(57)【要約】【課題】大幅なコスト上昇もなく、解像度の低下の少ない、濃度のグラデーションをもつＮＤフィルタを提供する。【解決手段】一様な濃度を持つＮＤフィルタ材４にレジスト３を塗布し、前記レジストを濃度のグラデーションパターンでマスキングして露光しかつ現像して、ドライエッチングを行って厚みに傾斜をもつように作製されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様な濃度を持つＮＤフィルタ材にレジストを塗布し、前記レジストを濃度のグラデーションパターンでマスキングして露光しかつ現像して、ドライエッチングを行って厚みに変化をもつように作製されたことを特徴とするＮＤフィルタ。
【請求項２】
前記ＮＤフィルタ材の表裏両面に対して前記各処理を施して作製され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３】
前記ＮＤフィルタ材は、プラスチック基板上に透過光量を減衰させる遮光材を付着させることで得られ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ＮＤフィルタ材は、色素または顔料を含有するプラスチックやガラスから成る、もしくは、プラスチックやガラスに染料または顔料を塗布して成るものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＮＤフィルタ。
【請求項５】
絞り開口の大きさを可変する絞り羽根と、該絞り羽根により形成される開口内の少なくとも一部に配置された請求項１〜４のいずれかに記載のＮＤフィルタとを有することを特徴とする光量絞り装置。
【請求項６】
光学系と、該光学系を通過する光量を調節する請求項５に記載の光量絞り装置と、前記光学系により形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項７】
一様な濃度を持つＮＤフィルタ材上にレジストを塗布する工程と、前記レジストを濃度のグラデーションパターンでマスキングして露光しかつ現像する工程と、ドライエッチングを行って厚みに変化をもつように製作する工程とを有することを特徴とするＮＤフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記ＮＤフィルタ材の表裏両面に対して前記各処理を施すことを特徴とする請求項７に記載のＮＤフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記ＮＤフィルタ材は、プラスチック基板上に透過光量を減衰させる遮光材を付着させる工程にて得られることを特徴とする請求項７に記載の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、ＮＤフィルタ、該ＮＤフィルタを具備する光量絞り装置、該光量絞り装置を具備する光学機器、および、光量絞り用のＮＤフィルタの製造方法に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
光量絞りは銀塩フィルムあるいはＣＣＤ等の固体撮像素子へ入射する光量を制御するために設けられており、被写界が明るい場合により小さく絞り込まれるようになっている。したがって、快晴時や高輝度の被写界を撮影すると絞りは小絞りとなり、光の回折現象が生じ、像性能は劣化する。また、小絞りでは、絞り羽根の動きに対する光量の増減が大きくなるため、ハンチング現象も起こる。これに対する対策として、絞り羽根の開口部端部にフィルム状のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを取り付け、被写界の明るさが同じでも絞りの開口が大きくなる様な工夫をしている。
【０００３】
図３は、上記ＮＤフィルタを備えた例えばビデオカメラ等の光学機器の要部を示す構成図であり、レンズ１１を通過した光は、絞り羽根１２により絞られるとともに、該絞り羽根１２の開口部の縁部に配置されたＮＤフィルタ１３によって透過光量が減衰され、レンズ１４を介してＣＣＤ等の撮像素子１５に到達し、ここで撮像される。この種の光学機器においては、近年、撮像素子５の感度が向上したため、ＮＤフィルタ１３の濃度を濃くして、絞りの開口が小さくならないようにしている。
【０００４】
しかし、ＮＤフィルタ１３の濃度を濃くして絞り羽根１２の絞りの開口が小さくならないようにした場合、解像度が低下するという欠点がある。ＮＤフィルタ１３の濃度が濃くなると、図３に示すような開口量の状態では、ＮＤフィルタ１３を通過した光１６ａと通過しない光１６ｂの光量差が大きくなり、光１６ｂが支配的となる。光１６ａは回折が問題になるほど絞られていないが、光１６ｂはＮＤフィルタ１３の濃度が濃いために小絞りと同じ状態となり、回折成分の多い光となる。上記のように光１６ｂが支配的であるから、全体としては解像度が低下した像となるのである。
【０００５】
上記の欠点を解決するために、ＮＤフィルタ１３の濃度を光軸１７に近いほど透過率が大となるような構造をとれば、光１６ｂの回折が減り、全体の解像度を上げることができる。このような目的で提案されたものとして特許文献１がある。この提案は、通常のカメラで写真のフィルムに濃度のグラデーションパターン（濃度可変（濃度が段階的に変化した）パターン）を撮影、現像し、このネガをＮＤフィルタとするものである。
【０００６】
また、２枚のＮＤフィルタを光軸に直交する位置に向かい合うようにしてずらして配置することにより二段階の濃度を得る事を可能にし、隣接する素通し部、ＮＤフィルタ１枚の部分、ＮＤフィルタ２枚の部分、というようにして絞り羽根の開口部の濃度差を小さくして回折を減らすという提案（特許文献２）もなされている。
【特許文献１】特開平６−９５２０８号公報
【特許文献２】特開平１１−６４９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示の従来例では、銀塩の粒子により光の回折、散乱が起こり、解像度が低下するという課題を有している。詳しくは、銀塩フィルムを使って濃度を出しているため、濃度の濃い部分では銀塩が密集し、薄い部分では銀塩が殆どない。これらの部分では回折、散乱は問題にならないが、濃度中間部では粒径数ミクロンの銀塩粒子が散在しており、この部分で回折、散乱が起こる。絞り羽根の移動により中間部を透過した光が固体撮像素子に到達する光の中で支配的になった場合、解像度の低下した画像となってしまう。粒径が小さいほど程度は軽くなるが、限度である０．２μｍ程度にしても影響はなくならない。
【０００８】
また、特許文献２に開示の従来例では、２枚のＮＤフィルタを使うため、部品費と絞り羽根への貼り付け工数が２倍になるという課題を有している。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、大幅なコスト上昇もなく、解像度の低下の少ない、濃度のグラデーションをもつＮＤフィルタ、光量絞り装置、光学機器、及び、ＮＤフィルタの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一様な濃度を持つＮＤフィルタ材にレジストを塗布し、前記レジストを濃度のグラデーションパターンでマスキングして露光しかつ現像して、ドライエッチングを行って厚みに変化をもつように作製されたＮＤフィルタとするものである。
【００１１】
同じく上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、絞り開口の大きさを可変する絞り羽根と、該絞り羽根により形成される開口内の少なくとも一部に配置された請求項１〜４のいずれかに記載のＮＤフィルタとを有する光量絞り装置とするものである。
【００１２】
同じく上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、光学系と、該光学系を通過する光量を調節する請求項５に記載の光量絞り装置と、前記光学系により形成される像を受光する撮像素子とを有する光学機器とするものである。
【００１３】
同じく上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、一様な濃度を持つＮＤフィルタ材上にレジストを塗布する工程と、前記レジストを濃度のグラデーションパターンでマスキングして露光しかつ現像する工程と、ドライエッチングを行って厚みに変化をもつように製作する工程を有するＮＤフィルタの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大幅なコスト上昇もなく、解像度の低下の少ない、濃度のグラデーションをもつＮＤフィルタ、光量絞り装置、光学機器、または、ＮＤフィルタの製造方法を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、以下に記載の実施例に示す通りである。
【実施例】
【００１６】
図１（ａ）〜図１（ｄ）は本発明の一実施例に係わるＮＤフィルタの製造工程を示す断面図であり、詳しくは、図１（ａ）はプラスチック基板に遮光材を成膜した状態を、図１（ｂ）は遮光材上にレジスト（感光性樹脂）を塗布した状態を、図１（ｃ）はレジストを濃度のグラデーションパターンでマスキングして露光しかつ現像した状態を、図１（ｄ）はさらにドライエッチングをした状態を、それぞれ示している。
【００１７】
図１（ａ）は、本出願人による特開平１０−１３３２５３号公報に開示された製造方法と同様、透明な厚さ１００μｍのプラスチック基板（例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート））１に、遮光材（例えば、ＭｇＦ２またはＳｉＯ２の硬質膜形成物質）２が真空蒸着法により成膜されたＮＤフィルタ材４である。本実施例では、図１（ａ）のように片面のみに成膜を行い、その膜厚は０．４μｍである。なお、遮光膜は複数の層より成るが、図１（ａ）等では省略している。
【００１８】
次に、図１（ａ）に示したワーク（ＮＤフィルタ材４）の上に、フォトリソで使用されるスピンコータを使用して、図１（ｂ）に示すようにレジスト（感光性樹脂）３を塗布する。そして、レジスト３を濃度のグラデーションのついたマスクでマスキングして露光しかつ現像する。この現像後の状態を示したのが、図１（ｃ）である。レジスト３の露光に使う濃度のグラデーションのついたマスクは、本出願人による特開平６−９５２０８号公報に示されているものと同様、決められたＮＤフィルタの濃度分布に対し対応する濃度分布が形成され、ある拡大率に引き伸ばされたものである。
【００１９】
レジスト３は画像評価のレベルより解像度が低いため、上記したように銀塩粒子による回折、散乱は問題にならず、現像後はなだらかな傾斜を持ったレジスト３が残った（図１（ｃ）参照）。したがって、ドライエッチング（イオンミーリング）後、出来上がった厚みに変化（傾斜）を有する遮光材２によって濃度のグラデーションを持ったＮＤフィルタ５（図１（ｄ）参照）に、上記の回折、散乱という問題は生じなかった。露光機はコンタクト露光タイプのミカサ株式会社のＭＡ−１０を使用した。
【００２０】
図２は、上記ＮＤフィルタ５を備えた例えばビデオカメラ等の光学機器の要部を示す構成図であり、図３と異なるのは、図３のＮＤフィルタ１３が図１（ｄ）に示すＮＤフィルタ５に変更された点のみである。
【００２１】
図２において、レンズ１１に通過した光は、絞り羽根１２により絞られるとともに、該絞り羽根１２の開口部の縁部に配置されたＮＤフィルタ５によって透過光量が減衰され、レンズ１４を介してＣＣＤ等の撮像素子１５に到達し、ここで撮像される。なお、図２において、絞り羽根１２及びＮＤフィルタ５が光量絞り装置を構成している。
【００２２】
本実施例のＮＤフィルタ５は、上記したように、濃度が一様なＮＤフィルタ材４を用意し、これにレジスト３を塗布した後、濃度のグラデーションのついたマスクを使って露光しかつ現像することでレジスト３の厚みに傾斜をつけた後、ドライエッチングを行い、ＮＤフィルタ材４の一部を除去することにより遮光性のＮＤフィルタ５の厚みに傾斜をつけ、該ＮＤフィルタ５が濃度のグラデーションをもつようにしている。このため、特許文献１のように、絞り羽根１２の移動により濃度中間部を透過した光１６ｂが撮像素子１５に到達する光の中で支配的になった場合に解像度の低下した画像となってしまう、といったことや、特許文献２のように、２枚のＮＤフィルタを使うことがないため、部品費と絞り羽根への貼り付け工数が多くなるといったことを防ぐことができる。つまり、大幅なコスト上昇もなく、解像度の低下の少ない、濃度のグラデーションをもつＮＤフィルタ５や、該ＮＤフィルタ５と絞り羽根１２を具備した光量絞り装置、さらには該光量絞り装置を搭載したデジタルメタカメラやデジタルビデオカメラ等の光学機器を提供可能となる。
【００２３】
なお、本実施例では、図１（ｄ）に示すように、片面のみに遮光膜を付着させ、厚みの傾斜を持たせて濃度のグラデーションをつけたが、両面に遮光膜を付着させ、両面の遮光膜に厚みの傾斜を持たせて濃度のグラデーションをつける方法も可能である。
【００２４】
また、本実施例では、ＮＤフィルタとしてプラスチック基板（例えばＰＥＴ）に遮光材２を付着させたタイプを使用したが、より一般的な、色素または顔料を添加したプラスチックやガラスでできたタイプや、プラスチックやガラスに染料または顔料を塗布したタイプにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係わるＮＤフィルタの製造工程を示す断面図である。
【図２】図１のＮＤフィルタを具備した光学機器の要部を示す構成図である。
【図３】従来のＮＤフィルタを具備した光学機器の要部を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１          プラスチック基板
２          遮光材
３          レジスト
４          ＮＤフィルタ材
５          ＮＤフィルタ
１２        絞り羽根
１５        撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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