(57)【要約】【課題】形状の自由度を向上でき、厚みや大きさの自由度を向上でき、赤外線センサの実装位置の自由度を向上でき、筐体への組み込みの自由度を向上できる赤外線視野角制御装置および赤外線視野角調整方法を提供する。【解決手段】赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法は、筐体と、赤外線センサ１４と、赤外線透過性材料で成形され、二つの放物曲面１５，１６を有する赤外線の視野角制御部品１２と、二つの放物曲面１５，１６に施され、赤外線を反射する反射層とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
赤外線センサと、
赤外線透過性材料で成形され、二つの放物曲面を有する赤外線の視野角制御部品と、
前記二つの放物曲面に施され、赤外線を反射する反射層とを備える赤外線視野角制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線視野角制御装置において、
前記二つの放物曲面の調整に伴い、赤外線の視野角を制御可能である赤外線視野角制御装置。
【請求項３】
赤外線センサと、
赤外線透過性材料で成形され、二つの放物曲面を有する赤外線の視野角制御部品と、
前記二つの放物曲面に施され、赤外線を反射する反射層とを備える赤外線視野角制御装置の赤外線視野角調整方法であって、
前記二つの放物曲面の曲率と前記赤外線センサの実装位置とを調整する赤外線視野角調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線の視野角を制御する赤外線視野角制御装置および赤外線視野角調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線視野角制御装置として、レンズアレイとセンサアレイとを有し、センサ部が複数形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置は、レンズ本体の一面側から光が入射すると、入射した光がセンサアレイを透過してレンズ本体の一面に形成された光学素子群へ到達する。
そして、特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置は、光学素子群へ到達した光は各光学素子で反射され、入射した光の入射角と放物面の光軸とが平行ではない光学素子では、光を焦点に集光させない。
さらに、特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置は、入射した光の入射角と放物面の光軸とが平行である光学素子では、光を焦点に集光させる。
そのため、特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置は、焦点に配置された感熱素子が、光を検知して計測器へ出力する。
このように、特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置は、光学素子が、放物面の光軸を光学素子の中心軸に対し傾けて形成したことにより、指向性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６９８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置は、各光学素子が指向性を有することにより、所望の入射角を有する光に対応することができる。
【０００５】
ところで、図１２に示すように、特許文献１に記載の赤外線視野角制御装置と同様に、赤外線が透過できる材料により視野角制御部品としてレンズ１０１を構成し、レンズ１０１の屈折率を利用して焦点に赤外線センサ１０２を実装するものが提案されている。
しかし、このような従来の赤外線視野角制御装置１００は、レンズ１０１を筐体１０３に固定する場合に、レンズ１０１に筐体１０３への取付用のフランジ１０４等の構造を持つ必要がある。
従って、このような従来の赤外線視野角制御装置１００は、レンズ１０１の自体より広い面積が必要であり、実装の制約が大きくなっていた。
また、このような従来の赤外線視野角制御装置１００は、フランジ１０４部分から不要な赤外線の入射があり、視野角が十分に制御することができない。
加えて、このような従来の赤外線視野角制御装置１００は、反射鏡を使用する場合に、反射鏡を支持（固定する）構造体が必要となり、赤外線の集光効率が低下するとともに組み込みの構造が複雑となり、小型化に向かない。
【０００６】
近年の技術の発展に伴い、赤外線センサの小型化、低価格化が進み、いろいろな装置への応用が増加してきている。
そのような状況下において、赤外線センサで計測するものが、周囲の状況だけでなく、ポイントを絞った測定を望む状況になってきている。
しかし、いろいろな装置へ組み込む場合、レンズ方式での視野角制御ではレンズの屈折率で視野角制御部品のサイズが決まってしまい自由度が大きく束縛される。
【０００７】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、形状の自由度を向上でき、厚みや大きさの自由度を向上でき、赤外線センサの実装位置の自由度を向上でき、筐体への組み込みの自由度を向上できる赤外線視野角制御装置および赤外線視野角調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る赤外線視野角制御装置は、筐体と、赤外線センサと、赤外線透過性材料で成形され、二つの放物曲面を有する赤外線の視野角制御部品と、前記二つの放物曲面に施され、赤外線を反射する反射層とを備える。
【０００９】
本発明に係る赤外線視野角制御装置は、前記二つの放物曲面の調整に伴い、赤外線の視野角を制御可能である。
【００１０】
本発明に係る赤外線視野角調整方法は、赤外線センサと、赤外線透過性材料で成形され、二つの放物曲面を有する赤外線の視野角制御部品と、前記二つの放物曲面に施され、赤外線を反射する反射層とを備える赤外線視野角制御装置の赤外線視野角調整方法であって、前記二つの放物曲面の曲率と前記赤外線センサの実装位置とを調整する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る赤外線視野角制御装置および赤外線視野角調整方法によれば、形状の自由度を向上でき、厚みや大きさの自由度を向上でき、赤外線センサの実装位置の自由度を向上でき、筐体への組み込みの自由度を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置の縦断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置に適用される視野角制御部品の平面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置に適用される視野角制御部品の縦断面図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置に適用される視野角制御部品の横断面図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置に適用される視野角制御部品における放物曲面と反射層とを説明する縦断面図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置に適用される視野角制御部品における放物曲面と反射層とを説明する平面図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置に適用される視野角制御部品における放物曲面と反射層とを説明する底面図である。
【図８】本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角制御装置の光学的な特性を説明する縦断面図である。
【図９】本発明に係る第２実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置の縦断面図である。
【図１０】本発明に係る第３実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置の縦断面図である。
【図１１】本発明に係る第４実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置の縦断面図である。
【図１２】従来の赤外線視野角制御装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る複数の実施形態の赤外線視野角制御装置について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置１０は、筐体１１と、筐体１１に保持される視野角制御部品１２と、基板１３と、基板１３に実装された赤外線センサ１４とを備える。
【００１４】
視野角制御部品１２は、赤外線透過材料で成形されており、光軸Ａ１に平行に入射される赤外線のみを第１焦点Ｂ１に収束させる第１放物曲面１５と、放物曲面１５からの赤外線を第２焦点Ｂ２に収束させる第２放物曲面１６とからお椀形状に形成されている。
第２焦点Ｂ２は、基板１３に実装された赤外線センサ１４の位置に一致するように、第１放物曲面１５と第２放物曲面１６とが調整されている。
第１放物曲面１５と第２放物曲面１６とが調整されることにより、赤外線センサ１４の実装位置が調整される。
第１放物曲面１５は、凸状の略半球形状に形成され、第２放物曲面１６は、凹状の略半球形状に形成される。
【００１５】
図２に示すように、視野角制御部品１２は、平面形状が円形に形成されており、その上面の中央部に第２放物曲面１６が配置されている。
図３に示すように、視野角制御部品１２は、縦断面形状が略半円形状に形成されており、その左端面の中央部に第２放物曲面１６が配置されている。
図４に示すように、視野角制御部品１２は、横断面形状が略半円形に形成されており、その上面の中央部に第２放物曲面１６が配置されている。
図５に示すように、視野角制御部品１２は、第１放物曲面１５に赤外線を反射させる第１反射層１７がコーティングされており、同様にして、第２放物曲面１６に赤外線を反射させる第２反射層１８がコーティングされている。
【００１６】
ここで、視野角制御部品１２が、赤外線透過材料で成形されていて、第１放物曲面１５に第１反射層１７が、第２放物曲面１６に第２反射層１８が、それぞれ直接コーティングされている。
従って、視野角制御部品１２は、別構造の反射層を、第１放物曲面１５および第２放物曲面１６により支持する構造としないことにより、集光効率を最大限有効にできる。
【００１７】
第１放物曲面１５は、光軸Ａ１に平行に入射される赤外線を反射して、第１焦点Ｂ１に収束するように設計されている。
第２放物曲面１６は、第１放物曲面１５と第１焦点Ｂ１と間に配置されており、第１放物曲面１５から反射された赤外線を第２焦点Ｂ２に収束するように設計されている。
【００１８】
図６に示すように、第２放物曲面１６の第２反射層１８は、第２放物曲面１６の全域にわたってコーティングされている。
図７に示すように、第１放物曲面１５の第１反射層１７は、第２反射層１８から反射される赤外線が通過する領域を除いた大きさの円形の形状となるように設計される。
【００１９】
第１放物曲面１５に第１反射層１７がコーティングされているために、赤外線を透過させる必要がなく、第１放物曲面１５の第１反射層１７の領域に、筐体１１との接合面を構成できる。
そのため、筐体１１との接合面を両面テープや接着剤等により固定するための面積を広く取ることができる。
そして、接合のための両面テープや接着剤等で貼り付けられる面積として、図７に示したように、第１反射層１７の面積の全てを使うことができる。
従って、従来のもののようなフランジなどの構造が不要であり、実装面積を有効に使用できる。
【００２０】
次に、赤外線視野角制御装置１０の光学的な特性を説明する。
図８に示すように、光軸Ａ１に平行して視野角制御部品１２に入射された赤外線は、第１放物曲面１５の第１反射層１７により第１放物曲面１５に入射した角度と等しい角度で反射されて第１焦点Ｂ１に収束する経路をたどる。
ここで、第１焦点Ｂ１までの経路に第２反射層１８がコーティングされた第２放物曲面１６があるために、赤外線は、第２放物曲面１６の第２反射層１８で第２焦点Ｂ２へ反射される。
視野角制御部品１２に入射される赤外線のうち、光軸Ａ１に平行なもの全てが第２焦点Ｂ２に収束されるが、光軸Ａ１に平行でない赤外線は第２焦点Ｂ２に入ってくることがない。
従って、光軸Ａ１の指す方向からの赤外線のみを集めて視野角を制御することができる。
【００２１】
以上、説明したように第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、視野角制御部品１２が、第１放物曲面１５に第１反射層１７がコーティングされ、第２放物曲面１６に第２反射層１８がコーティングされる。
従って、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、反射物を支持する構造を必要としないために、赤外線の集光効率を最大限活用できる。
【００２２】
また、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、筐体１１との接合にフランジ等の視野角制御機能とは別の構造を必要としない。
従って、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、実装面積を最小にできる。
【００２３】
そして、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、視野角制御をレンズから放物面の反射にすることにより、フランジ部分等からの不要な赤外線の入力を避けて、光軸Ａ１に平行な赤外線のみを収束できる。
従って、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、視野角制御の精度を向上できる。
【００２４】
さらに、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、第１放物曲面１５と第１焦点Ｂ１とによって視野角制御部品１２の厚みを調整可能であり、第２放物曲面１６と第２焦点Ｂ２との調整可能である。
従って、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、赤外線センサ１４の位置に合わせた設計ができる。
【００２５】
加えて、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、視野角制御にレンズを用いずに、反射方式を用いた。
従って、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、材料の屈折率により変わる設計の煩雑性を解消できる。
【００２６】
また、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、筐体１１との接合面を両面テープや接着剤等により固定するための面積を広く取ることができる。
従って、従来のもののようなフランジなどの構造が不要であり、実装面積を有効に使用できる。
【００２７】
さらにまた、第１実施形態の赤外線視野角制御装置１０および赤外線視野角調整方法によれば、視野角制御部品１２に入射される赤外線のうち、光軸Ａ１に平行でない赤外線は第２焦点Ｂ２に入ってくることがない。
従って、光軸Ａ１の指す方向からの赤外線のみを集めて視野角を制御することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の赤外線視野角制御装置について説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
【００２９】
図９に示すように、本発明に係る第２実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置２０は、上端部に立ち上げ部２１を形成した視野角制御部品２２を備えて、成形をしやすくしている。
第１放物曲面１５は、光軸Ａ１に平行に入射される赤外線を反射して、第１焦点Ｂ１に収束するように設計されている。
第２放物曲面１６は、第１放物曲面１５と第１焦点Ｂ１と間に配置されており、第１放物曲面１５から反射された赤外線を第２焦点Ｂ２に収束するように設計されている。
従って、第１放物曲面１５が、立ち上げ部２１を介して、凸状の略半球形状に容易に成形できる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の赤外線視野角制御装置について説明する。
図１０に示すように、本発明に係る第３実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置３０は、第２焦点Ｂ２よりも深い位置に配置された第３焦点Ｂ３を有する。
第３焦点Ｂ３は、第２放物曲面１６の曲率を上げることにより、第２焦点Ｂ２から位置が変更される。
従って、深い位置に第３焦点Ｂ３を得ることができる。
【００３１】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の赤外線視野角制御装置について説明する。
図１１に示すように、本発明に係る第４実施形態の赤外線視野角調整方法を実行する赤外線視野角制御装置４０は、第３焦点Ｂ３の位置を第４焦点Ｂ４に変更する。
第４焦点Ｂ４は、第１放物曲面１５を光軸Ａ１の中止から回転方向に角度を変更することにより配置される。
ここで、第１放物曲面１５に代えて、第２放物曲面１６を光軸Ａ１の中止から回転方向に角度を変更してもよい。
従って、第１放物曲面１５または第２放物曲面１６を調整することにより、赤外線センサ１４の実装位置に合わせた焦点位置の設計が可能となる。
【００３２】
なお、本発明の赤外線視野角制御装置および赤外線視野角調整方法は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上述べたように、本発明の赤外線視野角制御装置および赤外線視野角調整方法によれば、形状の自由度を向上でき、厚みや大きさの自由度を向上でき、赤外線センサの実装位置の自由度を向上でき、筐体への組み込みの自由度を向上できるものである。
以上の結果として、赤外線センサを搭載してポイントを絞った測定を要求される装置において汎用性を向上でき、本発明の産業上の利用可能性は大といえる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  赤外線視野角制御装置
１１  筐体
１２，２２  視野角制御部品
１４  赤外線センサ
１５  第１放物曲面（放物曲面）
１６  第２放物曲面（放物曲面）
１７  第１反射層（反射層）
１８  第２反射層（反射層）
２０  赤外線視野角制御装置
３０  赤外線視野角制御装置
４０  赤外線視野角制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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