(57)【要約】【課題】  吸収型多層膜ＮＤフィルターシートのプレス加工で発生したヒゲ状欠陥を、光路部分に影響を与えることなく除去して、ヒゲ状欠陥のない吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを製造する方法を提供する。【解決手段】  樹脂フィルムの少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させて吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製し、得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工して吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ２０を得た後、その吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ２０の切断面に発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥２１を火炎処理もしくは赤外線ランプ処理により融解除去する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムからなる基板の少なくとも片面に、酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層した吸収型多層膜を具備する吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法であって、
樹脂フィルムの少なくとも片面に、酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させて吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製する工程と、得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工して吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを得るプレス加工工程と、該吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの切断面に発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥を加熱除去する加熱処理工程とを備えることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法。
【請求項２】
前記加熱処理工程は、火炎中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させる火炎処理か、もしくは赤外線ランプの加熱雰囲気中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させる赤外線ランプ処理であることを特徴とする、請求項１に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法。
【請求項３】
前記加熱処理において、前記吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの光路部分が前記樹脂フィルムのガラス転移温度に達するまでの処理時間内に、ヒゲ状欠陥を前記樹脂フィルムの融点以上に加熱して融解除去することを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法。
【請求項４】
前記樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレートフィルム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吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法。
【請求項５】
前記吸収型多層膜は酸化物誘電体膜層がＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜及び吸収膜がＮｉ膜で構成され、且つ吸収型多層膜の最外層がＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光領域の透過光を減衰させる吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法に係り、特に樹脂フィルムを基板とした吸収型多層膜ＮＤフィルターチップのプレス加工による製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＤフィルター（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｎｓｉｔｙ  Ｆｉｌｔｅｒ）は、光線の可視スペクトル域における各波長をほぼ均等に透過するような非選択性の透過率を有する光学フィルターであり、透過光量を減衰させる目的でデジタルカメラ等のレンズに装着して使用される。
【０００３】
例えば、晴天下等の光量が多い条件下において、レンズを絞り込んでも露出過多になってしまうときに、光量を制限してより低速でシャッターを切れるようにするときや、絞りを開放したいがシャッター速度を最高にしても露出過多になってしまうときに、光量を制限して絞りを開けられるようにする場合にＮＤフィルターが使用されるのが一般的である。
【０００４】
かかるＮＤフィルターとして、入射光を反射して減衰させる反射型ＮＤフィルターと、入射光を吸収して減衰させる吸収型ＮＤフィルターとが知られている。反射光が問題となるレンズ光学系にＮＤフィルターを組み込む場合には、一般的に吸収型ＮＤフィルターが用いられている。また、吸収型ＮＤフィルターには、基板自体に吸収物質を混ぜる（色ガラスＮＤフィルター）タイプと、基板自体に吸収はなく、その表面に形成された薄膜に吸収があるタイプとがある。
【０００５】
後者の吸収型ＮＤフィルターの場合、薄膜表面の反射を防ぐために薄膜を吸収型多層膜で構成することで、透過光を減衰させる機能と共に反射防止の効果を持たせることができる。尚、小型薄型のデジタルカメラ等に用いる吸収型多層膜ＮＤフィルターは、組込みスペースが狭いため基板自体を薄くする必要があり、非常に薄いガラス薄板や樹脂フィルムが基板として用いられている。
【０００６】
上記吸収型多層膜ＮＤフィルターについて、特許文献１には、誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させた吸収型多層膜の構成が開示されている。吸収膜層を構成する材料としてＴｉ等の金属が例示されると共に、誘電体膜層を構成する材料としてＳｉＯ２やＭｇＦ２等が記載されている。また、特許文献２に記載されているように、吸収膜層の成膜時に意図的に酸素導入を行い、酸素欠損による吸収を有するＴｉＯｘやＴａ２Ｏｘ等の金属酸化物膜を採用したＮＤフィルターも知られている。更に、特許文献３には、誘電体膜層とニオブ膜層とを組み合わせた多層膜が記載されている。
【０００７】
ここで、上記吸収膜層を構成する金属膜と金属酸化物膜を比較した場合、ＴｉＯｘやＴａ２Ｏｘ等の金属酸化物膜に較べてＴｉ等の金属膜は消衰係数が高いため、同じ消衰係数を得るには金属膜を採用した方が吸収膜層の膜厚を薄くすることができる。また、フレキシブル性を有する樹脂フィルムの基板に吸収型多層膜を成膜する場合、樹脂フィルム基板の反り、膜の割れや成膜時間等を考慮すると、金属酸化物膜に較べて膜厚を薄く設定できる金属膜を採用した方が有利である。従って、デジタルカメラ等に利用される吸収型多層膜ＮＤフィルターでは、吸収膜層として金属膜が主に用いられている。
【０００８】
また、ＮＤフィルターを備えたデジタルカメラの撮影光学系は特許文献４に例示されており、例えば図１に示すように、撮像光学系１６を構成する成分レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と、ローパスフィルター１４と、ＣＣＤ等の固体撮像素子１５とを備えている。また、１１から１３は光量絞り装置であって、１１がＮＤフィルター、１２ａ及び１２ｂが絞り羽根、１３は絞り羽根支持板であり、ＮＤフィルター１１は絞り羽根１２ａに１枚接着されている。
【０００９】
一般的に、光量絞り装置（光量調節装置）では、絞り羽根支持板上を開閉動作する一対の絞り羽根で開口径を変化させることにより通過光量を調整する。この光量絞り装置は、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、被写界が明るいほど、より小さく絞り込まれるようになっている。従って、通常の場合には、例えば快晴時や高輝度の被写体を撮影するとき、絞りは小絞りとなり、絞り開口による光の回折の影響を受けやすくなるため像性能の劣化が生じてしまう。
【００１０】
この対策として、デジタルカメラ等の光量絞り装置にはＮＤフィルターが設置されている。ＮＤフィルターは、絞りが小さくなった時に光路中に位置して光量を減少させることにより、高輝度撮影時においても絞りが極端に小さくなることを防止するように機能する。このように、絞り羽根にフィルム状のＮＤフィルターを取り付けたデジタルカメラ等では、快晴時や高輝度の被写体を撮影する際に像性能の劣化が生じないように、被写界の明るさが同一であっても絞りの開口が大きくなるようになっている。
【００１１】
一般的に、光量調整用の絞り羽根やフィルターはプラスチック材料で作られていることが多い。例えば絞り羽根は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等を黒色に着色し、シート状に成形加工した後、表面につや消し塗装を施し、プレス加工等で羽根形状にしている。また、通常のフィルターは、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等に有機色素又は顔料を混入して光学的フィルター特性を持たせ、シート形状に成形加工した後、プレス加工によりフィルター形状にするものと、ＰＥＴ又はＰＥＮを透明シート状に成形加工し、蒸着法にて表面に無機質膜を形成して光学的フィルター特性を持たせた後、プレス加工にてフィルター形状にするものとがある。
【００１２】
上記した吸収型多層膜ＮＤフィルターの場合は、基板となる樹脂フィルム又は樹脂プレート上に誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させて吸収型多層膜を形成した後、得られた多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工して、図２に示すように、大きさが数ｍｍの複雑なチップ形状の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ２０を作製している。ところが、プレス加工により得られる吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ２０には、図３に拡大して示すように、切断部分に細いヒゲ状欠陥２１が発生することが知られている。このヒゲ状欠陥２１は、プレス加工により伸びた樹脂が剪断した残りである。
【００１３】
吸収型多層膜ＮＤフィルターチップにヒゲ状欠陥が存在すると、このヒゲ状欠陥が他の部品に接触することによって、フィルターの動作を妨げたり、あるいは部品表面を擦って跡を付けたりすることがある。更に、このヒゲ状欠陥が動作中に樹脂フィルム基板から離脱し、他の部品に付着して動作を妨げたり、光路内に留まって撮影画像に影響を与えたりすることもある。
【００１４】
上記したＮＤフィルターチップに発生するヒゲ状欠陥に対し、これを除去する方法は知られていない。尚、ヒゲ状欠陥の除去に応用できる方法として、特許文献５には、一般的な樹脂プレートの裁断加工の際に、所定温度に加熱した裁断刃で切断することにより、ヒゲや切削粉の発生を防ぐ方法が開示されている。また、特許文献６には、裁断した後の熱可塑性樹脂シ−トの外周部に加熱ロール処理を行い、外周部に発生した鋭利なエッジやバリ、ヒゲ状物などを取り除く方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−９３８１１号公報
【特許文献２】特開平７−６３９１５号公報
【特許文献３】特開２００２−３５０６１０号公報
【特許文献４】特開２００７−６５１０９号公報
【特許文献５】特開平５−６９３９１号公報
【特許文献６】特開平７−４１０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記したように、通常の樹脂プレートや樹脂シートのプレス加工分野では、ヒゲやバリ等の欠陥の発生を防止し又は除去する方法として、プレス加工すべき樹脂を加熱する方法やプレス加工後の樹脂に加熱ロールを接触させる方法が知られている。しかし、これらの方法は、大きさが数ｍｍと小さく且つ複雑な膜構成を有する吸収型多層膜ＮＤフィルターチップに対して行われたことはない。
【００１７】
何故ならば、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、樹脂フィルムの基板と該基板上に積層形成された酸化物誘電体膜層及び吸収膜層からなる複合材料であるため、安易に加熱すると、それぞれの膜材料の熱膨張と樹脂フィルムの熱収縮により吸収型多層膜がヒビ割れたり、ウネリが発生して吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ全体が歪んだり、あるいは樹脂フィルム内部に気泡が発生する等の危険があることが分っているからである。更には、ＣＣＤやＣＭＯＳと組み合わせる高精度な光学部品に対して熱処理を行うと、透過性や散乱特性等の光学特性に影響を与えてしまうことがあるからである。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工して吸収型多層膜ＮＤフィルターチップとする際に、得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターチップに発生するヒゲ状欠陥のみを除去することができ、しかも光路部分には影響を与えず、本来の光学特性等を維持した吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明が提供する吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法、即ち、樹脂フィルムからなる基板の少なくとも片面に、酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層した吸収型多層膜を具備する吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法は、樹脂フィルムの少なくとも片面に、酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させて吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製する工程と、得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工して吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを得るプレス加工工程と、該吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの切断面に発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥を加熱除去する加熱処理工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
上記本発明による吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法において、前記加熱処理工程は、火炎中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させる火炎処理か、もしくは赤外線ランプの加熱雰囲気中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させる赤外線ランプ処理であることが好ましい。また、前記加熱処理は、前記吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの光路部分が前記樹脂フィルムのガラス転移温度に達するまでの処理時間内に、ヒゲ状欠陥を前記樹脂フィルムの融点以上に加熱して融解除去することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、吸収型多層膜ＮＤフィルターシートのプレス加工時に樹脂フィルムから発生するヒゲ状欠陥のみを、加熱処理により簡単に除去することができる。しかも、加熱処理によっても吸収型多層膜のヒビ割れや全体の歪み、あるいは樹脂フィルム内部での気泡の発生等がないため、光学特性ないし透過光に何ら影響を与えず、光路部分には欠陥が存在しない吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを提供することができる。
【００２２】
従って、本発明により得られる吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、プレス加工時に発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥が他の部品に接触して動作を妨げたり部品表面を擦って跡をつけたりする問題、更には、ヒゲ状欠陥が基板の樹脂フィルムから外れ、他の部品に付着して動作を妨げたり、光路内に留まって撮影画像に影響を与えたりする問題を解消することができる。そのため、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、厳しい環境下での長時間の信頼性を要求される小型薄型デジタルカメラ用として極めて有用なものである。
【００２３】
また、プレス加工により吸収型多層膜ＮＤフィルターチップにヒゲ状欠陥の発生する頻度は金型のクリアランスと密接な関係があり、長時間の金型使用によりヒゲ状欠陥の発生頻度が増加することが知られている。しかるに、本発明によれば、プレス加工により発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥を簡単に融解除去することができるため、金型の寿命やメンテナンス間隔を長くすることができ、生産性の向上や生産コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＮＤフィルターを備えたデジタルカメラの撮影光学系を示す概略説明図である。
【図２】吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを示す概略の平面図である。
【図３】吸収型多層膜ＮＤフィルターチップのヒゲ状欠陥を拡大して示す概略の平面図である。
【図４】本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの分光透過特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法は、樹脂フィルムの少なくとも片面に、酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層させて吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製する工程と、その吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工して吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを得るプレス加工工程と、得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの切断面に発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥を加熱除去する加熱処理工程とを備えている。
【００２６】
まず、上記の吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製する工程では、従来と同様の方法に従って、基板となる樹脂フィルムの少なくとも片面に、酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層する。酸化物誘電体膜層と吸収膜層は、従来公知のものであってよく、例えば、誘電体膜層としてはＳｉＯ２やＭｇＦ２等があり、吸収膜層としてはＮｉ又はＮｉ合金あるいはＴｉ等の金属のほか、成膜時に意図的に酸素導入することで酸素欠損による吸収を有するＴｉＯｘ等の金属酸化物膜を採用することもできる。
【００２７】
酸化物誘電体膜層の各膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。酸化物誘電体膜層の各膜厚が１０ｎｍ未満では多層膜としての干渉効果が少なくなる場合があり、逆に２００ｎｍを超えると膜割れが生じやすくなるからである。また、吸収膜層の各膜厚は２ｎｍ〜２０ｎｍであることが望ましい。吸収膜層の各膜厚が２ｎｍ未満では、成膜時間が短いために所望とする成膜が困難となる場合があり、逆に２０ｎｍを超えると透過率が１％未満になってしまうことがある。
【００２８】
本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターシートにおいては、上記吸収膜層としてＮｉ単体あるいはＮｉ合金が好ましく、上記酸化物誘電体膜層としてはＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）が特に好ましい。上記ＳｉＯｘで示される酸素欠損を有する酸化物誘電体膜を使用する理由は、透明なＳｉＯ２膜とＮｉ膜で構成された吸収型多層膜ＮＤフィルターでは、可視波長領域の短波長側の透過率が高くなってしまうので、（最大透過率−最小透過率）／平均透過率で表される分光透過特性のフラット性を改善するために、可視波長領域の長波長側より短波長側の透過率が低い（即ち、吸収率が高い）ＳｉＯｘ膜の使用が好ましいからである。
【００２９】
吸収膜層を構成するＮｉ膜あるいはＮｉ合金膜は、Ｎｉ単体又はＮｉ系合金のターゲットを用いて、物理気相成長法により成膜される。また、酸化物誘電体膜を構成するＳｉＯｘ膜は、Ｓｉ系ターゲット、例えば、Ｓｉ単結晶、Ｓｉ多結晶、ＳｉＣセラミックス、もしくはこれらの混合物からなるターゲットを使用して、物理気相成長法により成膜される。尚、ＳｉＣセラミックスをターゲットに使用した場合、炭素（Ｃ）はほとんど排気されてしまうため、膜内に含まれることはほとんどない。
【００３０】
上記ＳｉＯｘ膜の成膜は、Ｓｉ又はＳｉＣを主成分とするターゲットを用い、酸素ガスの導入量を制御して成膜する。また、吸収膜層の成膜では、膜材料の添加物や不純物、成膜時の残留ガス、基板からの放出ガスや成膜速度によって、屈折率や吸収係数などの特性が大きく異なることがあるため、これらの条件を適宜選択して、所望の吸収型多層膜ＮＤフィルターの特性となるように設定することが望ましい。尚、上記物理気相成長法としては、真空蒸着法、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
【００３１】
更に具体的に説明すると、ＳｉＯｘ膜の成膜に際しては、カソード間のインピーダンスが設定値になるように、ＳｉＯｘ膜の成膜時の酸素導入量を酸素導入バルブにより制御する。インピーダンス設定値が高いと酸素導入量が少なくなり着色した消衰係数の大きいＳｉＯｘ膜になる。一方、インピーダンス設定値が低くなると、酸素導入量が多くなり透明な消衰係数の小さいＳｉＯｘ膜になる。
【００３２】
上記ＳｉＯｘ膜と組み合わせるＮｉ又はＮｉ合金膜の成膜では、成膜条件（スパッタ電力、Ａｒ導入量、成膜速度、残留ガス、膜厚等）によって、得られるＮｉ又はＮｉ膜の光学定数（屈折率、消衰系数）が異なる。従って、インピーダンス設定値をパラメータにして吸収型多層膜の成膜を行い、分光透過特性を測定してフラット性を求める工程を繰り返し、フラット性が優れるインピーダンス設定値を求める必要がある。
【００３３】
また、上記吸収膜層の酸化を抑制するため、積層された酸化物誘電体膜層と吸収膜層とで構成される吸収型多層膜の最外層は、硬質なＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）からなる酸化物誘電体膜層で構成することが好ましく、更には吸収型多層膜の樹脂フィルム基板と接する膜についても、密着性を高めるために上記ＳｉＯｘからなる酸化物誘電体膜層で構成することが好ましい。
【００３４】
基板を構成する樹脂フィルムの材質は特に限定されないが、透明であるものが好ましい。特に量産性を考慮した場合には、後述する乾式のスパッタリングロールコーティングが可能となるように、フレキシブルな樹脂フィルムからなる基板が好ましい。フレキシブルな樹脂フィルムからなる基板は、従来のガラス基板等に比べて廉価・軽量・変形性に富むといった点においても優れている。
【００３５】
上記樹脂フィルムの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）及びノルボルネンの樹脂材料から選択される樹脂フィルムの単体、あるいは、上記樹脂材料から選択される樹脂フィルム単体とこの単体の片面又は両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げることができる。尚、上記ノルボルネン樹脂材料については、代表的なものとして、日本ゼオン（株）のゼオノア（商品名）やＪＳＲ（株）のアートン（商品名）などを挙げることができる。
【００３６】
次に、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法について具体的に説明する。まず、吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製する工程では、吸収型多層膜を成膜する前に、少なくとも吸収型多層膜が成膜される樹脂フィルムの表面にプラズマ処理あるいはイオンビーム処理を施し、樹脂フィルムを熱収縮させておくことが好ましい。尚、プラズマ処理及びイオンビーム処理については特に制限はなく、導入ガスにはアルゴンガス単体もしくはアルゴンガスに酸素あるいは窒素を混合したガスを用いることができる。
【００３７】
一般的に、樹脂フィルムは縦横二軸方向に延伸して製造されため、延伸方向にストレスがあり、加熱や湿度によって収縮現象が起こる。また、縦方向（長さ方向）と横方向（幅方向）では延伸量が異なるため熱収縮率が異なり、縦方向の熱収縮率が横方向よりも大きいことが知られている。一方、ロールコータを用いた吸収型多層膜の成膜では、樹脂フィルムの縦方向に張力をかけて巻き取りながら成膜している。従って、上記樹脂フィルムのプラズマ処理又はイオンビーム処理による熱収縮率も、樹脂フィルムの縦方向（長さ方向）で測定すれば良い。尚、樹脂フィルムの熱収縮率は、予め処理前に樹脂フィルムにマーキングしたフィルム長を処理の前後で測定し、その寸法変化から求めることができる。
【００３８】
上記プラズマ処理あるいはイオンビーム処理では、樹脂フィルムを０.２％以上熱収縮させることが望ましい。樹脂フィルムの熱収縮が０.２％未満では、高温高湿環境下における吸収型多層膜のヒビ割れを防ぐ効果が得られ難くなるからである。ただし、樹脂フィルムの熱収縮が０.５％以上になると、樹脂フィルム表面が劣化するため、吸収型多層膜の密着強度が低下する傾向にある。従って、樹脂フィルムの熱収縮が０.２％以上０.５％未満となるように、プラズマ処理あるいはイオンビーム処理の条件を調整することが好ましい。
【００３９】
上記プラズマ処理又はイオンビーム処理を施した樹脂フィルムの片方の表面又は両方の表面には、吸収型多層膜を構成する酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に成膜する。例えば、易接着層付ＰＥＴフィルムのＡ及びＢの両面に吸収型多層膜を成膜する場合には、まずＡ面にプラズマ処理電圧又はイオンビーム処理を行い、引き続きＡ面に吸収型多層膜を成膜する。その後、Ｂ面にもＡ面と同様にプラズマ処理又はイオンビーム処理を行い、引き続きＢ面に吸収型多層膜を成膜すればよい。
【００４０】
吸収型多層膜を成膜するための好ましい方法として、ロール状に巻回された長尺状の樹脂フィルムにロールコータを使用して成膜する方式がある。このロールコータを使用する方式は１回に処理できる成膜面積が大きいため、生産性がバッチ方式よりも高い点で優れている。しかし、移動する長尺状の樹脂フィルムにマスクを重ねることは極めて困難なため、マスクを使用せずに樹脂フィルム全面に吸収型多層膜を成膜した後、プレス加工する際の切断ライン部分もしくは絞り羽根材との接合部位となる部分の少なくとも一方の吸収型多層膜をレーザースクライビング等により除去することが一般に行われている。
【００４１】
また、ロールコータでは、樹脂フィルムを水冷キャンロールに密着させながら成膜を行うことができる。従って、スパッタリングの場合、樹脂フィルムを水冷キャンロールで冷却していることから熱負荷を低減できるため、スパッタリングターゲットに大電力を投入することが可能となり、成膜速度を向上させることが可能になる。また、樹脂フィルムの搬送方向（長さ方向）について時間的に安定した膜厚を得ることが可能なため、樹脂フィルムの幅方向の膜厚分布を膜厚補正板等により改善することで全面において均一な膜厚分布を得ることができ、これにより均一な光学特性を得ることができる。
【００４２】
上記ロールコータによる成膜では、吸収型多層膜と樹脂フィルムとの密着力を高めるための前処理として、樹脂フィルムを搬送させながら、成膜の開始前にプラズマやイオンビーム等による表面処理を行うことが好ましい。尚、この前処理は、前述した樹脂フィルムの熱収縮を目的とする前処理をかねることができる。
【００４３】
具体的な吸収型多層膜の成膜方法としては、例えば、樹脂フィルム表面に第１層目の酸化物誘電体膜層を成膜した後、樹脂フィルムの搬送方向を逆転させて第２層目の吸収膜層を成膜し、この操作を数回繰り返して吸収型多層膜を形成する。次に、樹脂フィルムを裏返し、樹脂フィルムの裏面にも上記と同様に吸収型多層膜を成膜する。また、成膜室の差動排気や成膜速度の制御を適切に行い、酸化物誘電体膜層と吸収膜層を一度の搬送において２層を成膜することも可能であり、成膜室にキャンロールを２つ配置して表面と裏面に吸収型多層膜を同時に成膜することもできる。
【００４４】
ここで、本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルター（上記のごとく作製された吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを所定の形状に切断したチップからな）の一例として、平均透過率が６.３％の吸収型多層膜ＮＤフィルターの膜構成を下記表１に示し、その分光透過特性を図４に示す。尚、この吸収型多層膜ＮＤフィルターの酸化物誘電体膜層はＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜であり、ＳｉＣを主成分とするターゲットを用い且つ酸素ガスの導入量を制御したマグネトロンスパッタリング法により成膜した。また、吸収膜層は、マグネトロンスパッタリング法により成膜したＮｉ膜である。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
上記したように樹脂フィルム表面に酸化物誘電体膜層と吸収膜層とを交互に積層して作製した吸収型多層膜ＮＤフィルターシートは、次にプレス加工により所定の形状に切断して、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップとする。吸収型多層膜ＮＤフィルターシートのプレス加工には、トムソン刃、ピナクル刃、コンパウンド金型を用いる方法があるが、曲線を含む複雑な形状の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを寸法精度良くプレス加工するためにはコンパウンド金型が最適である。
【００４７】
しかしながら、コンパウンド金型により吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをプレス加工すると、図３に示すように、得られる吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ２０の切断部分に細いヒゲ状欠陥２１が発生しやすい。ヒゲ状欠陥の発生位置は、金型のクリアランスとの関係により発生しやすい箇所が推定される場合もあるが、基本的にはランダムに発生している。特に金型の打ち抜き個数が多くなると、金型のクリアランスが増大するためヒゲ状欠陥が増加する傾向にある。プレス加工で発生するヒゲ状欠陥の寸法は、例えば樹脂フィルムがＰＥＴフィルムである場合、長さ２０〜２００μｍ及び太さ数μｍの場合が多いことが知られている。
【００４８】
このプレス加工で発生するヒゲ状欠陥は、その吸収型多層膜ＮＤフィルターシートの基板を構成する樹脂フィルムの樹脂からなるものである。本発明では、この樹脂フィルムからなるヒゲ状欠陥を除去するため、プレス加工により得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの切断面に残っているヒゲ状欠陥を、以下に説明する加熱処理によって融解除去する。
【００４９】
まず、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップに生じたヒゲ状欠陥を融解除去させるためには、ヒゲ状欠陥を樹脂フィルムの融点以上に加熱する必要がある。そこで、市販されている吸収型多層膜ＮＤフィルター用の樹脂フィルムの熱特性を検討すると、最も一般的なＰＥＴフィルムの場合、若干の差異はあるが、ガラス転移温度は８５℃、使用可能温度は−７０〜１５０℃、熱収縮開始温度は１００〜１５０℃、熱収縮限界温度（融点）は２６０℃、引火温度は３９０℃、発火温度は４８５℃である。従って、これらの熱特性から、例えば樹脂フィルムがＰＥＴフィルムの場合には、ＰＥＴフィルムの融点である２６０℃以上に加熱することによって、ヒゲ状欠陥を融解除去させることが可能である。
【００５０】
しかし、加熱処理によりヒゲ状欠陥を融解除去させる際には、ヒゲ状欠陥のみを選択的に加熱して融解除去し、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの本体、即ち光が通過する光路部分が影響を受けることは絶対に避けなければならない。吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの樹脂フィルムの温度が熱収縮開始温度（ＰＥＴフィルムで１００〜１５０℃）を超えるか、体積変化が大きくなるガラス転移温度（ＰＥＴフィルムで８０〜８５℃）を超えると、樹脂フィルム上の吸収型多層膜にヒビ割が生じる可能性があるからである。
【００５１】
一方、吸収型多層膜を構成する材料は、Ｎｉの融点が１４５３℃、ＳｉＯ２のα相からβ相への相変位温度が５７３℃であるから、上記樹脂フィルムに比べて加熱処理による熱の影響を受け難い。また、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの最外表面は、ＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜で覆われているため高い耐熱性を有している。
【００５２】
従って、上記した吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを構成する材料の熱特性に基づく加熱処理の条件を考慮すれば、本発明によるヒゲ状欠陥を融解除去するための加熱処理方法は、光路部分が樹脂フィルムのガラス転移温度に達するまでの処理時間内に、ヒゲ状欠陥を樹脂フィルムの融点以上に加熱して融解除去することができる方法であればよい分る。
【００５３】
更に具体的には、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップのサイズが数ｍｍ程度と小さいこと、従ってヒゲ状欠陥のみを選択的に加熱することは技術的に難しく、また熱電対等の温度センサーを使用してヒゲ状欠陥と光路部分の温度を直接測定することは困難であること等を考慮すると、火炎中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させる火炎処理か、もしくは赤外線ランプの加熱雰囲気中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させる赤外線ランプ処理が好適である。
【００５４】
即ち、火炎処理もしくは赤外線ランプ処理によれば、小さい吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを樹脂フィルムの融点（ＰＥＴフィルムで２６０℃）以上の雰囲気内に極めて短い時間だけさらすことができ、その極めて短い時間内に細いヒゲ状欠陥は熱容量が小さいため融点に達して融解除去される。一方、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの光路部分は、熱容量がヒゲ状欠陥に比べてはるかに大きく、更に好ましくは最表面が耐熱性を有するＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜で覆われているため、極めて短い時間内にガラス転移温度（ＰＥＴフィルムで８０〜８５℃）にまで達することがなく、熱の影響を避けることができる。
【００５５】
尚、熱風処理のように風をあてる加熱方法では、小さな吸収型多層膜ＮＤフィルターチップが風圧で曲がったり飛んだりしないように保持することが難しい。また、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを加熱処理する際に押さえる治具等を用いると、加熱処理の繰り返しにより蓄熱して温度上昇する。そのため、加熱処理ごとに押さえ治具等を冷却して、ガラス転移温度以上に温度上昇することを防ぐ必要がある。
【００５６】
上記赤外線ランプ処理の場合、赤外線により加熱される雰囲気の温度は赤外線ランプかあらの距離によって変わるので、予め雰囲気温度が樹脂フィルムの融点以上となっている領域と通過時間（処理時間）を求めておく必要がある。尚、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの通過時間は、赤外線で加熱された雰囲気の温度に依存するが、ヒゲ状欠陥のみの融解除去と光路部分の熱ダメージの有無を考慮して適宜設定すればよい。
【００５７】
特に赤外線を集光するための反射鏡が付属している赤外線ランプは、集光した付近の雰囲気温度が４００℃〜５００℃程度になるため、この集光領域内に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させることにより、極短時間でヒゲ状欠陥を融解除去することができる。例えば、反射鏡付きの２００Ｗ赤外線ランプを用いた場合、赤外線の集光領域内に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過時間（処理時間）は０.１秒間までで十分である。
【００５８】
上記火炎処理の場合には、都市ガス、ＬＰガス等の火炎中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させることにより、ヒゲ状欠陥の融解除去を行うことができる。火炎は位置によって温度が異なり、温度測定も難しい。従って、火炎内への通過位置と通過時間（処理時間）は、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップのヒゲ状欠陥を融解除去でき、且つ光路部分には熱ダメージがない範囲で、火炎の種類と通過位置に応じて適宜求めておく必要がある。例えば、ガスライター程度の火炎を用い、その火炎中央部を通過させる場合には、０.１秒未満の通過時間でヒゲ状欠陥のみを融解除去することができる。
【００５９】
特に上記樹脂フィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの場合、上記した火炎処理あるいは赤外線ランプ処理を用いて、火炎中もしくは赤外線ランプの加熱雰囲気中に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを通過させることにより、光路部分が８０〜８５℃に達するまでの極めて短い処理時間内に、ヒゲ状欠陥のみを２６０℃以上の温度に加熱して融解除去することができる。
【００６０】
本発明により得られる吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、プレス加工時に発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥が上記の加熱処理により融解除去されているため、ヒゲ状欠陥が他の部品に接触して動作を妨げたり、他の部品の表面を擦って跡をつけたりすることがない。更に、ヒゲ状欠陥が基板である樹脂フィルムから外れ落ちて、他の部品に付着して動作を妨げることや、光路内に留まって撮影画像に影響を与えること等をなくすことができる。
【００６１】
また、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの製造方法を用いれば、プレス加工により発生した樹脂フィルムのヒゲ状欠陥のみを簡単に融解除去することができるため、プレス加工に用いる金型のクリアランスを厳密に管理する必要がなくなり、金型のメンテナンス間隔を長くすることができ、更には寿命を延ばすことができるため、生産性の向上や生産コストの低減を図ることができる。
【００６２】
次に、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの使用例として、小型薄型デジタルカメラ用の絞り羽根について説明する。絞り羽根は、一般的に光を透過しない黒色樹脂フィルムからなり、光軸部分に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを取り付けるための開口もしくは切り込みを有している。尚、絞り羽根用の黒色樹脂フィルムを得る方法には、樹脂に顔料を混ぜて黒色樹脂フィルムにする方法と、透明な樹脂フィルム表面への黒色塗料の塗布又は黒色膜の成膜により黒色処理する方法とがある。
【００６３】
上記絞り羽根には２種類の構造がある。その一つは、絞り羽根の形状により光束をさえぎって連続的に光量を減衰させる機能があるが、この機能だけでは光量を減衰しきれなくなったときに吸収型多層膜ＮＤフィルターチップが光軸に挿入される構造である。他の構造は、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップが接合されている絞り羽根自体に連続的に光量を減衰させる機能がなく、単に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの枠としてだけ機能し、光量を連続的に減衰させることのできる別の絞りと組み合わせる構造である。
【００６４】
本発明により得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、上記した絞り羽根の開口もしくは切り込みに接合される。吸収型多層膜ＮＤフィルターチップと絞り羽根との接合方法には、レーザー溶着、超音波溶着あるいは接着剤による方法がある。接合される吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、それぞれの接合方法に適した形状となるように予め吸収型多層膜を除去しておく。
【００６５】
例えば、レーザー溶着による接合の場合は、レーザーのスポット径が約０.５〜１.５ｍｍ程度なので、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップの絞り羽根との接合部分を上記サイズより若干大きめに除去することが望ましい。接着剤による接合の場合は、絞り羽根との接着面側の吸収型多層膜だけを除去すればよい。また、レーザー溶着による接合の場合には、片面だけでなく両面とも吸収型多層膜を除去することが望ましい。絞り羽根との接合面側の吸収型多層膜のみを除去して接合面の反対側からレーザー溶着を行うと、除去されずに残っている吸収型多層膜がレーザーエネルギーを吸収してしまうからである。
【実施例】
【００６６】
［実施例１］
成膜装置としてＤＣプラズマ処理機構が装備されているスパッタリングロールコータ装置を用い、厚さ１００μｍの易接着層付ＰＥＴフィルム（東洋紡（株）製）からなる樹脂フィルムの両面に、それぞれＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜の酸化物誘電体膜層とＮｉ膜の吸収膜層とを交互に積層して、平均透過率が６.３％で上記表１に示す膜構成を有する膜吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製した。
【００６７】
具体的には、装置内にＡｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し、ターボポンプの回転数を低下させることによりＡｒガス圧を３Ｐａとした後、ＰＥＴフィルムを搬送速度１ｍ／ｍｉｎにて搬送しながらプラズマによる表面処理を行った。引き続き、そのＰＥＴフィルムの片面に、ＳｉＣを主成分とするターゲット（住友金属鉱山（株）製）を用い、Ａｒガスを導入するデュアルマグネトロンスパッタリング法により、酸素ガスの導入量をインピーダンスモニターにより制御してＳｉＯｘ（但し、１.５＜ｘ＜２）膜を成膜した。更に、Ｎｉターゲット（住友金属鉱山（株）製）を用い、Ａｒガスを導入するＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＮｉ膜を成膜した。
【００６８】
上記成膜を繰り返してＰＥＴフィルムの片面にＳｉＯｘ膜からなる酸化物誘電体膜層とＮｉ膜からなる吸収膜層とを交互に積層した後、ＰＥＴフィルムの他面にも同様にプラズマ処理を行い、引き続きＳｉＯｘ膜とＮｉ膜を交互に積層することにより、吸収型多層膜ＮＤフィルターシートとした。
【００６９】
得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターシートをコンパウンド金型（住友金属鉱山（株）製）を用いてプレス加工し、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを製造した。コンパウンド金型を用いたプレス加工によって製造した吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを倍率６４倍の実体顕微鏡で観察して、ヒゲ状欠陥が存在するサンプルを選び出した。
【００７０】
選び出したヒゲ状欠陥のある吸収型多層膜ＮＤフィルターチップサンプルを、反射鏡が付属している２００Ｗ赤外線ランプを用いて、赤外線ランプの光束が集光する領域の雰囲気内に通過させることにより加熱処理した。尚、赤外線ランプの光束が集光する領域の雰囲気温度は４００℃に達していた。
【００７１】
吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを上記光束が集光する領域の雰囲気内を通過する時間（処理時間）を変えて、ヒゲ状欠陥の状態と光路部分の熱ダメージを観察した。得られた結果を下記表２に示す。表２の結果から分るように、ヒゲ状欠陥のみを除去するためには処理時間は０.０５秒から０.１秒までの極短時間でよく、これ以上長い時間になると光路部分に熱ダメージが発生した。
【００７２】
【表２】
2011100042.tif 000004
【００７３】
上記実施例でヒゲ状欠陥を除去した吸収型多層膜ＮＤフィルターチップと、ヒゲ状欠陥を除去していない吸収型多層膜ＮＤフィルターチップとを、それぞれ実際のシャッターユニットに近い実験機構に組込み、シャッター動作を連続して行った。その結果、ヒゲ状欠陥を除去した吸収型多層膜ＮＤフィルターチップは、１００００回の動作試験においても何ら変化は観察されなかった。
【００７４】
一方、ヒゲ状欠陥を除去していない吸収型多層膜ＮＤフィルターチップでは、約２０００回の動作付近から、チップが接している黒色ＰＥＴフィルムにヒゲ状欠陥が擦れて生じた軌跡が付いた。更に動作を続けたところ、約６０００回の動作付近でヒゲ状欠陥が切れて吸収型多層膜ＮＤフィルターチップから離脱した。実際のカメラモジュール内であれば、離脱したヒゲ状欠陥は他のレンズユニット表面に付着して光路を妨げたり、駆動機構、例えばシャッターユニットに入り込み動作不良を起こしたりする原因となる可能性がある。
【００７５】
［実施例２］
上記実施例１と同様にして、吸収型多層膜ＮＤフィルターシートを作製し、コンパウンド金型を用いてプレス加工することにより、吸収型多層膜ＮＤフィルターチップを製造した。得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターチップから選び出したヒゲ状欠陥のある吸収型多層膜ＮＤフィルターチップサンプルを、火炎を用いて加熱処理した。
【００７６】
即ち、内径３ｍｍのノズルに供給されたＬＰガスに点火して、長さが約１.５ｃｍ程度の火炎を発生させた。この火炎先端部付近の温度は１７００℃に達していた。この火炎の中央部に吸収型多層膜ＮＤフィルターチップサンプルを通過させ、火炎中を吸収型多層膜ＮＤフィルターチップサンプルが通過する時間（処理時間）を変えて、ヒゲ状欠陥の状態と光路部分の熱ダメージを観察した。その結果、処理時間が０.０５秒から０.１秒までの極短時間の火炎処理によって、光路部分の熱ダメージがなく且つヒゲ状欠陥を除去できることが確認された。
【符号の説明】
【００７７】
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４      撮像光学系を構成する成分レンズ
１１      ＮＤフィルター
１２ａ、１２ｂ      絞り羽根
１３      絞り羽根支持板
１４      ローパスフルター
１６      撮影光学系
２０      吸収型多層膜ＮＤフィルターチップ
２１      ヒゲ状欠陥
【図１】
2011100042.tif 000005
【図２】
2011100042.tif 000006
【図３】
2011100042.tif 000007
【図４】
2011100042.tif 000008