(57)【要約】【課題】ＮＤフィルタの切断部の反射によるゴースト、フレアの発生を防止する。【解決手段】透明樹脂フィルム３５上にＮＤ膜を形成したＮＤフィルタ２１の外周切断部のうち、撮像機器の開口内に露出する切断面２１ａの切断方向が透明樹脂フィルム３５の主延伸方向と略直交方向になるように、ＮＤフィルタ２１を切断加工する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸加工された樹脂フィルムに光吸収膜を成膜して切断加工し、撮像機器において光量調整用に使用するＮＤフィルタにおいて、外周切断部のうち前記撮像機器の開口内に露出する切断部の切断方向を前記樹脂フィルムの延伸方向と略直交方向としたことを特徴とするＮＤフィルタ。
【請求項２】
前記切断部の方向の破断強度は前記延伸方向の破断強度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のＮＤフィルタ。
【請求項３】
前記樹脂フィルムは２軸延伸加工し、前記切断部は前記樹脂フィルムの主延伸方向と略直交方向であることを特徴とする請求項１に記載のＮＤフィルタ。
【請求項４】
前記樹脂フィルムの主延伸方向の破断強度は前記略直交方向の破断強度よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のＮＤフィルタ。
【請求項５】
前記切断部は剪断力により切断加工したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタ。
【請求項６】
延伸加工された樹脂フィルムに光吸収膜を成膜して切断加工し、撮像機器において光量調整用に使用するＮＤフィルタを加工する場合において、外周切断部のうち前記撮像機器の開口内に露出する切断部の切断方向が前記樹脂フィルムの主延伸方向と略直交方向になるように切断加工を施すことを特徴とするＮＤフィルタの加工方法。
【請求項７】
前記樹脂フィルムの切断部の破断強度が前記延伸方向の破断強度よりも大きくなる方向に切断加工を施すことを特徴とする請求項６に記載のＮＤフィルタの加工方法。
【請求項８】
前記樹脂フィルムは２軸延伸加工し、前記樹脂フィルムの切断部は前記主延伸方向と略直交方向になるように切断加工を施すことを特徴とする請求項６に記載のＮＤフィルタの加工方法。
【請求項９】
前記光吸収膜は熱収縮を基に寸法が定めたマスクが用いて、物理的気相成長法により形成することを特徴とする請求項６〜８の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタの加工方法。
【請求項１０】
絞り開口の大きさを変化させる複数の絞り羽根と、これらの絞り羽根により形成された開口内の少なくとも一部に配置される光量調整のためのＮＤフィルタを備えた光量絞り装置において、前記ＮＤフィルタは請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタ、又は請求項６〜９の何れか１つの請求項に記載の製造方法によって製造されたＮＤフィルタにより構成したことを特徴とするＮＤフィルタを使用した光量絞り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルビデオやデジタルスチルカメラ等の撮像機器に使用されるＮＤフィルタ及びその加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラ等の撮像光学系には、絞り羽根で形成される開口径を変化させて、光量を調整する光量絞り装置が一般的に使われており、撮像画像が明るいときには開口を絞り込んで開口径を小さくしている。このとき、開口径を小さくし過ぎると、光の回折現象により画像の解像度が低下するため、或る程度の開口径の大きさを保持したまま光量を低下させるＮＤフィルタが使用される。
【０００３】
近年では、撮像機器の小型化や撮像素子の高感度化に伴い、撮像機器内で生ずる反射によるゴーストが発生し易くなっているが、その原因の１つとしてＮＤフィルタの端面の反射があり、特許文献１、２でこの端面での反射を低減させる提案がなされている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７８８２３号公報
【特許文献２】特開２００７−６５１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に使用されている透明樹脂基板上に光吸収膜を形成したＮＤフィルタは、基板上に光吸収膜を形成した後に、図１１（ａ）に示すプレス装置などでフィルタ形状に切断される。この切断工程では、光吸収膜を形成した透明樹脂基板１をＮＤフィルタ形状に加工された下型２にセットし、同様にＮＤフィルタ形状に加工された上型３の上下運動によりＮＤフィルタ形状に抜き落とす。
【０００６】
図１１（ｂ）は切断部の拡大図であり、切断されたＮＤフィルタ４の端面部Ｅには垂れが発生し、その内部に白化している領域が確認された。
【０００７】
ＮＤフィルタ４は通常では、撮像機器の中で使われるが、前述した切断部の白化があると、この白化した部分の反射率が高いため、図１２に示すような反射光の影響が生ずる。
【０００８】
即ち、図１２において、入射光Ｉはレンズ５及び絞り羽根６、７の開口を通りＣＣＤから成る撮像素子８の点Ｐ１に達する。撮像素子８の入射面は光を反射するために反射光Ｒ１を生じ、ＮＤフィルタ４の開口側の切断部４ａで再度反射して反射光Ｒ２を生じ、撮像素子８の点Ｐ２に入射してゴーストとなる。近年の撮像機器の小型化や撮像素子８の高感度化に伴い、このようなゴースト、フレアによる影響を無視できなくなっている。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、透明樹脂基板上に光吸収膜を形成したＮＤフィルタにおいて、切断時の伸びによる白化を防止し、ゴースト、フレアの少ないＮＤフィルタ及びその加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るＮＤフィルタは、延伸加工された樹脂フィルムに光吸収膜を成膜して切断加工し、撮像機器において光量調整用に使用するＮＤフィルタにおいて、外周切断部のうち前記撮像機器の開口内に露出する切断部の切断方向を前記樹脂フィルムの延伸方向と略直交方向としたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るＮＤフィルタの加工方法は、延伸加工された樹脂フィルムに光吸収膜を成膜して切断加工し、撮像機器において光量調整用に使用するＮＤフィルタを加工する場合において、外周切断部のうち前記撮像機器の開口内に露出する切断部の切断方向が前記樹脂フィルムの主延伸方向と略直交方向になるように切断加工を施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＮＤフィルタ及びその加工方法によれば、ＮＤフィルタの切断部の反射を抑制でき、画質低下の原因となるゴースト、フレアの発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は撮像機器の構成図である。光軸に沿って、前方からレンズ１１、光量絞り装置１２、レンズ１３、１４、１５、ローパスフィルタ１６、固体撮像素子１７が配列されている。光量絞り装置１２は絞り羽根１８、１９、及び絞り地板２０から成り、絞り羽根１８には光量調整用のＮＤフィルタ２１が接着されている。
【００１５】
図２は光量絞り装置１２の正面図である。ＮＤフィルタ２１は絞り羽根１８の開口部１８ａの一部に接着剤２２により固定され、その一部は光量絞り装置の開口内に露出されている。
【００１６】
ＮＤフィルタ２１は厚み５０〜３００μｍ程度の透明樹脂基板上に光吸収膜を設けたものであり、透明樹脂基板としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が主に用いられる。その他にも、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネート、ポリイミド系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、アクリル系樹脂等が用いられる。
【００１７】
光吸収膜は真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、イオンアシストなどの物理的気相成長法の他に、インクジェット法、印刷法などで形成することもできる。本実施例においては、真空蒸着法により光吸収膜と誘電体膜との積層膜から成るＮＤ膜を形成している。
【００１８】
図３は真空蒸着装置の構成図である。蒸着チャンバ３１内には回転ドーム３２が備えられ、この回転ドーム３２にＮＤフィルタの素材となる透明樹脂基板が保持された蒸着治具３３がセットされる。成膜中、回転ドーム３２は基板温度と蒸着膜の膜厚を均一化するために回転する。また、蒸着源３４ａには酸化アルミニウム、蒸着源３４ｂには酸化チタン、蒸着源３４ｃにはフッ化マグネシウムというように、ＮＤ膜を構成する各層の材料が準備されている。
【００１９】
蒸着工程が始まると、蒸着チャンバ３１内は真空状態に保持され、蒸着治具３３は所定の温度に加熱される。そして、圧力と温度が所定の値に達すると、１層目のＮＤ膜として蒸着源３４ａを加熱し、蒸着材料の酸化アルミニウムを蒸発させて、蒸着治具３３にセットされた透明樹脂基板上に蒸着膜を所定の厚みに成膜する。以後、必要に応じて蒸着源３４ｂ、３４ｃを切換えて多層のＮＤ膜を成膜してゆく。
【００２０】
透明樹脂基板３５は図４に示すように蒸着治具３３にセットされ、基板３５の成膜面側にはＮＤフィルタ２１の形状に開口部が形成された蒸着マスク３６が保持される。この状態で、前述した蒸着工程を経ることによって、透明樹脂基板３５上にはＮＤ膜が成膜されるが、必要に応じて透明樹脂基板３５を裏返し、裏面に反射防止膜又は別のＮＤ膜を成膜してもよい。
【００２１】
以上の手順でＮＤ膜の形成工程が終了すると、前述した図１１（ａ）のようにＮＤフィルタ形状に加工された上型３と下型２がセットされたプレス機などを用いて、所定の形状に切断しＮＤフィルタ２１を得る。なお、切断方法は上型３と下型２から成るプレス方式に限らず、剪断力を利用した切断方式であれば、本実施例の効果が得られる。
【００２２】
本発明者の検討によれば、延伸された樹脂フィルムは物理的強度に方向性を有しているため、同じ切断方法で切断しても、その方向により切断部の状態が異なる。プレス等の剪断力を利用した切断方法では、切断部で樹脂フィルムが伸ばされるため、特に破断強度の大小が切断部の状態に影響している可能性が高いことが明らかになった。
【００２３】
より具体的には、破断強度が大きいと破断するまでにより大きな力がかかることになり、分子配向が進み、つまり結晶化が進むため白化する幅が大きくなる。しかし、逆に破断強度が小さいと結晶化があまり進まないうちに切断されるため、白化する幅も小さくなると考えられる。このことから、切断面が主延伸方向と直交するように切断加工して製造することで、伸ばされる方向が主延伸方向、つまり破断強度が小さい方向になるため、白化する幅を小さくすることができる。
【００２４】
なお、樹脂フィルムにおいて主延伸方向は一般的に熱収縮率が高い。このため、生産工程で熱のかかる真空蒸着法などを用いる場合には、ＮＤフィルタ２１の寸法精度の厳しい方向を主延伸方向と直交させることが好ましいが、このことは予め熱収縮分を見込んだ寸法の蒸着マスク３６を使用することで対策が可能である。また、環境安定性を向上させるために、後工程で熱処理を行う場合も、同様に寸法変化を見込んで寸法を定めた蒸着マスク３６を使用することが好ましい。
【００２５】
透明樹脂基板３５と蒸着マスク３６を蒸着治具にセットする際には、図５に示すように透明樹脂基板３５の主延伸方向と、ＮＤフィルタ２１の外周切断部のうち光量絞り装置１２の開口内に露出する切断部２１ａの切断方向Ｄが、略直交方向になるようにする。このような配置とすることで、切断部２１ａの切断方向Ｄと主延伸方向は略直交方向となり、前述した理由から切断部２１ａの白化が低減できる。
【００２６】
次の表１は透明樹脂基板３５に２軸延伸加工したポリエステルフィルムＡ、Ｂを用いた場合のＮＤフィルタ２１の切断部２１ａの白化の幅ｄを、図６に示す拡大図のように測定し、方向による相異を示している。
【００２７】
表１  ポリエステルフィルムＡ、Ｂの方向性と端部の白化幅の関係
Ａ            Ｂ
破断強度        主延伸方向                      ２４０        ２００
（ＭＰａ）      主延伸と直交方向                ２５０        ２１０
切断時端部白化幅  切断部が主延伸方向に平行          ３５          ９５
ｄ（μｍ）      切断部が主延伸垂直方向に平行      ２９          ３２
【００２８】
また、表１はそれぞれの方向で引っ張り試験を行い、測定した破断強度の値も併せて示している。通常では、２軸延伸ポリエステルフィルムであれば、主延伸方向に対しその直交方向の破断強度が大きく、伸び率は小さい傾向にあり、この傾向は蒸着工程や後工程での熱処理後でも変わることはない。
【００２９】
この結果から、ポリエステルフィルムＡ、Ｂは共に主延伸方向の破断強度がその直交方向に比べて小さい。従って、図７に示すような開口側の切断部２１ａの切断方向Ｄを、主延伸方向に平行する位置関係になるように切断すると、切断部２１ａの白化幅は大きくなり、切断状態としては良くないことが分かる。
【実施例２】
【００３０】
図８は実施例２の透過率が連続的に異なるグラデーションＮＤフィルタを示している。このグラデーションＮＤフィルタの作製においては、先ず図９に示す蒸着治具３３に透明樹脂基板３５を載置し、更に蒸着マスク３６をセットする。このとき、透明樹脂基板３５の主延伸方向とＮＤフィルタ２１の切断部２１ａの切断方向Ｄが略直交する方向になるようにする。このように配置することで、切断部２１ａの切断方向Ｄと主延伸方向は略直交方向となり、前述した理由から切断部２１ａの白化が低減できる。
【００３１】
本実施例２においては、蒸着マスク３６の上にスペーサ３７を介してスリットマスク３８がセットされる。このようにセットされた蒸着治具３３を、図３の真空蒸着装置を用いて実施例１と同様に成膜することで、図８に示すように透明樹脂基板３５上に蒸着膜による濃度分布が形成される。
【００３２】
ここで、透明樹脂基板３５に前述した２軸延伸ポリエステルフィルムを使う場合に、主延伸方向とその直交方向では熱収縮率が異なり、通常では主延伸方向の熱収縮率が大きい。そのため、本実施例のようにグラデーションＮＤフィルタやその他の複数の濃度領域を持つ多濃度ＮＤフィルタで寸法精度が厳しい場合には、蒸着マスク３６の寸法を補正しておくことが好ましい。
【実施例３】
【００３３】
なお、ＮＤフィルタ２１によっては、切断部の形状が１本の直線ではなく、図１０（ａ）に示すように切断部２１ｂ、２１ｃから成る凸形状であったり、図１０（ｂ）に示すように円弧形状の切断部２１ｄになっている。
【００３４】
このようなＮＤフィルタ２１では、主延伸直交方向と切断部２１の成す切断角度θが大きいと、前述した白化部が大きくなるため、直線から成る切断部２１ｂ、２１ｃの切断角度θは、概略＋４５度〜−４５度が好ましい。また、円弧形状の切断部２１ｄにおいては、光束通過領域で円弧の接線の角度θが、概略＋４５度〜−４５度であることが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＮＤフィルタを使用した撮像装置の構成図である。
【図２】光量絞り装置の正面図である。
【図３】蒸着装置の構成図である。
【図４】蒸着治具の説明図である。
【図５】透明樹脂基板の主延伸方向とＮＤフィルタの関係の説明図である。
【図６】ＮＤフィルタ切断部の白化部の説明図である。
【図７】従来の透明樹脂基板の切断方向の説明図である。
【図８】透明樹脂基板の主延伸方向とグラデーションＮＤフィルタの関係の説明図である。
【図９】実施例２の蒸着治具の説明図である。
【図１０】実施例３によるＮＤフィルタの説明図である。
【図１１】ＮＤフィルタを作製する切断工程を説明図である。
【図１２】従来のＮＤフィルタの切断部の反射の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１２  光量絞り装置
１８、１９  絞り羽根
２１  ＮＤフィルタ
２１ａ  切断部
３１  蒸着チャンバ
３３  蒸着治具
３５  透明樹脂基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図８】
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