(57)【要約】【課題】各種ＬＥＤの配光特性を利用して広い送信範囲を形成することができる赤外線ラジエータを提供する。【解決手段】筐体３０と、筐体３０の内部に配設された基板１７と、ＬＥＤ素子１３を包覆する透光性合成樹脂製の保護層１６を有し、かつ基板１７上に配置された複数の赤外線ＬＥＤ１０とを備えている。複数の赤外線ＬＥＤ１０は、指向性の異なる異種の赤外線ＬＥＤを含んでおり、互いに指向範囲を補完し合って広い送信範囲を形成するものである。このような赤外線ＬＥＤ１０の複数個が、所定の電路を有する基板１７に配置され、半田１８により電気的に接続されている。そして、各ＬＥＤ１０から放射される赤外線が筐体の正面３０ａから照射されるようにしている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に配設された基板と、
ＬＥＤ素子を包覆する透光性合成樹脂製の保護層を有し、かつ前記基板上に配置された、複数の赤外線ＬＥＤとを備えた赤外線ラジエータにおいて、
前記複数の赤外線ＬＥＤは、指向性の異なる異種の赤外線ＬＥＤを含むものであることを特徴とする赤外線ラジエータ。
【請求項２】
請求項１記載の赤外線ラジエータにおいて、
前記赤外線ＬＥＤは、前記保護層の横断面が楕円形をなす楕円型ＬＥＤおよび前記保護層の先端面が扁平をなすフラット型ＬＥＤを含むものであることを特徴とする赤外線ラジエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の赤外線ラジエータにおいて、
前記筐体は、赤外線が透過しうる透光板および赤外線が反射する反射板を備えたものであることを特徴とする赤外線ラジエータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線ラジエータにおいて、
前記筐体の、前記基板の裏面に対向する板体の外面に、冷却用フィン部を配設したことを特徴とする赤外線ラジエータ。
【請求項５】
請求項４に記載の赤外線ラジエータにおいて、
前記筐体の、前記冷却用フィン部を備えた板体と前記基板との間に、電気絶縁性を有する熱伝達部材を配設したことを特徴とする赤外線ラジエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線を発光する赤外線ＬＥＤ（赤外線発光ダイオード、以下、ＬＥＤという）を使用した赤外線発信装置であって、赤外線音声伝送システムに用いられる赤外線ラジエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の肉声やスピーカによる音声伝送方法では、アナログ音声信号の劣化、教室や会議場等のロケーションやリスニング環境による音量差、反響や騒音等の問題があり、リスナー間に格差が生じる問題がある。
また、電波を用いたワイヤレスによる音声伝送方法では、トラック無線、雷等の外来電波により障害を受け易く、また隣の部屋や屋外への信号漏れ、混信等の問題がある。
【０００３】
このような問題を解消するものとして、赤外線を使用した赤外線音声伝送システム（ワイヤレスリスニングシステム）の通信装置があることは、従来から知られている。赤外線音声伝送システムによれば、外来電波による影響を受けないばかりでなく聴取位置による音質のばらつきが全くなく、騒音による影響も極めて低い等の利点がある。そして、このような通信装置において音声を赤外線に乗せて送信するのに使用される赤外線ラジエータの存在も従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来のこの種の赤外線ラジエータとして、予め配線パターンを形成する電路とＬＥＤ配置用のスルーホールとが設けられてなる一枚の基板に、複数個のＬＥＤを配列し、これを筐体に収容してなるものがある。
次に、図６により赤外線ラジエータにおけるＬＥＤの一般構造とその取付け状況につき説明する。ＬＥＤ１０は、並列に配置された２本のリードフレーム１１ａ、１１ｂを有している。これらのリードフレーム１１ａ、１１ｂは、金属製であり、一辺が０．５ｍｍ前後の横断面四角形に形成されている。一方のリードフレーム１１ａの頭部に係止されている金属ベース１２の上に、ＬＥＤ素子１３が載置され、このＬＥＤ素子１３と他方のリードフレーム１１ｂの頭部とがボンディングワイヤ１５により電気的に接続されている。
リードフレーム１１ａ、１１ｂの各頭部、ＬＥＤ素子１３及びボンディングワイヤ１５は、エポキシ樹脂等の透光性合成樹脂からなる保護層１６により包覆されている。保護層１６はＬＥＤ素子１３の発光を任意の屈折率で透過しうるレンズ作用を営むものである。
【０００５】
２本のリードフレーム１１ａ、１１ｂは、基板１７に挿通されて裏面から突出され、基板１７の電路に半田１８で電気的に接続されて固定された後、カッティングされている。
赤外線ラジエータは、例えば、筐体内に収容された基板１７の一面に、保護層１６の直径が５ｍｍ級のＬＥＤを数１０個〜数１００個を配列して構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１１６１９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
すなわち、従来の赤外線ラジエータは、ＬＥＤの配光に指向性があるために、必要な範囲での赤外線送信をすることができないことがあった。すなわち、赤外線ラジエータを設置した部屋において、その部屋の隅や壁側等で赤外線が届かないエリヤが存在するという送信範囲での盲点があった。
このため、赤外線ラジエータを配置する際には赤外線受信装置の設置位置に合わせて向きを設定する等の取付け上の配慮が必要であった。
【０００８】
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、各種ＬＥＤの配光特性を利用してなるもので、広い範囲での赤外線送信を可能とした赤外線ラジエータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
筐体と、上記筐体の内部に配設された基板と、ＬＥＤ素子を包覆する透光性合成樹脂製の保護層を有し、かつ上記基板上に配置された複数の赤外線ＬＥＤとを備えた赤外線ラジエータにおいて、上記複数の赤外線ＬＥＤは、指向性の異なる異種の赤外線ＬＥＤを含むものであることを特徴とする赤外線ラジエータ。
【００１０】
前記赤外線ＬＥＤは、並列に配置された２本の金属製のリードフレームと、一方のリードフレームの一端に設けられた金属ベースに載置されたＬＥＤ素子と、他方のリードフレームの頭部と前記ＬＥＤ素子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、前記２本のリードフレームの各頭部、前記ＬＥＤ素子及びボンディングワイヤを一体に包覆するように設けられた透光性合成樹脂製の保護層とを備えたものである。前記保護層はレンズ作用を営むものであり、その外面形状を変えることによって屈折率が変わるため、赤外線照射の指向性が変わる。
指向性の異なる複数の赤外線ＬＥＤを混在させることにより、互いに指向範囲を補完し合って広い送信範囲を形成する。なお、本発明においては赤外線ＬＥＤの個数は問わない。使用時の空間の広さ等の状況により変動するからである。
【００１１】
〈構成２〉
構成１記載の赤外線ラジエータにおいて、上記赤外線ＬＥＤは、上記保護層の横断面が楕円形をなす楕円型ＬＥＤおよび上記保護層の先端面が扁平をなすフラット型ＬＥＤを含むものであることを特徴とする赤外線ラジエータ。
【００１２】
前記楕円型ＬＥＤは図５に示すように比較的狭い角度で遠方まで赤外線を照射し、前記フラット型ＬＥＤは同図に示すように比較的広い角度で赤外線を照射するが、遠くまでは届かないという、それぞれの配光特性がある。
このため、双方のＬＥＤをそれぞれ配設することにより、互いに指向範囲を補完し合って広い送信範囲を形成することになる。
なお、本発明においては、前記赤外線ＬＥＤとして楕円型ＬＥＤおよびフラット型ＬＥＤの２つの組み合わせのみに限定されない。前記赤外線ＬＥＤとしては、前記保護層の先端面が砲弾型をなす砲弾型ＬＥＤ、その他の型のＬＥＤの組み合わせを含むものである。
【００１３】
〈構成３〉
構成１又は２に記載の赤外線ラジエータにおいて、上記筐体は、赤外線が透過しうる透光板および赤外線が反射する反射板を備えたものであることを特徴とする赤外線ラジエータ。
【００１４】
前記筐体は、六面体を呈しており、主に前記赤外線を放射する窓となる正面と底面の二面が前記透光板により構成され、その他の四面が前記反射板により構成されている。
前記筐体内に前記反射板を設けることにより、前記筐体内で反射板に反射した赤外線も、筐体の正面から放射され送信範囲をより一層広げる効果を奏する。
前記反射板としては、赤外線が不透過なものであればよいので、例えば、前記筐体のベースとなるアルミニウム板等の金属板自体で構成されてもよく、あるいはその金属板の内面に、赤外線を効率よく反射するシートを積層させる等の加工を施して構成されてもよい。また、前記反射板は、金属製に限られず、赤外線を反射する合成樹脂製の板体により構成されてもよい。
また、使用状況によっては前記透光板が省略されて、前記筐体の正面や底面が開口された状態となることもある。
【００１５】
〈構成４〉
構成１〜３のいずれかに記載の赤外線ラジエータにおいて、上記筐体の、上記基板の裏面に対向する板体の外面に、冷却用フィン部を配設したことを特徴とする赤外線ラジエータ。
【００１６】
前記冷却用フィン部を設けたことにより、基板上の複数の赤外線ＬＥＤから発生する熱が前記冷却用フィン部によって効率よく放熱され、赤外線ＬＥＤへの電流供給を安定化する効果を奏する。
【００１７】
〈構成５〉
構成４に記載の赤外線ラジエータにおいて、上記筐体の、上記冷却用フィン部を備えた板体と上記基板との間に、電気絶縁性を有する熱伝達部材を配設したことを特徴とする赤外線ラジエータ。
【００１８】
前記電気絶縁性を有する熱伝達部材を配設したことによって、前記筐体と前記基板との間の所望の電気絶縁状態を保持しつつ冷却効果を向上させることができる。
このような熱伝達部材としては、ゴムあるいはプラスチックにより形成された平板が用いられ、前記筐体と前記基板とにそれぞれ当接するように取付けられることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１〜３は、本発明の赤外線ラジエータの一実施形態を示しており、図１は斜視図、図２は正面図、図３は底面図である。
これらの図において、符号３０は筐体を示しており、横長の六面体を呈している。筐体３０の正面３０ａは、赤外線を外部に放射する窓となる。また、底面３０ｂも必要に応じて赤外線を外部に放射する窓となるようにされている。
【００２０】
従って筐体３０の正面３０ａおよび底面３０ｂの二面は、赤外線が透過しうる透光板により構成される。筐体３０の、その他の面、すなわち、その平面（上面）３０ｃ、両側面３０ｄ、３０ｅおよび背面３０ｆの四面は、赤外線を効率よく反射して正面３０ａおよび底面３０ｂから放射させる反射板により構成されている。
【００２１】
筐体３０の背面３０ｆには、外方に突出する複数の冷却用フィン部３１が設けられている。
筐体の平面（上面）３０ｃ、両側面３０ｄ、３０ｅおよび背面３０ｆの四面は、複数の冷却用フィン部３１と共に、アルミニウム等の軽量金属材により一体成形されている。
筐体３０の内部に、後述するＬＥＤ１０等を配置する基板１７が配設されている。この基板１７は、筐体の背面３０ｆと平行かつ同背面から少し離間した状態で取付けられている。
【００２２】
筐体の背面３０ｆと基板１７との間に、電気絶縁性を有する熱伝達部材３３が配設されている。この熱伝達部材３３は、ゴムあるいはプラスチックにより形成された平板であり、筐体の背面３０ｆと基板１７とにそれぞれ当接するように取付けられている。熱伝達部材３３には、筐体の背面３０ｆと基板１７との間の所望の電気絶縁状態を保持し、さらに基板の各ＬＥＤ１０からの熱を、複数の冷却用フィン部３１に伝達する役割がある。
【００２３】
基板１７上には複数のＬＥＤ１０が配列されている。これらのＬＥＤ１０は、後述する指向性の異なる異種の赤外線ＬＥＤを含んでいるが、構成部品は図６に示したものと基本的に同じなので、図６と共通する部分には同一符号を付している。
すなわち、ＬＥＤ１０は、２本のリードフレーム１１ａ、１１ｂと、一方のリードフレーム１１ａの頭部に係止されている金属ベース１２と、金属ベース１２の上に載置されたＬＥＤ素子１３と、このＬＥＤ素子１３と他方のリードフレーム１１ｂの頭部とを電気的に接続するボンディングワイヤ１５と、２本のリードフレーム１１ａ、１１ｂの各頭部、ＬＥＤ素子１３及びボンディングワイヤ１５を一体に包覆する保護層１６とを有している。
【００２４】
基板１７には予め所定の配線パターンを形成する電路と、複数のＬＥＤ２０を縦横に配列するためのスルーホールとが設けられている。
各ＬＥＤ１０のリードフレーム１１ａ、１１ｂは、基板１７のスルーホールに挿入され裏面から突出され、そして電路に半田１８で電気的に接続固定されている。
【００２５】
保護層１６は、光を透視しうる透明なエポキシ樹脂等の透明樹脂により成形されているが、外面を楕円形、フラット形等、使用目的に応じて適宜形状とすることにより、ＬＥＤ素子１３から発光される赤外線を任意の屈折率で透過させるレンズ作用を営むものである。保護層１６の横断面を楕円形としたＬＥＤを楕円型ＬＥＤ１０ａ、保護層１６の先端面を扁平としたＬＥＤをフラット型ＬＥＤ１０ｂと呼称する。
【００２６】
例えば、図２に示されるように楕円型ＬＥＤ１０ａが１０個ずつ２列に計２０個と、フラット型ＬＥＤ１０ｂが１０個ずつ４列に計４０個とがそれぞれ配置されている。
図２において、基板１７には、各ＬＥＤ１０ａ、１０ｂを介して音声を赤外線に乗せて伝送するための入力信号回路や発信回路等の電気回路３５が配設されている。
【００２７】
図４は、リスニングルーム等の室内３６の一隅に設置された本発明の赤外線ラジエータ３７による楕円型ＬＥＤ１０ａとフラット型ＬＥＤ１０ｂとの各赤外線照射状態を可視的に示すものである。
図４に示すように、楕円型ＬＥＤ１０ａから放射された赤外線３８ａは、比較的狭い角度で遠方まで照射され、フラット型ＬＥＤ１０ｂから放射された赤外線３８ｂは、比較的広い角度で照射されるが、遠くまでは届かないという、それぞれの配光特性がある。
双方のＬＥＤ１０ａ、１０ｂを混在させて配設することにより、互いに指向範囲を補完し合って広い送信範囲を形成する。
【００２８】
図５は、上記した本発明の赤外線ラジエータの実際上の使用例を示している。
図５に示すように、本発明の赤外線ラジエータ３７は、教室や会議場等のリスニングルーム３９の天井近辺の四隅にそれぞれ設置され、音声を赤外線に乗せてルーム内に伝送する。各赤外線ラジエータ３７から、図４に示したような配光特性で照射された赤外線がルーム３９内に隈なく広がってルーム内のどのエリヤにも到達する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る赤外線ラジエータの一実施例を示す斜視図である。
【図２】同実施例の正面図である。
【図３】同実施例の底面図である。
【図４】同実施例のＬＥＤの配光特性を示す線図である。
【図５】同実施例の使用状況を示す概略図である。
【図６】赤外線ラジエータに使用されるＬＥＤを示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１０　ＬＥＤ
１１ａ、１１ｂ　リードフレーム
１２　金属ベース
１３　ＬＥＤ素子
１５　ボンディングワイヤ
１６　保護層
１７　基板
１８　半田
３０　筐体
３０ａ　筐体の正面
３０ｂ　筐体の底面
３０ｃ　筐体の平面
３０ｆ　筐体の背面
３１　冷却用フィン部
３３　熱伝達部材
【図１】
2004135226.tif 000003
【図２】
2004135226.tif 000004
【図３】
2004135226.tif 000005
【図４】
2004135226.tif 000006
【図５】
2004135226.tif 000007
【図６】
2004135226.tif 000008