JP2017032737A - Infrared reflective mirror - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外線を反射させる赤外線反射鏡に関する。 The present invention relates to an infrared reflecting mirror that reflects infrared rays.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, infrared reflecting mirrors for infrared illumination, for example, are obtained by depositing a metal such as aluminum or silver that can be manufactured at low cost on a base material. The infrared reflecting mirror in which aluminum is deposited as a metal has a reflectivity of 80% or more from visible light to the infrared region, as shown in FIG. 7, due to the reflection characteristics of the aluminum film. This type of infrared reflector is used, for example, in a projector for traffic monitoring. As an example of a floodlight for traffic monitoring, there is an illuminator using an infrared LED used on a road such as an automobile number automatic reader (N system). When an infrared reflector with an aluminum film is simply used for this type of projector, if sunlight or the light from the headlight of an automobile is incident on the projector, an infrared reflector other than infrared rays is used by the internal infrared reflector. There is a problem that even unnecessary light is reflected. For this reason, there is a method of using visible light absorbing infrared transmitting resin or visible light absorbing infrared transmitting glass for the front cover of the projector, but there is a problem that it deteriorates in an outdoor exposure environment and cannot withstand long-term use.
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。 On the other hand, there is an infrared reflecting mirror made of a dielectric multilayer film having a spectral reflectance as shown in FIG. 8 that transmits visible light and reflects infrared rays. As shown in the configuration of FIG. Since it becomes a film | membrane, productivity will be bad and will be expensive.
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)。
In addition, an infrared reflective film having high transmittance in the visible region and high reflectance in the infrared region has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This infrared reflective film is a zinc oxide thin film in which at least one of aluminum, indium, gallium, and boron is added to one or both of a metal film mainly composed of at least one of aluminum, silver, rhodium, nickel, and gold. Are laminated.
Furthermore, as the light-absorbing film, one or more materials of titanium nitride, titanium oxynitride, gold, and copper are used, and low visible light reflectance and low reflection in light in a wide wavelength range together with high visible light transmittance. A light-absorbing antireflection body is described (for example, see Patent Document 2).
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。
However, the above-described conventional infrared reflective film has to be made of a material obtained by mixing the metal of the infrared reflective film with zinc oxide and a metal, and the stable film formation process of the mixture is difficult, so the productivity is poor. There was a problem.
In addition, even if the above-described conventional light-absorbing antireflection body is used for an infrared reflecting mirror formed with an aluminum film, the light-absorbing antireflection body has a visible light transmittance of 70% or more. , Visible light absorption is insufficient.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an infrared reflector that can suppress reflection of visible light and can be easily manufactured.
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。
In order to achieve the above-described object, the infrared reflecting mirror of the present invention includes a metal reflective layer made of a metal that reflects infrared light, and transmits infrared light and absorbs visible light on the metal reflective layer. An absorption layer made of at least one of a metal and a metal oxide is laminated.
In the above-described configuration, a reflection suppressing layer made of at least one of a metal oxide and a metal fluoride that suppresses reflection of visible light may be laminated on the absorption layer.
In the above-described configuration, the absorption layer and the reflection suppressing layer may be alternately stacked.
In the above-described configuration, the metal reflection layer may be made of aluminum, silver, or gold, and the absorption layer may be made of at least one of Ge, Si, and SiO.
In the above-described configuration, the reflection suppression layer may be made of at least one of SiO 2 , MgO, and MgF 2 .
In the above-described configuration, light of at least 380 to 600 nm may be absorbed and light of at least 700 to 900 nm may be reflected.
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。 According to the present invention, since visible light is absorbed by the absorption layer, reflection of visible light can be suppressed. Moreover, since the absorption layer which transmits infrared rays and absorbs visible light is made of at least one of a metal and a metal oxide, an infrared reflecting mirror can be easily formed.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an infrared reflecting mirror according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the reflective film.
As shown in FIG. 1, the infrared reflecting
The
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。
The infrared reflecting
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。 Further, as the light-absorbing film, one or more materials of titanium nitride, titanium oxynitride, gold, and copper are used, and the low visible light reflectance and the low reflection of light in a wide wavelength range together with the high visible light transmittance. A light-absorbing antireflection body has been proposed. For example, even if this light-absorptive antireflective body is used for an infrared reflecting mirror formed with an aluminum film, the light-absorptive antireflective body has a visible light transmittance of 70% or more. Is not sufficiently absorbed.
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。
Therefore, in the present embodiment, the
The absorption layer 21 is made of at least one of a metal and a metal oxide that transmit infrared rays and absorb visible light. In this embodiment, Si and SiO are used as the film material of the absorption layer 21. By laminating the absorption layer 21 on the
On the absorption layer 21, a
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。
For example, when the material of the infrared reflection film is a material in which a metal is mixed with zinc oxide, the stable film forming process of the mixture is difficult, and the productivity is deteriorated.
In this embodiment, since each absorption layer 21 is made of metal or metal oxide and each
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。
Then, using commercially available film design software (TFCalc of Software Spectra Co., Ltd.) so as to satisfy the desired spectral reflectance, the film thickness of each layer is optimized and the structure of the
In the
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。
FIG. 3 shows the absorptance when only the
As shown in FIG. 3, the
FIG. 4 shows the spectral reflectance of the infrared reflecting
As shown in FIG. 4, the
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。
As described above, according to the present embodiment, the
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。
In addition, according to the present embodiment, the
<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。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
Since the infrared reflecting
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the
In the infrared reflecting
Also in this embodiment, the film design is performed in the same manner as in the first embodiment, and the configuration of the
In the
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。
FIG. 6 shows the spectral reflectance of the infrared reflecting
As shown in FIG. 6, the
Also in this embodiment, there exists an effect similar to 1st Embodiment.
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。
However, the above-described embodiment is an aspect of the present invention, and it is needless to say that the embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the film material of the metal
In the above-described embodiment, the metal
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the metal
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。
In the above-described embodiment, the film material of the absorption layer 21 is Si and SiO. However, the absorption layer 21 is not limited to these film materials, and is a metal and metal oxide that transmits infrared rays and absorbs visible light. What is necessary is just to be comprised from at least 1 of a thing. The metal of the absorption layer 21 may be Ge, for example.
In the above embodiment, the film material of the
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。
In the above-described embodiment, the
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。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the
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。
In the above-described embodiment, the infrared reflecting
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
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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。 The substrate is provided with a metal reflection layer made of a metal that reflects infrared rays,
An infrared reflecting mirror, wherein an absorbing layer made of at least one of a metal and a metal oxide that transmits infrared rays and absorbs visible light is laminated on the metal reflecting layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015151598A JP2017032737A (en) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | Infrared reflective mirror |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015151598A JP2017032737A (en) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | Infrared reflective mirror |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017032737A true JP2017032737A (en) | 2017-02-09 |
Family
ID=57986100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015151598A Pending JP2017032737A (en) | 2015-07-31 | 2015-07-31 | Infrared reflective mirror |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017032737A (en) |
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2015
- 2015-07-31 JP JP2015151598A patent/JP2017032737A/en active Pending
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