(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二枚のレンズを含むレンズ群、上記レンズ群の少なくとも各周縁部を保持する保持装置、上記レンズ群の上記周縁部が上記保持装置により保持された状態において上記レンズ間に挿設された遮光体を有する撮像装置であって、上記遮光体は、基体、上記基体の上に順次、黒色の金属化合物からなる遮光層、および上記遮光層の表面の黒色を保護すると共に耐熱性を有する透光性ガラス層を有し、かつ、中央部に貫通孔が形成されたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記基体は板状であって、ステンレス、ニッケル、銅、銅合金、アルミニウム、プラスチックス、およびセラミックスからなる群から選ばれた少なくとも一種で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
上記黒色の金属化合物は、銅酸化物、クロム酸化物、ニッケル酸化物、亜鉛酸化物、およびアルミニウム酸化物を染料で染色したものからなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
上記透光性ガラス層は、厚さ２μｍ〜４μｍであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
上記透光性ガラス層は、無機ガラスと有機ポリマーとの混合体からなることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
上記透光性ガラス層は、シリカ粒子と平均粒径が１〜１００ナノメートルの有機ポリマーとからなるナノコンポジットにて形成されたものであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光体を用いた撮像装置に関するものであり、特に低価格のカメラなどの撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複数のレンズ間に遮光体を挟んで使用されるレンズユニットにおいて、そこに使用される遮光体の表面は、レンズの先で結像する画質への悪影響を避けるために、その表面は光の反射を防止し、光を吸収する効果のある表面に改質する必要がある。また当該遮光体は、光学機構の設計上で必要となる寸法精度に対して、それを満足する最適な加工法にて製作されることが望ましく、また組み込み工程を含めて安定した形状が維持できるものである必要から、遮光体形成用の材料としてステンレスまたは銅合金を使用し、そのステンレスまたは銅合金をエッチング加工またはプレス加工することにより製作している。しかしこの場合、ステンレスの表面が剥き出しのままで使用したのでは、その表面で光を反射して結像する画像に悪影響を与えるので、当該表面を反射しないように改質する必要があって、そのために、例えばステンレスを電解することにより発色させたり、銅を酸化剤により酸化処理したりすることにより表面を黒色に改質して光の反射を防止し使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００９−１３９７０５号公報
【特許文献２】特許公開２００４−３４１１９４号公報
【特許文献３】特許公開２００６−１８９７２６号公報
【特許文献４】特許公開平９−  ３１６６２号公報
【特許文献５】特許公開平６−２９９３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の遮光体の表面に形成された上記黒色層の表面は、作業員の手や作業工具などと接触して擦られると傷付き、遮光性に変化が生じる問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の撮像装置は、少なくとも二枚のレンズを含むレンズ群、上記レンズ群の少なくとも各周縁部を保持する保持装置、上記レンズ群の上記周縁部が上記保持装置により保持された状態において上記レンズ間に挿設された遮光体を有する撮像装置であって、当該遮光体は、基体、上記基体の上に順次、黒色の金属化合物からなる遮光層、および上記遮光層の表面の黒色を保護する透光性ガラス層を有し、かつ、中央部に貫通孔が形成されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の遮光体は、上記遮光層の表面に形成されたガラスからなる透光性ガラス層を有することにより、作業員の手や作業工具などと接触して擦られても上記透光性ガラス層の存在により上記した表面の損傷を解消して、黒色に基づく遮光度が安定する効果がある。また当該遮光体は、上記の優れた遮光機能を維持し得るので、それを用いた上記撮像装置は鮮明な各種画像の撮像を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態１における、遮光体を含むレンズユニットの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における撮像装置の概念的断面図である。
【図３】図１および図２に示す遮光体の平面図および断面図である。
【図４】図３に示す遮光体の詳細な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１を詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の実施の形態１における遮光体例およびそれを含む撮像装置例を説明するものであって、図１は上記遮光体を含むレンズユニットの断面図であり、図２は本発明の撮像装置例の概念的断面図であり、図３aは図１〜図２に含まれている遮光体３の平面図、図３ｂは図３aのＡ−Ａ線に沿った当該遮光体の断面図であり、図４は図３aのＡ−Ａ線に沿った他の、且つ詳細な断面図である。
【０００９】
図１において、レンズユニット１は、一対のレンズ１１とレンズ１２、および遮光体３とから構成されている。レンズ１１、レンズ１２、および遮光体３は、共に同外径を有する円盤状体である。また遮光体３は、図１〜図４に示すように、その中央に円形の貫通孔を有し、一方、レンズ１１とレンズ１２とは、共に平板体の一面の中央に窪みが設けられた形状を有する。よって、遮光体３をレンズ１１とレンズ１２とで挟んで、且つ遮光体３の中央の円形貫通孔の位置とレンズ１１、レンズ１２の上記の各窪みの位置が合致するようにすると、当該３者の結合体は、図１、図２に示す断面構造を有することになる。一対のレンズ１１と１２とは、その両者で遮光体３を挟んだ状態では、図１、２に示すように、当該両者間の中央部には上記窪みのためにレンズ状の空間が生じている。
【００１０】
遮光体３は、図３および図４にその断面図例を示すように、ドーナツ状体であって、断面が矩形状の基体３１、基体３１の全表面に形成された遮光層３２、および遮光層３２の表面上に形成されて、透明なガラスからなる透光性ガラス層３３を有する。なお図１〜図４では上記ドーナツ状体の内円を形成する孔の側面の形状例として、ドーナツ状体の表裏両面に対して直交する側面が例示されているが、本発明においては、当該側面の表面形状は、上記直交側面に限らず、各種の形状であっても良い。例えば当該表面は、その厚みの中間部がなだらかな山状のもの、急峻な山状に膨れた凸状のもの、当該中間部が上記とは反対に窪んだ凹状のもの、あるいは当該表面のエッジ部が盛り上がったもの、などが例示される。
【００１１】
基体３１の構成材料としては、その表面に上記の遮光層３２の形成が可能な材料であれば特に制限はなく、例えばステンレス、銅と各種の銅合金、ニッケル、アルミニウム、プラスチックス、セラミックなどである。上記のステンレスとしては、斯界で周知のものを採用し得て、例えば耐食性の優れた１２％（重量％、以下同様）以上のＣｒを含むＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金類、フェライト系合金類、マルテンサイト系合金類、オーステナイト系合金類、フェライト−オーステナイト系合金類などが例示される。銅としては、純度が  ９９．９６重量％以上のものであってよく、上記の銅合金としてはリン青銅や黄銅などであってよい。ニッケルとしては、純度が少なくとも９９重量％の高純度ニッケル以外にも、各種のニッケル合金が使用可能である。プラスチックスとしては、その上に前記した遮光層３２および透光性ガラス層３３を後記する方法で形成可能な耐熱性、および本発明の撮像装置の使用温度以上の耐熱変形性を有するものであれば、各種の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。セラミックとしても、上記プラスチックスと同様の形成可能性および耐熱変形性を有するものであればよい。
【００１２】
次に遮光体３の一例に就き詳述すると、図４において、遮光層３２は、ニッケルめっきからなる下地層３２１、銅からなる中間層３２２、黒色被膜層３２３、および透光性ガラス層３３の４層から形成されている。黒色被膜層３２３を形成する上記金属化合物の例としては、銅酸化物、クロム酸化物、ニッケル酸化物、亜鉛・クロム・銀酸化物、染料で染めたアルミニウム酸化物、からなる群から選ばれた少なくとも１種、が例示される。
【００１３】
上記の下地層３２１を形成するニッケルめっきや中間層３２２を形成する銅めっきなどは、それぞれ従来から斯界で知られた方法並びに条件によって形成されてよく、例えば上記のニッケルめっきは、ニッケルストライクめっき浴を使用して、５Ａ／ｄｍ２で５分間めっきし、銅めっき３２２は硫酸銅めっき浴を使用して１Ａ／ｄｍ２で１０分間めっきすることにより形成されてよく、ニッケルめっきの厚みは０.５μｍ〜１μｍ程度であり、銅めっきの厚みは１μｍ〜２μｍ程度でよい。
【００１４】
本発明において、透光性ガラス層３３は透光性ガラスにて形成されており、当該ガラス材としては、遮光体３２の上にそれを形成可能な透光性材料にて形成されたものであれば特に制限はないが、遮光体３２の表面上への形成の容易さ、および形成後における機械的強度の安定性の観点から、ＪＩＳ  Ｋ５６００−６−３に規定された耐熱性を有するものが好ましく、さらに遮光体３２上への形成可能温度が室温〜６０℃程度であり、透光性ガラス層３３の平均厚みが２μｍ〜４μｍ程度であり、またエンピツ硬度法で測定した表面硬度が４Ｈ以上であることが好ましい。
【００１５】
上記透光性ガラスの例としては、例えば無機ガラス類、有機ガラス類、無機ガラスと有機ガラスとの化学的あるいは物理的混合体類などであってよい。たとえば、ＳｉＯ２を主成分とする通常の各種のガラス類であってよく、有機ガラス類としては、例えばＳｉＯ主鎖にＳｉ−Ｒ３基（Ｒは、アルキル基、アラルキル基、ＯＨ基など）が置換したものが例示される。また上記以外にも、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニルなどの、硬度と透明性が良好なものが例示される。
【００１６】
透光性ガラス層３３が上記の無機ガラス類で形成される場合、当該層３３は、例えば通常のゾルゲル法やそのゾルゲル法を改良したスーパーゾルゲル法などにより形成することができる。即ち通常のゾルゲル法では、原料混合液に水や反応触媒を添加し、加水分解や縮合反応によりゾルを生成し、さらにかかる反応を進め、あるいは溶媒を除去してゲル化し、次いで当該ゲルを加熱硬化してガラス化する。一方、スーパーゾルゲル法では、原料混合液に反応触媒を添加し、溶媒除去した後、空気中の湿気により加水分解および縮合反応を開始せしめ、次いで室温硬化せしめてガラス化する。従って、通常のゾルゲル法では、ゲルのガラス化に加熱が必要となるので、その加熱によって遮光体３２の一部が崩壊あるいは変形する問題が生じる可能性があるが、スーパーゾルゲル法では、室温硬化にてガラス化するので上記の問題が生じない利点がある。
【００１７】
上記スーパーゾルゲル法に用いられる材料例としては、ナノコンポジットが挙げられる。ナノコンポジットは、シリカ粒からなる層中に、粒径が１〜１００ｎｍ程度の超微細な1種のポリマー粒または複数の各種のポリマー粒の混合物が、シリカを海とし、ポリマーを島とする海島状態で分散した構造を有するものであって、例えば日東紡社の商品名ＳＳＧコートが例示される。またナノコンポジットは、室温で硬化して透明なガラス状被膜を形成するので、本発明の上記透光性ガラス層３３の形成材として特に好適である。
【００１８】
次に、本発明の遮光体３の製造方法例に就き説明する。この製造例においては、基体３１の表面に機械的に安定した遮光層３２を形成するために、当該表面を前処理し、次いで遮光層３２を形成することが好ましい。かかる前処理の方法としては、アルカリ性洗剤を用いた脱脂、および電解脱脂をした後に、塩酸などの酸を用いた酸洗浄で表面を活性化し、後記する方法にて本発明の遮光層３２を形成する。
【００１９】
本発明において、上記の方法で清浄化された遮光体３の表面に、下記の方法で直接、遮光層３２を形成しても良いが、好ましくは遮光層３２を構成する材料と化学的に親和性のある第三の材料からなる親和層を形成し、その上に遮光層３２を形成することが好ましい。かかる親和層としては、遮光層３２が銅酸化物／クロム酸化物／ニッケル酸化物からなる場合は、ニッケルめっき層が好ましく、亜鉛・クロム・銀酸化物からなる場合には、ニッケル＋銅めっき層が好ましい。
【００２０】
基体３１の表面（ステンレスの表面）に形成される遮光層３２の平均厚みは、一般的には３〜５μｍ程度、好ましくは２〜３μｍ程度、特に好ましくは１〜２μｍ程度である。
【００２１】
次に、図２により本発明の撮像装置の例を説明すると、当該撮像装置例は、これまでに詳述したレンズユニット１、およびフィルター４、イメージセンサー５、並びに外枠体６から構成されている。外枠体６は、半割り可能な筒状体であって、その内壁にレンズユニット１を挿着可能なリング状溝部６１、およびフィルター４を設置するためのリング状突起６２を有する。当該撮像装置は、外枠体６を半割りに近い状態においてリング状突起６２の上にフィルター４を設置し、リング状溝部６１にレンズユニット１を挿着し、次いで外枠体６を半割り状態から筒状態とし、筒状態の下部にイメージセンサー５を設置することにより完成する。
【００２２】
以下、本発明を実施例と比較例とにより一層詳細に説明する。
実施例１．
遮光体３の基体３１として、Ｃｒ含有量が１８重量％、Ｎｉ含有量が８重量％であって、残部がＦｅであるＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉステンレスからなる、厚さ０．０２ｍｍ、外径２．５ｍｍ、内径０．５ｍｍのドーナツ状のステンレス板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、および電解脱脂を順次行って清浄化し、次いで温度２５℃のニッケルストライクめっき浴にて５Ａ／ｄｍ２の電流密度で５分間めっきすることで、厚さ０．５μｍの下地ニッケル層を形成し、更に、当該下地ニッケル層の上に温度２５℃の硫酸銅めっき浴にて１Ａ／ｄｍ２の電流密度で１０分めっきし、厚さ２μｍの銅めっき層を形成してから、当該銅めっき層について、温度９５℃の亜塩素酸ソーダ溶液に１分間浸漬して酸化処理することで、当該銅めっき層の表面全体に平均厚さが２μｍの黒色酸化銅層を形成した。次いでこの黒色酸化銅層の全表面に、日東紡社の商品名ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例１の遮光層を得た。  
【００２３】
実施例２．
遮光体３の基体３１として、Ｃｒ含有量が１８重量％、Ｎｉ含有量が８重量％であって、残部がＦｅであるＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉステンレスからなる、厚さ０．０２ｍｍ外径２．５ｍｍ内径０．５ｍｍのドーナツ状のステンレス板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、および電解脱脂により清浄化し、次いで温度２０℃の黒クロムめっき浴にて４Ｖの電圧で５分間めっきし、厚さ０．１μｍの黒色酸化クロム層を形成した。次いでこの黒色酸化クロム層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例２の遮光層を得た。
【００２４】
実施例３．
遮光体３の基体３１として、実施形態１で用いたドーナツ状のステンレス板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、および電解脱脂により清浄化し、次いで温度２５℃のニッケルストライクめっき浴にて５Ａ／ｄｍ２の電流密度で５分めっきすることで、厚さ０．５μｍの下地ニッケルめっき層を形成し、そのニッケルめっき層の表面を希硫酸で洗浄した後に黒ニッケルめっき浴（３０℃）にて０．１Ａ／ｄｍ２の電流密度で５分めっきし、厚さ０．１μｍの黒色酸化ニッケル層を形成した。次いでこの黒色酸化ニッケル層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例３の遮光層を得た。
【００２５】
実施例４．
遮光体３の基体３１として、実施形態１で用いられたドーナツ状のステンレス板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、電解脱脂により清浄化し、次いでニッケルストライクめっき浴（２５℃）にて５Ａ／ｄｍ２の電流密度で５分めっきすることで厚さ０．５μｍの下地ニッケル層を形成し、その後、当該下地ニッケル層の上に硫酸銅めっき浴（２５℃）にて１Ａ／ｄｍ２の電流密度で１０分めっきし、厚さ２μｍの銅めっき層を形成してから、更に、当該銅めっき層の上にノーシアン亜鉛めっき浴（３０℃）にて４Ａ／ｄｍ２の電流密度で１５分めっきし、厚さ５μの亜鉛めっき層を形成してから、当該亜鉛めっき層について、黒クロメート処理液（２０℃）に３分間浸漬し、酸化処理することで、当該亜鉛めっき層の表面全体に０．１μｍ以下の厚みの黒色酸化亜鉛・クロム・銀層（黒クロメート皮膜）を形成した。次いでこの酸化亜鉛・クロム・銀層層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間時間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例４の遮光層を得た。
【００２６】
実施例５.
遮光体３の基体３１として、実施形態１で用いられたドーナツ状のアルミニウム板を用い、先ずその全面を、脱脂および酸洗いにより清浄化し、次いで陽極酸化皮膜処理浴（２０℃）にて１．７Ａ／ｄｍ２の電流密度で酸化することで、厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜層を形成し、その後、黒色染色液（クラリアントジャパン社のサノダル・ディープ・ブラックＭＬＷ  使用）を５５℃に保持してそれに１５分浸漬し、水洗の後、酢酸ニッケル溶液（９７℃）に１５分浸漬して封孔処理することで、黒色アルミニウムの陽極酸化皮膜処理（黒染）層を形成した。次いでこの黒色アルミニウムの陽極酸化皮膜処理（黒染）層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例５の遮光層を得た。
【００２７】
実施例６.
遮光体３の基体３１として、純度が９９．９％、厚さ０．３ｍｍ、外形３ｍｍ、内径０．５ｍｍのドーナツ状の銅板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸エッチング、酸洗浄により清浄化し、次いで亜塩素酸ソーダ溶液（９５℃）に１分間浸漬し、酸化処理することにより当該銅表面全体に平均厚さが２μｍの黒色酸化銅層を形成した。次いでこの黒色酸化銅層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を得た。
【００２８】
実施例７.
遮光体３の基体３１として、実施例６で用いられたドーナツ状の銅板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、電解脱脂により清浄化し、次いで黒クロムめっき浴（２０℃）にて４Ｖの電圧で５分めっきし、厚さ０．１μｍの黒色酸化クロム層を形成した。次いでこの黒色酸化クロム層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して上記ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例７の遮光層を得た。
【００２９】
実施例８.
遮光体３の基体３１として、実施例６で用いられたドーナツ状の銅板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、電解脱脂により清浄化し、次いでニッケルストライクめっき浴（２５℃）にて５Ａ／ｄｍ２の電流密度で５分めっきすることで、厚さ０．５μｍの下地ニッケル層を形成し、そのニッケルめっき層表面を希硫酸で洗浄した後に黒ニッケルめっき浴（３０℃）にて０．１Ａ／ｄｍ２の電流密度で５分めっきし、厚さ０．１μｍの黒色酸化ニッケル層を有する実施例８の遮光体を製造した。次いでこの黒色酸化ニッケル層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例８の遮光層を得た。
【００３０】
実施例９.
遮光体３の基体３１として、実施例６で用いられたドーナツ状の銅板を用い、先ずその全面を、脱脂、酸洗い、電解脱脂により清浄化し、硫酸銅めっき浴（２５℃）にて１Ａ／ｄｍ2の電流密度で１０分めっきし、厚さ２μｍの銅めっき層を形成してから、更に、当該銅めっき層の上にノーシアン亜鉛めっき浴（３０℃）にて４Ａ／ｄｍ２の電流密度で１５間めっきし、厚さ５μｍ亜鉛めっき層を形成してから、当該亜鉛めっき層について、黒クロメート処理液（２０℃）に３分間浸漬し、酸化処理することで、当該亜鉛めっき層表面全体に０．１μｍ以下の厚みの黒色酸化亜鉛・クロム・銀層（黒クロメート皮膜）を有する実施例９の遮光体を製造した。次いでこの黒色酸化亜鉛・クロム・銀層の全表面に、上記ＳＳＧコートを塗布し、大気中の室温下で７日間放置して当該ＳＳＧコートを硬化しガラス化せしめて平均厚さが２μｍの透光性ガラス層を形成して実施例９の遮光層を得た。
【００３１】
次に、上記実施例１〜９で得られた各黒色遮光層付きのステンレス板、銅板、あるいはアルミニウム板を対象として、また比較例１として、上記実施例１とは透光性ガラス層が無い点のみが異なるものを用い、比較例２として、実施例５とは透光性ガラス層が無い点のみが異なるものを用い、また、比較例３として、実施例６とは透光性ガラス層が無い点のみが異なるものを用い、それらに就き、その効果を比較すると、透光性ガラス層を付加したことにより、黒色遮光層の表面が格段に安定し、取り扱い易く、使い易いものになっていることが確認できた。
【００３２】
特に、その表面が外力に対して機械的に弱い比較例１と実施例１との対比、および比較例１と同様の比較例３と実施例６との対比において、透光性ガラス層の有無による差が顕著であった。また、透光性ガラス層を形成するためのコーテイング剤（ベース）にガラスの微粒子をマット剤（つや消し剤）として添加することにより、反射率を広範囲に調整することが容易にできることから、本発明の遮光体は、広範囲な素材に対して、安定した特性のものを、取り扱いし易いものとして、提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の遮光体は極めて優れた遮光性能を有するので、当該遮光体を用いた本発明の撮像装置は、携帯用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラなど、撮像を目的とした機器のレンズの遮光板および光学機器の分野で使用される撮像装置用として好適である。
【符号の説明】
【００３４】
１：レンズユニット、３：遮光体、３２：遮光層、３３：透光性ガラス層、
４：フィルター、５：イメージセンサー、６：外枠体、６１：リング状溝部、
６２：リング状突起 
【図１】
0005411043.tif 000002
【図２】
0005411043.tif 000003
【図３】
0005411043.tif 000004
【図４】
0005411043.tif 000005