(57)【要約】      （修正有）【課題】作り易く、しかも画質性能に優れたＮＤフィルタ及びこのＮＤフィルタの成形方法と並びに撮像光量調整装置の提供。【解決手段】ＮＤフィルタは、光吸収特性を備えた二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属粒子からなる光吸収メタル粒子を生成する光吸収メタル生成工程と、この光吸収メタル粒子の表面に凝集防止剤を湧着させ光吸収メタル粒子同士の凝集を防止する凝集防止工程と、この凝集防止剤が表面に湧着させ光吸収メタル粒子と光透過性樹脂とを適量分散配合した樹脂を板状に成形するとともに、成形樹脂内に含有する光吸収メタル粒子の表面に湧着した凝集防止剤を昇華させ光減衰基板プレートを形成する基板プレート成形工程により形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過する樹脂基材と、
この樹脂基材に光の透過を減衰させる光減衰材料を練り込みプレート状に成形した光学フィルタであって、
前記光減衰材料が光吸収特性を備えた光吸収メタル粒子からなる光学フィルタ。
【請求項２】
前記光吸収メタル粒子は、二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍのナノメタル粒子からなる請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記樹脂基材はノルボルネン系樹脂やシクロオレフィン系樹脂の非晶性樹脂からなる請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
光吸収特性を備えた二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属粒子からなる光吸収メタル粒子を生成する光吸収メタル生成工程と、
この光吸収メタル粒子の表面に凝集防止剤を湧着させ光吸収メタル粒子同士の凝集を防止する凝集防止工程と、
この凝集防止剤が表面に湧着させ光吸収メタル粒子と光透過性樹脂とを適量分散配合した樹脂を板状に成形するとともに、成形樹脂内に含有する光吸収メタル粒子の表面に湧着した凝集防止剤を昇華させ光減衰基板プレートを形成する基板プレート成形工程と、
その光減衰基板プレートを所定の光学フィルタ形状にプレス加工するフィルタ外形型抜き工程と、
から成る光学フィルタ成形方法。
【請求項５】
前記光透過性樹脂がノルボルネン系樹脂やシクロオレフィン系樹脂の非晶性樹脂で、
前記凝集防止剤が前記光透過性樹脂の転移温度以下の昇華温度で昇華するトルエンから成る請求項４に記載の光学フィルタ成形方法。
【請求項６】
光吸収特性を備えた二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属粒子からなる光吸収メタル粒子を生成する光吸収メタル生成手段と、
この光吸収メタル粒子の表面に凝集防止剤を湧着させ光吸収メタル粒子同士の凝集を防止する凝集防止手段と、
この凝集防止剤が表面に湧着させ光吸収メタル粒子と光透過性樹脂とを適量分散配合した樹脂を板状に成形するとともに、成形樹脂内に含有する光吸収メタル粒子の表面に湧着した凝集防止剤を昇華させ光減衰基板プレートを形成する基板プレート成形手段と、
その光減衰基板プレートを所定の光学フィルタ形状にプレス加工するフィルタ外形型抜き手段と、
から成る光学フィルタ成形装置。
【請求項７】
前記光透過性樹脂がノルボルネン系樹脂やシクロオレフィン系樹脂の非晶性樹脂で、
前記凝集防止剤が前記光透過性樹脂の転移温度以下の昇華温度で昇華するトルエンから成る請求項６に記載の光学フィルタ成形装置。
【請求項８】
撮像光路に配置され、撮像光量を調整する絞り羽根と、
上記絞り羽根に添着された光学フィルタと、
から構成され、
上記光学フィルタが請求項１乃至３に記載の光学フィルタにより成形されてなることを特徴とする撮像光量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラその他の光学器機に搭載され光量調整を行う撮像光量調整装置、特にその撮像光量調整装置に用いられ特定波長の光の通過量を調整するＮＤフィルタ、及びそのＮＤフィルタ成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種のＮＤフィルタは例えばＮＤフィルタ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｉｌｔｅｒ）として各種撮像装置に広く用いられている。
【０００３】
近年、撮像装置の高解像化が進むに従い、明るい被写体条件下で光量を絞ると回折光の影響による画像ボケなど画質の劣化が顕著に現れる傾向にある。
【０００４】
そこで、ＮＤフィルタを用いて光を減衰させ、光を減衰した分絞り込み量を少なくすることで、小絞り時に画質の劣化の原因である回折現象を抑えることが提案されている。
【０００５】
一昔前は、このＮＤフィルタとして、透明樹脂に光減衰特性を備えた塗料又は顔料を練り込み板状の基板プレートに成形したものが用いられていた。
【０００６】
近年は、この練り込みタイプのＮＤフィルタに代わって、特許文献１に開示されているように、真空成膜装置を用いて透明樹脂フィルムの表面に光減衰特性を備えた膜を生成する方法で作られたものが用いられている。
【特許文献１】特開２００６−１２６２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の光減衰特性を備えた塗料又は顔料を練り込んだＮＤフィルタの場合、塗料又は顔料の粒子の粒子径はミクロン（１０００分の１ミリ）オーダーで荒く、しかも練り込みで密度が均一にすることが困難で、ドット抜けや透過率のバラツキが大きく、結果、安定した画質品質を得ることが難しい。
【０００８】
一方、真空成膜装置を用いて成形するＮＤフィルタの場合、二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属から成る蒸着材料であるターゲットを抵抗加熱方法か電子ビーム加熱方法によりイオン化し飛散させ蒸着するもので、粒子径はナノ（１０万分の１ミリ）オーダーと非常に微細で、少なくとも可視光領域（４００ｎｍ〜７６０ｎｍ）の各波長が粒子によって干渉することが少なく、結果、安定した画質品質を得ることが出来る。反面、上述の練り込みタイプの場合と比較して、真空環境、イオン化等の設備等で装置価格や取り扱う為の技量が必要で、生産性やコスト面で大きな欠点を有している。
【０００９】
近年、電子機器の電極形成、配線欠陥修正等でナノメタルインクが注目されている。このナノメタルインクは金属粒子径がナノオーダの粒子を溶剤中に凝集無く分散状態に有る独立分散ナノ粒子である。
【００１０】
本願出願人はＮＤフィルタの減光材に使う金属材料も同様に独立分散ナノ粒子に出来ることに着目し、この独立分散ナノ粒子がフィルタ基材の中で凝集無く分散状態を維持し、しかも均一に練り込むことが出来無いか日々検討した結果、フィルタ基材の中にナノ粒子を練り込む際に、各ナノ粒子を粒子同士の凝集を防止する凝集防止材で粒子表面を一時的に包み込み、
練り込んだ樹脂を板状に成形する工程で熱を掛け凝集防止材を昇華することで、フィルタ基材の中でナノ粒子が凝集無く分散した状態で、しかも均一に配列したフィルタ基板が製作できることに至った。
【００１１】
本発明は上述の課題に鑑みてなしてものであり、独立分散ナノ粒子を使った練り込みタイプのＮＤフィルタを製作することで、作り易く、しかも画質性能に優れたＮＤフィルタ及びこのＮＤフィルタの成形方法と並びに撮像光量調整装置の提供に有る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するため本発明に係わるＮＤフィルタは、光を透過する樹脂基材と、この樹脂基材に光の透過を減衰させる光減衰材料を練り込みプレート状に成形した光学フィルタであって、前記光減衰材料が光吸収特性を備えた光吸収メタル粒子からなり、撮像光量調整装置の撮像光路に配置され、その撮像光量を調整する絞り羽根に添着され使用される。
【００１３】
具体的に、前記光吸収メタル粒子として粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍの二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属粒子が用いられ、また前記樹脂基材としてノルボルネン系樹脂やシクロオレフィン系樹脂の非晶性樹脂が用いられる。
【００１４】
また、本発明に係わるＮＤフィルタ成形方法は、光吸収特性を備えた二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属粒子からなる光吸収メタル粒子を生成する光吸収メタル生成工程と、この光吸収メタル粒子の表面に凝集防止剤を湧着させ光吸収メタル粒子同士の凝集を防止する凝集防止工程と、この凝集防止剤が表面に湧着させ光吸収メタル粒子と光透過性樹脂とを適量分散配合した樹脂を板状に成形するとともに、成形樹脂内に含有する光吸収メタル粒子の表面に湧着した凝集防止剤を昇華させ光減衰基板プレートを形成する基板プレート成形工程と、その光減衰基板プレートを所定のＮＤフィルタ形状にプレス加工するフィルタ外形型抜き工程と、から成る。
【００１５】
具体的に、前記光透過性樹脂としてノルボルネン系樹脂やシクロオレフィン系樹脂の非晶性樹脂が、前記凝集防止剤として前記光透過性樹脂の転移温度（約１４０度）以下の昇華温度（約１２０度）で昇華するトルエンを用いている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、先に記した目的を達成する為に、凝集防止剤を表面に湧着した光吸収メタル粒子と光透過性樹脂とを適量分散配合した樹脂を板状に成形する際に、その凝集防止剤を昇華させることで、個々の光吸収メタル粒子が昇華する凝集防止剤に代わって光透過性樹脂で包み込まれ、光吸収メタル粒子同士がくっ付くこと無く光透過性樹脂内に分散されたＮＤフィルタを容易に製作でき、しかも光吸収メタル粒子同士がくっ付くこと無い粒子径をナノオーダで維持することで、光の散乱を抑え画像ボケの無い鮮明な画像が得られ、画質性能に優れたＮＤフィルタを提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わるＮＤフィルタの構成を示し、図２乃至図４はそのＮＤフィルタの形成方法を示し、図５はその形成方法で作られたＮＤフィルタを用いた撮像光量絞り装置をそれぞれ説明する為の説明図である。
【００１８】
[ＮＤフィルタの構成]
まず、本発明に係わるＮＤフィルタの膜層構造について図１を用いて説明する。図１はＮＤフィルタの構成を説明するもので、Ｆが基板プレート（Ｂａｓｅ  Ｆｉｌｍ）で、透明度８０％以上のノルボルネン系樹脂ＹにナノメタルＭが均一に分散された状態で含有されている。また、その基板プレートＦの表裏には二層から成る減反射層ＡＲ１、ＡＲ２が形成されている。
【００１９】
ナノメタルＭは、光吸収特性を持つメタル粒子で、粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍの二オブＮｂ、チタンＴｉ、アルミＡｌ等の金属粒子からなる。
【００２０】
減反射層ＡＲ１、ＡＲ２は、ポリシラン、フッ化マグネシウム、二酸化ケイ素、二オブの酸化物等が用いられ、この場合には基板プレートＦを形成過程でポリシラン溶液を使ってディッピング処理にて成膜形成される。尚、減反射層の層数は減反射の程度に応じ適宜増減する。
【００２１】
図２は、上述のＮＤフィルタの成形方法について説明するための説明図である。図中、１０は分散配合室で、ノルボルネン系樹脂Ｙと凝集防止剤Ｚで表面を覆われたナノメタルＭとがＮＤ濃度率に応じ予め設定された配合率で配合される。この分散配合室１０には攪拌機２０が設けられ、ナノメタルＭがノルボルネン系樹脂Ｙの中に均一に分散するものである。３０は成形室で、押出し手段４０により成形口３１から基板プレートＦを形成させる。５０はヒータで、成形口３１から押出され帯状の基板プレートＦを加熱し、ナノメタルＭ同士の凝集を防止する凝集防止剤Ｚを昇華除去する。６０は巻取り手段である。
【００２２】
図３は、図２に示す昇華部Ｐを拡大したもので、ヒータ５０の前後における基板プレートＦの組成構造を示している。ヒータ５０による加熱前はナノメタルＭの二オブＮｂは凝集防止剤Ｚで包み込まれ、互いに一定の間隔を持ってノルボルネン系樹脂Ｙ中に分散している。そして、ヒータ５０の加熱により凝集防止剤Ｚが昇華され、ナノメタルＭの二オブＮｂがノルボルネン系樹脂Ｙ中に均一に分散される。
【００２３】
そこで、上述のＮＤフィルタの成形方法について説明する。まず、光吸収メタル生成工程で光吸収特性を備えた二オブＮｂ（或いはチタンＴｉ、アルミＡｌ等）の金属粒子からなる光吸収メタル粒子を生成する。次に、凝集防止工程でこの光吸収メタル粒子の表面に凝集防止剤Ｚを湧着させ光吸収メタル粒子同士の凝集を防止する。次に、基板プレート成形工程で前記凝集防止工程で凝集防止剤Ｚとして昇華温度が１２０度程度のトルエン溶剤が表面に湧着させ光吸収メタル粒子Ｍ（二オブＮｂ）と光透過性樹脂Ｙ（ノルボルネン系樹脂）とを適量分散配合した樹脂を板状に成形するとともに、成形樹脂内に含有する光吸収メタル粒子の表面に湧着した凝集防止剤を昇華させ光減衰基板プレートを形成する。尚、この方法で形成されたＮＤフィルタはフィルタ外形型抜き工程で前記基板プレート成形工程で形成された光減衰基板プレートを所定のＮＤフィルタ形状にプレス加工された後、撮像光量調整装置の絞り羽根に貼り付けられ使用される。尚、転移温度が２５０度以上の光透過性樹脂Ｙを用いる場合には昇華温度が２６０度程度のデカリン溶剤、シクロドデセン溶剤、テルピオネオール溶剤を用いることが出来る。またノルボルネン系樹脂に代えシクロオレフィン系樹脂といった非晶性樹脂を用いることが出来る。
【００２４】
［撮像光量絞り装置］
図４は本発明に係わる撮像光量調整装置Ｅを示したもので、基板７０と、この基板７０に形成された光路開口７１に１枚若しくは複数枚の光量調整羽根７２を開閉自在に配置する。そしてこの光量調整羽根７２で光路開口７１を通過する光量を大小調節する。図示のものは一対の羽根７２ａ、７２ｂで光量調整するように構成され、ぞれぞれの羽根には小絞り状態に光量調整するように狭窄部７２ｘ、７２ｙが形成してある。そして一方の光量調整羽根７２ａには狭窄部７２ｘにＮＤフィルタ７３が添着してある。このＮＤフィルタ７３は単濃度特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係わるＮＤフィルタの構成を示す説明図。
【図２】本発明に係わるＮＤフィルタの成形方法について説明する説明図。
【図３】図２の要部拡大図。
【図４】ＮＤフィルタを用いた撮像光量調整装置の構成を示す斜視説明図。
【符号の説明】
【００２６】
Ｅ        撮像光量調整装置
Ｆ        基板プレート（成膜ベース基材）
ＡＲ      コーティング層（ＡＲ１、ＡＲ２）
Ｍ        ナノメタル
Ｙ        フィルム樹脂
Ｚ        凝集防止剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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