光学素子および光学機器
【課題】 カビやヤケの発生を抑制することができる光学素子の提供。
【解決手段】 側端面１３ａに内面反射防止用の艶消し黒色塗膜３２が形成されたレンズ１３において、塗膜３２を覆うように撥水コート３６を形成した。さらに、撥水コート３６は塗膜３２とレンズ１３のガラス基材との境界３５を覆い隠すように形成されている。撥水コート３６にはフッ素系やシリコン系のコート剤が用いられ、例えば、筆塗りにより塗布される。そのため、塗膜３２が撥水コート３６により覆われるため、大気中の湿度が高かったり水滴がレンズ１３に付着するようなことがあったりしても、塗膜３２に水分が吸収されたり、境界３５に水分が付着したりしない。その結果、カビの発生やガラス基材の溶解によるヤケの発生を抑制することができる。
【解決手段】 側端面１３ａに内面反射防止用の艶消し黒色塗膜３２が形成されたレンズ１３において、塗膜３２を覆うように撥水コート３６を形成した。さらに、撥水コート３６は塗膜３２とレンズ１３のガラス基材との境界３５を覆い隠すように形成されている。撥水コート３６にはフッ素系やシリコン系のコート剤が用いられ、例えば、筆塗りにより塗布される。そのため、塗膜３２が撥水コート３６により覆われるため、大気中の湿度が高かったり水滴がレンズ１３に付着するようなことがあったりしても、塗膜３２に水分が吸収されたり、境界３５に水分が付着したりしない。その結果、カビの発生やガラス基材の溶解によるヤケの発生を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラや顕微鏡等に使用されるレンズやプリズムなどの光学素子、およびその光学素子を備える光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラ等の光学機器に用いられているレンズでは、レンズの側面等に黒色の艶消し塗料を塗布することにより、それらの面においてレンズ内へ進入したり内面反射されたりした不要光が、迷光となって光学機器の性能を劣化させるのを防止している。この塗料には、反射率を極力小さくするために、ほぼ黒色で、かつ、超低反射率であることが必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来から用いられている艶消し黒色塗料は、ガラス基材と比較して大気中の水分を吸収し易く、さらに、水分保持能力が高いために吸収された水分が放出され難いという性質を有している。そのため、いったん水分を吸収すると、大気中の湿度が低下した後も塗膜内が常に湿気を含んだ状態となってしまう。このような湿気を含んだ塗膜に有機物が付着するとカビが発生しやすくなる。塗膜部分にカビが繁殖すると、そのカビがレンズ表面全体に拡がって行き、光学機器の性能を著しく劣化させてしまうという問題があった。
【０００４】また、黒色塗膜とガラス基材との境界部分は、塗膜中に吸収された水分と大気中の二酸化炭素とが常に存在する部分となる。そのため、水分と大気中の二酸化炭素とが反応して炭酸水が形成され、これがヤケの原因であると考えられている。すなわち、ガラス基材部分に炭酸水が形成されると炭酸水とガラス成分であるＮａやＣａ等とが反応し、ガラス基材が溶解するとことによりヤケが発生する。このヤケはレンズ表面にくもの巣状に拡がって行き、光学機器の性能を著しく劣化させる。
【０００５】本発明の目的は、カビやヤケの発生を抑制することができる光学素子、およびその光学素子を備えた光学機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、素子表面の一部に不要光を抑制する塗布剤が塗布された光学素子において、塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したことにより上述の目的を達成する。本発明による光学機器は、素子表面の一部に不要光を抑制する塗布剤が塗布された光学素子を備える光学装置において、塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したことにより上述の目的を達成する。また、撥水性コートを、少なくとも塗布部の全体を覆うように形成しても良い。塗布剤には、例えば、反射防止用黒色塗料が用いられる。なお、不要光には、塗布剤が塗布された面における内面反射も含まれる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による光学機器の一実施の形態を示す図である。図１は交換レンズ１の断面を示したものであり、ズームレンズである交換レンズ１のワイド状態を示している。第１レンズ群を構成するレンズ１１，１２は、外側移動筒１７のレンズ枠１７ａに保持されている。外側移動筒１７の内周面には雌ヘリコイドネジ１７ｂが形成されている。
【０００８】外側移動筒１７の雌ヘリコイドネジ１７ｂは内側移動筒１８の外周面に形成された雄ヘリコイドネジ１８ｂと螺合している。そのため、外側移動筒１７を手動で回転操作すると、外側移動筒１７が内側移動筒１８に対して光軸方向に移動し、合焦操作を行うことができる。内側移動筒１８にはレンズ枠１８ａが設けられており、レンズ枠１８ａには第２レンズ群を構成するレンズ１３が保持されている。
【０００９】図示は省略したが、内側移動筒１８の後端（図示右端）の外周面にはカムピンが植設されており、そのカムピンはカム筒１９のカム溝（不図示）に係合している。カム筒１９は、ズーム操作環２０を回転操作することにより回動する。カム筒１９が回転すると、カム機構によって内側移動筒１８および外側移動筒１７が一体で光軸方向に直進移動する。第３レンズ群を構成するレンズ１４〜１６は、レンズ枠２１に保持されている。
【００１０】レンズ枠２１は、ズーム動作に関係なく光軸上の一定の位置に固定されている。交換レンズ１はマウント部２４を用いてカメラ本体（不図示）に固定される。レンズ１２とレンズ１３との間の空間８は開放空間になっており、ズーム操作によって移動筒１７，１８が光軸方向に移動すると、開放空間８と外部環境との間に空気の出入りが生じる。その結果、湿度の高い空気、塵およびカビの胞子などが外部環境から空間８内へと侵入する。
【００１１】図２は、本実施の形態におけるレンズを従来のレンズと比較して示した図である。図２において（ａ）は図１のレンズ１３の断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は従来のレンズ３０、３１の断面図である。レンズ１３，３０には、レンズ側端面１３ａ，３０ａにおける内面反射３３を防止して撮影像を結像する光線に対する不要光を抑制するために、艶消し黒色塗料による塗膜３２が形成されている。また、メニスカスレンズであるレンズ３１の場合には、レンズ側端面３１ａだけでなく、図示上面の一部（光学的に使用しない面）３１ｂにも塗膜３２が形成されている。面３１ｂに形成された塗膜３２は、図２（ｃ）に示すような光３４（不要光）が面３１ｂからレンズ３１内に進入するのを防止している。
【００１２】図３は、従来のレンズ３０における大気中の湿度変化Ｌ１と塗膜３２の吸湿量変化Ｌ２との関係を示す図であり、縦軸は湿度および吸湿量を、横軸は時間をそれぞれ表している。図３に示すように、湿度が上昇するにつれて塗膜３２内の吸湿量も上昇する。その後、大気中の湿度Ｌ１は符号Ａで示す範囲で減少しているが、塗膜３２の吸湿量Ｌ２はほとんど減少せず一定に保たれている。このように、レンズ等に用いられる艶消し黒色塗膜３２は、吸湿性および保水性が高いという性質を有している。
【００１３】しかし、図２（ａ）に示すレンズ１３では、塗膜３２の表面を覆い隠すように撥水コート３６、例えばフッ素系やシリコン系のコートが形成されているので、水分を吸収しやすい塗膜３２は撥水コート３６により大気と遮断され、吸湿現象を防止することができる。図２（ａ）において、領域Ｓ１は撮影像を結像する光線が通る領域、つまり光学的に使用される領域であり、領域Ｓ１の周辺の領域Ｓ２は光学的に使用されない領域である。本実施の形態では、塗膜３２を領域２の部分まで拡張して形成することにより、塗膜３２とレンズ１３のガラス基材との境界３５も撥水コート３６で覆うようにした。そのため、境界３５への水滴の付着を防止できるとともに、境界３５と大気との接触を遮断することができ、ガラス溶解に起因するヤケへの防止効果をより高めることができる。
【００１４】なお、撥水コート３６は、筆塗り等の方法により塗布される。塗膜３２および撥水コート３６の塗布工程では、温度を上げて塗膜３２および撥水コート３６を乾燥させる。そのため、塗膜３２の初期乾燥状態が長期的に保持される。また、撥水コート３６は撥水性が高いため水分が付着しにくく、撥水コート３６上にはカビが発生し難い。
【００１５】上述した実施の形態では、塗膜３２上および境界３５上に撥水コート３６を形成するようにしたが、塗膜３２を形成する黒色塗料にフッ素粒子やシリコン粒子を混入して分散させ、塗膜３２自身に撥水性を持たせるようにしても良い。ただし、塗膜３２には内面反射抑制機能が損なわれないように、フッ素粒子やシリコン粒子の添加量は０．１〜１０ｗｔ％程度に制限される。そのため、上述したような撥水コート３６ほどの撥水効果は得られないが、カビやヤケの発生を従来よりも低減することができる。
【００１６】特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との間の対応関係は次の通りである。光学素子としてレンズ１３を例に説明したがプリズム等でも良く、光学素子を備える光学機器としては顕微鏡や望遠鏡等でも良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、吸湿性の高い塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したので、塗布部の吸湿を抑制することができる。その結果、カビの発生やヤケの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学機器の一実施の形態を示す図であり、交換レンズ１の断面図である。
【図２】レンズ１３を従来のレンズと比較して示した図であり、（ａ）はレンズ１３の断面図、（ｂ）、（ｃ）は従来のレンズ３０、３１の断面図である。
【図３】従来のレンズ３０における大気中の湿度変化Ｌ１と塗膜３２の吸湿量変化Ｌ２との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 交換レンズ
１１〜１６，３０，３１ レンズ
１７ａ，１８ａ，２１ レンズ枠
３２ 艶消し黒色塗膜
３５ 境界
３６ 撥水コート
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラや顕微鏡等に使用されるレンズやプリズムなどの光学素子、およびその光学素子を備える光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラ等の光学機器に用いられているレンズでは、レンズの側面等に黒色の艶消し塗料を塗布することにより、それらの面においてレンズ内へ進入したり内面反射されたりした不要光が、迷光となって光学機器の性能を劣化させるのを防止している。この塗料には、反射率を極力小さくするために、ほぼ黒色で、かつ、超低反射率であることが必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来から用いられている艶消し黒色塗料は、ガラス基材と比較して大気中の水分を吸収し易く、さらに、水分保持能力が高いために吸収された水分が放出され難いという性質を有している。そのため、いったん水分を吸収すると、大気中の湿度が低下した後も塗膜内が常に湿気を含んだ状態となってしまう。このような湿気を含んだ塗膜に有機物が付着するとカビが発生しやすくなる。塗膜部分にカビが繁殖すると、そのカビがレンズ表面全体に拡がって行き、光学機器の性能を著しく劣化させてしまうという問題があった。
【０００４】また、黒色塗膜とガラス基材との境界部分は、塗膜中に吸収された水分と大気中の二酸化炭素とが常に存在する部分となる。そのため、水分と大気中の二酸化炭素とが反応して炭酸水が形成され、これがヤケの原因であると考えられている。すなわち、ガラス基材部分に炭酸水が形成されると炭酸水とガラス成分であるＮａやＣａ等とが反応し、ガラス基材が溶解するとことによりヤケが発生する。このヤケはレンズ表面にくもの巣状に拡がって行き、光学機器の性能を著しく劣化させる。
【０００５】本発明の目的は、カビやヤケの発生を抑制することができる光学素子、およびその光学素子を備えた光学機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、素子表面の一部に不要光を抑制する塗布剤が塗布された光学素子において、塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したことにより上述の目的を達成する。本発明による光学機器は、素子表面の一部に不要光を抑制する塗布剤が塗布された光学素子を備える光学装置において、塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したことにより上述の目的を達成する。また、撥水性コートを、少なくとも塗布部の全体を覆うように形成しても良い。塗布剤には、例えば、反射防止用黒色塗料が用いられる。なお、不要光には、塗布剤が塗布された面における内面反射も含まれる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による光学機器の一実施の形態を示す図である。図１は交換レンズ１の断面を示したものであり、ズームレンズである交換レンズ１のワイド状態を示している。第１レンズ群を構成するレンズ１１，１２は、外側移動筒１７のレンズ枠１７ａに保持されている。外側移動筒１７の内周面には雌ヘリコイドネジ１７ｂが形成されている。
【０００８】外側移動筒１７の雌ヘリコイドネジ１７ｂは内側移動筒１８の外周面に形成された雄ヘリコイドネジ１８ｂと螺合している。そのため、外側移動筒１７を手動で回転操作すると、外側移動筒１７が内側移動筒１８に対して光軸方向に移動し、合焦操作を行うことができる。内側移動筒１８にはレンズ枠１８ａが設けられており、レンズ枠１８ａには第２レンズ群を構成するレンズ１３が保持されている。
【０００９】図示は省略したが、内側移動筒１８の後端（図示右端）の外周面にはカムピンが植設されており、そのカムピンはカム筒１９のカム溝（不図示）に係合している。カム筒１９は、ズーム操作環２０を回転操作することにより回動する。カム筒１９が回転すると、カム機構によって内側移動筒１８および外側移動筒１７が一体で光軸方向に直進移動する。第３レンズ群を構成するレンズ１４〜１６は、レンズ枠２１に保持されている。
【００１０】レンズ枠２１は、ズーム動作に関係なく光軸上の一定の位置に固定されている。交換レンズ１はマウント部２４を用いてカメラ本体（不図示）に固定される。レンズ１２とレンズ１３との間の空間８は開放空間になっており、ズーム操作によって移動筒１７，１８が光軸方向に移動すると、開放空間８と外部環境との間に空気の出入りが生じる。その結果、湿度の高い空気、塵およびカビの胞子などが外部環境から空間８内へと侵入する。
【００１１】図２は、本実施の形態におけるレンズを従来のレンズと比較して示した図である。図２において（ａ）は図１のレンズ１３の断面図であり、（ｂ）、（ｃ）は従来のレンズ３０、３１の断面図である。レンズ１３，３０には、レンズ側端面１３ａ，３０ａにおける内面反射３３を防止して撮影像を結像する光線に対する不要光を抑制するために、艶消し黒色塗料による塗膜３２が形成されている。また、メニスカスレンズであるレンズ３１の場合には、レンズ側端面３１ａだけでなく、図示上面の一部（光学的に使用しない面）３１ｂにも塗膜３２が形成されている。面３１ｂに形成された塗膜３２は、図２（ｃ）に示すような光３４（不要光）が面３１ｂからレンズ３１内に進入するのを防止している。
【００１２】図３は、従来のレンズ３０における大気中の湿度変化Ｌ１と塗膜３２の吸湿量変化Ｌ２との関係を示す図であり、縦軸は湿度および吸湿量を、横軸は時間をそれぞれ表している。図３に示すように、湿度が上昇するにつれて塗膜３２内の吸湿量も上昇する。その後、大気中の湿度Ｌ１は符号Ａで示す範囲で減少しているが、塗膜３２の吸湿量Ｌ２はほとんど減少せず一定に保たれている。このように、レンズ等に用いられる艶消し黒色塗膜３２は、吸湿性および保水性が高いという性質を有している。
【００１３】しかし、図２（ａ）に示すレンズ１３では、塗膜３２の表面を覆い隠すように撥水コート３６、例えばフッ素系やシリコン系のコートが形成されているので、水分を吸収しやすい塗膜３２は撥水コート３６により大気と遮断され、吸湿現象を防止することができる。図２（ａ）において、領域Ｓ１は撮影像を結像する光線が通る領域、つまり光学的に使用される領域であり、領域Ｓ１の周辺の領域Ｓ２は光学的に使用されない領域である。本実施の形態では、塗膜３２を領域２の部分まで拡張して形成することにより、塗膜３２とレンズ１３のガラス基材との境界３５も撥水コート３６で覆うようにした。そのため、境界３５への水滴の付着を防止できるとともに、境界３５と大気との接触を遮断することができ、ガラス溶解に起因するヤケへの防止効果をより高めることができる。
【００１４】なお、撥水コート３６は、筆塗り等の方法により塗布される。塗膜３２および撥水コート３６の塗布工程では、温度を上げて塗膜３２および撥水コート３６を乾燥させる。そのため、塗膜３２の初期乾燥状態が長期的に保持される。また、撥水コート３６は撥水性が高いため水分が付着しにくく、撥水コート３６上にはカビが発生し難い。
【００１５】上述した実施の形態では、塗膜３２上および境界３５上に撥水コート３６を形成するようにしたが、塗膜３２を形成する黒色塗料にフッ素粒子やシリコン粒子を混入して分散させ、塗膜３２自身に撥水性を持たせるようにしても良い。ただし、塗膜３２には内面反射抑制機能が損なわれないように、フッ素粒子やシリコン粒子の添加量は０．１〜１０ｗｔ％程度に制限される。そのため、上述したような撥水コート３６ほどの撥水効果は得られないが、カビやヤケの発生を従来よりも低減することができる。
【００１６】特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との間の対応関係は次の通りである。光学素子としてレンズ１３を例に説明したがプリズム等でも良く、光学素子を備える光学機器としては顕微鏡や望遠鏡等でも良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、吸湿性の高い塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したので、塗布部の吸湿を抑制することができる。その結果、カビの発生やヤケの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学機器の一実施の形態を示す図であり、交換レンズ１の断面図である。
【図２】レンズ１３を従来のレンズと比較して示した図であり、（ａ）はレンズ１３の断面図、（ｂ）、（ｃ）は従来のレンズ３０、３１の断面図である。
【図３】従来のレンズ３０における大気中の湿度変化Ｌ１と塗膜３２の吸湿量変化Ｌ２との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 交換レンズ
１１〜１６，３０，３１ レンズ
１７ａ，１８ａ，２１ レンズ枠
３２ 艶消し黒色塗膜
３５ 境界
３６ 撥水コート
【特許請求の範囲】
【請求項１】 素子表面の一部に不要光を抑制する塗布剤が塗布された光学素子において、前記塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したことを特徴とする光学素子。
【請求項２】 請求項１に記載の光学素子において、前記撥水性コートを、少なくとも前記塗布部の全体を覆うように形成したことを特徴とする光学素子。
【請求項３】 請求項１または２に記載の光学素子において、前記塗布剤は反射防止用黒色塗料であることを特徴とする光学素子。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子において、前記不要光は、前記塗布剤が塗布された面における内面反射も含むことを特徴とする光学素子。
【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子を備えたことを特徴とする光学機器。
【請求項１】 素子表面の一部に不要光を抑制する塗布剤が塗布された光学素子において、前記塗布剤が塗布された塗布部上に撥水性コートを形成したことを特徴とする光学素子。
【請求項２】 請求項１に記載の光学素子において、前記撥水性コートを、少なくとも前記塗布部の全体を覆うように形成したことを特徴とする光学素子。
【請求項３】 請求項１または２に記載の光学素子において、前記塗布剤は反射防止用黒色塗料であることを特徴とする光学素子。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子において、前記不要光は、前記塗布剤が塗布された面における内面反射も含むことを特徴とする光学素子。
【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子を備えたことを特徴とする光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００３−１６１８０４（Ｐ２００３−１６１８０４Ａ）
【公開日】平成１５年６月６日（２００３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３６１２０６（Ｐ２００１−３６１２０６）
【出願日】平成１３年１１月２７日（２００１．１１．２７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年６月６日（２００３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１１月２７日（２００１．１１．２７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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