(57)【要約】【課題】可視光の反射を抑制でき、容易に製造可能な赤外線反射鏡を提供する。【解決手段】赤外線反射鏡１は、赤外線を反射させる金属からなる金属反射層１０を基材２に備え、金属反射層１０の上に、赤外線を透過し可視光を吸収する金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなる吸収層２１が積層される構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を反射させる金属からなる金属反射層を基材に備え、
前記金属反射層の上に、赤外線を透過し可視光を吸収する金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなる吸収層が積層されたことを特徴とする赤外線反射鏡。
【請求項２】
前記吸収層の上に、可視光の反射を抑制する金属酸化物及び金属弗化物の少なくとも１つからなる反射抑制層が積層されたことを特徴とする請求項１に記載の赤外線反射鏡。
【請求項３】
前記吸収層と前記反射抑制層とを交互に積層したことを特徴とする請求項２に記載の赤外線反射鏡。
【請求項４】
前記金属反射層はアルミニウム、銀又は金からなり、前記吸収層はＧｅ、Ｓｉ、ＳｉＯの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の赤外線反射鏡。
【請求項５】
前記反射抑制層は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＦ２の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の赤外線反射鏡。
【請求項６】
少なくとも３８０〜６００ｎｍの光を吸収し、少なくとも７００〜９００ｎｍの光を反射させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の赤外線反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を反射させる赤外線反射鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば赤外線照明用の赤外線反射鏡には、安価に作製できるアルミニウムや銀などの金属を基材に蒸着したものが用いられている。金属としてアルミニウムを蒸着した赤外線反射鏡は、アルミニウム膜の反射特性により、図７に示すように、可視光から赤外域まで８０％以上の反射率を有している。この種の赤外線反射鏡は、例えば、交通監視用の投光器に用いられる。交通監視用の投光器の一例としては、自動車ナンバー自動読取装置（Ｎシステム）など道路上で使用される赤外線ＬＥＤを使用した照明器具がある。この種の投光器に単にアルミニウム膜を成膜した赤外線反射鏡を使用した場合には、太陽光や自動車の前照灯の光が投光器に入射してしまうと、内部の赤外線反射鏡で赤外線以外の不要な光まで反射させてしまう問題がある。そのため、投光器の前面カバーに可視光吸収赤外線透過樹脂や可視光吸収赤外線透過ガラスを用いる手法もあるが、屋外暴露の環境下では劣化が生じ、長期間の使用に耐えられない問題がある。
【０００３】
これに対し、可視光を透過し赤外線を反射させる図８に示すような分光反射率を有する誘電体多層膜による赤外線反射鏡があるが、図９の構成にあるように、２０層を超える多層膜となるため、生産性が悪く、コスト高となってしまう。
【０００４】
また、可視域で高透過率、赤外域で高反射率を有する赤外反射膜が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この赤外反射膜は、アルミニウム、銀、ロジウム、ニッケル、金の少なくとも１種を主体とする金属膜の一方もしくは両方に、アルミニウム、インジウム、ガリウム、ほう素の少なくとも１種を添加した酸化亜鉛薄膜を積層して構成されている。
さらに、光吸収性膜として、窒化チタン、酸窒化チタン、金及び銅のうち１種以上の物質を用い、高い可視光透過率と共に低い可視光反射率と広い波長範囲の光において低反射となる光吸収性反射防止体が記載されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６０９２９号公報
【特許文献２】再表２００５−０５９６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の赤外反射膜は、赤外反射膜の物質を酸化亜鉛に金属を混合させた物質としなければならず、混合物の安定した成膜工程が難しいため、生産性が悪いという問題があった。
また、上述した従来の光吸収性反射防止体を、アルミニウム膜を成膜した赤外線反射鏡に用いたとしても、光吸収性反射防止体は可視光の透過率を７０％以上有しているため、可視光の吸収が不十分である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、可視光の反射を抑制でき、かつ、容易に製造可能な赤外線反射鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の赤外線反射鏡は、赤外線を反射させる金属からなる金属反射層を基材に備え、前記金属反射層の上に、赤外線を透過し可視光を吸収する金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなる吸収層が積層されたことを特徴とする。
上述の構成において、前記吸収層の上に、可視光の反射を抑制する金属酸化物及び金属弗化物の少なくとも１つからなる反射抑制層が積層されてもよい。
上述の構成において、前記吸収層と前記反射抑制層とを交互に積層してもよい。
上述の構成において、前記金属反射層はアルミニウム、銀又は金からなり、前記吸収層はＧｅ、Ｓｉ、ＳｉＯの少なくとも１つからなってもよい。
上述の構成において、前記反射抑制層は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＦ２の少なくとも１つからなってもよい。
上述の構成において、少なくとも３８０〜６００ｎｍの光を吸収し、少なくとも７００〜９００ｎｍの光を反射させてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸収層で可視光が吸収されるので、可視光の反射を抑制できる。また、赤外線を透過し可視光を吸収する吸収層が金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなるため、赤外線反射鏡を容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る赤外線反射鏡を模式的に示す図である。
【図２】反射膜の構成を示す図である。
【図３】図２の吸収部のみを基材に成膜した場合の吸収率を示すグラフである。
【図４】図２の反射膜を用いた赤外線反射鏡の分光反射率を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る赤外線反射鏡の反射膜の構成を示す図である。
【図６】図５の反射膜を用いた赤外線反射鏡の分光反射率を示すグラフである。
【図７】アルミニウム膜の分光反射率を示すグラフである。
【図８】従来の反射膜を用いた赤外線反射鏡の分光反射率を示すグラフである。
【図９】図８の反射膜の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る赤外線反射鏡を模式的に示す図である。図２は反射膜の構成を示す図である。
赤外線反射鏡１は、図１に示すように、基材２上に、金属反射層１０を有する反射膜３を備えている。
基材２は、例えば樹脂で形成され、この基材２に金属反射層１０が積層されている。金属反射層（赤外反射膜）１０は、赤外線を反射させる金属からなり、この金属反射層１０の上に吸収部２０が積層されている。具体的には、金属反射層１０の膜物質をアルミニウムとし、基材２に例えば真空蒸着法を用いてアルミニウム膜を成膜して金属反射層１０を形成している。
【００１１】
赤外線反射鏡１は、例えば、交通監視用の投光器に用いられる反射鏡である。交通監視用の投光器の一例としては、自動車ナンバー自動読取装置（Ｎシステム）など道路上で使用される赤外線ＬＥＤを使用した照明器具がある。この種の投光器に単にアルミニウム膜を成膜した赤外線反射鏡を使用した場合には、太陽光や自動車の前照灯の光が投光器に入射してしまうと、内部の赤外線反射鏡で赤外線以外の不要な光まで反射させてしまう問題がある。そのため、投光器の前面カバーに可視光吸収赤外線透過樹脂や可視光吸収赤外線透過ガラスを用いる手法もあるが、屋外暴露の環境下では劣化が生じ、長期間の使用に耐えられない問題がある。
【００１２】
また、光吸収性膜として、窒化チタン、酸窒化チタン、金及び銅のうち１種以上の物質を用い、高い可視光透過率と共に低い可視光反射率と広い波長範囲の光において低反射となる光吸収性反射防止体が提案されている。例えば、この光吸収性反射防止体を、アルミニウム膜を成膜した赤外線反射鏡に用いたとしても、光吸収性反射防止体は可視光の透過率を７０％以上有しているため、可視光の吸収が不十分である。
【００１３】
そこで、本実施形態では、金属反射層１０の上に吸収層２１を積層して反射膜３を形成している。
吸収層２１は、赤外線を透過し可視光を吸収する金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなり、本実施形態では、吸収層２１の膜物質としてＳｉ及びＳｉＯが用いられている。金属反射層１０の上に吸収層２１を積層することで、吸収層２１で可視光が吸収され、その結果、可視光の反射を抑制できる。
また、吸収層２１の上には、可視光の反射を抑制する金属酸化物及び金属弗化物の少なくとも１つからなる反射抑制層２２が積層されている。本実施形態では、反射抑制層２２の膜物質としてＳｉＯ２及びＭｇＯが用いられている。これらの吸収層２１及び反射抑制層２２が吸収部２０を構成している。吸収層２１の上に反射抑制層２２を積層することで、可視光の反射をより抑制でき、吸収部２０は、高い可視光吸収率とともに低い可視光反射率を有することとなる。
【００１４】
例えば、赤外反射膜の物質を酸化亜鉛に金属を混合させた物質とする場合には、混合物の安定した成膜工程が難しいため、生産性が悪くなる。
本実施形態では、各吸収層２１が金属又は金属酸化物からなり、各反射抑制層２２が金属酸化物又は金属弗化物からなるため、赤外線反射鏡１を容易に形成でき、その結果、赤外線反射鏡１を安価に形成できる。
【００１５】
そして、所望の分光反射率を満たすように、市販の膜設計ソフト（ソフトウェア  スペクトラ社のＴＦＣａｌｃ）を用い、各層の膜厚を最適化して設計し、図２に示す反射膜３の構成が得られている。本実施形態では、赤外線ＬＥＤが７００〜９００ｎｍの波長域にピーク発光を有するため、所望の分光反射率は、３８０〜６００ｎｍの反射率が１０％以下、７００〜９００ｎｍの赤外域の反射率が８５％以上としている。また、膜設計時の赤外線反射鏡の形状は平面状としている。
図２に示す反射膜３では、膜物質の異なる吸収層２１同士、あるいは、反射抑制層２２同士が隣接することはあるものの、吸収部２０全体としては、吸収層２１と反射抑制層２２とが交互に積層され、各層の膜厚が最適化されている。
【００１６】
図２の吸収部２０のみを基材２に成膜した場合の吸収率を図３に示す。図３では、横軸に波長（ｎｍ）縦軸に吸収率（％）を示す。
図３に示すように、吸収部２０は、可視光を大幅に吸収し、赤外域は金属反射層膜の反射を利用できるよう吸収を抑えている。
また、図２の反射膜３を用いた赤外線反射鏡１の分光反射率を図４に示す。図４では、横軸に波長（ｎｍ）縦軸に反射率（％）を示す。
図４に示すように、反射膜３は、３８０〜６００ｎｍの反射率を７％以下、７００〜９００ｎｍの反射率を８７％以上とし、可視光の反射を軽減できる。これにより、赤外線反射鏡１は、３８０〜６００ｎｍの反射率を低減しつつ、ピーク発光波長が７００〜９００ｎｍの波長域にある赤外線ＬＥＤの赤外線を反射させることができる。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態によれば、赤外線を反射させる金属からなる金属反射層１０を基材２に備え、金属反射層１０の上に、赤外線を透過し可視光を吸収する金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなる吸収層２１が積層される構成とした。この構成により、吸収層２１で可視光が吸収されるので、可視光の反射を抑制できる。また、赤外線を透過し可視光を吸収する吸収層２１が金属及び金属酸化物の少なくとも１つからなるため、赤外線反射鏡１を容易に形成できる。
【００１８】
また、本実施形態によれば、吸収層２１の上に、可視光の反射を抑制する金属酸化物及び金属弗化物の少なくとも１つからなる反射抑制層２２が積層されるため、可視光の反射をより抑制できる。また、可視光の反射を抑制する反射抑制層２２が金属酸化物及び金属弗化物の少なくとも１つからなるため、赤外線反射鏡１を容易に形成できる。
【００１９】
＜第２実施形態＞
次に、図５を参照して、第２実施形態について説明する。
第２実施形態の赤外線反射鏡１は、第１実施形態の赤外線反射鏡１と膜物質のみが異なるため、第１実施形態の赤外線反射鏡１と同一の符号を付して説明を省略する。
図５は、第２実施形態に係る赤外線反射鏡１の反射膜３の構成を示す図である。
本実施形態の赤外線反射鏡１では、金属反射層１０の膜物質を銀とし、基材２に例えば真空蒸着法を用いて銀膜を成膜して金属反射層１０を形成している。また、吸収層２１の膜物質としてＳｉ及びＳｉＯが用いられ、反射抑制層２２の膜物質としてＳｉＯ２が用いられている。
本実施形態においても、第１実施形態と同様に膜設計を行い、図５に示す反射膜３の構成が得られている。
図５に示す反射膜３では、吸収層２１と反射抑制層２２とが交互に積層され、各層の膜厚が最適化されている。
【００２０】
図５の反射膜３を用いた赤外線反射鏡１の分光反射率を図６に示す。図６では、横軸に波長（ｎｍ）縦軸に反射率（％）を示す。
図６に示すように、反射膜３は、３８０〜６００ｎｍの反射率を７％以下、７００〜９００ｎｍの反射率を９０％以上とし、可視光の反射を軽減できる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２１】
但し、上述の実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、金属反射層１０の膜物質をアルミニウム又は銀としたが、金属反射層１０は、この膜物質に限定されるものではなく、赤外線を反射させる金属で構成されればよい。金属反射層１０は、例えば、金であってもよい。
また、上述の実施形態では、基材２に金属反射層１０を直接積層しているが、基材２には例えば合成樹脂塗料等のアンダーコートを塗布し、アンダーコートの上に金属反射層１０を積層してもよい。
また、上述の実施形態では、金属反射層１０を真空蒸着法で成膜したが、金属反射層１０の成膜方法はこれに限定されるものではない。
【００２２】
上述の実施形態では、吸収層２１の膜物質をＳｉ及びＳｉＯとしたが、吸収層２１は、これらの膜物質に限定されるものではなく、赤外線を透過し可視光を吸収する金属及び金属酸化物の少なくとも１つから構成されればよい。吸収層２１の金属は、例えば、Ｇｅであってもよい。
また、上述の実施形態では、反射抑制層２２の膜物質をＳｉＯ２及びＭｇＯ、あるいは、ＳｉＯ２としたが、反射抑制層２２は、これらの膜物質に限定されるものではなく、可視光の反射を抑制する金属酸化物及び金属弗化物の少なくとも１つから構成されればよい。反射抑制層２２の金属弗化物は、例えば、ＭｇＦ２であってもよい。
【００２３】
また、上述の実施形態では、赤外線反射鏡１が、少なくとも３８０〜６００ｎｍの光を吸収し、少なくとも７００〜９００ｎｍの光を反射させるように構成されているが、吸収と反射の範囲が重複していてもよい。
【００２４】
また、上述の実施形態では、基材２を樹脂で形成したが、基材２の材料はこれに限定されるものではない。
【００２５】
また、上述の実施形態では、交通監視用の投光器に用いられる赤外線反射鏡１について説明したが、赤外線反射鏡１は、この投光器に限定されず、暗視カメラ用投光器など、種々の照明器具に適用可能である。また、照明器具に用いる光源はＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプなど他のランプや発光素子であってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  赤外線反射鏡
２  基材
３  反射膜
１０  金属反射層
２０  吸収部
２１  吸収層
２２  反射抑制層
【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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