(57)【要約】【課題】Ａ２０００系アルミニウム合金の低コストで有効な艶消し方法と、この艶消し方法を施したアルミニウム合金から製作した光学素子保持用光学部品、光学機器の光路周辺の構成部品、反射防止部材を提供する。【解決手段】リン酸をベース組成に含む処理液を満たしたエッチング槽にＡ２０００系アルミニウム合金を浸漬して化学エッチングを行う。これにより、アルミニウム合金の表面について、表面粗さＲａ＝２．０〜４．０μｍとなる。ここで、エッチング後のアルミニウム合金表面の光沢度を光沢計で計測すると、およそＧ３を示しており、十分な艶消し効果が得られている。レンズ保持枠などの光学素子保持用光学部品は、フレアの抑制など、光学性能を維持するために反射防止処理を施す必要があることから、Ａ２０００系アルミニウム合金にこの艶消し処理を施したものから製作することで、反射防止性能に加えて強度をもたせることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ５０００系アルミニウム合金の表面の艶出し処理に用いられる処理液にＡ２０００系アルミニウム合金を浸漬し、その表面の艶消し処理に用いることを特徴とするＡ２０００系アルミニウム合金の艶消し方法。
【請求項２】
前記処理液がリン酸をベース組成に含む水溶液であることを特徴とする請求項１記載のＡ２０００系アルミニウム合金の艶消し方法。
【請求項３】
前記艶消し処理の後に黒色アルマイト処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載のＡ２０００系アルミニウム合金の艶消し方法。
【請求項４】
Ａ２０００系アルミニウム合金で製作され、請求項３記載の処理を行うことによりグロス単位で表される表面の光沢度をグロス１０以下にしたことを特徴とする光学素子保持用光学部品。
【請求項５】
Ａ２０００系アルミニウム合金で製作され、請求項３記載の処理を行うことによりグロス単位で表される表面の光沢度をグロス１０以下にしたことを特徴とする光学機器の光路周辺の構成部品。
【請求項６】
Ａ２０００系アルミニウム合金で製作され、請求項３記載の処理を行うことによりグロス単位で表される表面の光沢度をグロス１０以下にしたことを特徴とする反射防止部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａ２０００系アルミニウム合金の艶消し方法及びこの艶消し方法を施したアルミニウム合金から製作した光学素子保持用光学部品、光学機器の光路周辺の構成部品、反射防止部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａ２０００系合金は、アルミニウムに、主に銅を添加して形成した合金であり、その代表格としてはジュラルミンとして知られるＡ２０１７や超ジュラルミンといわれるＡ２０２４がある。これらの合金は、高力系アルミニウム合金と呼ばれ、鋼材に匹敵するほどの強度を有しており、機械的性質や切削性に優れているため、車やバイク、そして航空機等に用いられている。しかし、Ａ２０００系合金は、銅を３〜５％と多く含有しているために耐食性、溶接性、エッチング処理やアルマイト処理（陽極酸化処理）などの表面処理性が悪いことが欠点である。
【０００３】
Ａ２０００系合金は、アルミニウム特有の軽量という利点がある上に、高い強度を有するため、カメラ製品などの光学機器のレンズマウントやレンズ鏡筒の連結環などの強度が必要とされる部分に適用することが期待されている。この場合、フレアの抑止など、光学的性能を確保するためにＡ２０００系合金の表面の艶消しを行って反射防止処理を施す必要がある。反射防止処理の方法としては、例えば、特許文献１のように、レンズ間隔環の化成皮膜上に樹脂で電着塗装膜を形成する方法が提案されており、また、サンドブラストなどの物理的な処理方法を用いることもできるが、いずれの方法も高価な設備を必要とするためにコスト面で不利である。
【０００４】
低コストで反射防止処理を行う方法としては、エッチング液に対象物を浸漬するだけの化学エッチング処理が好適である。適当な条件でアルミニウム合金にエッチング処理を施すと、その表面を溶解作用により粗面化することができる。このとき、表面の粗さの度合い（Ｒａ）が高いほど、光が表面で乱反射しやすく、目に入る光の量が少ないので艶が消えたように見える。
【０００５】
アルミニウム合金の艶消しの度合いは、一般に「ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１」に規定された鏡面光沢度で表すのが通常となっている。鏡面光沢度は、規定された光源から光を照射した時に物体表面からの鏡面反射光の光束と、基準面（屈折率１．５６７のガラス）からの鏡面反射光の光束との比であらわされる。ここで、入射角６０度で鏡面反射率１０％となる屈折率１．５６７のガラス鏡面が、鏡面光沢度１００として規定されている。鏡面光沢度の単位はグロス（Ｇ）であり、光沢度Ｇ１０以下は「艶消し」状態とされ、一方、Ｇ１０〜５０は「半艶消し」状態とされている。なお、光沢度は光沢度計（いわゆるグロスメーター）で計測される。
【０００６】
ところで、アルミニウムは、アルマイト処理を施すことで硬度、耐摩耗性、耐食性を強化することができる。このアルマイト処理は、陽極酸化処理とも呼ばれ、硫酸などの水溶液中で対象のアルミニウムを陽極として電流を流し、その表面に酸化皮膜を形成する処理である。この酸化皮膜の特徴は、電子顕微鏡で観察できる程度の微細な無数の縦孔が形成されていることにある。縦孔は、中に染料などの細かい粒子を吸着するという特性を有しており、特定部分を任意の色に着色することができる。このため、カメラ製品などの光学機器の場合は、反射防止性能を確保するため、素材となるアルミニウムに上記の染料として黒色染料を用いる黒色アルマイト処理を施す。
【特許文献１】特開平１１−６４７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、先に述べたとおりＡ２０００系合金は表面処理には不向きであり、これを有効に艶消し処理できるエッチング液がないため、現状、カメラ製品などの光学機器には適用できないという問題が存在する。アルマイト処理の艶消し前処理には、一般的に酸性フッ化アンモン溶液などのフッ化物系のエッチング液による化学エッチングの手法が用いられるが、Ａ２０００系合金の場合は有効に艶消し処理できず、抑えられる光沢度はせいぜいＧ１５〜２０程度までである。
【０００８】
また、Ａ５０００系合金は、アルミニウムに、主にマグネシウムを添加して形成した合金であり、表面処理性に優れているため、前述したフッ化物系のエッチング液により十分な艶消し処理ができる。しかし、Ａ２０００系合金ほどの強度がないので、結局は、カメラ製品などの光学機器の強度が必要とされる部分には適当ではない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、Ａ２０００系アルミニウム合金の低コストで有効な艶消し方法と、この艶消し方法を施したアルミニウム合金から製作した光学素子保持用光学部品、光学機器の光路周辺の構成部品、反射防止部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の艶消し方法は、Ａ５０００系アルミニウム合金の表面の艶出し処理に用いられる処理液にＡ２０００系アルミニウム合金を浸漬し、その表面の艶消し処理に用いるものである。ここで、前記処理液はリン酸をベース組成に含む水溶液であってもよい。なお、前記艶消し処理の後に黒色アルマイト処理を行うのもよい。また、本発明の光学素子保持用光学部品と光学機器の光路周辺の構成部品と反射防止部材は、Ａ２０００系アルミニウム合金で製作され、この処理を行うことによりグロス単位で表される表面の光沢度をグロス１０以下にしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記艶消し方法により、Ａ２０００系合金を低コストで有効に艶消しすることができる。さらに艶消し処理後の黒色アルマイト処理でＡ２０００系合金の反射防止性能及び強度が向上する。また、上記艶消し方法を用いて表面に反射防止処理を施した光学素子保持用光学部品と光学機器の光路周辺の構成部品と反射防止部材は、高い強度を有し、さらに反射防止機能といった利点を兼ね備えているため、光学機器の品質を大幅に向上することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
Ａ５０００系アルミニウム合金の化学研磨液としては、一般的に濃度６０〜８０重量％のリン酸をベース組成として含む処理液が用いられており、この処理液は市販されている。例えば、燐化学工業株式会社からは、リン酸を主成分にし、光沢剤、亜硝酸ガス抑制剤などを配合した化学研磨液であるクリーンブライト（登録商標）シリーズが販売されている。その他にも、ラサ工業株式会社からは、同じくリン酸を主成分とした化学研磨液であるラサブライト（登録商標）シリーズが販売されている。化学研磨液には硫酸や他の酸も用いられるが、リン酸をベース組成に含む処理液で化学研磨を行うと酸化被膜の形成及び溶解の調和した効果によって表面の艶出し処理を行い、鏡面光沢を得るという利点がある。
【００１３】
本発明に係る艶消し方法は、このリン酸をベース組成に含む処理液を満たしたエッチング槽にＡ２０００系アルミニウム合金を浸漬して化学エッチングを行うものである。例として、浴温を１００±１０℃として、３０〜６０秒間浸漬する。ここで、浴温及び浸漬する時間は適宜決定してよいが、十分な艶消し効果を得るために、エッチング後に化学反応による溶解作用で生成されたＡｌＰＯ３の溶解量が１０％以上となるように決定するのが望ましい。このエッチングを行った場合、アルミニウム合金の表面について、図１のように、エッチング処理前に表面粗さＲａ＝０．８μｍであったものが（図１（Ａ）参照）、エッチング処理後にＲａ＝２．０〜４．０μｍとなる（図１（Ｂ）参照）。ここで、エッチング後のアルミニウム合金表面の光沢度を光沢計で計測すると、およそＧ３を示しており、前述したフッ化物系のエッチング液を用いた場合の光沢度Ｇ１５〜２０を大きく下回る。このように、Ａ２０００系アルミニウム合金を、リン酸をベース組成に含む処理液でエッチングすることで、十分な艶消し効果が得られる。また、この処理液は、前述したように市販品であるためコスト的にも有効である。なお、本実施形態の艶消し方法は、Ａ２０００系アルミニウム合金だけではなく、住友金属製のＣＢ５６やＣＢ１５６といった銅を含有する他のアルミニウム合金にも有効である。
【００１４】
このようにして艶消し処理を施したＡ２０００系アルミニウム合金は、例えば、図２のようなリアプロジェクション装置の光学部品に適用することができる。リアプロジェクション装置１は、筐体２の前面に設けられたスクリーン４と、スクリーン４の背後に設けられた平面鏡５と、固定部７を介して装置本体である筐体２の底部に固定された光学エンジン３とを備え、光学エンジン３の投射レンズユニット１０から投射される画像光が平面鏡５で反射されて、スクリーン４に画像が投影されるものである。なお、光学エンジン３は、画像光の生成を行う画像生成ユニット６と、画像光を投射する投射レンズユニット１０とを接続することで構成されている。
【００１５】
図３のように投射レンズユニット１０は、集束光学系１５、反射光学系（すなわち反射ミラー２０）、拡散光学系２４が共通の保持部材１４に組み付けられて一体的に構成され、画像光生成ユニット６から入射する画像光を平面鏡５に投射する機能を有する。集束光学系１５は、レンズ保持枠である集束レンズ鏡筒２７に保持された集束レンズ２５であり、画像光生成ユニット６から入射してくる画像光に含まれる光線を集束させて光軸Ｌ１に沿って反射ミラー２０へと出射する。反射ミラー２０はミラー保持枠２２に保持されており、集束光学系１５から光軸Ｌ１に沿って入射してくる画像光が光軸Ｌ２に沿って拡散光学系２４へと入射するように反射する。
【００１６】
また、拡散光学系２４は、略円筒形状のレンズ保持枠１２に保持された４つの投射レンズ１６、１７、１８、１９から構成されており、光軸Ｌ２に沿って入射してくる光線を拡散して平面鏡５へと投射する。保持部材１４は、金属で形成した２枚の厚板を直角に組み合わせて構成したものであり、集束レンズ鏡筒２７、ミラー保持枠２２、レンズ保持枠１２が一体的に組み付けられている。
【００１７】
このようなリアプロジェクション装置１では、薄型化の要求から超短焦点である大型の投射レンズ１６が用いられる傾向にあり、この投射レンズ１６は形状が大きく、重量も増加するのでスピーカが発する重低音などで振動することがある。この時、投射レンズユニット１０の強度が不足していると、振動の伝播により投射レンズユニット１０全体が振動し、スクリーン４に表示される画像が揺らいでしまい、リアプロジェクション装置１の品質を著しく損なうこととなる。
【００１８】
したがって、振動を防止するためには、前述したレンズ保持枠１２、ミラー保持枠２２、保持部材１４などの光学素子保持用光学部品を強度のある素材で製作することが必要である。さらに、これらの光学部品は、フレアの抑制など、光学性能を維持するために反射防止処理を施す必要がある。したがって、これらをＡ２０００系アルミニウム合金から製作して、前述した艶消し方法により反射防止処理を施し、さらに黒色アルマイト処理を施して反射防止性能とともに強度を高めたものを適用するのが好適である。このように、本発明の艶消し方法を施したＡ２０００系アルミニウム合金を適用することで、表面の光沢度をＧ１０以下とした光学素子保持用光学部品を実現可能とし、光学機器の品質を向上することができる。また、このような部品に限らず、集束レンズ鏡筒２７のような光路周辺の構成部品にも、同様に当該Ａ２０００系アルミニウム合金を適用することができる。光学機器の光路周辺の構成部品としては、他にも、連結環や間隔環や絞り、さらにズームレンズ鏡筒を構成するカム板、カム筒、ガイド、シャフトなどの部品及びその機構部品などがある。これらのズームレンズ鏡筒の部品は、可動機構を構成することから強度を必要としているために、当該Ａ２０００系アルミニウム合金の適用が好適である。さらに、当該Ａ２０００系アルミニウム合金の適用範囲は、その反射防止性能により、シャッタや光学フレーム、遮光板、その他の遮光部材などの反射防止部材にまで広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の艶消し処理前後のアルミニウム合金表面の概略断面図である。
【図２】本発明の艶消し処理を施したアルミニウム合金を適用した光学機器の例としてのリアプロジェクション装置の内部である。
【図３】リアプロジェクション装置の投射レンズユニットの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  リアプロジェクション装置
３  光学エンジン
１０  投射レンズユニット
１２  レンズ保持枠
１５  集束光学系
１６，１７，１８，１９  投射レンズ
２０  反射ミラー
２２  ミラー保持枠
２４  拡散光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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