構造・外装・光学

光学部品

反射・映り込み・曇りと汚れ・LEDの寿命・検査の照明など

画面やレンズの反射・映り込み、カバーの曇りや汚れ、LED の寿命、外観検査の照明など、光学部品の課題と解決する技術をまとめています。

作業台の上に置いた、黒い鏡筒と反射防止膜の付いたレンズ3枚、ホルダーに立てたカバーガラス、ヒートシンクに載せた LED、リング照明と、レンズを通った光を受けるセンサーのイメージ
AI(ChatGPT)で生成したイメージ画像

光学部品の課題から探す

課題目的困りごと
反射を抑えたい・光を制御したい品質の安定画面やカバーに照明が映り込む。レンズを重ねると暗くなりゴーストが出る。機器の中の迷光で誤検出する
撥水・防汚・防曇を持たせたい付加価値カバーやレンズに水滴・指紋が残る。カメラやセンサーのカバーが曇る。フッ素(PFAS)を使わずにしたい
LEDを長寿命にしたい信頼性・長寿命LED の照明や表示灯が早く暗くなる。色が変わる。硫黄の多い場所で黒っぽくなる。突然消える
外観検査を自動化したい(画像検査・AI)自動化カメラで外観検査をしたいが、光沢や透明な品で不良がうまく写らない。良品まで NG にしてしまう
紫外線・薬品で劣化する信頼性・長寿命屋外で使う樹脂の部品が、紫外線で変色・劣化する
状態を検知したい品質の安定赤外線サーモグラフィなど、光を使って設備の温度や状態を見たい
硬い材料に細かい形・穴を加工したい加工・生産性ガラスなどの硬くもろい材料に、レーザーで細かい穴や形を加工したい

課題ごとに効く技術は、下の「課題と技術のマトリクス」にまとめています。

光学部品は、光を通す・曲げる・選ぶ・遮る・出す部品です。カメラやセンサーのレンズと窓、画面や照明のカバー、特定の波長だけを通すフィルター、機器の中の不要な光を吸う遮光材、光源の LED、検査用の照明などがあります。どれも、使う光(波長・角度・明るさ)を決めてから、表面・材料・熱の条件で選ぶのが基本です(編集部の解説)。

このページでは、光学部品の困りごとを、反射を抑えて光を制御する、撥水・防汚・防曇を持たせる、LED を長寿命にする、カメラで外観検査をする(照明と撮像)の4つに分けて整理しました。よくある課題と、それを解決する技術(反射防止膜・モスアイ構造、アンチグレア、黒色材料と光学設計、撥水・防汚のコート、防曇、LED の熱設計、耐硫化の LED とコーティング、照明・撮像の設計)、種類と特徴、選ぶときに確かめること、関係する技術を持つ企業を紹介します。

光学部品の企業(早見表)

企業反射防止膜・
モスアイ
アンチ
グレア
迷光対策・
光学設計
撥水・
防汚
防曇・
親水
LED の
寿命
検査用の
照明
日本真空光学多層の反射防止膜●
ジオマテックモスアイ構造のフィルム●
NSCガラスのケミカル AG 加工●
光陽オリエントジャパン迷光対策の黒色材料(暗素研)●
LABOPTゴースト・フレアの光学設計●
フロロテクノロジーフッ素系の撥水・防汚コーティング剤●
オーエフテクノPFAS フリーのシリコーン系コートと超親水コート●●
日本曹達光触媒コーティング剤●
日亜化学工業LED の硫化・はんだクラックの技術資料●
野田スクリーンLED 基板を守るフッ素系コーティング剤●
飯田照明検査の対象に合わせた検査用の LED 照明●

●は、各社の公式サイトで確認できた得意分野です(空欄は、扱っていないという意味ではありません)。社名を押すと、その会社の紹介へ移ります。

光学部品でよくある課題

課題が起きる場所は、外に面したカバー・窓、レンズ・フィルター、鏡筒の中、光源の LED、照明とカメラの組み合わせです(編集部の整理)。どの場合も、光が「どの面で」「どの波長で」問題を起こしているかを分けて見ると、打つ手が見えてきます。

カメラ・センサーのユニットと LED の照明の模式図で、カバー・レンズ・鏡筒の中・LED・照明とカメラの組み合わせの5つの課題が起きる場所を番号で示した図
図1 光学部品の課題が起きる場所
出典:編集部の整理をもとに AI(Claude)で作成(形・寸法は模式)
課題何が起きているか主に効く技術
反射を抑えたい・光を制御したい屈折率が変わる境目で光の一部がはね返る(ガラス1面で約4%)。反射した光が別の面で反射し直すとゴースト・フレアや迷光になる反射防止膜・モスアイ構造、アンチグレア、黒色材料・光学設計
撥水・防汚・防曇を持たせたい水滴・指紋が付く、細かい水滴が光を散らして曇る。表面が水や油とどうなじむか(ぬれ性)が目的に合っていない撥水・撥油の防汚コート、親水・吸水・光触媒による防曇
LEDを長寿命にしたい光にならない電力は熱になる。熱で封止樹脂が黄変し、銀めっきは硫黄で変色し、はんだは温度の上下で割れる熱設計と駆動電流、耐硫化の LED とコーティング
外観検査を自動化したい(画像検査・AI)照明の形・色・位置で写り方がまったく変わる。不良がはっきり写らないと、どの判定方式でも見分けられない照明・撮像の設計(ローアングル・同軸・バックライト)

「何が起きているか」は各課題ページの解説、「主に効く技術」の列は、下のマトリクスと各節の内容をもとにした編集部の整理です。

出典:光学薄膜とは|東海光学、防曇とは|協和界面科学、放熱設計(CLL130シリーズ)|シチズン電子、自動検査の事前検討ができる画像処理用照明装置を導入しました(2020年)|広島県立総合技術研究所 西部工業技術センター

面の数が増えるほど、光は減る

空気とガラス(屈折率1.5)の境目では、垂直に入る光の約4%が反射します(東海光学)。空気とガラスの境目が10面ある光学系で、吸収と、反射し直した光を考えないとすると、通り抜ける割合は(1−1面の反射率)の10乗です。コートなしでは0.96¹⁰=約0.665で、約34%の光が反射で失われます。フッ化マグネシウムの単層膜で反射率を1.41%にした場合(東海光学の解説)は約0.867、可視光域で平均0.1%以下の多層膜(日本真空光学の公開値)を1面0.1%として計算すると約0.990になります(編集部の計算。説明のための例です)。失われた光の一部は、別の面で反射し直して、ゴーストやフレアのもとになります(光学レンズ設計.com)。

通り抜ける割合=(1−1面の反射率)の面の数乗。10面のとき、コートなし(約4%)で約66%、単層の反射防止膜(1.41%)で約87%、多層の反射防止膜(0.1%)で約99%
図2 面の数と反射防止膜による透過率の違い(分野「光」の図)
出典:光学薄膜とは|東海光学、反射防止膜|日本真空光学をもとに AI(Claude)で作成(編集部が計算)

LED は、熱でパッケージの中から傷む

LED の寿命を縮める原因は、封止樹脂の黄変(光と熱で酸化が進み、素子の近くから局所的に劣化する)、リードフレームの銀めっきの硫化、はんだクラック、電源の部品の寿命の4つに大きく分けられます(課題ページ「LEDを長寿命にしたい」)。日亜化学工業の資料によると、銀は硫黄と反応して硫化銀になり、反射率が下がって暗くなる、光の色が青色の方向にずれる、内部まで進むとワイヤの接合部がもろくなり断線する、の3つが起きます。すべての劣化を速めるのが熱なので、原因を切り分けてから、放熱・材料・コーティング・電源のどれを直すかを決めます。

LED パッケージの断面。①封止樹脂の黄変、②銀めっきの硫化、③はんだクラック、④電源の部品の寿命(アルミ電解コンデンサの10℃2倍則)の4つの原因と場所
図3 LED が暗くなる・消える原因の場所(分野「光」の図)
出典:エポキシ樹脂系LED封止材(総説)|日本接着学会誌 46巻11号、LED硫化現象について|日亜化学工業、はんだクラックについて|日亜化学工業、アルミ電解コンデンサの寿命|日本ケミコンをもとに AI(Claude)で作成

このほか、光学部品に関係する課題として、「紫外線・薬品で劣化する」、「状態を検知したい」、「硬い材料に細かい形・穴を加工したい」も解説しています。

課題と技術のマトリクス

よくある課題に対して、どの技術が効くかをまとめました。記号の理由と出典は表の下にあります。

よくある課題反射防止膜・モスアイ構造アンチグレア(光を散らす)黒色材料・光学設計(迷光対策)撥水・撥油の防汚コート防曇(親水・吸水・光触媒)熱設計と駆動電流耐硫化の LED とコーティング照明・撮像の設計
反射を抑えたい・光を制御したい◎○◎
撥水・防汚・防曇を持たせたい◎◎
LEDを長寿命にしたい△◎◎
外観検査を自動化したい(画像検査・AI)◎

◎:第一候補 ○:有効 △:条件によって有効 空欄:公開資料で直接の関係を確認できなかった組み合わせ。課題ページでは症状ごとに記号を付けており、ここでは課題全体としてまとめ直しています。一般的な傾向で、効果を保証するものではありません。

記号の理由と出典

課題技術記号理由と出典
反射を抑えたい・光を制御したい反射防止膜・モスアイ構造◎膜の干渉で反射する光の量そのものを減らせる。可視光域(420〜680nm)で平均反射率0.1%以下の多層膜が公開されている。モスアイ構造は屈折率をなだらかに変えるので、斜めから見ても反射を低く保ちやすい(出典:反射防止膜|日本真空光学、モスアイ構造|ジオマテック)
反射を抑えたい・光を制御したいアンチグレア(光を散らす)○表面の凹凸で反射光を散らし、映り込みの輪郭をぼかせる。反射そのものは減らさないので、反射を減らしたいときは反射防止膜と組み合わせる(出典:ARコーティングとは|大日本印刷、AG加工|NSC)
反射を抑えたい・光を制御したい黒色材料・光学設計(迷光対策)◎機器の中の迷光には、当たった光を吸収する黒色材料が第一候補。光線追跡でゴーストや迷光の経路を調べ、レンズの形や配置、遮光の絞りで断つ方法もある(出典:反射防止材の選定ガイド|暗素研、サービス事例|LABOPT、ゴースト・フレアの発生メカニズムと対策|光学レンズ設計.com)
撥水・防汚・防曇を持たせたい撥水・撥油の防汚コート◎フッ素を含む官能基は臨界表面張力が著しく低く、水だけでなく油や指紋もはじける。シランカップリング型の防汚コートは膜厚10〜20nm の透明な薄膜で、光学特性を損なわないとするメーカーがある。PFAS を使っていないとするシリコーン系のコートもあり、撥水角112°の例がある(出典:フッ素系表面改質剤によるポリマー表面改質|日本接着学会誌、フッ素系コーティング剤による防汚技術|指紋付着防止と耐久性評価|フロロテクノロジー、シリコーン系オーエフコート|オーエフテクノ、PFASフリーについて|オーエフテクノ)
撥水・防汚・防曇を持たせたい防曇(親水・吸水・光触媒)◎曇りは細かい水滴が光を散らして起きる。親水性の表面で水を膜に広げるか、吸水層に取り込むと水滴ができず曇らない。光触媒は紫外線が当たると接触角が0度近くまで下がる(出典:防曇とは|協和界面科学、光触媒コーティング ビストレイター|日本曹達)
LEDを長寿命にしたい撥水・撥油の防汚コート△フッ素系の皮膜は、硫化対策だけでなく防湿・防滴にも使われる。光の通り道にかかるため、透明性と黄変しにくさを確かめて選ぶ(出典:コンフォーマルコーティング剤 フッ素系速乾型不燃タイプ|野田スクリーン)
LEDを長寿命にしたい熱設計と駆動電流◎接合部の温度が高いほど封止樹脂などの劣化が速く進む。接合部温度は熱の通り道の熱抵抗の合計で決まるので、放熱を見直し、電流を下げて温度を下げるのが第一候補。電源のアルミ電解コンデンサも温度が10℃下がると寿命が約2倍になる(出典:エポキシ樹脂系LED封止材(総説)|日本接着学会誌 46巻11号、放熱設計(CLL130シリーズ)|シチズン電子、アルミ電解コンデンサの寿命|日本ケミコン)
LEDを長寿命にしたい耐硫化の LED とコーティング◎銀めっきが硫化すると暗くなり、色が青色の方向にずれる。ガスバリア性を高めた LED を選び、硫黄を含むパッキンや接着剤を避け、硫化ガスを遮るコーティングで基板を守る(出典:LED硫化現象について|日亜化学工業、コンフォーマルコーティング剤 フッ素系速乾型不燃タイプ|野田スクリーン)
外観検査を自動化したい(画像検査・AI)照明・撮像の設計◎画像検査では照明が非常に重要な要素で、照明の形・色・位置で撮像の結果はまったく異なる。光沢のある品は同軸照明、不透明な品の傷はローアングル照明、寸法や透明な品はバックライトで写し分ける(出典:自動検査の事前検討ができる画像処理用照明装置を導入しました(2020年)|広島県立総合技術研究所 西部工業技術センター、画像処理用 LED 照明の基礎知識(2021年)|オプテックス・エフエー)

表が画面に収まらないときは、横にスクロールできます。

主な解決技術

光学部品の課題を解決する代表的な技術です。技術ごとに、しくみと効き方を下で説明します。

技術概要解決できる課題
反射防止膜・モスアイ構造薄い膜の干渉で反射を打ち消す。細かい突起で屈折率をなだらかに変える反射を抑えたい・光を制御したい反射を抑えたい・光を制御したい
アンチグレア表面の凹凸で反射光を散らし、映り込みの輪郭をぼかす反射を抑えたい・光を制御したい
黒色材料・光学設計機器の中の不要な光を吸収する。光線を追跡して迷光の経路を断つ反射を抑えたい・光を制御したい反射を抑えたい・光を制御したい
撥水・撥油の防汚コート表面エネルギーを下げ、水・油・指紋をはじいて拭き取りやすくする撥水・防汚・防曇を持たせたい撥水・防汚・防曇を持たせたい
防曇(親水・吸水・光触媒)水を膜に広げる、吸い込む、光触媒で親水にする撥水・防汚・防曇を持たせたい撥水・防汚・防曇を持たせたい
熱設計と駆動電流LED の接合部の温度を、熱の通り道と電流で下げるLEDを長寿命にしたいLEDを長寿命にしたい
耐硫化の LED とコーティングガスバリア性を高めた LED を選び、硫化ガス・湿気を皮膜で遮るLEDを長寿命にしたいLEDを長寿命にしたい
照明・撮像の設計照明の形・色・当てる向きを変え、不良がはっきり写る条件を探す外観検査を自動化したい(画像検査・AI)

技術の概要と、つないだ課題は、各節と課題ページの内容をもとにした編集部の整理です。

反射防止膜・モスアイ構造:反射そのものを減らす

反射防止膜(AR コート)は、光の波長よりずっと薄い膜で、膜の表面と、膜と基材の境での反射を干渉させて打ち消します。東海光学の解説では、屈折率1.38 のフッ化マグネシウムを約0.1μm 付けると、反射率が4%から1.41%に下がります。単層では反射を減らせる波長が限られるため、屈折率の違う材料を何層も重ねて広い波長で反射を抑えます。日本電気硝子は、高性能な AR の視感反射率を0.3%未満とし、同社の「見えないガラス」では0.1%未満としています。ただし、膜の性能は、設計した波長と入射角の近くで最もよくなります。ニデックの解説では、入射角が大きくなると P 偏光と S 偏光の差が顕著になるとしています。

反射防止膜の表面と、膜と基材の境で反射した2つの光が、位相がずれて弱め合うしくみの図
図4 反射防止膜で2つの反射光が弱め合うしくみ(課題「反射を抑えたい・光を制御したい」の図)
出典:光学薄膜とは|東海光学をもとに AI(Claude)で作成

モスアイ構造は、可視光の波長より細かい間隔で突起を並べ、空気から基材まで屈折率がなだらかに変わる層にしたもので、波長や入射角の影響を受けにくいのが特長です。三菱ケミカルの「モスマイト」は、黒色アクリル板に貼って測った代表値で視感反射率0.1〜0.2%としています。一方、ジオマテックの解説によると、従来のモスアイ構造は強度が弱く、指紋がつきやすいという課題がありました。選ぶときは、汚れの拭き取り方と、こすれへの強さを確かめます。

細かい突起が並んだモスアイ構造と、空気から基材まで屈折率がなだらかに変わる様子の模式図
図5 モスアイ構造と屈折率の変わり方(課題「反射を抑えたい・光を制御したい」の図)
出典:モスアイ構造|ジオマテックをもとに AI(Claude)で作成(形と寸法は模式)

出典:光学薄膜とは|東海光学、見えないガラス|日本電気硝子、ARコートの基礎知識|ニデック、モスアイ構造|ジオマテック、モスマイト|三菱ケミカル

アンチグレア:映り込みの輪郭をぼかす

アンチグレア(AG、防眩)は、表面に微細な凹凸をつけて、反射した光を散らす方法です。大日本印刷の解説では、AR は光の干渉で反射光を減らし、AG は光の乱反射で外光の映り込みを抑えるとし、AR の膜の厚さは100nm 程度、AG の層は数μm としています。AG では反射した光は散らばるだけでなくならず、凹凸を強くしてヘイズ(くもりの度合い)を上げるほど、画面の像もにじみやすくなります。反射そのものを減らしたいなら AR、映り込みの輪郭を消したいなら AG、両方がほしいなら組み合わせを検討します(編集部の整理)。NSC は、ガラスの表面に薬液で直接 AG 加工し、ヘイズを1〜90%の範囲で制御できるとしています。

反射防止膜(AR)が干渉で反射光を減らし、アンチグレア(AG)が表面の凹凸で反射光を散らす違いを並べた図
図6 AR と AG の違い(課題「反射を抑えたい・光を制御したい」の図)
出典:ARコーティングとは|大日本印刷をもとに AI(Claude)で作成

出典:ARコーティングとは|大日本印刷、AG加工|NSC

黒色材料・光学設計:機器の中の迷光を抑える

反射は、レンズの面だけでなく、鏡筒の内面、部品の縁、ねじの頭など、あらゆる面で起きます。光学機器の中で起きる、不要な光の散乱や反射を迷光といい、カメラではフレアやゴースト、測定の装置では測定値の誤差の原因になります(EBINAX)。光が当たる面には、黒色の塗装や起毛布、黒い樹脂のフィルムなどの光を吸収する材料を使います。ただし、目で見て黒い材料でも、近赤外では光を多く反射するものがあります。暗素研の比較表には、可視光で0.3%の起毛布が1500nm では43.7%になる例があります。

視野の外から入った光が、鏡筒の内面や部品の縁で反射してセンサーに届く経路と、黒色材料・遮光の絞りによる対策の図
図7 迷光がセンサーに届く経路と対策(課題「反射を抑えたい・光を制御したい」の図)
出典:迷光とは何ですか?|EBINAX、ゴースト・フレアの発生メカニズムと対策|光学レンズ設計.comをもとに AI(Claude)で作成

迷光やゴーストがどこから来るかは、光学設計のソフトで光線を追跡して調べられます。光学レンズ設計.com の解説では、2回反射した光が像面の外に逃げるか、像面でぼけるように、レンズの形や配置を調整するとしています。LABOPT は、鏡筒の表面で反射した光によるフレアは、鏡筒の中にバッフル(遮光の絞り)や遮光線を入れて減らすとしています。試作を作ってから迷光に気づくと、鏡筒や部品の作り直しが必要になることがあるので、設計の段階で経路を確かめます(編集部の解説)。

出典:迷光とは何ですか?|EBINAX、反射防止材の選定ガイド|暗素研、ゴースト・フレアの発生メカニズムと対策|光学レンズ設計.com、サービス事例|LABOPT

撥水・撥油の防汚コート:水・油・指紋をはじく

表面が水をはじくか、なじむかは、水滴と表面がなす角度(接触角)で表します。アイアール技術者教育研究所の解説では、90°未満を親水性、90°を超えると撥水性、150°以上を超撥水性、5°以下を超親水性としています。ただし、接触角が大きいだけでは水滴が落ちやすいとは限らず、実用の評価では、表面を傾けたときに液滴が滑り始める滑落角がより重要になります(協和界面科学)。

表面に置いた水滴の形と接触角で、親水と撥水の違いを示した図
図8 接触角で見る、親水と撥水の違い(課題「撥水・防汚・防曇を持たせたい」の図)
出典:3分でわかる 濡れ性とは?撥水性/親水性の基礎知識|アイアール技術者教育研究所をもとに AI(Claude)で作成

油や指紋まではじくには、表面エネルギーを油の表面張力よりさらに下げる必要があり、主にフッ素系の材料が使われます。日本接着学会誌の解説によると、フッ素を含む官能基、特に CF3基は、ほかの官能基より臨界表面張力が著しく低くなります。フロロテクノロジーの技術資料では、ガラスなどに化学結合するシランカップリング型の防汚コーティングは膜厚10〜20nm の透明な薄膜のため、素材の光学特性を損ないません。フッ素(PFAS)を避けたいときは、PFAS を使っていないとするシリコーン系のコートが候補になります(オーエフテクノの例で撥水角112°)。ただし、フッ素を使わない撥水加工は撥油性が弱いことがあるため(課題ページ「撥水・防汚・防曇を持たせたい」)、油や指紋もはじく必要がある用途では、実際に付く油での試験が欠かせません。

出典:3分でわかる 濡れ性とは?撥水性/親水性の基礎知識|アイアール技術者教育研究所、滑落角とは|協和界面科学、フッ素系表面改質剤によるポリマー表面改質|日本接着学会誌、フッ素系コーティング剤による防汚技術|指紋付着防止と耐久性評価|フロロテクノロジー、シリコーン系オーエフコート|オーエフテクノ、PFASフリーについて|オーエフテクノ

防曇:細かい水滴をつくらない

協和界面科学の解説によると、曇りは、表面に付いた水滴によって光が散乱して起こります。対策には、撥水性の表面で水滴を付きにくく落ちやすくする方法と、親水性の表面で水滴を均一な水膜に広げて光の散乱を抑える方法があり、表面の層に水分を吸い込ませて水滴にしない吸水タイプもあります。吸水タイプは吸える水の量に上限があり、結露が続くと飽和します。親水タイプは、表面の汚れで親水性が落ちることがあります(課題ページ「撥水・防汚・防曇を持たせたい」)。

曇る表面では細かい水滴が光を散らし、曇らない表面では水が膜になって光がまっすぐ通る違いを示した図
図9 曇る表面と曇らない表面の違い(課題「撥水・防汚・防曇を持たせたい」の図)
出典:防曇とは|協和界面科学をもとに AI(Claude)で作成

酸化チタンの光触媒は、光(紫外線)が当たると、有機物を分解する働きと、水がなじみやすくなる親水性の働きをします(TOTO)。日本曹達は、紫外線の照射で接触角が0度近くまで下がり、照射を止めても24時間以上、超親水性が維持されると説明しています。光が当たらない面では効果が出にくく、有機物を分解するため樹脂に直接塗ると基材を傷めるので、保護層のある製品を選びます。

光触媒の表面で、紫外線により汚れが分解され、親水になった表面で雨水が汚れを流すしくみの図
図10 光触媒のセルフクリーニングのしくみ(課題「撥水・防汚・防曇を持たせたい」の図)
出典:ハイドロテクトの光触媒作用について|TOTO、光触媒コーティング ビストレイター|日本曹達をもとに AI(Claude)で作成

出典:防曇とは|協和界面科学、ハイドロテクトの光触媒作用について|TOTO、光触媒コーティング ビストレイター|日本曹達

熱設計と駆動電流:LED の接合部の温度を下げる

LED に入れた電力のうち、光にならなかった分は熱になります。シチズン電子の技術資料は、LED のパッケージは表面積がとても小さく、空気中への放熱はほとんど期待できないため、ヒートシンクなどの外部の放熱器が必要になるとし、接合部温度(Tj)を、どんな条件でも絶対最大定格以下にする必要があるとしています。接合部温度は Tj=(Rj-s+Rs-a)×Pd+Ta で、熱の通り道は直列なので、どこか1か所でも熱抵抗が大きいと、接合部の温度が上がります。例えば、熱になる電力 Pd が2W、Rj-s が5K/W、Rs-a が15K/W、周囲温度40℃なら Tj は80℃で、放熱を見直して Rs-a を10K/W にすると70℃になります(編集部の計算。説明のための例です)。

接合部・パッケージ・はんだと基板・放熱材・ヒートシンク・空気が直列につながる熱の通り道と、接合部温度の式と計算例
図11 LED の熱の通り道と接合部温度の計算例(分野「光」の図)
出典:放熱設計(CLL130シリーズ)|シチズン電子をもとに AI(Claude)で作成(編集部が計算)

CQ出版の解説によると、LED は温度が上がると順電圧(VF)が下がり、温度上昇→VF の低下→電流の増加→さらに温度上昇、という悪循環が起きると、接合部の温度と電流が最大定格を超えます。同書は、パワー LED の駆動には、適正な放熱設計と、状況に応じた電流制御の2点が不可欠としています。電源のアルミ電解コンデンサは、60〜95℃の範囲で温度が10℃下がると寿命が約2倍になる「10℃2倍則」が使われるので、電源を LED の熱から離すことも寿命を延ばします(日本ケミコン)。

出典:放熱設計(CLL130シリーズ)|シチズン電子、パワーLEDの特性と駆動方法(高輝度/パワーLEDの活用テクニック 第4章)|CQ出版社、アルミ電解コンデンサの寿命|日本ケミコン

耐硫化の LED とコーティング:硫黄のガスと湿気を遮る

LED のリードフレームには、光をよく反射する銀めっきが使われることがあり、銀は硫黄と反応して硫化銀になり、黄色から茶褐色、黒へと変色します(日亜化学工業)。同社は、硫黄を含むガスが出る場所として屎尿処理場、畜舎、火力発電所、製鉄所、温泉地などを挙げ、輪ゴムなどのゴム製品やゴム系接着剤、ダンボールも硫黄を含む製品の例に挙げています。対策は、ガスバリア性を高めた LED を選ぶことと、製品に使うパッキンや接着剤で硫黄成分を含むものを避けることです。

LED のパッケージと実装の断面で、封止樹脂・銀めっき・はんだ・電源など寿命を縮める原因が起きる場所を示した図
図12 LED のパッケージと実装で、寿命を縮める原因が起きる場所(課題「LEDを長寿命にしたい」の図)
出典:LED硫化現象について|日亜化学工業、はんだクラックについて|日亜化学工業をもとに AI(Claude)で作成

LED を交換できない、または耐硫化品を選べないときは、LED や基板をコーティングして、硫化ガスや湿気を遮ります。野田スクリーンは、耐硫化性のあるフッ素皮膜で銀めっきの硫化を防ぐコーティング剤を出しており、透明な皮膜で LED の光学特性に影響を与えないとしています。コーティングは光の通り道にかかるため、透明性、光と熱による黄変のしにくさ、LED の封止樹脂との相性を確かめて選びます(課題ページ「LEDを長寿命にしたい」)。

出典:LED硫化現象について|日亜化学工業、はんだクラックについて|日亜化学工業、コンフォーマルコーティング剤 フッ素系速乾型不燃タイプ|野田スクリーン

照明・撮像の設計:不良が「写る」ようにする

カメラで外観を検査するときは、照明も光学部品の一部です。広島県立総合技術研究所は、画像検査において照明は非常に重要な要素で、照明の形状・発光色・検査対象との位置関係・複数の照明の組み合わせなどで撮像の結果はまったく異なり、その画像の質が検査の精度に大きく影響するとしています。オプテックス・エフエーの資料では、不透明な品はローアングル照明でキズに浅い角度から当てて光らせ、光沢のある品は同軸照明でキズを黒く写し、製品の寸法や半透明な品の検査にはバックライトを使うと説明しています。

ローアングル照明・同軸照明・バックライトの3つの当て方と、それぞれで写る不良の違いを並べた図
図13 照明の当て方で、写る不良が変わる(課題「外観検査を自動化したい」の図)
出典:画像処理用 LED 照明の基礎知識(2021年)|オプテックス・エフエー、自動検査の事前検討ができる画像処理用照明装置を導入しました(2020年)|広島県立総合技術研究所 西部工業技術センターをもとに AI(Claude)で作成

「目視と同じ画を撮るのではなく、画像処理のしやすい画を撮ることが重要」とされます(オプテックス・エフエー)。判定の方式(ルールベースか AI か)を選ぶ前に、照明を何種類か試して、不良がはっきり写る条件を探します。広島県立総合技術研究所の生産技術アカデミーのように、照明を何種類も試せる設備を持つ公設試もあります。

出典:自動検査の事前検討ができる画像処理用照明装置を導入しました(2020年)|広島県立総合技術研究所 西部工業技術センター、画像処理用 LED 照明の基礎知識(2021年)|オプテックス・エフエー

光学部品の種類と特徴

光学部品は、光をどうしたいか(通す・曲げる・選ぶ・遮る・出す・当てる)で分けると整理しやすくなります(編集部の整理)。

レンズ・窓とカバーガラス・光学フィルター・光学フィルム・遮光材と黒色材料・LED・検査用の照明の特徴を並べた図
図14 光学部品の主な種類
出典:各節の出典をもとに AI(Claude)で作成(形は模式)
種類役割選ぶときの注意
レンズ光を曲げて、集める・広げるコートなしのガラスは1面で約4%が反射し、面の数が増えるほど光が減る。反射防止膜の波長と入射角を合わせる(東海光学・ニデック)
窓・カバーガラスセンサーや画面、照明を外から守る映り込み・曇り・水滴・指紋の影響を最初に受ける。屋外なら熱・紫外線・こすれへの強さも比べる(課題ページ「反射を抑えたい・光を制御したい」)
光学フィルター(多層膜)特定の波長だけを通す・はね返す多層膜の効き方は波長と入射角で変わる。使う光源の波長と、光が入る角度を先に決める(課題ページ「反射を抑えたい・光を制御したい」)
光学フィルム反射防止・アンチグレア・防曇などを貼って付けるモスアイのフィルムは指紋やこすれに注意。吸水タイプの防曇は吸える水の量に上限がある(ジオマテック・課題ページ「撥水・防汚・防曇を持たせたい」)
遮光材・黒色材料鏡筒の内面などで不要な光を吸収する目で見て黒くても、近赤外では光を多く反射するものがある。使う波長での反射率で選ぶ(暗素研)
LED(光源)電気を光に変える光にならない分は熱になる。接合部温度を絶対最大定格以下にする。硫黄のガスに弱い品種がある(シチズン電子・日亜化学工業)
検査用の照明カメラで検査する品に光を当てるローアングル・同軸・バックライトなど、当て方で写る不良が変わる(オプテックス・エフエー)

出典:光学薄膜とは|東海光学、ARコートの基礎知識|ニデック、モスアイ構造|ジオマテック、防曇とは|協和界面科学、反射防止材の選定ガイド|暗素研、放熱設計(CLL130シリーズ)|シチズン電子、LED硫化現象について|日亜化学工業、画像処理用 LED 照明の基礎知識(2021年)|オプテックス・エフエー

目安になる数字

光は電磁波の一種で、ウシオ電機の用語集では、紫外放射が波長約1nm から360〜400nm、目に見える可視放射が実用的に380〜780nm、赤外放射が780nm から1mm程度です。同じ「光」でも、波長が違えば、材料への当たり方も、起きることも違います。反射防止膜・フィルター・黒色材料は、どれも使う波長の範囲で性能を確かめます。

紫外放射・可視放射・赤外放射の波長の帯と、それぞれで起きることを並べた図
図15 光の波長の範囲と、それぞれで起きること(分野「光」の図)
出典:電磁波と光(用語集の付録)|ウシオ電機をもとに AI(Claude)で作成
項目目安出典
ガラス(屈折率1.5)1面の反射率約4%(ガラス板の2面で約8%)東海光学
フッ化マグネシウムの単層の反射防止膜反射率4%→1.41%(約0.1μm)東海光学
多層の反射防止膜の例可視光域(420〜680nm)で平均反射率0.1%以下日本真空光学
モスアイ型反射防止フィルムの例視感反射率0.1〜0.2%(代表値)三菱ケミカル
反射防止膜とアンチグレアの厚さAR 100nm 程度、AG 数μm大日本印刷
超撥水・超親水の接触角超撥水150°以上、超親水5°以下アイアール技術者教育研究所
電球形 LED ランプの定格寿命の定義光束が初期の70%以上を保っている期間(JIS C 8157)日本照明工業会
アルミ電解コンデンサの寿命60〜95℃で、10℃下がると約2倍日本ケミコン

出典:電磁波と光(用語集の付録)|ウシオ電機、光学薄膜とは|東海光学、反射防止膜|日本真空光学、モスマイト|三菱ケミカル、ARコーティングとは|大日本印刷、3分でわかる 濡れ性とは?撥水性/親水性の基礎知識|アイアール技術者教育研究所、LED 照明のガイド(PDF)|日本照明工業会、アルミ電解コンデンサの寿命|日本ケミコン

選ぶ・見直すときに確かめること

光学部品は、使う光、角度と経路、表面と環境、熱と寿命、確かめ方の順に確かめて決めます(編集部の整理)。

使う光・角度と経路・表面と環境・熱と寿命・確かめ方の順に確かめる流れの図
図16 光学部品を選ぶ・見直すときに確かめる流れ
出典:編集部の整理をもとに AI(Claude)で作成
  • 使う光:波長の範囲(可視光だけか、近赤外・紫外を含むか、レーザーの単一の波長か)、明るさ、反射率などの目標
  • 角度と経路:光が入る角度・見る角度の範囲、光が通る面の数、光源とセンサーの位置と迷光の通り道
  • 表面と環境:屋外か、温度・紫外線・湿気・結露、こすれ・指紋と拭き取りの方法、硫黄のガスや近くのゴム・接着剤、PFAS などの化学物質の制約
  • 熱と寿命:LED のはんだ付け部の温度(実測)と周囲温度の最高値、電源の部品の温度、何をもって寿命とするか
  • 確かめ方:使う波長での反射率・透過率、照明を変えた撮像の試し、接触角だけでなく滑落角やこすった後の値、耐候・寿命の試験

出典:反射防止膜|日本真空光学、反射防止材の選定ガイド|暗素研、滑落角とは|協和界面科学、LED硫化現象について|日亜化学工業、放熱設計(CLL130シリーズ)|シチズン電子、画像処理用 LED 照明の基礎知識(2021年)|オプテックス・エフエー

企業紹介(光学部品の技術)

光学部品に関係する技術を持つ企業を、得意分野が重ならないように選びました。紹介の内容は、各社の公式サイトで確認できる範囲で、関係する課題ページの企業紹介と同じです。各社の得意分野は、次の早見表のとおりです。

企業反射防止膜・
モスアイ
アンチ
グレア
迷光対策・
光学設計
撥水・
防汚
防曇・
親水
LED の
寿命
検査用の
照明
日本真空光学多層の反射防止膜●
ジオマテックモスアイ構造のフィルム●
NSCガラスのケミカル AG 加工●
光陽オリエントジャパン迷光対策の黒色材料(暗素研)●
LABOPTゴースト・フレアの光学設計●
フロロテクノロジーフッ素系の撥水・防汚コーティング剤●
オーエフテクノPFAS フリーのシリコーン系コートと超親水コート●●
日本曹達光触媒コーティング剤●
日亜化学工業LED の硫化・はんだクラックの技術資料●
野田スクリーンLED 基板を守るフッ素系コーティング剤●
飯田照明検査の対象に合わせた検査用の LED 照明●

●は、各社の公式サイトで確認できた得意分野です(空欄は、扱っていないという意味ではありません)。社名を押すと、その会社の紹介へ移ります。

日本真空光学株式会社|多層の反射防止膜

日本真空光学とは

日本真空光学は、東京都千代田区に本社を置く、1960年設立の会社です(資本金2億1,000万円、従業員104名。工場は静岡県御殿場市)。薄膜加工による光学部品の製造・販売を行い、AGC グループの一員です。

日本真空光学の可視域用の超低反射ARコートの分光反射率のグラフ
可視光域用の超低反射 AR コートの分光反射率(入射角5°)。420〜680nm で平均反射率0.1%以下としている(出典:反射防止膜|日本真空光学)

日本真空光学の得意技術

技術内容
干渉で反射を減らす誘電体の薄膜を単層または多層にして、光の干渉で表面の反射を減らす。効かせる波長の帯域は、膜厚・層の数・材料の組み合わせで選べるとしている
公開している特性の例可視光域(420〜680nm)で平均反射率0.1%以下の AR コート、近赤外(1550nm)で反射率0.01%以下の AR コート、入射角45度で P・S 偏光を考えたワイド AR・ナロー AR
紫外から赤外まで紫外線から赤外線の領域まで対応し、ガラスや赤外線結晶材料(CaF₂、Si、ZnSe)に成膜できる。レンズの曲面やファイバーの端面にも付けられるとしている

用途として、カバーガラス、組みレンズのゴースト防止、センサーウインドウ、光ファイバー、レーザー加工機、車載カメラ、LiDAR、半導体露光装置などを挙げています。

日本真空光学が解決できる課題

  • カバーガラスやセンサーの窓の反射を、広い波長で0.1%程度まで下げたい
  • 組みレンズのゴーストを減らしたい
  • レーザーや赤外の波長に合わせた反射防止膜がほしい

出典:反射防止膜|日本真空光学、会社概要|日本真空光学

ジオマテック株式会社|モスアイ構造フィルム

ジオマテックとは

ジオマテックは、横浜市西区に本社を置く、1953年設立の会社です(資本金40億4,385万円、従業員296名、東京証券取引所スタンダード市場に上場)。薄膜の技術をもとに、反射防止膜やモスアイ構造のフィルムを手がけています。

ジオマテックのモスアイ構造フィルム g.moth の構造の模式と、公開されている仕様の一覧
g.moth の構造の模式と公開されている仕様
出典:g.moth|ジオマテックの記載をもとに AI(Claude)で作成(形は模式)

ジオマテックの得意技術

技術内容
g.moth(モスアイ構造フィルム)東京理科大学と共同開発した転写版の技術で、ロール to ロールで量産するモスアイ構造のフィルム。平均反射率(400〜700nm)は TAC ベースで0.3%以下(PET ベースは1.0%以下)
斜めからと、汚れ・こすれTAC ベースのフィルムをガラスの両面に貼ると視感反射率は約0.5%(ガラスのみは約4%)。斜め約50°でも反射率1%以下(550nm)。水の接触角は130°以上、ガーゼ4.9N で2万回の摺動試験の値を公開している
AR コート平面・曲面のガラスに AR コートを付けられ、センサーやレーザーの波長に合わせた設計もできるとしている

g.moth の用途として、デジタルサイネージ、ショーケース、絵画の額、船舶の窓などを挙げています。

ジオマテックが解決できる課題

  • 斜めから見る画面やショーケースの映り込みを抑えたい
  • モスアイの弱点だった、こすれや汚れへの強さがほしい
  • 幅600mm までのフィルムで、画面やショーケースの反射を抑えたい

出典:g.moth|ジオマテック、AR コーティング|ジオマテック、会社概要|ジオマテック

株式会社NSC|ガラスのケミカルAG加工

NSC は、大阪府豊中市に本社を置く会社です(1964年創業、1971年設立、資本金4,550万円、従業員250人)。ガラスの薬液による加工を行い、ガラスの表面に直接 AG(防眩)加工をしています。

ヘイズ80%・50%・30%・10%のAG加工ガラスと未加工ガラスで、蛍光灯の映り込みを比べた写真
ヘイズの違う AG 加工ガラスと未加工ガラスで、蛍光灯の映り込みを比べた写真(出典:AG加工|NSC)

NSCの得意技術

技術内容
ケミカル AG 加工ガラスの表面に薬液で直接加工し、微細な凹凸をつくって防眩性を持たせる。ヘイズ(くもりの度合い)は1〜90%の範囲で制御でき、対応サイズは730mm×920mm まで
ガラスそのものを加工樹脂や膜で付ける方法と比べ、耐熱600℃以上、鉛筆硬度9H 以上で、耐 UV・耐薬品性にすぐれるとしている
組み合わせオプションとして化学強化(後強化)、湾曲、印刷に対応する

用途として、車載・産業用のディスプレイのカバーガラス、LED 照明の拡散カバー、窓ガラス、太陽電池を挙げています。

NSCが解決できる課題

  • 屋外や明るい所で、画面への照明や太陽の映り込みをぼかしたい
  • フィルムやコーティングでは、熱・紫外線・傷への強さが足りない
  • 照明のカバーで光を拡散させたい

出典:AG加工|NSC、会社概要|NSC

光陽オリエントジャパン株式会社|迷光対策の黒色材料

光陽オリエントジャパンとは

光陽オリエントジャパンは、埼玉県上尾市に本社を置く、2002年設立の会社です(資本金3,000万円、従業員34名)。光学機器用の機構資材を扱い、低反射の黒色材料をブランド「暗素研」で展開しています。

暗素研の黒色材料5種の、550nm・950nm・1500nm での反射率の比較表
黒色材料の波長ごとの反射率
暗素研「反射防止材の選定ガイド」の比較表から抜き出して作図。AI(Claude)で作成

光陽オリエントジャパンの得意技術

技術内容
波長ごとの反射率を公開スポンジシート、起毛布(植毛布)、塗料などの黒色材料について、550nm・950nm・1500nm での全半球反射率(入射角8°、JIS Z 8722 準拠、外部の試験機関で測定した代表値)を比較表で公開している
ファインシャット光学機器の内部の迷光対策の材料。550nm での反射率は0.5〜1.2%、厚みは0.2〜0.71mm。JAXA 相模原キャンパスの地上望遠鏡にも採用されたとしている
形と波長で選ぶ貼る・切り出す・塗る・敷くの4つの形があり、レーザーカットで試作から量産まで加工する。使う波長と環境の条件を伝えると、素材の組み合わせを提案するとしている

比較表では、可視光で0.3%の起毛布でも、1500nm では43.7%になる例があります。近赤外のセンサーでは、使う波長での値を確かめて選びます。

光陽オリエントジャパンが解決できる課題

  • カメラやセンサーの鏡筒の中の迷光を減らしたい
  • 近赤外の波長でも黒い(反射の少ない)材料がほしい
  • 貼れない複雑な形の部品に、黒い塗料で対策したい

出典:反射防止材の選定ガイド|暗素研、ファインシャット|暗素研、会社概要|光陽オリエントジャパン

株式会社LABOPT|ゴースト・フレアの光学設計

LABOPT は、愛知県長久手市に本社を置く、2024年設立の会社です(資本金300万円)。光学機器の開発・設計・試作と、光学技術のコンサルティングを行っています。

カメラレンズの断面と光線の経路を示した設計図
カメラレンズの断面と光線の経路の設計図(出典:サービス事例|LABOPT)

LABOPTの得意技術

技術内容
ゴースト設計ゴーストは迷光の一種で、レンズの表面で何回か反射した光がカメラに届く現象と説明し、レンズの形を直しながらゴーストの照度を下げる設計を行う
フレアの対策鏡筒の表面で反射した光によるフレアは、鏡筒の中にバッフルや遮光線を入れて減らすとしている
使うソフトと納品レンズ設計に OpTaliX、ゴースト設計に OpTaliX または FRED、鏡筒設計に Autodesk Fusion を使い、設計データや dxf・STEP で納品する

照明機器の開発(レンズ設計、LED の選定、放熱設計、試作)や、耐環境性を考えた光学設計も行っています。初回の相談は無料で、具体的な検討は有償としています。

LABOPTが解決できる課題

  • カメラ・センサーのゴーストやフレアを、設計の段階で減らしたい
  • 迷光の原因が、レンズの面か鏡筒かを切り分けたい
  • 光の照射範囲や照度のむらを、レンズで制御したい

出典:サービス事例|LABOPT、会社概要|LABOPT

株式会社フロロテクノロジー|フッ素系コーティング剤で、撥水・撥油・指紋付着低減を付ける

フロロテクノロジーとは

フロロテクノロジーは、愛知県春日井市に本社を置く、2003年設立のフッ素系コーティング剤のメーカーです。社員数13名(2026年4月現在)で、主な取引先に半導体、モーター、自動車、スマートフォン、カメラなどのメーカーを挙げています。撥水撥油処理剤「フロロサーフ」のシリーズで、撥水・防汚・防湿・離型などの用途に対応しています。

撥水処理した布の上で液体が玉になっている様子
撥水の導入事例(防水スプレー原液)の写真(出典:撥水の導入事例|フロロテクノロジー)

フロロテクノロジーの得意技術

技術内容
撥水撥油処理剤(フロロサーフ)超撥水コーティング剤 FG-3660/3661は、水接触角160°・油接触角90°・水転落角2°の超撥水コートをスプレー法などで形成できる。皮膜は白濁し、「ハスの葉」構造の超撥水表面になる
防汚・指紋付着低減コーティング剤ガラス結合型(シランカップリング型)は、膜厚10〜20nmの透明薄膜で、素材の質感や光学特性を損なわない。ガラス、金属、PET、PC、PMMAなど多くの素材に使える。金属結合型(FG-5093)、UVハードコート剤に加える添加剤タイプもある
防汚性の評価技術資料で、静止接触角だけでなく、滑落角・後退接触角による防汚性と耐久性の評価方法を公開している

同社は、製品にPFOS・PFOAに該当する成分は使用していないとしています。フッ素系の材料のため、PFAS全体の規制の動きは、用途ごとに確かめる必要があります。

フロロテクノロジーが解決できる課題

  • 水だけでなく、油やインクもはじく表面にしたい
  • スマートフォンやカメラのカバーに、指紋が付きにくく拭き取りやすい膜を付けたい
  • 膜の性能が、使っているうちにどれだけ落ちるかを評価したい

公開されている実績

  • 防水スプレーの原液(FS-2060):C8製品から切り替え、C8製品と変わらないレベルの防水性を得た。白化はC8より大幅に改善
  • 油性ペンのインクの残量を見えるようにする用途(FS-1620):インクに浸した状態で撥液性を1000時間以上保った

出典:撥水撥油処理剤 フロロサーフ|フロロテクノロジー、フッ素系コーティング剤による防汚技術|指紋付着防止と耐久性評価|フロロテクノロジー、撥水の導入事例|フロロテクノロジー、会社概要|フロロテクノロジー

オーエフテクノ株式会社|プラズマで密着させるPFASフリーのシリコーン系コートと、超親水コート

オーエフテクノとは

オーエフテクノは、静岡県富士市に本社・工場を置く、コーティングの受託加工会社です。非粘着・撥水・撥油の「オーエフコート」と超親水コートの加工のほか、PVD・CVDコーティング、窒化、溶射なども扱います。部品1個から対応するとしています。

オーエフテクノのシリコーン系コートの層構成と、主なコートの種類
オーエフテクノのシリコーン系コートの構成
出典:オーエフテクノの公開情報をもとに AI(Claude)で作成

オーエフテクノの得意技術

技術内容
シリコーン系オーエフコートシリコーンを主成分とするコートで、PFASを使っていない。標準のSiタイプは、撥水角112°、-30℃〜300℃まで使用でき、膜厚0.5〜0.8μm。金属・樹脂・ゴム・ガラス・布などに処理できる。高耐熱のSih、滑りのよいSi-dなどもある
プラズマによる密着プラズマで表面水酸基を多く持つ中間層を作り、コートと母材の結合を強める。実績で10倍の機能維持ができた例もあるとしている。処理温度は100℃以下
超親水コート接触角2°の超親水コーティング。ガラス・金属・プラスチックに処理でき、防曇性能とセルフクリーニング機能を持つ。鉛筆硬度9H以上(ガラス)、スチールウール試験で傷なし

同社は、シリコーン系はフッ素系の標準タイプに比べて耐熱・耐摩耗・耐食・耐UVに優れる一方、そのぶん膜が厚いと説明しています。

オーエフテクノが解決できる課題

  • フッ素(PFAS)を使わずに、部品に撥水・防汚性を付けたい
  • 塗っただけのコートがすぐ落ちるので、長持ちさせたい
  • ゴーグルやミラーなどの部品を、曇りにくく汚れを落としやすくしたい

出典:シリコーン系オーエフコート|オーエフテクノ、超親水コーティング|オーエフテクノ、PFASフリーについて|オーエフテクノ、会社概要|オーエフテクノ

日本曹達株式会社|プラスチックにも塗れる2層構造の光触媒コーティング剤

日本曹達は、東京都千代田区に本社を置く、1920年創立の化学メーカーです。光触媒コーティング剤「ビストレイター」を開発・販売しています。

料金所の防護壁で、ビストレイター塗装部分が白く、未塗装部分が汚れている比較
料金所の衝突防護壁での、ビストレイター塗装部と未塗装部の比較(出典:光触媒コーティング ビストレイター|日本曹達)

日本曹達の得意技術

技術内容
2層構造の光触媒コーティング光触媒層と保護接着層の2層に分けることで、光触媒が基材を分解するのを防ぎ、これまで適用が難しかったプラスチックなどの有機物にも使えるようにした。同社はこれを世界で初めて開発したとしている
超親水とセルフクリーニング紫外線を当てると接触角は0度近くまで下がり、照射を止めても24時間以上超親水性を保つ(同社の試験)。付着した有機物の汚れを酸化分解し、水の膜で汚れを浮かせて流す
2つの塗り方製品に塗る加熱硬化タイプ(ライン処理速度数十m/分に対応)と、現場で刷毛・ローラー・スプレーで塗れる常温硬化タイプがある

光触媒の効果は、紫外線が当たることで発揮されます。屋内や日の当たらない面に使うときは、光の条件を確かめてから選びます。

日本曹達が解決できる課題

  • 屋外の壁面・看板・テントの雨筋汚れを減らしたい
  • 樹脂の部材にも、光触媒のセルフクリーニング機能を付けたい
  • 洗浄の頻度を減らして、見た目をきれいに保ちたい

公開されている実績

  • 高速道路の料金所の衝突防護壁(アイランド)に塗工し、防汚効果がはっきり出たとしている。交通量の多い料金所で、数日に1度の洗浄作業の軽減と、ドライバーの視認性の確保につながった
  • アクリル塗料の塗装板の屋外暴露試験で、未塗装品が2か月程度で黒っぽくなったのに対し、塗工品は白さを保った
  • 1999年7月施工の住宅(藤嶋邸)、駅などの公共施設、住宅壁面への施工事例を公開

出典:光触媒コーティング ビストレイター|日本曹達、会社概要|日本曹達

日亜化学工業株式会社|LEDの硫化とはんだクラックの技術資料・ガスバリア性を高めたLED

日亜化学工業とは

日亜化学工業は、徳島県阿南市に本社を置く、LEDや半導体レーザーなどの光半導体と、蛍光体などの化学品のメーカーです。1956年に設立されました。LEDを使う製品の設計者向けに、硫化やはんだクラックの仕組みと対策をまとめた技術資料を公開しています。

IC3・IC4・IC5の各区分で、NS2W757A-V1は29年・13年・5年、NFSW757Dはいずれも100年超という光束維持率70%到達の予測時間の棒グラフ
2つの品種の、硫化による光束維持率70%到達の予測時間
出典:日亜化学工業の技術資料の表をもとに AI(Claude)で作成

日亜化学工業の得意技術

技術内容
硫化の評価と予測IEC 60068-2-60 の混合ガス試験を強化した加速試験と、屋内の腐食性区分(ISO 11844 の IC1〜IC5)の考え方を使い、光束維持率が70%に下がるまでの時間を予測している
ガスバリア性を高めた品種NFSW757D は、NS2W757A-V1 よりガスバリア性を向上させた品種。最も厳しい区分(IC5)の予測で、NS2W757A-V1 の5年に対し、NFSW757D は100年超(腐食環境での保管以外の劣化は含まない参考値)
はんだクラックの低減策線膨張係数の差が小さいLEDと基板の組み合わせ、低弾性の絶縁層のアルミ基板などを示し、温度サイクル試験(−40℃⇔100℃、各15分)で評価している

同社は、製品に使うパッキンや接着剤は硫黄成分を含むものを避け、パッキンを使う場合はシリコーンゴムを推奨するとしています(その場合は、低分子シロキサンによる接点不良に注意)。

日亜化学工業が解決できる課題

  • 温泉地や工場で使うLED照明が、硫化で暗くなる・色がずれる
  • 製品の中のゴムや接着剤から出る硫黄の影響を減らしたい
  • 屋外や車載のLEDで、はんだクラックによる不点灯を防ぎたい

出典:LED硫化現象について|日亜化学工業、はんだクラックについて|日亜化学工業、会社概要|日亜化学工業

株式会社野田スクリーン|LED実装基板を硫化ガス・湿気から守るフッ素系コーティング剤

野田スクリーンとは

野田スクリーンは、愛知県小牧市に本社を置く会社です。プリント配線板の穴埋め・研磨加工と、フッ素を中心としたコーティング材料の開発・製造・販売を行っています。

コーティングのないLED基板は硫化ガスで銀めっきが変色し、透明なコーティングのある基板はガスを遮ることを比べた概念図
コーティングで硫化ガスと湿気を遮る仕組み
出典:野田スクリーンの公開情報をもとに AI(Claude)で作成

野田スクリーンの得意技術

技術内容
PCHシリーズ(耐硫化タイプ)耐硫化性のあるフッ素皮膜で、銀めっきの硫化を防ぐ。硫化ガスが発生する環境(ゴム工場、温泉地、トンネル内など)で使う電子基板の腐食防止や、LED実装基板の硫化対策に使う
WOPシリーズ(標準タイプ)防水・防滴・防湿性、耐マイグレーション性をもつ。屋外や冷蔵冷凍庫の照明用のLED実装基板の防湿・防滴保護に使われる
透明性と常温乾燥透明な皮膜で、LEDの光学特性に影響を与えないとしている。フッ素系溶剤を使い、常温で乾燥できる

同社は、銀めっきの基材にPCHシリーズを塗り、硫化アンモニウム溶液と一緒に密閉容器に14時間置いて、未塗布の基材と外観を比べた試験結果を公開しています。

野田スクリーンが解決できる課題

  • 硫化ガスの多い場所で使うLED基板を、硫化から守りたい
  • 屋外や冷凍庫で使うLED基板を、湿気や結露から守りたい

出典:コンフォーマルコーティング剤 フッ素系速乾型不燃タイプ|野田スクリーン、野田スクリーン

株式会社飯田照明|検査の対象に合わせて作る、検査用の LED 照明

飯田照明とは

飯田照明は、京都市山科区に本社研究所がある、LED 照明の会社です(2013年2月設立)。検査用の LED 照明「MV★STAR」や、用途に合わせた照明のカスタムメイドを扱っています。

飯田照明の得意技術

技術内容
MV★STAR日亜化学工業製の LED を使った検査用の照明。防水・防じんなど、検査に必要な用途に合わせたカスタマイズを受ける。フラットパネル照明、高出力の照明、紫外線探傷用、目視検査用がある
超小型の電子部品の検査タクト数µ秒でラインを流れる超小型の電子部品の表面をカメラで検査するため、表面実装形の LED と、タクトに合わせて点灯する電源を設計して、高出力の照明を作った
金属の表面の検査紫外線と白色の LED を載せ、金属の表面の欠陥を見つけるための光源を作った

画像は、同社のサイトのご利用条件で無断の使用(複製・転用などを含む)を禁じているため、公開されている内容をもとに編集部が図にしました。

飯田照明が解決できる課題

  • 今の照明では、キズや汚れがはっきり写らない
  • 高速のラインに合わせて、短い時間で強く光る照明がほしい
  • 防水・防じんなど、現場の条件に合う検査用照明を作りたい
飯田照明の検査用LED照明の製品と実績の表
図17 飯田照明の検査用 LED 照明の公開されている内容
出典:飯田照明「MV★STAR」・同「超小型高出力LED照明」・同「画像処理用LED照明」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社概要|飯田照明、MV★STAR|飯田照明、超小型高出力LED照明|飯田照明、画像処理用LED照明|飯田照明

光学部品に関係する分野と製品のページです。

関連する記事・事例

出典・参考

情報の確認日:2026年10月6日 本ページの内容は一般的な情報で、実際の性能は製品・使用条件により異なります。図はAI(Claude)で作成した概念図、冒頭の画像はAI(ChatGPT)で生成したイメージ画像です。企業紹介の内容と図は、関係する課題ページの企業紹介と同じです。

光学部品のよくある課題

光学部品の主な解決技術

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