(57)【要約】【課題】均一に減光する機能を保持しながら、他の機能を併せ持つカメラ用ＮＤフィルタ、あるいはその製造方法を提供する。【解決手段】本発明におけるカメラ用ＮＤフィルタでは、透明な基材の一方の面あるいは両面に対し、光吸収膜と誘電体膜が積層される。又、本発明に係るカメラ用ＮＤフィルタでは、光吸収膜及び誘電体膜の積層膜より外側にフッ素系樹脂膜が配置されており、当該膜が最外層となっている。更に、本発明におけるカメラ用ＮＤフィルタの光吸収膜、誘電体膜ないしはフッ素系樹脂膜を、蒸着により成膜する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材の一方の面あるいは両面に対し、
光吸収膜と誘電体膜が積層されると共に、
フッ素系樹脂膜が最外層に配置されている
ことを特徴とするカメラ用ＮＤフィルタ。
【請求項２】
前記基材のコバ面には、前記フッ素系樹脂膜が及ばない
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ用ＮＤフィルタ。
【請求項３】
前記光吸収膜が導電性を有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラ用ＮＤフィルタ。
【請求項４】
前記フッ素系樹脂膜の物理膜厚が１０ナノメートル以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のカメラ用ＮＤフィルタ。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４の何れかに記載のカメラ用ＮＤフィルタを製造する方法であって、
前記光吸収膜及び前記誘電体膜を積層した後、
前記フッ素系樹脂膜を蒸着する
ことを特徴とするカメラ用ＮＤフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記光吸収膜及び前記誘電体膜を蒸着する
ことを特徴とする請求項５に記載のカメラ用ＮＤフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過光量を均一に減衰させることができるカメラ用のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ用のＮＤフィルタとして、下記特許文献１に記載のものが知られている。このＮＤフィルタは、光吸収膜と積層誘電体膜を有しており、光吸収膜として単体ゲルマニウムや単体シリコンが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のものでは、可視領域や赤外領域における透過率の分光分布が平坦となり、透過光量を均一に減衰させることが可能となって、ＮＤフィルタの本来の機能を充分に発揮させることができる。
しかし、特許文献１では、当該本来の機能以外の機能につき言及されていない。
そこで、請求項１，５に記載の発明は、均一に減光する機能を保持しながら、他の機能を併せ持つカメラ用ＮＤフィルタ、あるいはその製造方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、透明な基材の一方の面あるいは両面に対し、光吸収膜と誘電体膜が積層されると共に、フッ素系樹脂膜が最外層に配置されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記基材のコバ面には、前記フッ素系樹脂膜が及ばないことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記光吸収膜が導電性を有することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記フッ素系樹脂膜の物理膜厚が１０ナノメートル以下であることを特徴とするものである。
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、上記のカメラ用ＮＤフィルタを製造する方法であって、前記光吸収膜及び前記誘電体膜を積層した後、前記フッ素系樹脂膜を蒸着することを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、上記発明において、更に前記光吸収膜及び前記誘電体膜を蒸着することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ＮＤフィルタにおいて更に反射防止機能や撥水機能を発揮させることができる。
請求項２，４に記載の発明によれば、新たに反射防止機能や撥水機能を発揮させながら、光学性能に影響を与えないようにすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、更に帯電防止機能を付与することができる。
請求項５，６に記載の発明によれば、上記のＮＤフィルタを容易かつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の分光透過率分布を示すグラフである。
【図２】実施例１の（ａ）第１面，（ｂ）第２面の分光反射率分布を示すグラフである。
【図３】実施例２の分光透過率分布を示すグラフである。
【図４】実施例２の（ａ）第１面，（ｂ）第２面の分光反射率分布を示すグラフである。
【図５】比較例１の片面の分光反射率分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態の例につき説明する。なお、本発明の形態は、以下のものに限定されない。
【００１０】
本発明に係るカメラ用ＮＤフィルタでは、透明な基材の一方の面あるいは両面に対し、光吸収膜と誘電体膜が積層される。
透明とは、透光性を有する意であり、半透明を含むものである。
光吸収膜及び誘電体膜は積層されていれば良く、基材に光吸収膜が接しても良いし、誘電体膜が接しても良い。又、好ましくは、光吸収膜及び誘電体膜は交互に積層される。更に、好ましくは、光吸収膜及び誘電体膜の少なくとも一方が蒸着により形成され、この場合には、コバ面に各種の膜が形成されることでＮＤフィルタの光学特性に影響を与えてしまう事態を防止することができる。
【００１１】
光吸収膜は、可視領域あるいはこれに隣接する赤外領域や紫外領域を適宜含む波長領域の通過光を吸収により減光するものである。光吸収膜（複数ある場合はその組合せ）は、当該波長領域において分光透過率分布が平坦となるように、通過光を減光する。平坦とは、当該領域における透過率の最大値と最小値の差が少ないことを指し、平坦性は当該差で示すことができる。平坦性は、好適には８．０以下とし、更に好適には４．０以下とする。
光吸収膜の具体例として、チタン（Ｔｉ），クロム（Ｃｒ），ニッケル（Ｎｉ）等の金属材料又はこれらのうち何れかの酸化物若しくは合金、あるいはこれらの組合せが挙げられる。
光吸収膜の成膜において、金属単体と金属酸化物の混合体を始めとする導電性材料を用いると、光吸収膜に導電性を付与することができ、もってＮＤフィルタに対し帯電を防止する機能を加えることができて、塵が付着し難く、手入れの際に塵を巻き込む事態が防止され、よって扱い易いものとすることが可能となる。
又、光吸収膜として、単体ゲルマニウム（Ｇｅ）や単体シリコン（Ｓｉ）のような半導体を用いることもでき、この場合、可視領域に加え赤外領域まで分光透過率分布を平坦にすることができる。
【００１２】
誘電体膜は、主に（光吸収膜あるいはこれと後述のフッ素樹脂膜とを適宜合わせて）反射防止機能を付与するための多層膜（反射防止膜）の構成要素として用いられる。
誘電体膜の具体例として、二酸化チタン（ＴｉＯ２），五酸化二タンタル（Ｔａ２Ｏ５），二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２），三酸化二アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），五酸化二ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５），二酸化シリコン（ＳｉＯ２），二フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の金属酸化物あるいはフッ化物が挙げられる。
【００１３】
又、本発明に係るカメラ用ＮＤフィルタでは、光吸収膜及び誘電体膜の積層膜より外側にフッ素系樹脂膜が配置されており、当該膜が最外層となっている。
フッ素系樹脂は、成膜により撥水性を呈するものであれば良く、適宜市販のものを用いることができる。
フッ素系樹脂は、好適には蒸着により成膜され、更に好適には真空蒸着法により成膜される。
蒸着法によれば、ディップコーティング法等と異なり、基材のコバ面にフッ素樹脂膜を付与せずに済み、フッ素樹脂膜をコバ面に及ばない状態とすることができる。この場合、コバ面の膜がＮＤフィルタの光学特性に影響を与えることが防止され、又コバ面に平滑性が付与されてコバ面を利用した取付強度が低下する事態が防止され、更にコバ面に墨塗りを施そうとしても弾かれてうまく付与できない事態が防止されてコバ面が墨塗り可能とされる。
又、蒸着法によれば、フッ素樹脂膜を比較的に薄く成膜することができ、好適には物理膜厚で１０ナノメートル（ｎｍ）以下とする。この場合、ＮＤフィルタに撥水機能を付与しながら、ＮＤフィルタの本来的機能である均一な減光特性を損なうことなく保持することができる。加えて、蒸着法の場合、フッ素樹脂剤は加熱蒸発させて成膜するために低分子量となるが、低分子量の状態で厚い膜とすると、基材側に対する密着強度が弱くなり、膜に白濁が発生する可能性を生じる。このような密着強度の低下や白濁の発生は、フッ素樹脂が架橋反応をしないことが要因と考えられる。即ち、フッ素樹脂は、架橋反応しないことで、厚い膜の場合、単に重なっていく状態となり、よって密着強度が確保されず、又白く濁っていく。かような事象を考慮し、フッ素樹脂膜を厚くないように（物理膜厚で１０ｎｍ以下として）成膜すれば、密着強度の低下や白濁の発生を防止することができる。
【実施例】
【００１４】
次いで、本発明の好適な実施例、及び本発明に属さない比較例につき、それぞれ数例説明する。
【００１５】
≪実施例１≫
実施例１に係るＮＤフィルタとして、直径７４ミリメートル（ｍｍ）で厚さ２．０ｍｍの白板ガラス製のフラットな基材の両面に対し、それぞれ同じ構成の多層膜を成膜したものを作製した。
当該多層膜は、次の表１に示す通り、外側から順に、フッ素系樹脂膜、及び誘電体膜と光吸収膜を交互に配した交互膜（反射防止膜）を有するように構成した。交互膜は、３つの誘電体膜と３つの光吸収膜を含む合計６層で構成した。フッ素系樹脂膜は交互膜の外に１層形成し、よって多層膜は７層構成となった。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
光吸収膜として、次の２種類を使用した。即ち、第１に、単体ニッケル（Ｎｉ）とその酸化物（ＮｉＯｘ）の混合体（Ｎｉ＋ＮｉＯｘ）であり、第２に、単体ゲルマニウム（Ｇｅ）とその酸化物（ＧｅＯｘ）の混合体（Ｇｅ＋ＧｅＯｘ）である。
Ｎｉ＋ＮｉＯｘは、Ｎｉを蒸着材料として、酸素（Ｏ２）を含む混合ガスを導入しながら真空蒸着法により蒸着することで成膜した。この蒸着は、次のような条件で行った。即ち、基材温度を摂氏１００度（℃）とし、真空度を８×１０−４パスカル（Ｐａ）とし、又Ｎｉ蒸着レートを３オングストローム毎秒（Å／ｓ）とし、混合ガスを２０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ／ｍｉｎ）で導入した。この混合ガスは、含有されるＯ２ガスにつきＮｉを完全には酸化しない量として導入されるものであり、よってＮｉ単体とＮｉＯｘが混在して成膜されることとなる。Ｎｉ＋ＮｉＯｘ膜は、最外層を第１層として第３，７層に配置し、換言すれば基材側から５，１番目に配置した。
又、Ｇｅ＋ＧｅＯｘは、Ｎｉ＋ＮｉＯｘと同様に成膜した。Ｇｅ＋ＧｅＯｘ膜は、第５層に配置し、換言すれば基材側から３番目に配置した。
【００１８】
誘電体膜としては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いた。ＳｉＯ２は、自身を蒸着材料として、真空蒸着法により蒸着することで成膜した。この蒸着は、Ｎｉ＋ＮｉＯｘと同じ基材温度及び真空度にて行った。ＳｉＯ２膜は、第２，４，６層に配置し、換言すれば基材側から６，４，２番目に配置した。
又、フッ素系樹脂は、ＳｉＯ２と同様に蒸着した。フッ素系樹脂剤として、フッ素系コーティング剤ＫＹ−８（信越化学工業株式会社製）と、オプツールＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製）と、ＯＦ−ＳＲ（キヤノンオプトロン株式会社製）を用いた。フッ素系樹脂膜は、最外層である第１層に配置し、換言すれば基材側から最も遠い７番目に配置した。
尚、多層膜の各層は上述のように何れも真空蒸着法により蒸着されているため、基材のコバ面に蒸着材料が付着しないようにすることが可能であり、多層膜は基材のコバ面に及んでいないこととなっている。
【００１９】
≪実施例２≫
実施例２に係るＮＤフィルタとして、交互膜の構成を除き実施例１と同様の多層膜を有するものを作製した。
当該多層膜は、次の表２に示す通り、外側から順に、フッ素系樹脂膜及び交互膜を有する８層構成となっており、交互膜は、４つの誘電体膜と３つの光吸収膜を含む合計７層で構成した。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
実施例２において、Ｎｉ＋ＮｉＯｘ膜は、第３，７層に配置し、換言すれば基材側から６，２番目に配置した。
又、Ｇｅ＋ＧｅＯｘ膜は、第５層に配置し、換言すれば基材側から４番目に配置した。
更に、ＳｉＯ２膜は、第２，４，６，８層に配置し、換言すれば基材側から７，５，３，１番目に配置した。
加えて、フッ素系樹脂膜は、第１層に配置し、換言すれば基材側か８番目に配置した。
【００２２】
≪比較例１≫
比較例１に係る光学製品として、実施例１の基材の両面に対しそれぞれ５層構成の積層膜（反射防止膜）を形成したものを作製した。尚、比較例１は光吸収膜を有さず、反射防止も施されているため、ＮＤフィルタの本来の機能を有しない。
各積層膜は、最外層から順に、ＳｉＯ２と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を交互に成膜したものであり、各光学膜厚は、最外層から順に、８４ｎｍ（ＳｉＯ２），８２ｎｍ（ＺｒＯ２），１７ｎｍ（ＳｉＯ２），２８ｎｍ（ＺｒＯ２），２０ｎｍ（ＳｉＯ２）である。
【００２３】
≪比較例２≫
比較例２に係る光学製品として、実施例１の多層膜からフッ素系樹脂膜を除いた構成の積層膜（全６層）を基材の両面に施したものを作製した。
【００２４】
≪光学特性≫
図１は実施例１の透過率に関する光学特性を示したグラフである。実施例１では、波長範囲が４００〜７００ｎｍである可視領域において、透過率を２４．８〜２５．５パーセント（％）という僅かな範囲内に収めて、その分布を平坦なものとすることができている。又、実施例１では、上記波長範囲における透過率を平均２５．１％と低いものとすることができている。
図２（ａ），（ｂ）は実施例１の第１，２面の反射率に関する光学特性を示したグラフである。実施例１では、どちらの面でも同様な特性を具備させて反射率を低減することができており、例えば第１面側において、上記波長範囲における最大反射率は１．０％であり、平均反射率は１．５％であった。
【００２５】
図３は実施例２の透過率に関する光学特性を示したグラフである。実施例２では、上記波長範囲において、透過率を１．５５〜１．６５％という僅かな範囲内に収めて、その分布を平坦なものとすることができている。又、実施例１では、上記波長範囲における透過率を平均１．６３％と極めて低いものとすることができている。
図４（ａ），（ｂ）は実施例２の第１，２面の反射率に関する光学特性を示したグラフである。実施例２においても、どちらの面でも同様な特性を具備させて反射率を低減することができており、例えば第１面側において、上記波長範囲における最大反射率は１．８％であり、平均反射率は１．５％であった。
【００２６】
図５は比較例１の片面反射率に関する光学特性を示したグラフである。比較例１では、４００〜７５０ｎｍの波長範囲において、反射率が約０％から２．５％までの２．５ポイントの幅の内に収まった。
これに対し、同波長範囲において、実施例１では反射率が約１．２〜２．２％の１ポイントの幅の内に収まり、実施例２では反射率が約０．４〜１．４％の１ポイントの幅の内に収まっている。
よって、実施例１，２は、比較例１と同様に低い反射率を有して反射防止機能を具備しながら、比較例１に比較して、可視領域において一定となる反射率（フラットな反射率分布）を呈するものとなる。
【００２７】
≪帯電防止性・撥水性≫
帯電防止性や撥水性を調べるため、以下のテストを実施した。
即ち、実施例１，２及び比較例１，２のそれぞれの表面（第１面）の帯電電位を静電気測定器（シムコジャパン株式会社製ＦＭＸ−００３）で初期電位として測定した後、当該表面を不織布（小津産業株式会社製  ｐｕｒｅ  ｌｅａｆ）で１０秒間擦り、その直後、及び擦り終わってから１，２，３分後のそれぞれにおいて、当該表面の帯電電位を測定した。
又、付着試験として、同様に表面を不織布で１０秒間擦り、その直後にスチールウール粉に近づけることで、レンズ表面へのスチールウール粉の付着具合を観察し、帯電の程度を確認した（スチールウール粉の付着が帯電を示す）。
更に、表面を不織布で擦った際に、その拭き心地を比較した。
このテストの結果を、次の表３において示す。
【００２８】
【表３】
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【００２９】
帯電電位（キロボルト・ｋＶ）は、比較例１で、初期になかったのに、擦った直後で６．５ｋＶ、３分後でも２．５ｋＶを記録したのに対し、比較例２や実施例１，２では擦った直後でも０Ｖとなった。即ち、比較例２や実施例１，２では、不織布の摩擦による帯電は発生しなかった。
又、付着試験において、比較例１のみスチールウール粉が付着し、比較例２や実施例１，２では付着しなかった。
以上によれば、表３の中部に示すように、比較例１の帯電防止性能は低く（表中「×」）、比較例２や実施例１，２の帯電防止性能は良好であった（表中「○」）。
更に、拭き心地につき、実施例１，２では極めて良好であったのに対し（表中「○」）、比較例１，２では何れも実施例１，２に対し劣るものであった（表中「×」）。拭き心地が良好であれば、表面の滑らかさが高く抵抗が少ないこととなり、フッ素系樹脂が材質の特性上撥水性を呈することを加味すれば、比較例１，２に対して実施例１，２の撥水性が良好であり、実施例１，２において高い撥水性能を有することが判明する。
【００３０】
≪まとめ≫
実施例１，２の両者とも、均一な減光をしながら反射防止機能を発揮しており、更に、比較例１と異なり帯電防止性能を有し、又比較例１，２と異なり撥水機能を有している。
【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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