遮光インキとは？迷光を断つしくみと光学濃度（OD）の基本

解説：光を通したいのは、レンズの中央の「像をつくる部分」だけだからです。レンズの側面や鏡筒（レンズを収める筒）の内側に当たった余計な光まで通してしまうと、画像にノイズとして写り込みます。遮光インキは、その余計な光を吸収して、像に混ざらないようにするための黒いインキです。

解説：光学の世界では「迷光」と呼びます。ここから、迷光がどこで生まれるか、遮光インキがどう働くか、そして製品を比べるときに何を見ればよいかを、順に見ていきます。まずは迷光の正体からです。

解説：光の種類が違うわけではなく、「通るはずのない道を通った光」のことです。光学部品メーカーのエドモンド・オプティクスの技術資料によると、迷光とは、光学系の有効な開口部（光が通る想定の範囲）の外側にあるエネルギーが、光学部品や機械部品の縁で散乱したものを指します。本来は像に関わらないはずの光が、縁で跳ね返って別の方向へ進んでしまうわけです。

解説：レンズの端も含まれます。レンズは円盤状のガラスやプラスチックで、表と裏の面のほかに、周囲をぐるりと囲む側面があります。この側面を、光学の現場では「コバ」と呼びます。コバはレンズの加工で削り出したままだと、すりガラスのように粗く、光を通したり散らしたりしやすい面です。

解説：米国特許（US8958155B2）には、そのしくみが書かれています。レンズの外側寄りに斜めから入った光が、レンズの内側の面で反射して、像とは無関係な光としてレンズの外へ出ていきます。この光がフレアやゴーストを起こし、画質を下げる原因になると説明されています。フレアは画面全体が白っぽくなる現象、ゴーストは光源とは別の位置に像が現れる現象です。くわしくはゴースト・フレアの正体｜レンズ内反射の原因と抑える技術で解説しています。

解説：そのとおりです。次の章で、塗る場所ごとに役割を見ていきます。

解説：はい、そう呼ばれることが多いです。英語では「エッジブラッケニング」と言います。エドモンド・オプティクスの資料では、システム内の迷光を減らすために広く使われている成功した方法のひとつが、光学部品の縁を黒くすることだとされています。黒い層が光を吸収するので、コバで光が跳ね返りにくくなります。

解説：同じ資料に測定結果が載っています。反射の方向ごとの強さを測る試験（BRDF 試験）で、コバを黒くした場合は、迷光の低減が1桁分改善したというグラフが示されています。光学部品メーカーのアバンティエも、黒くすることで迷光の影響を減らし、内部反射を抑え、光学系のコントラストを高められると説明しています。

解説：ただし、これは特定の試験条件での結果です。どんなレンズでも同じ改善幅になるとは限りません。コバ塗りは、迷光を抑える手段のひとつであり、反射防止コーティングや構造設計と組み合わせて使うものだと考えてください。

解説：遮光膜を設けると、斜めに入った光による内面反射光の発生を減らせて、フレアやゴーストを防ぐ効果が得られる、と書かれています。つまり、コバに当たった光を「反射させずに、その場で吸収する」のが役割です。

解説：光学濃度（OD）という指標を使います。次の章で詳しく見ましょう。

解説：光をどれだけ通さないかを表す数値です。光学フィルターメーカーのセムロック（IDEX Health & Science）の資料では、透過率の常用対数（10を底とする対数）にマイナスをつけたものと定義されています。式で書くと OD = −log₁₀(T) です。T は透過率で、0 から 1 の間の値です。

解説：逆に書くと T = 10 の「−OD」乗になります。つまり、ODが1上がるごとに、通り抜ける光が10分の1になります。同じ資料でも、100万倍にもなる透過率の幅が、0 から 6 という小さな数字で簡単に表せるのが ODの便利なところだとされています。

解説：そうです。ODは1違うだけで、遮光性能が10倍違います。ODが2から4に上がると、通り抜ける光は1%から0.01%へと減ります。カメラのように明るい光源が写り込む用途では、わずかな透過光も迷光の元になるため、この差が効いてきます。

解説：光学濃度計という専用の装置で測ります。中国の特許（CN103443666B）には、日本の規格 JIS K 7651:1988 に基づいて光学濃度計で透過濃度を測り、測定値が4.0を超えたものを合格とした例が出ています。これは特定の特許の中の合否基準です。業界共通の基準ではない点には注意が必要です。

解説：はい。ODは、波長や膜の厚さによって変わります。次の章で、選ぶときに見るべき項目をまとめます。

解説：先ほどの中国特許は、遮光材料としての性能を保つには、あらゆる角度の入射光に対する低光沢性と、遮光性の両方を満たす必要があると述べています。光が当たる角度が変わっても反射でぎらつかないことと、光を通さないことの両立が求められるわけです。

解説：おおまかにはそうです。遮光インキは、光を通さないだけでなく、表面で光を跳ね返さないことも大切です。跳ね返った光は、結局別の迷光になってしまうからです。インキメーカーのアーティエンス（artience）は、反射率1%未満をうたう低反射の黒色インキを製品ラインアップに載せ、ゴーストやフレアをより精密に抑えられる用途を示しています。

解説：そうです。ここで、選ぶときの見どころを表にまとめます。

解説：富士フイルムのイメージセンサー向け黒色材料のページには、高いODを持つ非カーボンタイプの材料が、可視光だけでなく近赤外の領域でも遮光が必要な用途に向く、と書かれています。同じページの透過率のグラフでは、膜厚1.3μmの材料は波長1200nm以上で透過率が徐々に上がり、1800nmで約10%になる一方、膜厚3.5μmの材料は波長が長くなっても透過率が1%未満にとどまる、と説明されています。同じ系統の材料でも、膜の厚さによって、長い波長での遮光性能が変わるということです。

解説：はい。ただし、これは富士フイルムの特定の製品の例です。ほかの材料にそのまま当てはまるわけではありません。逆に、アーティエンスのように、可視光は遮り、近赤外は通す赤外透過タイプの黒色インキもあります。赤外線カメラやセンサーで、必要な波長だけを通したい場合に使われます。用途しだいで、遮るべき波長が違うのです。

解説：アーティエンスは、薄い膜で高い遮光性能を出す黒色インキを用意しており、プリズムレンズ内部の反射や迷光を抑える用途を挙げています。膜厚は、遮光性能と並んで確認したい数値です。

解説：アバンティエの解説によると、大きく分けて刷毛（はけ）で塗る方法と、スプレーで吹き付ける方法があります。刷毛塗りは手軽で融通がきき、試作や少量生産に向いています。一方で手作業のため時間がかかり、厚みがばらつきやすいので、高精度が必要な場合や大量の処理には向かないとされています。

解説：スプレーは、塗らない部分をマスキングテープで保護したうえで吹き付けます。塗りむらが少なく、数が増えても対応しやすいのが利点です。反面、マスキングを精密に行う必要があり、乾燥や硬化に時間がかかると工程が長くなります。

解説：硬化が十分でないと、塗膜が傷みやすくなります。アバンティエは、しっかり硬化させることで、インキ層の耐久性と耐摩耗性が確保されると述べています。また、宇宙用や防衛用の光学機器では、塗膜が熱や湿気に耐えることが重要だとされています。使われる環境によっては、耐熱性や耐湿性も確認項目になります。

解説：そのとおりです。インキの性能は、狙った厚さで安定して塗れて初めて発揮されます。ODの数値が高くても、塗るたびに厚みがばらつけば、製品ごとに遮光性能もばらついてしまいます。カタログのODと、量産での塗布の安定性は、セットで確認したい項目です。

解説：迷光は、レンズのコバや鏡筒の縁などで光が散乱・反射して、像に混ざってしまう余計な光です。遮光インキは、そこに黒い層をつくって光を吸収し、フレアやゴーストの原因を減らします。選ぶときは、ODだけでなく、反射率、膜厚、遮る波長の範囲、塗布の安定性まで見る必要があります。

解説：はい。ODは波長と膜厚で変わりますし、特許や各社の例は、その条件の中での結果です。NW（Corporation NW）では、遮光インキ HD6 を取り扱っており、遮光性能 OD4 以上と、安定した塗布性・量産適性を特長としています。光学部材の取り扱いについては、製品・サービスのページをご覧ください。