能である。
【００４１】
図５は、第２実施形態の第１波長選択フィルタ４１１と第２波長選択フィルタ４１２について説明する図である。
前述のように、発光器１０は、パルス光Ｌを検知器４０へ向けて発光する。
検知器４０の受光部４１に入射したパルス光Ｌは、波長域Ａ内の光であるので、第２波長選択フィルタ４１２及び第１波長選択フィルタ４１１を透過し、受光素子２１６へ入射する。パルス光Ｌは、発光器１０から連続的に発光されており、発光器１０と検知器４０との間に位置する検知すべき物体の有無又はその物体の位置等の変化によりパルス光Ｌが遮られると、受光素子２１６へ入射するパルス光Ｌが途絶える。受光部２１からの信号により受光制御部２２はこれを検知し、不図示の出力部から適宜外部へ出力する。
【００４２】
ここで、強い外光（太陽光や照明光、車のヘッドライト等）が、検知器４０の受光部４１に入射した場合を考える。
外光のうち波長域Ａ未満の波長の光Ｇ３は、第２波長選択フィルタ４１２により吸収される。また、波長域Ａより大きい波長域Ｂ内の波長の右円偏光Ｇ２１は、第１波長選択フィルタ４１１の第１反射層４１４で反射され、外光に含まれる波長域Ｂ内の波長の左円偏光Ｇ２２は、第２反射層４１５で反射されて除去される。
外光のうち波長が波長域Ａの範囲内である光Ｇ１は、その偏光状態等に関わらず、第２波長選択フィルタ４１２及び第１波長選択フィルタ４１１を透過し、受光素子２１６に入射する。
しかし、この外光Ｇ１は、検知器４０への入射時の外光の総光量に比べて第１波長選択フィルタ４１１及び第２波長選択フィルタ４１２により大幅に光量が低減されており、受光素子２１６が受光しても総受光光量の飽和等を起こす可能性が大幅に低減されるため、発光器１０が投光したパルス光Ｌの検知の妨げにはならない。
【００４３】
波長域Ｂよりも波長の大きい外光Ｇ５は、第２波長選択フィルタ４１２及び第１波長選択フィルタ４１１を透過し、受光素子２１６に入射する。しかし、この外光Ｇ５は、受光素子２１６が感応しない波長領域の光であり、検知器４０のパルス光Ｌの検知に影響を及ぼさない。
また、第１波長選択フィルタ４１１が、波長域Ａに隣接しており波長域Ａより小さい所定の波長域Ｃ（図６参照）の光を反射する場合、波長域Ｃより小さい波長の光は、第１波長選択フィルタ４１１及び第２波長選択フィルタ４１２を透過して受光素子２１６へ入射する。しかし、このような外光も、受光素子２１６が感応しない波長領域の光であるので、パルス光Ｌの検知に影響を及ぼさない。
【００４４】
したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、簡易な構成で、受光光量の飽和による誤検知を抑制することができ、信頼性の高い検知器４０及び検知システム１とすることができる。
また、本実施形態によれば、第１波長選択フィルタ４１１は、コレステリック液晶層により第１反射層４１４及び第２反射層４１５を備える波長選択反射層４１３を容易に形成できるので、生産コストを抑えて、信頼性の高い検知器４０及び検知システム１とすることができる。
さらに、本実施形態によれば、従来の検知器から大幅な設計変更等を行うことなく、また、反射角度等の設計も不要であるので、より簡単かつ安価に、受光光量の飽和による誤検知を抑制することができる。
【００４５】
以下、第１実施形態及び第２実施形態の受光部を備える検知器２０，４０の実施例を用意し、光量飽和による誤検知の有無等について調べた。各実施例及び比較例については下記の通りである。
【００４６】
＜実施例１＞
（シクロヘキサノン溶液Ａの調製）
棒状化合物として下記化学式（１）で示される化合物９７．７重量部と、カイラル剤（ＬＣ−７５６、ＢＡＳＦ社製）２．３重量部とを溶解させたシクロヘキサノン溶液を準備した。このシクロヘキサノン溶液には、上記棒状化合物に対して、５．０重量％の光重合開始剤（イルガキュア１８４）と、０．０３重量％のレベリング剤（ＢＹＫ３６１Ｎ、ビックケミー・ジャパン社製）とを添加した（固形分２０重量％）。この溶液をシクロヘキサノン溶液Ａとした。
【００４７】
【化１】
2019078575.tif 000003
【００４８】
（シクロヘキサノン溶液Ｂの調製）
棒状化合物として上記化学式（１）で示される化合物９６．８重量部と、カイラル剤（ＣＮＬ−７１６、ＡＤＥＫＡ社製）３．２重量部とを溶解させたシクロヘキサノン溶液を準備した。このシクロヘキサノン溶液には、上記棒状化合物に対して、５．０重量％の光重合開始剤（イルガキュア１８４）と、０．０３重量％のレベリング剤（ＢＹＫ３６１Ｎ、ビックケミー・ジャパン社製）とを添加した（固形分２０重量％）。この溶液をシクロヘキサノン溶液Ｂとした。
【００４９】
（波長選択フィルタ２１１Ａの作製）
透明基板２１５として、ポリエチレンテレフタレートからなる二軸延伸フィルムを準備した。この二軸延伸フィルム上に、ポリイミド材料をバーコーターにて成膜し、一定方向にラビング処理を行い、配向膜を形成した。次に、二軸延伸フィルムに形成された配向膜を介してバーコーターにて、上記シクロヘキサノン溶液Ａを塗布した。
次に、１００℃で２分間保持し、シクロヘキサノン溶液中のシクロヘキサノンを蒸発させて、棒状化合物を配向させ、塗膜を形成した。そして、得られた塗膜に、紫外線を照射し（３７ｍＪ／ｃｍ２）、二軸延伸フィルム上にコレステリック構造を固定化することにより、１層目の反射層（第２反射層２１４）を形成した。
次に、同様に、上記１層目の反射層上に、上記シクロヘキサノン溶液Ｂを塗布して１０５℃で２分間保持し、シクロヘキサノン溶液中のシクロヘキサノンを蒸発させて、棒状化合物を配向させて塗膜を形成し、そして得られた塗膜に、紫外線を照射し（４００ｍＪ／ｃｍ２）、１層目の反射層上にコレステリック構造を固定化することにより２層目の反射層（第１反射層２１３）を形成した。これにより、２層の反射層が積層された波長選択反射層２１２を備える実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａを作製した。
【００５０】
この実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａは、第１実施形態の波長選択フィルタ２１１の実施例に相当する。
図７は、実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａの反射率を示すグラフである。図７及び後述する図８において、縦軸は反射率、横軸は波長を示している。
図７に示すように、実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａは、その反射光の波長域が約１１００〜１３５０ｎｍであり、反射率のピークが１２２０ｎｍである。
【００５１】
（誤検知の有無の確認方法）
上記で作製した実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａと、発光素子（浜松ホトニクス社製赤外発光ダイオードＬ１３０７２、ピーク発光波長１２００ｎｍ）と、受光素子２１６（京セミ株式会社製ＩｎＧａＡｓフォトダイオードＫＰＤＥ０３０、ピーク感度１５５０ｎｍ、分光感度９００〜１７００ｎｍ）とを準備し、図１及び図２に示すように発光器１０及び検知器２０内に適宜設置し、実施例１の検知システム１とした。
一方、上記実施例１と同じ受光素子２１６を備えるが、実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａを設置しない比較例の検知器も同様に準備し、上記実施例１の発光素子を備える発光器１０と組み合わせて、比較例１の検知システムとした。
【００５２】
評価は、不図示のハロゲンランプ（１５０Ｗ）の光を実施例１及び比較例１の検知器の入光部から入射させ、実施例及び比較例の検知器の誤動作の有無を確認した。
実施例１の波長選択フィルタ２１１Ａを有する実施例１の検知器２０及び検知システム１では、ハロゲンランプからの不要な外光の入射にも関わらず、受光素子２１６が発光器１０からの光を検知し、検知器が誤検知することはなかった。
一方、波長選択フィルタ２１１Ａを有しない比較例１の検知器及び検知システムでは、ハロゲンランプからの不要な外光により、受光素子２１６の受光光量が飽和し、受光素子２１６が発光器１０からの光を検知せず、検知器は、発光器からの光が検知できないとして誤検知が生じた。
【００５３】
＜実施例２＞
（シクロヘキサノン溶液Ｃの調製）
棒状化合物として上記化学式（１）で示される化合物９７．５重量部と、カイラル剤（ＬＣ−７５６、ＢＡＳＦ社製）２．５重量部とを溶解させたシクロヘキサン溶液を準備した。このシクロヘキサン溶液には、上記棒状化合物に対して、５．０重量％の光重合開始剤（イルガキュア１８４）と、０．０３重量％のレベリング剤（ＢＹＫ３６１Ｎ、ビックケミー・ジャパン社製）とを混合した（固形分２０重量％）。この溶液をシクロヘキサノン溶液Ｃとした。
【００５４】
（シクロヘキサノン溶液Ｄの調製）
棒状化合物として上記化学式（１）で示される化合物９６．５重量部と、カイラル剤（ＣＮＬ−７１６、ＡＤＥＫＡ社製）３．５重量部とを溶解させたシクロヘキサノン溶液を準備した。このシクロヘキサノン溶液には、上記棒状化合物に対して、５．０重量％の光重合開始剤（イルガキュア１８４）と、０．０３重量％のレベリング剤（ＢＹＫ３６１Ｎ、ビックケミー・ジャパン社製）とを添加した（固形分２０重量％）。この溶液をシクロヘキサノン溶液Ｄとした。
【００５５】
（第１波長選択フィルタ４１１Ｂの作製）
透明基板４１６として、ポリエチレンテレフタレートからなる二軸延伸フィルムを準備した。上記二軸延伸フィルム上に、ポリイミド材料をバーコーターにて成膜し、一定方向にラビング処理を行い、配向膜を形成した。次に、二軸延伸フィルムに形成された配向膜を介してバーコーターにて、上記シクロヘキサノン溶液Ｃを塗布した。
次に、１００℃で２分間保持し、シクロヘキサノン溶液中のシクロヘキサノンを蒸発させて、棒状化合物を配向させ、塗膜を形成した。そして、得られた塗膜に、紫外線を照射し（３７ｍＪ／ｃｍ２）、二軸延伸フィルム上にコレステリック構造を固定化することにより、１層目の反射層（第２反射層４１５）を形成した。
次に、同様に、上記１層目の反射層上に、上記シクロヘキサノン溶液Ｄを塗布して１０５℃で２分間保持し、シクロヘキサノン溶液中のシクロヘキサノンを蒸発させて、棒状化合物を配向させて塗膜を形成し、そして得られた塗膜に、紫外線を照射し（４００ｍＪ／ｃｍ２）、１層目の反射層上にコレステリック構造を固定化することにより２層目の反射層（第１反射層４１４）を形成した。これにより、２層の反射層が積層された波長選択反射層４１３を備える実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂを作製した。
【００５６】
この実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂは、第２実施形態の第１波長選択フィルタ４１１の実施例に相当する。
図８は、実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂの反射率を示すグラフである。
図８に示すように、実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂは、その反射光の波長域が約１０００〜１２１０ｎｍであり、反射率のピークが１１００ｎｍである。
【００５７】
（誤検知の有無の確認方法）
上記で作製した実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂと、発光素子（浜松ホトニクス社製赤外発光ダイオードＬ２３８８、ピーク発光波長９４５ｎｍ）、受光素子（浜松ホトニクス社製ＳｉＰＩＮフォトダイオードＳ１２０２８、ピーク感度９８０ｎｍ、分光感度３６０〜１１４０ｎｍ）、第２波長選択フィルタ４１２を準備し、図４及び図５に示すように発光器１０及び検知器４０内に適宜設置し、実施例２の検知システム１とした。第２波長選択フィルタ４１２は、市販の赤外透過フィルター（ＨＯＹＡ製ＩＲ８５Ｎ）を用いた。
一方、上記実施例２と同じ受光素子２１６及び第２波長選択フィルタ４１２を備えるが、実施例２の第１波長選択フィルタ４１１Ｂを設置しない比較例２の検知器も同様に準備し、上記実施例２発光素子を備える発光器１０と組み合わせて、比較例１の検知システムとした。
【００５８】
評価は、不図示のハロゲンランプ（１５０Ｗ）の光を実施例２及び比較例２の検知器の入光部から入射させ、実施例２及び比較例２の検知器の誤動作の有無を確認した。
第１波長選択フィルタ４１１Ｂを有する実施例２の検知器４０及び検知システム１では、ハロゲンランプからの不要な外光の入射にも関わらず、受光素子２１６が発光器１０からの光を検知し、検知器４０が誤検知することがなかった。
一方、第１波長選択フィルタ４１１Ｂを有しない比較例１の検知器及び検知システムでは、ハロゲンランプからの不要な外光により、受光素子２１６の受光光量が飽和し、受光素子２１６が発光器１０からの光を検知せず、検知器は、発光器からの光を検知できないとして誤検知が生じた。
【００５９】
（変形形態）
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）各実施形態において、パルス光Ｌを用いる例を示したが、これに限らず、パルス状の点滅等を有しない光を用いてもよい。
【００６０】
（２）第１実施形態において、波長選択反射層２１２は、第１反射層２１３及び第２反射層２１４の２層が積層されている例を示したが、これに限らず、波長選択反射層２１２により反射させたい波長域に応じて、その積層数を設定してよい。
なお、第２実施形態における第１波長選択フィルタ４１１の波長選択反射層４１３についても同様である。
【００６１】
（３）第１実施形態において、波長選択フィルタ２１１の第１反射層２１３及び第２反射層２１４は、透明基板の片面に積層されて形成されている例を示したが、これに限らず、透明な樹脂製の基材等に各層を形成し、それらを透明基板の片面に貼合したものでもよい。
【００６２】
（４）各実施形態において、発光部１１と受光部２１，４１とは１組である例を示したが、これに限らず、複数組備えられる形態としてもよい。
【００６３】
（５）各実施形態において、発光器１０が発する光を赤外光とする場合には、受光部２１，４１の光の入射する入光部２１ａ，４１ａに、黒色に着色され、光（可視光）等を吸収するＰＣ等の樹脂製の板状の部材等を設けてもよい。このような部材を設けることにより、不要な可視光領域の光の入射を抑制でき、かつ、異物の侵入や波長選択フィルタの劣化等を防止することができる。また、検知器２０，４０の筐体の色を黒色とした場合には、受光部の存在を第三者に認識されにくくすることができる。
【００６４】
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６５】
１    検知システム
１０    発光器
１１    発光部
１２    発光制御部
２０，４０    検知器
２１，４１    受光部
２２    受光制御部
２１１    波長選択フィルタ
２１２，４１３    波長選択反射層
４１１    第１波長選択フィルタ
４１２    第２波長選択フィルタ
【図１】
2019078575.tif 000004
【図２】
2019078575.tif 000005
【図３】
2019078575.tif 000006
【図４】
2019078575.tif 000007
【図５】
2019078575.tif 000008
【図６】
2019078575.tif 000009
【図７】
2019078575.tif 000010
【図８】
2019078575.tif 000011