WO2020032037A1 - 光学品の保持部材 - Google Patents

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和多田　一雄
比嘉　剛久
真宮　正道
邦英 四方
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Kyocera Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical article holding member.
  • Patent Literature 1 describes Al 2 O 3 , Si, Ti, Mn, Fe, Cr, and the like as an example of the composition of a black ceramic. Fe, Cr, Co, It is described that Mn, Ni, Cu and the like are used.
  • a holding member for an optical article according to the present disclosure is made of an aluminum oxide ceramic containing an oxide of titanium represented by a composition formula of TiO 2-x (1 ⁇ x ⁇ 2), and includes Fe, Ni, Co, Mn, and Cr.
  • the total content is 260 ppm by mass or less.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a lamp device including an optical component holding member according to an embodiment of the present disclosure, which is mounted on a front right side of a vehicle.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a first sensor module arranged in the lamp device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a head-up display including an optical component holding member according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a graph showing the measurement results of the reflectance in the example.
  • the holding member of the optical component of the present embodiment is made of an aluminum oxide ceramic containing an oxide of titanium represented by a composition formula of TiO 2-x (1 ⁇ x ⁇ 2), and includes Fe, Ni, Co, Mn, and Cr. Is 260 mass ppm or less. According to such a configuration, the reflectance is low over a wide wavelength range. In addition, the ultraviolet light (UV) absorption effect of the oxide of titanium can suppress deterioration due to sunlight, and can protect the held optical articles, thereby enabling long-term use.
  • UV ultraviolet light
  • the photocatalytic effect of the titanium oxide is exhibited, so that dirt around the optical article to be held can be removed and an antifouling effect can be obtained, so that the sensitivity of the optical article is maintained. Can be kept in a state.
  • the configuration of the optical component holding member of the present embodiment will be specifically described.
  • the aluminum oxide ceramics of all components 100% by mass constituting the ceramics, aluminum oxide content in terms of Al to Al 2 O 3 is at that of the ceramic is 90 mass% or more.
  • the oxide of titanium represented by the composition formula TiO 2-x (1 ⁇ x ⁇ 2 ) is obtained by reducing titanium oxide (TiO 2 ).
  • the crystal phase of the titanium oxide may be rutile type titanium oxide. Further, the total content of Fe, Ni, Co, Mn and Cr may be 170 mass ppm or less.
  • the optical component holding member of the present embodiment has a black color having a sufficiently low reflectance for light in a relatively wide wavelength range.
  • the lightness index L * in the CIE1976L * a * b * color space is 48 or less, and the chromaticness indices a * and b * are -2 to 5 and -10 to 0, respectively.
  • the value of the lightness index L * and the values of the chromaticness indices a * and b * in the CIE1976L * a * b * color space can be determined in accordance with JIS Z8722: 2009.
  • a spectral color difference meter (NF777 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. or its successor) may be used, and the measurement conditions may be such that the light source is CIE standard light source D65 and the viewing angle is 2 °.
  • the maximum value Rmax of the reflectance over a wavelength range of 250 nm to 2500 nm is 24% or less, and the difference ⁇ R between the maximum value Rmax and the minimum value Rmin is 15.3% or less. . That is, the optical component holding member of the present embodiment has a low reflectance in the wavelength range of 250 nm to 2500 nm and a small variation in the wavelength distribution of the light intensity of the reflected light with respect to the irradiation light.
  • the optical article holding member of the present embodiment has a uniform low reflectance over such a wide wavelength range.
  • the content of the titanium oxide represented by the composition formula of TiO 2-x (1 ⁇ x ⁇ 2) is, for example, of 100% by mass of all components constituting the ceramic. , 0.5 mass% or more and 4 mass% or less.
  • the content of the titanium oxide is in the above-described range, a black color having a low reflectance with sufficiently low saturation can be obtained, and the volume resistivity at room temperature (5 to 35 ° C.) can be reduced. It has electrical insulation of 10 9 ⁇ ⁇ m or more.
  • the volume specific resistance of the holding member for the optical article of the present embodiment may be, for example, 10 8 ⁇ ⁇ m or more at 200 ° C.
  • the volume resistivity decreases as the temperature increases, but the holding member for the optical article of the present embodiment has insulating properties even at a high temperature of 200 ° C.
  • the volume resistivity can be determined in accordance with JIS C 2141: 1992.
  • the upper limit of the volume resistivity is not particularly limited.
  • the holding member of the optical article need not contain aluminum titanate.
  • aluminum titanate since there is no aluminum titanate having a large difference in linear expansion coefficient with respect to aluminum oxide in the holding member, minute cracks are unlikely to occur even when the temperature is repeatedly increased and cooled.
  • Whether an optical article holding member contains aluminum titanate or not may be determined by comparing an X-ray chart obtained using an X-ray diffractometer (XRD) with a JCPDS card (No. 00-041-0258). .
  • the total content of Fe, Ni, Co, Mn and Cr is 260 mass ppm or less, that is, the content of Cr alone is 260 mass ppm at the maximum.
  • Cr is contained in alumina, light having a wavelength of 700 nm or more and less than 780 nm (hereinafter also referred to as short wavelength light) or light having a wavelength of 780 nm or more and less than 1590 nm (hereinafter referred to as long wavelength light)
  • the optical component holding member of the present embodiment has a low Cr content, and thus has low reflectance in the short wavelength region and the long wavelength region.
  • the Cr content of the optical component holding member is 40 ppm by mass or less, the reflectance for light in a relatively wide wavelength range is sufficiently low.
  • the content of Fe in the holding member of the optical article is 100 ppm by mass or less, an increase in reflectance due to discoloration can be further suppressed, so that the reflectance in the visible light region and the (near) infrared region is reduced. Lower.
  • the content of Ni in the holding member of the optical article is 10 ppm by mass or less, the content of Co is 5 ppm by mass or less, or the content of Mn is 100 ppm by mass or less, changes in mechanical strength and electrical characteristics are caused. Becomes smaller.
  • the holding member of the optical article may include an oxide of silicon, calcium, and magnesium in a grain boundary phase that bonds the aluminum oxide crystal grains.
  • the total content of the oxides of silicon, calcium and magnesium is, for example, 2% by mass or more and 4% by mass or less of 100% by mass of all components constituting the ceramics.
  • the content of the oxides of calcium and magnesium is 10% by mass or more and 30% by mass or less, and the balance is It may be an oxide of silicon.
  • the holding member of the optical article has a volume resistivity at room temperature of 10 11 ⁇ ⁇ m or more, or 10 12 ⁇ ⁇ m or more.
  • the crystal phase of the titanium oxide in the holding member of the optical article can be identified by XRD, and the value of x may be determined using a transmission electron microscope (TEM).
  • the contents of aluminum, silicon, calcium, magnesium, and titanium in terms of oxides were determined using an X-ray fluorescence spectrometer (XRF) or an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer (ICP).
  • XRF X-ray fluorescence spectrometer
  • ICP inductively coupled plasma
  • SiO 2 SiO 2
  • CaO CaO
  • MgO magnesium oxide
  • TiO 2-x (1 ⁇ x ⁇ 2).
  • the contents of Fe, Ni, Co, Mn, and Cr may be determined using a glow discharge mass spectrometer (GDMS).
  • GDMS glow discharge mass spectrometer
  • the aluminum oxide ceramics forming the holding member of the optical article is inexpensive, and has a high dielectric constant equivalent to that of high-purity and expensive aluminum oxide ceramics having a titanium oxide content of less than 0.1% by mass. Can be obtained.
  • the optical component holding member of the present embodiment may have a portion where the average value of the skewness Rsk is 0.04 or more and 0.45 or less.
  • the average value of all the skewnesses Rsk in the holding member of the optical article may be 0.04 or more and 0.45 or less.
  • the optical component holding member of the present embodiment may have a portion where the average value of the Kurtosis Rku is 4.1 or more and 6.5 or less.
  • the holding member of the optical article has such a portion, the reflectance is low.
  • the average value of all kurtosis Rku in the holding member of the optical article may be 4.1 or more and 6.5 or less.
  • the holding member of the optical article of the present embodiment may have a portion where the average value of the arithmetic average roughness Ra is 1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the average value of all the arithmetic average roughnesses Ra in the holding member of the optical article may be 1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • Skewness Rsk, Kurtosis Rku, and arithmetic average roughness Ra can be determined by using, for example, a laser microscope (VK-9510, manufactured by Keyence Corporation) in accordance with JIS B # 0601: 2001.
  • the measurement conditions were as follows: the measurement mode was color super-depth, the measurement magnification was 400 times, the measurement range was 698 ⁇ m ⁇ 522 ⁇ m, the measurement pitch was 0.05 ⁇ m, the ⁇ s contour curve filter was 2.5 ⁇ m, and the ⁇ c contour curve filter was 0.08 mm.
  • the average value of the measured values obtained from the eight measurement ranges may be the average value of the skewness Rsk, the Kurtosis Rku, and the arithmetic average roughness Ra.
  • the aluminum oxide ceramic may have a light-shielding surface, and the light-shielding surface may have a color difference ⁇ * Eab in the CIE1976L * a * b * color space of 4.5 or less.
  • the color difference ⁇ * Eab is an index indicating a variation in color tone, and is represented by the following equation (1).
  • ⁇ E * ab [( ⁇ L *) 2 + ( ⁇ a *) 2 + ( ⁇ b *) 2 ] 1/2 (1)
  • ⁇ L * is the difference between the lightness index L 1 * of the first measurement target point on the light shielding surface and the lightness index L 2 * of the second measurement target point
  • ⁇ a * is the chromaticness index of the first measurement target point on the light shielding surface.
  • the difference between a 1 * and the brightness index a 2 * of the second measurement point, ⁇ b * is the chromaticity index b 1 * of the first measurement point on the light-shielding surface and the brightness index b 2 * of the second measurement point. Is the difference.
  • the coefficient of variation of the lightness index L * in the CIE1976L * a * b * color space of the light-shielding surface may be 0.02 or less (excluding 0).
  • the light-shielding surface is hardly discolored even when repeatedly irradiated with light, so that it does not easily change over time.
  • the average value of the lightness index L * of the light-shielding surface is, for example, 48 or less.
  • the value of the lightness index L * and the values of the chromaticness indices a * and b * in the CIE1976 L * a * b * color space of the light-shielding surface can be obtained by the same method as described above.
  • the aluminum oxide ceramic may have open pores, and a skewness of a circle equivalent diameter of the open pores may be 0.1 or more and 2 or less.
  • the skewness of the equivalent diameter of the open pores is 0.1 or more, the distribution of the equivalent diameter of the open pores tilts to the smaller side, and floating metal powder or white light-colored powder enters the open pores. This makes it difficult to reduce the color tone on the light-shielding surface, thereby improving the commercial value.
  • the average value of the equivalent circle diameter of the open pores is, for example, 4 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the porosity of the open pores is 3 area% or more and 6 area% or less.
  • the average particle diameter D 50 was polished holding member in the cast iron plate with diamond abrasive grains of 3 [mu] m, an average particle diameter D 50 0. Polishing is performed on a tin platen using diamond abrasive grains of 5 ⁇ m to obtain a measurement surface.
  • an average part of the measurement surface is selected and photographed with a CCD camera at a magnification of 100 using an optical microscope.
  • image analysis software for example, Win ROOF, manufactured by Mitani Corporation
  • the threshold value of the equivalent circle diameter of the open pores is 0.8 ⁇ m, and the equivalent circle diameter less than 0.8 ⁇ m is not analyzed.
  • the skewness of the circle equivalent diameter of the open pore may be obtained by using a function SKEW provided in Excel (registered trademark, Microsoft Corporation).
  • the shape of the holding member for the optical article may be designed according to the shape of the optical article to be held, and is not particularly limited.
  • examples of the optical component held by the holding member include an optical component included in a vehicle-mounted optical device.
  • powders of aluminum oxide, silicon oxide, calcium carbonate, magnesium hydroxide and titanium oxide are prepared.
  • the total content of the powders of calcium carbonate, magnesium hydroxide, and silicon oxide is, for example, 6.5% by mass or more and 12.9% by mass or less of the total 100% by mass of the powder.
  • the content of the powder of calcium carbonate, magnesium hydroxide and silicon oxide is 17.8% by mass or more and 53.4% by mass or less of the total of 100% by mass of these powders.
  • the content of the magnesium hydroxide powder is 14.4% by mass or more and 43.2% by mass or less, and the remainder is silicon oxide powder.
  • the content of the titanium oxide powder is, for example, 0.5% by mass or more and 4% by mass or less of the total 100% by mass of each powder of aluminum oxide, silicon oxide, calcium carbonate, magnesium hydroxide, and titanium oxide;
  • the balance is aluminum oxide powder.
  • the content of magnesium hydroxide is preferably 30% by mass or more and 44% by mass or less of the content of titanium oxide.
  • the content of magnesium hydroxide is in the above range, generation of anorthite and mullite which are likely to occur in a reduction treatment described later is suppressed. Since anorthite and mullite have different average linear expansion coefficients from aluminum oxide, if the formation of these compounds is suppressed, the optical component holding member is used in an environment that is repeatedly exposed to heating and cooling. However, cracks are less likely to occur.
  • a pulverizer such as a barrel mill, a rotary mill, a vibration mill, a bead mill, an agitator mill, an atomizer, and an attritor to obtain a slurry.
  • a solvent, an organic binder such as polyvinyl alcohol (PVA) in an amount of 1 part by mass to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent, and 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent Parts by mass and 0.5 part by mass or less of the dispersant are put into the grinder together.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the obtained slurry is subjected to a demagnetization treatment and then spray-dried to obtain granules.
  • Fe, Ni and Co which are ferromagnetic metals, are removed.
  • the content of Fe, Ni, Co, Mn and Cr in the holding member of the optical article is affected by the wear of the stainless steel member used in the crusher.
  • a stainless steel member that is worn by long-term use may be replaced with a titanium component that easily forms a passivation film on its surface, or a titanium-based film such as TiN, TiCN, TiC, TiAlN, TiAlCN, or TiAlO, or a non-titanium-based material.
  • the surface of the stainless steel member may be coated with crystalline hard carbon (DLC).
  • the replacement or coating of such a stainless steel member can provide an optical article holding member having a total content of Fe, Ni, Co, Mn and Cr of 260 mass ppm or less.
  • the granules are molded by a dry pressure molding method or a cold isostatic pressing method (CIP) and then subjected to cutting to obtain a molded body. Thereafter, the obtained compact is fired in an air (oxidizing) atmosphere at a temperature of 1500 ° C. or higher and 1700 ° C. or lower for a predetermined period of time to obtain a sintered body.
  • CIP cold isostatic pressing method
  • the molding pressure may be, for example, 1500 MPa or more and 4000 MPa or less.
  • the sintered body obtained by the above-described method is used as a reducing atmosphere, for example, in a mixed gas having a nitrogen: hydrogen ratio of 87 to 90% by volume: 10 to 13% by volume, from 1300 ° C. to 1400 ° C.
  • a mixed gas having a nitrogen: hydrogen ratio of 87 to 90% by volume: 10 to 13% by volume from 1300 ° C. to 1400 ° C.
  • the content of the titanium oxide powder is determined by changing the content of aluminum oxide, silicon oxide, , From 1.8% to 3% by mass of the total of 100% by mass of each powder of magnesium hydroxide and titanium oxide, and may be maintained at a temperature of 1,330 ° C to 1,400 ° C for 1 hour to 2 hours.
  • the content of the titanium oxide powder is required.
  • the optical article holding member of the present embodiment described above has low reflectance in the visible light region and the (near) infrared region, can be used for a long time, and can hold the optical article while maintaining its sensitivity. Therefore, for example, it can be used to hold an optical component included in a vehicle-mounted optical device.
  • Lamp device In the following description, a configuration in which the lamp device is mounted on the right front of the vehicle will be described as an example, but the lamp device of the present disclosure is not limited to a configuration mounted on the right front of the vehicle as long as it has the function.
  • a lamp device 20 includes a light-transmitting cover 21 located in a traveling direction of a vehicle, a housing 22 located on the opposite side of the light-transmitting cover 21, and a light-transmitting cover 21. And a headlight 24, a first sensor module 25, and a second sensor module 26 which are respectively located inside a lamp room 23 surrounded by the housing 22.
  • the headlight 24 includes an optical system component including at least one of a lens and a reflector.
  • the light emitted from the headlight 24 passes through the translucent cover 21 and illuminates the right front of the vehicle. Since the lamp device 20 includes such a headlight 24, it functions as a headlight.
  • the first sensor module 25 includes a first substrate 251 (support member).
  • the first substrate 251 supports a first visible light camera 252, a first LiDAR (Light Detection and Ranging) sensor 253, and a first light shielding member 254 (shielding member). Further, as shown in FIG. , A communication unit 256 and a power supply unit 257.
  • the first substrate 251 is a substrate on which a sensor circuit including the first visible light camera 252, the first LiDAR sensor 253, the control unit 255, the communication unit 256, and the power supply unit 257 is mounted.
  • a plurality of sensors (the first visible light camera 252 and the first LiDAR sensor 253) having different detection methods, a first light-blocking member 254 which is a cylindrical hollow member surrounding these sensors, and a circuit for operating these sensors are modularized on the first substrate 251.
  • the first visible light camera 252 captures an image of the right side of the vehicle. That is, the first visible light camera 252 is a sensor that detects information on the right side of the vehicle.
  • the first LiDAR sensor 253 includes a light emitting unit 253a that emits infrared light and a light receiving unit 253b that detects reflected light that is reflected by the infrared light hitting an object present on the right side of the vehicle.
  • the first LiDAR sensor 253 can calculate the distance to the object based on the time from emitting infrared light in a certain direction to detecting reflected light from the object.
  • information on the shape of the object can be obtained by collecting and analyzing the measured values of the distance in association with the detected position.
  • information such as the material of the object associated with the reflection can be obtained based on the difference between the wavelengths of the emitted light and the reflected light.
  • information on the color of the target object (such as a white line on the road surface) can be obtained based on the difference in the reflectance of the reflected light. That is, the first LiDAR sensor 253 can obtain various information on the right side of the vehicle by a method different from that of the first visible light camera 252.
  • the first sensor module 25 includes a first actuator 258 (an example of an adjustment mechanism) coupled to the first substrate 251.
  • the first actuator 258 adjusts at least one of the position and the posture of the first substrate 251 with respect to the vehicle.
  • the second sensor module 26 includes the second substrate 261.
  • the second substrate 261 supports the second visible light camera 262, the second LiDAR sensor 263, the millimeter wave radar 264, and the second light shielding member 265 which is a cylindrical hollow member surrounding these, all of which are not shown.
  • the control unit, the communication unit, and the power supply unit are further supported.
  • the functions of the second visible light camera 262 and the second LiDAR sensor 263 are the same as the functions of the first visible light camera 252 and the first LiDAR sensor 253, respectively, and a description thereof will be omitted.
  • the millimeter-wave radar 264 includes a transmitting unit that transmits a millimeter wave and a receiving unit that receives a reflected wave that has been reflected by at least an object in which the millimeter wave hits the right front of the vehicle.
  • the frequency of the millimeter wave is, for example, 24 GHz, 26 GHz, 76 GHz, or 79 GHz.
  • the millimeter-wave radar 264 can determine the distance to the object based on the time from when the infrared light is emitted in a certain direction to when the reflected light from the object is detected. In addition, by collecting and analyzing the distance measurement values in association with the detection position, information relating to the movement of the object can be obtained. That is, the millimeter wave radar 264 can obtain information on the right front of the vehicle by a method different from that of the second visible light camera 262 or the second LiDAR sensor 263.
  • the second sensor module 26 includes a second actuator 266 (an example of an adjustment mechanism) coupled to the second substrate 261.
  • the second actuator 266 adjusts at least one of the position and the posture of the second substrate 261 with respect to the vehicle.
  • the lamp device 20 also includes a signal processing unit 27 located outside the lamp room 23.
  • the signal processing unit 27 is configured to output a first drive signal 271 for driving the first actuator 258 and a second drive signal 272 for driving the second actuator 266.
  • the first drive signal 271 includes at least one of the position and the posture of the first actuator 258, and the second drive signal 272 includes the information of at least one of the position and the posture of the second actuator 266. .
  • the lamp device 20 further includes the following configuration in addition to the configuration described above. That is, the lamp device 20 includes a light source element of the headlight 24 as an optical product, and further includes a light source element holding member that holds the light source element.
  • the light source element holding member of the headlight 24 is formed of the optical component holding member of the present embodiment.
  • the optical component holding member of the present embodiment may be used for a light source element of a headlight.
  • stray light can be removed by the low reflectance of the optical component holding member of the present embodiment, so that unnecessary reflection or scattering on the optical path can be reduced, and noise in the projected image is reduced. be able to.
  • the UV absorption effect of the oxide of titanium can suppress deterioration due to sunlight, and can protect the light source element of the headlight 24, thereby enabling long-term use.
  • the lamp device 20 includes the lens and the glass of the first visible light camera 252 as optical components, and further includes a lens / glass holding member that holds the lens and the glass, respectively. Further, in the lamp device 20, the lens / glass holding member is formed of the above-described optical article holding member of the present embodiment.
  • the optical component holding member of the present embodiment may be for a vehicle-mounted camera. According to such a configuration, noise of a projected image can be reduced by low reflectance in the visible light region and the (near) infrared region by the optical component holding member of the present embodiment.
  • the photocatalytic effect of the oxide of titanium can prevent contamination near the lens and the glass and maintain the sensitivity.
  • the lamp device 20 includes, as optical components, a lens of the first LiDAR sensor 253, a light source element of the first LiDAR sensor 253, and a light receiving element of the light receiving section 253b of the first LiDAR sensor 253.
  • a holding member for holding a lens holding member, a light source element holding member and a light receiving element holding member are provided.
  • at least one of the lens holding member, the light source element holding member, and the light receiving element holding member in the first LiDAR sensor 253 is made of the above-described optical component holding member of the present embodiment.
  • the optical article holding member of the present embodiment may be for LiDAR.
  • noise can be reduced by the low reflectance in the near-infrared region by the optical component holding member of the present embodiment, and as a result, the detection performance of the first LiDAR sensor 253 is enhanced. Further, the photocatalytic effect of the oxide of titanium can prevent contamination of the lens and the like in the first LiDAR sensor 253 and maintain the sensitivity.
  • the lamp device 20 includes an optical system component holding member that holds the above-described optical system component of the headlight 24.
  • the lamp device 20 also includes the same optical components as those of the first visible light camera 252 and the first LiDAR sensor 253 described above, and a holding member for the second visible light camera 262 and the second LiDAR sensor 263.
  • the above-described optical component holding member, the holding members of the second visible light camera 262 and the second LiDAR sensor 263 may be configured by the holding member of the optical component of the present embodiment.
  • the head-up display 30 includes an in-vehicle projector module 31, a reflection mirror 32, a microlens array 33, a convex lens 34, a combiner 35.
  • the vehicle-mounted projector module 31 projects an image in the direction of arrow a.
  • the in-vehicle projector module 31 includes an optical and MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) unit and an RGB light source module housed in the optical and MEMS unit.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the reflection mirror 32 reflects the image projected from the vehicle-mounted projector module 31 toward the microlens array 33.
  • the micro lens array 33 functions as an intermediate image screen.
  • the convex lens 34 is adjacent to the microlens array 33 and convex toward the combiner 35, and functions as a field lens.
  • the combiner 35 reflects the image enlarged by the convex lens 34 toward the driver's eyes.
  • the head-up display 30 further includes the following configuration in addition to the configuration described above. That is, the head-up display 30 includes a lens holding member that holds the lens of the vehicle-mounted projector module 31 and a lens holding member 36 that holds the microlens array 33 and the convex lens 34, as holding members for optical components.
  • the optical article holding member of the present embodiment may be for a head-up display. According to such a configuration, noise of a projected image can be reduced by a low reflectance in the visible light region by the optical component holding member of the present embodiment. Blue light can also be cut by the UV absorption effect of the oxide of titanium.
  • the holding member of the optical article is used to hold the optical article included in the in-vehicle optical device. It is not limited to equipment, but can be used for other purposes. Other applications include, for example, semiconductor manufacturing equipment, electronic equipment, medical / physicochemical equipment, and the like. For example, it can be used to hold optical devices provided in a medical device such as a CT scan or an analyzer such as a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the granules were formed by cold isostatic pressing (CIP) and then subjected to cutting to obtain a formed body. Thereafter, the obtained molded body was kept in an air (oxidizing) atmosphere at a temperature of 1570 ° C. for 2 hours to obtain a sintered body. Next, the surface of the sintered body was polished using a vibration barrel polishing machine.
  • CIP cold isostatic pressing
  • the sintered body obtained by the above-described method is kept at a temperature of 1350 ° C. for 1 hour and 30 minutes in a reducing atmosphere (a mixed gas having a nitrogen: hydrogen ratio of 88.5% by volume: 11.5% by volume).
  • a mixed gas having a nitrogen: hydrogen ratio of 88.5% by volume: 11.5% by volume As a result, the sample No. 1-4 were obtained.
  • Each of the obtained samples was identified using XRD.
  • the value of x in TiO 2-x was determined using a transmission electron microscope (TEM). Further, the contents of the elements constituting each sample were determined using XRF, and converted into the identified components. Further, the contents of the trace components Fe, Ni, Co, Mn and Cr were determined using a glow discharge mass spectrometer (GDMS). Table 1 shows the results. Each sample contains inevitable impurities as components not shown in Table 1.
  • the reflectance in the wavelength range of 250 nm to 2500 nm was determined using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (V-670, manufactured by JASCO Corporation), and the measured values were graphed. The results are shown in FIG. Further, ⁇ R was calculated from the minimum value Rmin and the maximum value Rmax of the reflectance in the above-mentioned region of each sample. Table 1 shows the minimum value Rmin, the maximum value Rmax, and ⁇ R of the reflectance.
  • the integrating sphere unit used for the measurement of the reflectance is ISN-723
  • the reference light source is a deuterium lamp in a wavelength region of 250 nm to 360 nm
  • the halogen lamp is a region in a wavelength range of 360 nm to 2500 nm.
  • the mode was total reflectance
  • the data acquisition interval was 1.0 nm
  • the UV / Vis bandwidth was 5.0 nm
  • the NIR bandwidth was 20.0 nm.
  • Sample Nos. 1 to 3 are sample Nos. Rmax and ⁇ R were smaller than 4. From these results, it was made of an aluminum oxide ceramic containing a titanium oxide represented by a composition formula of TiO 2-x (1 ⁇ x ⁇ 2), and the total content of Fe, Ni, Co, Mn and Cr was 260 It was found that when the mass was ppm or less, the reflectance was low in the wavelength range of 250 nm to 2500 nm, and the variation in the wavelength distribution of the light intensity of the reflected light with respect to the irradiation light was small.
  • sample no. No. 1 is more suitable for use as described above because the difference ⁇ R in the reflectance in the above-mentioned region is 6.2%.

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Abstract

本開示の光学品の保持部材は、組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物を含む酸化アルミニウム質セラミックスからなり、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下である。

Description

光学品の保持部材
　本開示は、光学品の保持部材に関する。
　特許文献１には、黒色セラミックスの組成の一例として、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒなどが記載されており、黒色にするための着色材として、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕなどが使われることが記載されている。
特開平８－１７３８８号公報
　本開示の光学品の保持部材は、組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物を含む酸化アルミニウム質セラミックスからなり、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下である。
図１は、本開示の実施形態に係る光学品の保持部材を備えるランプ装置であって車両の右前方に搭載されるランプ装置の構成を示す模式図である。 図２は、図１に示すランプ装置内に配置された第１センサモジュールの構成を示す模式図である。 図３は、本開示の実施形態に係る光学品の保持部材を備えるヘッドアップディスプレイの構成を示す模式図である。 図４は、実施例における反射率の測定結果を示すグラフである。
　＜光学品の保持部材＞
　以下、本開示の実施形態に係る光学品の保持部材（ホルダ）について詳細に説明する。
　本実施形態の光学品の保持部材は、組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物を含む酸化アルミニウム質セラミックスからなり、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下である。このような構成によれば、広い波長範囲にわたって反射率が低くなる。また、チタンの酸化物の紫外線（ＵＶ）吸収効果によって日光による劣化を抑制することができ、保持する光学品を保護することができるので、長期使用が可能となる。さらに、日光を浴びるとチタンの酸化物の光触媒効果が発現するので、保持する光学品の周辺の汚れを除去することができ、防汚効果も得られることから、光学品をその感度を維持した状態で保持することができる。以下、本実施形態の光学品の保持部材の構成について具体的に説明する。
　酸化アルミニウム質セラミックスとは、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算した酸化アルミニウムの含有量が９０質量％以上であるセラミックスのことである。また、組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物とは、酸化チタン（ＴｉＯ2）が還元されたものである。チタンの酸化物の結晶相は、ルチル型酸化チタンであってもよい。また、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量は、１７０質量ｐｐｍ以下であってもよい。
　本実施形態の光学品の保持部材は、比較的広い波長範囲の光に対して反射率が十分に低い黒色を呈する。具体的には、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊が４８以下であり、クロマティクネス指数ａ＊、ｂ＊がそれぞれ－２以上５以下、－１０以上０以下である。ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の値、クロマティクネス指数ａ＊およびｂ＊の値は、ＪＩＳ　Ｚ　８７２２：２００９に準拠して求めることができる。例えば、分光色差計（日本電色工業（株）製ＮＦ７７７またはその後継機種）を用い、測定条件としては、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ６５、視野角度を２°に設定すればよい。
　本実施形態の光学品の保持部材は、波長２５０ｎｍ～２５００ｎｍにわたる反射率の最大値Ｒｍａｘが２４％以下であり、最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの差であるΔＲが１５．３％以下である。すなわち、本実施形態の光学品の保持部材は、波長２５０ｎｍ～２５００ｎｍの範囲において、反射率が低く、照射光に対する反射光の光強度の波長分布のばらつきが小さい。本実施形態の光学品の保持部材は、このように広い波長範囲にわたって反射率が一様に低くなっている。
　本実施形態の光学品の保持部材において、組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物の含有量は、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、例えば、０．５質量％以上４質量％以下である。チタンの酸化物の含有量が前述した範囲であるときには、彩度が十分に抑制された反射率の低い黒色の色味とすることができるとともに、室温（５～３５℃）における体積固有抵抗が１０9Ω・ｍ以上の電気的絶縁性を有する。また、より絶縁性を高めるという観点からは、本実施形態の光学品の保持部材の体積固有抵抗は、例えば、２００℃にて１０8Ω・ｍ以上であってもよい。通常、温度が高くなると体積固有抵抗は低下するが、本実施形態の光学品の保持部材は、２００℃の高温においても絶縁性を有する。ここで、体積固有抵抗は、ＪＩＳ　Ｃ　２１４１：１９９２に準拠して求めることができる。なお、体積固有抵抗の上限値は、特に限定されない。
　光学品の保持部材は、チタン酸アルミニウムを含んでいなくてもよい。このような構成を満たすときには、酸化アルミニウムに対する線膨張係数の差が大きいチタン酸アルミニウムが保持部材中に存在しないことから、昇温および冷却が繰り返されても微小なクラックが発生しにくい。光学品の保持部材がチタン酸アルミニウムを含んでいるか否かは、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて得られるＸ線チャートを、ＪＣＰＤＳカード（Ｎｏ．００－０４１－０２５８）と照合すればよい。
　本実施形態の光学品の保持部材は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下、すなわちＣｒ単独の含有量が最大でも２６０質量ｐｐｍである。アルミナにＣｒを含有させた際には、波長が７００ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の領域の光（以降、短波長領域光ともいう）や、波長が７８０ｎｍ以上１５９０ｎｍ未満の領域の光（以降、長波長領域光ともいう）の反射率が大きくなりやすいが、本実施形態の光学品の保持部材は、Ｃｒの含有量が少ないことから、短波長領域および長波長領域における反射率が小さい。
　光学品の保持部材においてＣｒの含有量が４０質量ｐｐｍ以下であれば、比較的広い波長範囲の光に対する反射率が十分に低くなる。
　また、光学品の保持部材におけるＦｅの含有量が１００質量ｐｐｍ以下であれば、変色による反射率の増加をより抑制することができるため、可視光線領域および（近）赤外線領域での反射率がより低くなる。
　また、光学品の保持部材における、Ｎｉの含有量が１０質量ｐｐｍ以下、Ｃｏの含有量が５質量ｐｐｍ以下またはＭｎの含有量が１００質量ｐｐｍ以下であれば、機械的強度や電気特性の変化が小さくなる。
　光学品の保持部材は、酸化アルミニウムの結晶粒子同士を結合する粒界相に、珪素、カルシウムおよびマグネシウムの酸化物を含んでいてもよい。ここで、珪素、カルシウムおよびマグネシウムの酸化物の含有量の合計は、セラミックスを構成する全成分１００質量％のうち、例えば、２質量％以上４質量％以下である。また、珪素、カルシウムおよびマグネシウムの酸化物の含有量の合計を１００質量％としたとき、カルシウムの酸化物およびマグネシウムの酸化物の含有量はそれぞれ１０質量％以上３０質量％以下であり、残部が珪素の酸化物であってもよい。珪素、カルシウムおよびマグネシウムの酸化物の含有量が上記範囲である場合、光学品の保持部材は、室温における体積固有抵抗が１０11Ω・ｍ以上か、または１０12Ω・ｍ以上となる。
　なお、光学品の保持部材におけるチタンの酸化物の結晶相は、ＸＲＤによって同定することができ、ｘの値については、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて求めればよい。
　また、アルミニウム、珪素、カルシウム、マグネシウムおよびチタンをそれぞれ酸化物に換算した含有量は、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、各元素の含有量を求め、それぞれＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯおよびＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）に換算することで求められる。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＧＤＭＳ）を用いて求めればよい。
　また、光学品の保持部材を形成する酸化アルミニウム質セラミックスは安価であり、酸化チタンの含有量が０．１質量％未満の高純度かつ高価な酸化アルミニウム質セラミックスの誘電率と同等の高い誘電率を得ることができる。
　本実施形態の光学品の保持部材は、スキューネスＲｓｋの平均値が０．０４以上０．４５以下である部分を有していてもよい。光学品の保持部材がこのような部分を有しているときには、反射率が低くなる。なお、光学品の保持部材におけるすべてのスキューネスＲｓｋの平均値が０．０４以上０．４５以下であってもよい。
　また、本実施形態の光学品の保持部材は、クルトシスＲｋｕの平均値が４．１以上６．５以下である部分を有していてもよい。光学品の保持部材がこのような部分を有しているときには、反射率が低くなる。なお、光学品の保持部材におけるすべてのクルトシスＲｋｕの平均値が４．１以上６．５以下であってもよい。
　さらに、本実施形態の光学品の保持部材は、算術平均粗さＲａの平均値が１μｍ以上２μｍ以下である部分を有していてもよい。光学品の保持部材がこのような部分を有しているときには、反射率が低くなる。なお、光学品の保持部材におけるすべての算術平均粗さＲａの平均値が１μｍ以上２μｍ以下であってもよい。
　スキューネスＲｓｋ、クルトシスＲｋｕおよび算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１：２００１に準拠し、例えば、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス社製（ＶＫ－９５１０））を用いて求めることができる。測定条件は、測定モードをカラー超深度、測定倍率を４００倍、測定範囲を６９８μｍ×５２２μｍ、測定ピッチを０．０５μｍ、λｓ輪郭曲線フィルタを２．５μｍ、λｃ輪郭曲線フィルタを０．０８ｍｍとし、上記測定範囲８箇所から得られる測定値の平均値を、スキューネスＲｓｋ、クルトシスＲｋｕおよび算術平均粗さＲａのそれぞれの平均値とすればよい。
　また、酸化アルミニウム質セラミックスは遮光面を備え、遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における色差Δ＊Ｅａｂが４．５以下であってもよい。
　色差Δ＊Ｅａｂは、色調感のばらつきを示す指標であり、以下の式（１）で示される。
　ΔＥ＊ａｂ＝〔（ΔＬ＊）2＋（Δａ＊）2＋（Δｂ＊）2〕1/2　　　（１）
（ΔＬ＊は、遮光面の第１測定対象点の明度指数Ｌ1＊と第２測定対象点の明度指数Ｌ2＊との差、Δａ＊は遮光面の第１測定対象点のクロマティクネス指数ａ1＊と第２測定対象点の明度指数ａ2＊との差、Δｂ＊は遮光面の第１測定対象点のクロマティクネス指数ｂ1＊と第２測定対象点の明度指数ｂ2＊との差である。）
　色差Δ＊Ｅａｂが上記範囲であると、遮光面の色調感のばらつきが低減して、そのばらつきを視認しにくくなるので、商品価値が向上する。
　また、遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の変動係数が０．０２以下（但し、０を除く）であってもよい。
　明度指数Ｌ＊の変動係数が上記範囲であると、遮光面が繰り返し光の照射を受けても変色しにくい状態になっているので、経時変化がしにくい。ここで、遮光面の明度指数Ｌ＊の平均値は、例えば、４８以下である。
　なお、遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の値、クロマティクネス指数ａ＊およびｂ＊の値は、上述した方法と同じ方法で求めることができる。
　また、酸化アルミニウム質セラミックスは、開気孔を有し、開気孔の円相当径の歪度が０．１以上２以下であってもよい。
　開気孔の円相当径の歪度が０．１以上であると、開気孔の円相当径の分布が小さい方に傾き、浮遊する金属粉や白色系の明色を呈する紛体が開気孔に侵入しにくくなるので、遮光面の色調感のばらつきが低減し、商品価値が向上する。
　開気孔の円相当径の平均値は、例えば、４μｍ以上６μｍ以下である。また、開気孔の気孔率は、３面積％以上６面積％以下である。
　開気孔の円相当径および気孔率を求めるには、まず、平均粒径Ｄ50が３μｍのダイヤモンド砥粒を用いて鋳鉄製定盤にて保持部材を研磨した後、平均粒径Ｄ50が０．５μｍのダイヤモンド砥粒を用いて錫定盤にて研磨して、測定面を得る。
　そして、光学顕微鏡を用いて、倍率を１００倍として、ＣＣＤカメラで、測定面のうち、平均的な部分を選択して撮影する。次に、撮影した画像のうち、１範囲当りの面積が２．２７×１０2μｍである範囲を４カ所設定して、画像解析ソフト（例えば、三谷商事（株）製、Ｗｉｎ　ＲＯＯＦ）を用いて解析することによって、開気孔の円相当径および気孔率を得ることができる。なお、解析するに当たり、開気孔の円相当径の閾値は、０．８μｍとし、０．８μｍ未満の円相当径は解析の対象とはしない。
　そして、開気孔の円相当径の歪度は、Excel（登録商標、Microsoft Corporation）に備えられている関数ＳＫＥＷを用いて求めればよい。
　光学品の保持部材の形状としては、保持する光学品の形状に応じて設計すればよく、特に限定されない。また、保持部材が保持する光学品としては、例えば、車載光学機器が備える光学品などが挙げられる。
　　（光学品の保持部材の製造方法）
　次に、本実施形態の光学品の保持部材の製造方法の一例を説明する。
　まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末を準備する。
　炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化珪素の粉末の含有量の合計は、上記粉末の合計１００質量％のうち、例えば、６．５質量％以上１２．９質量％以下である。そして、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化珪素の粉末の含有量は、これら粉末の合計１００質量％のうち、炭酸カルシウムの粉末の含有量は１７．８質量％以上５３．４質量％以下であり、水酸化マグネシウムの粉末の含有量は１４．４質量％以上４３．２質量％以下であり、残部が酸化珪素の粉末である。
　酸化チタンの粉末の含有量は、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末の合計１００質量％のうち、例えば、０．５質量％以上４質量％以下であり、残部が酸化アルミニウムの粉末である。
　特に、水酸化マグネシウムの含有量は、酸化チタンの含有量の３０質量％以上４４質量％以下であるとよい。水酸化マグネシウムの含有量が上記範囲であると、後述する還元処理で生じやすいアノーサイトおよびムライトの生成が抑制される。アノーサイトやムライトは酸化アルミニウムに対して平均線膨張率が異なっているため、これらの化合物の生成が抑制されると、繰り返して加熱および冷却に曝される環境で光学品の保持部材が用いられてもクラックが生じにくくなる。
　そして、これら粉末をバレルミル、回転ミル、振動ミル、ビーズミル、アジテーターミル、アトマイザー、アトライターなどの粉砕機によって湿式混合して粉砕し、スラリーを得る。なお、上記粉砕にあたっては、溶媒、この溶媒１００質量部に対して１質量部以上１．５質量部以下のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの有機結合剤、溶媒１００質量部に対して０．１質量部以上０．５質量部以下の分散剤を併せて粉砕機内に投入する。次に、得られたスラリーを脱磁処理した後、噴霧乾燥して、顆粒を得る。脱磁処理によって、強磁性金属であるＦｅ、ＮｉおよびＣｏが除去される。
　また、光学品の保持部材におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの含有量は、粉砕機に用いられるステンレス製部材の磨耗の影響を受ける。長期間の使用によって磨耗するステンレス製部材は、例えば、表面に不動態膜を形成しやすいチタン製部品に置換するか、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＴｉＡｌＯなどのチタン系の膜あるいは非晶質硬質炭素（ＤＬＣ）をステンレス製部材の表面に被覆すればよい。脱磁処理に加え、このようなステンレス製部材の置換あるいは被覆により、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下である光学品の保持部材を得ることができる。
　そして、この顆粒を用いて乾式加圧成形法、あるいは、冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）により成形した後に切削加工を施して成形体を得る。その後、得られた成形体を大気（酸化）雰囲気中、温度を１５００℃以上１７００℃以下として所定時間保持して焼成することによって焼結体を得ることができる。
　ここで、開気孔の平均気孔径の歪度が０．１以上２以下である光学品の保持部材を得るには、成形圧を、例えば、１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下にすればよい。
　なお、焼成後においては、研削加工を行なってもよい。また、必要に応じて振動バレル研磨機を用いて、研磨材、振動数および研磨時間を調整した研磨を行なって、所定の表面性状としてもよい。
　そして、上述した方法によって得られた焼結体を、還元雰囲気として、例えば、窒素：水素の比率が８７～９０体積％：１０～１３体積％である混合ガス中において、１３００℃以上１４００℃以下の温度で１時間以上２時間以下保持（還元処理）することによって、本実施形態の光学品の保持部材を得ることができる。
　遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における色差Δ＊Ｅａｂが４．５以下である光学品の保持部材を得るには、酸化チタンの粉末の含有量を、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末の合計１００質量％のうち、１．８質量％以上３質量％以下とし、１３３０℃以上１４００℃以下の温度で１時間以上２時間以下保持すればよい。
　遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の変動係数が０．０２以下（但し、０を除く）である光学品の保持部材を得るには、酸化チタンの粉末の含有量を、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末の合計１００質量％のうち、１．８質量％以上３質量％以下とし、１３５０℃以上１４００℃以下の温度で１時間以上２時間以下保持すればよい。
　上述した本実施形態の光学品の保持部材は、可視光線領域および（近）赤外線領域の反射率が低く、長期使用が可能であり、しかも、光学品をその感度を維持した状態で保持可能であることから、例えば、車載光学機器が備える光学品を保持するのに使用することができる。
　＜車載光学機器＞
　次に、本実施形態の光学品の保持部材を備える車載光学機器の一例として、ランプ装置およびヘッドアップディスプレイを例に挙げて、図面を用いて順に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な構成のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の車載光学機器は、参照する図に示されていない任意の構成を備え得る。また、図中の構成の寸法は、実際の構成の寸法および寸法比率などを忠実に表したものではない。
　　（ランプ装置）
　以下の説明では、ランプ装置が車両の右前方に搭載される構成を例にとって説明するが、本開示のランプ装置は、その機能を奏する限り、車両の右前方に搭載される構成に限定されない。
　図１に示すように、本開示の実施形態に係るランプ装置２０は、車両の進行方向に位置する透光カバー２１と、透光カバー２１の反対側に位置するハウジング２２と、透光カバー２１およびハウジング２２によって囲まれる灯室２３の内部にそれぞれ位置する、前照灯２４と、第１センサモジュール２５と、第２センサモジュール２６と、を備えている。
　前照灯２４は、レンズおよびリフレクタの少なくともいずれかを含む光学系部品を備えている。前照灯２４から出射された光は、透光カバー２１を透過して車両の右前方を照明する。ランプ装置２０は、このような前照灯２４を備えていることから、ヘッドライトとして機能する。
　第１センサモジュール２５は、第１基板２５１（支持部材）を備えている。第１基板２５１は、第１可視光カメラ２５２、第１ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサ２５３、第１遮光部材２５４（遮蔽部材）を支持しており、さらに図２に示すように、制御部２５５、通信部２５６および給電部２５７を支持している。第１基板２５１は、第１可視光カメラ２５２、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３、制御部２５５、通信部２５６および給電部２５７を含むセンサ回路を実装する基板である。すなわち、検出方法が異なる複数のセンサ（第１可視光カメラ２５２および第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３）、これらのセンサを包囲する筒状の中空部材である第１遮光部材２５４、およびこれらのセンサを動作させる回路が、第１基板２５１上にモジュール化されている。
　図１に示すように、第１可視光カメラ２５２は、車両の右側を撮影する。すなわち、第１可視光カメラ２５２は、車両の右側の情報を検出するセンサである。
　図２に示すように、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３は、赤外光を出射する発光部２５３ａおよび赤外光が車両の右側に存在する物体に当たってはね返った反射光を検出する受光部２５３ｂを備えている。
　第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３は、ある方向へ赤外光を出射した後、物体からの反射光を検出するまでの時間に基づいて、物体までの距離を求めることができる。また、距離の測定値を検出位置と関連付けて集積、解析することにより、物体の形状に係る情報を得ることができる。また、出射光と反射光の波長の相違に基づいて、反射に関連付けられた物体の材質などの情報を得ることができる。さらに、反射光の反射率の相違に基づいて、対象物の色（路面における白線など）に係る情報を得ることができる。すなわち、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３は、第１可視光カメラ２５２とは異なる方法で車両の右側の様々な情報を得ることができる。
　なお、図１に示すように、第１センサモジュール２５は、第１基板２５１に結合された第１アクチュエータ２５８（調節機構の一例）を備えている。第１アクチュエータ２５８は、車両に対する第１基板２５１の位置および姿勢の少なくともいずれかを調節する。
　また、第２センサモジュール２６は、第２基板２６１を備えている。第２基板２６１は、第２可視光カメラ２６２、第２ＬｉＤＡＲセンサ２６３、ミリ波レーダ２６４、およびこれらを包囲する筒状の中空部材である第２遮光部材２６５を支持しており、いずれも図示しない制御部、通信部および給電部をさらに支持している。
　第２可視光カメラ２６２および第２ＬｉＤＡＲセンサ２６３の各機能は、それぞれ第１可視光カメラ２５２および第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３の各機能と同じなので、その説明を省略する。
　ミリ波レーダ２６４は、ミリ波を発信する発信部およびミリ波が少なくとも車両の右前方に存在する物体に当たってはね返った反射波を受信する受信部を備えている。ミリ波の周波数は、例えば、２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、７６ＧＨｚまたは７９ＧＨｚである。
　ミリ波レーダ２６４は、ある方向へ赤外光を出射した後、物体からの反射光を検出するまでの時間に基づいて、物体までの距離を求めることができる。また、距離の測定値を検出位置と関連付けて集積、解析することにより、物体の動きに係る情報を得ることができる。すなわち、ミリ波レーダ２６４は、第２可視光カメラ２６２または第２ＬｉＤＡＲセンサ２６３とは異なる方法で車両の右前方の情報を得ることができる。
　なお、第２センサモジュール２６は、第２基板２６１に結合された第２アクチュエータ２６６（調節機構の一例）を備えている。第２アクチュエータ２６６は、車両に対する第２基板２６１の位置および姿勢の少なくともいずれかを調節する。
　また、ランプ装置２０は、灯室２３の外部に位置する信号処理部２７を備えている。信号処理部２７は、第１アクチュエータ２５８を駆動する第１駆動信号２７１および第２アクチュエータ２６６を駆動する第２駆動信号２７２を出力するように構成されている。第１駆動信号２７１は、第１アクチュエータ２５８の位置および姿勢の少なくともいずれかを、また、第２駆動信号２７２は、第２アクチュエータ２６６の位置および姿勢の少なくともいずれかを調節する情報を含んでいる。
　ランプ装置２０は、上述した構成に加えて次のような構成をさらに備えている。すなわち、ランプ装置２０は、光学品として前照灯２４の光源素子を備えており、この光源素子を保持する光源素子保持部材をさらに備えている。そして、ランプ装置２０においては、前照灯２４の光源素子保持部材が、本実施形態の光学品の保持部材からなる。言い換えれば、本実施形態の光学品の保持部材は、ヘッドライトの光源素子用であってもよい。このような構成によれば、本実施形態の光学品の保持部材による低い反射率によって迷光を除去できるので、光路上における余計な反射または散乱を少なくすることができ、投影像のノイズを低減することができる。また、チタンの酸化物のＵＶ吸収効果によって日光による劣化を抑制することができ、前照灯２４の光源素子を保護することができるので、長期使用が可能となる。
　ランプ装置２０は、光学品として第１可視光カメラ２５２におけるレンズおよびガラスを備えており、このレンズおよびガラスをそれぞれ保持するレンズ・ガラス保持部材をさらに備えている。そして、ランプ装置２０においては、レンズ・ガラス保持部材が、上述した本実施形態の光学品の保持部材からなる。言い換えれば、本実施形態の光学品の保持部材は、車載カメラ用であってもよい。このような構成によれば、本実施形態の光学品の保持部材による可視光線領域および（近）赤外線領域における低い反射率によって投影像のノイズを低減することができる。また、チタンの酸化物の光触媒効果によってレンズおよびガラス付近の汚れを防止して感度を維持することもできる。
　ランプ装置２０は、光学品として、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３のレンズと、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３の光源素子と、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３の受光部２５３ｂにおける受光素子と、を備えており、これらの光学品をそれぞれ保持する保持部材として、レンズ保持部材、光源素子保持部材および受光素子保持部材を備えている。そして、ランプ装置２０においては、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３におけるレンズ保持部材、光源素子保持部材および受光素子保持部材の少なくともいずれかが、上述した本実施形態の光学品の保持部材からなる。言い換えれば、本実施形態の光学品の保持部材は、ＬｉＤＡＲ用であってもよい。このような構成によれば、本実施形態の光学品の保持部材による近赤外線領域における低い反射率によってノイズを低減することができ、その結果、第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３の検知性能が高まる。また、チタンの酸化物の光触媒効果によって第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３におけるレンズなどの汚れを防止して感度を維持することもできる。
　なお、ランプ装置２０は、前照灯２４における上述した光学系部品を保持する光学系部品保持部材を備えている。また、ランプ装置２０は、第２可視光カメラ２６２および第２ＬｉＤＡＲセンサ２６３についても、上述した第１可視光カメラ２５２および第１ＬｉＤＡＲセンサ２５３と同様の光学品およびその保持部材を備えている。そして、ランプ装置２０においては、上述した光学系部品保持部材、第２可視光カメラ２６２および第２ＬｉＤＡＲセンサ２６３における保持部材が、本実施形態の光学品の保持部材で構成されていてもよい。
　　（ヘッドアップディスプレイ）
　図３に示すように、本開示の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ３０は、画像を投影する側から順に、車載プロジェクターモジュール３１と、反射ミラー３２と、マイクロレンズアレイ３３と、凸レンズ３４と、コンバイナー３５と、を備えている。
　車載プロジェクターモジュール３１は、矢印ａ方向に画像を投影する。また、車載プロジェクターモジュール３１は、光学、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ユニットと、光学、ＭＥＭＳユニットに収容されるＲＧＢ光源モジュールと、を備えている。
　反射ミラー３２は、車載プロジェクターモジュール３１から投影された画像をマイクロレンズアレイ３３に向けて反射させる。マイクロレンズアレイ３３は、中間像スクリーンとして機能する。凸レンズ３４は、マイクロレンズアレイ３３に隣接しているとともに、コンバイナー３５の側に凸であって、フィールドレンズとして機能する。コンバイナー３５は、凸レンズ３４によって拡大された画像をドライバーの目に向けて反射させる。
　ここで、ヘッドアップディスプレイ３０は、上述した構成に加えて次のような構成をさらに備えている。すなわち、ヘッドアップディスプレイ３０は、光学品の保持部材として、車載プロジェクターモジュール３１のレンズを保持するレンズ保持部材と、マイクロレンズアレイ３３および凸レンズ３４を保持するレンズ保持部材３６と、を備えている。
　そして、ヘッドアップディスプレイ３０においては、車載プロジェクターモジュール３１におけるレンズ保持部材と、マイクロレンズアレイ３３および凸レンズ３４を保持するレンズ保持部材３６の少なくともいずれかが、本実施形態の光学品の保持部材からなる。言い換えれば、本実施形態の光学品の保持部材は、ヘッドアップディスプレイ用であってもよい。このような構成によれば、本実施形態の光学品の保持部材による可視光線領域における低い反射率によって投影像のノイズを低減することができる。また、チタンの酸化物のＵＶ吸収効果によってブルーライトをカットすることもできる。
　以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、光学品の保持部材が車載光学機器が備える光学品を保持するのに使用される場合を例にとって説明したが、本実施形態の光学品の保持部材は、車載光学機器用に限定されるものではなく、他の用途にも使用することができる。他の用途としては、例えば、半導体製造装置、電子機器、医療・理化学機器などが挙げられる。具体例を挙げると、例えば、ＣＴスキャンなどの医療機器、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などの分析装置が備える光学品を保持するのに使用することができる。なお、光学品の保持部材の用途は、例示したものに限定されない。
　以下、実施例を挙げて本開示を詳細に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
　まず、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末を準備した。
　なお、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムおよび酸化チタンの各粉末の含有量は、光学品の保持部材である焼結体を構成する成分が表１に示す値になるように調整した。
　そして、これら粉末をバレルミルで湿式混合して粉砕し、スラリーを得た。なお、粉砕にあたっては、溶媒、溶媒１００質量部に対して１．２５質量部のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、溶媒１００質量部に対して０．３質量部の分散剤も併せて粉砕機内に投入した。次に、得られたスラリーを脱磁処理によって、光学品の保持部材におけるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が表１に示す値になるように調整した後、噴霧乾燥して、顆粒を得た。なお、粉砕機に用いるステンレス製部材には、予めＴｉＮ膜を被覆した後、粉末を粉砕した。
　そして、顆粒を用いて冷間等方圧加圧法（ＣＩＰ）により成形した後に切削加工を施して成形体を得た。その後、得られた成形体を大気（酸化）雰囲気中、温度を１５７０℃として２時間保持することによって焼結体を得た。次に、振動バレル研磨機を用いて、焼結体の表面を研磨した。
　そして、上述した方法によって得られた焼結体を還元雰囲気中（窒素：水素の比率が８８．５体積％：１１．５体積％の混合ガス）、１３５０℃の温度で１時間３０分保持することによって、試料Ｎｏ．１～４を得た。
　得られた各試料につき、ＸＲＤを用いて同定を行なった。なお、ＴｉＯ2-xにおけるｘの値は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて求めた。また、各試料を構成する元素の含有量をＸＲＦを用いて求め、それぞれ同定された成分に換算した。さらに、微量成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの含有量は、グロー放電質量分析装置（ＧＤＭＳ）を用いて求めた。これらの結果を表１に示す。なお、各試料は、表１に示されていない成分として、不可避不純物を含んでいる。
　また、各試料につき、２５０ｎｍ～２５００ｎｍの波長における領域の反射率を、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光（株）製、Ｖ－６７０）を用いて求め、その測定値をグラフとして図４に示した。また、各試料の上記領域における反射率の最小値Ｒｍｉｎおよび最大値ＲｍａｘからΔＲを算出した。反射率の最小値Ｒｍｉｎ、最大値ＲｍａｘおよびΔＲを表１に示す。
　ここで、反射率の測定に用いる積分球ユニットはＩＳＮ－７２３、基準光源は、波長が２５０ｎｍ～３６０ｎｍにおける領域を重水素ランプ、波長が３６０ｎｍ～２５００ｎｍにおける領域をハロゲンランプとし、測定条件は、測定モードを全反射率、データ取込間隔を１．０ｎｍ、ＵＶ／Ｖｉｓバンド幅を５．０ｎｍ、ＮＩＲバンド幅を２０．０ｎｍとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１および図４に示すとおり、試料Ｎｏ．１～３は、試料Ｎｏ．４よりもＲｍａｘおよびΔＲの値が小さかった。この結果より、組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物を含む酸化アルミニウム質セラミックスからなり、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下であれば、波長２５０ｎｍ～２５００ｎｍの範囲において、反射率が低く、照射光に対する反射光の光強度の波長分布のばらつきが小さいことがわかった。
　特に、試料Ｎｏ．１は、上記領域の反射率の差ΔＲが６．２％であることから、上述のような使用では、より好適である。
　各試料につき、室温（２０℃）における体積固有抵抗をＪＩＳ　Ｃ　２１４１：１９９２に準拠して求めた。測定結果は、以下のとおりである。
　試料Ｎｏ．１：１０11Ω・ｍ
　試料Ｎｏ．２：１０12Ω・ｍ
　試料Ｎｏ．３：１０12Ω・ｍ
　試料Ｎｏ．４：１０10Ω・ｍ
　なお、表１に示す成分の試料毎の合計は１００質量％になっていないが、表１に示す成分以外の成分は、不可避不純物である。
２０　ランプ装置
２１　透光カバー
２２　ハウジング
２３　灯室
２４　前照灯
２５　第１センサモジュール
２５１　第１基板
２５２　第１可視光カメラ
２５３　第１ＬｉＤＡＲセンサ
２５３ａ　発光部
２５３ｂ　受光部
２５４　第１遮光部材
２５５　制御部
２５６　通信部
２５７　給電部
２５８　第１アクチュエータ
２６　第２センサモジュール
２６１　第２基板
２６２　第２可視光カメラ
２６３　第２ＬｉＤＡＲセンサ
２６４　ミリ波レーダ
２６５　第２遮光部材
２６６　第２アクチュエータ
２７　信号処理部
２７１　第１駆動信号
２７２　第２駆動信号
３０　ヘッドアップディスプレイ
３１　車載プロジェクターモジュール
３２　反射ミラー
３３　マイクロレンズアレイ
３４　凸レンズ
３５　コンバイナー
３６　レンズ保持部材

Claims (8)

  1. 　組成式がＴｉＯ2-x（１≦ｘ＜２）として示されるチタンの酸化物を含む酸化アルミニウム質セラミックスからなり、
    　Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が２６０質量ｐｐｍ以下である光学品の保持部材。
  2. 　前記Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＣｒの合計の含有量が１７０質量ｐｐｍ以下である請求項１に記載の光学品の保持部材。
  3. 　スキューネスＲｓｋの平均値が０．０４以上０．４５以下である部分を有する請求項１または２に記載の光学品の保持部材。
  4. 　クルトシスＲｋｕの平均値が４．１以上６．５以下である部分を有する請求項１～３のいずれかに記載の光学品の保持部材。
  5. 　前記酸化アルミニウム質セラミックスは遮光面を備え、該遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における色差Δ＊Ｅａｂが４．５以下である請求項１～４のいずれかに記載の光学品の保持部材。
  6. 　前記酸化アルミニウム質セラミックスは遮光面を備え、該遮光面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の変動係数が０．０２以下（但し、０を除く）である請求項１～５のいずれかに記載の光学品の保持部材。
  7. 　前記酸化アルミニウム質セラミックスは開気孔を有し、該開気孔の円相当径の歪度が０．１以上である請求項１～６のいずれかに記載の光学品の保持部材。
  8. 　車載光学機器が備える光学品を保持する請求項１～７のいずれかに記載の光学品の保持部材。
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