(57)【要約】【課題】基板とマスクとの間にスペースを作り出すための治具等を必要とせず、濃度分布を簡単に制御することができるＮＤフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】スリット部５に角度の調節可能な遮蔽板３、４を設けたスリットマスク２を用い、そのスリットマスク２を基板と一体的に公転させて基板を成膜する。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜工程中、マスクで膜材料の一部を遮蔽することによって基板上にグラデーション濃度分布を形成するＮＤフィルタの製造方法であって、　前記マスクは、開口部と、マスク面となす角度の調節が可能な遮蔽板とを有し、前記マスクと前記基板とを一体的に公転して前記基板を成膜することを特徴とするＮＤフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記成膜は、真空蒸着法によることを特徴とする請求項１に記載のＮＤフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記開口部の両端部のそれぞれに前記遮蔽板が設けられ、各端部に設けれらた遮蔽板が前記公転の方向と直交する方向に並ぶようにして成膜を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＮＤフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記遮蔽板は、２ｍｍ〜１０ｍｍの奥行き幅を有し、前記マスク面に対し一方の遮蔽板を前記開口部側から３０°〜４５°の角度範囲で用い、他方の遮蔽板を前記開口部側から４５°〜９０°の角度範囲で用いることを特徴とする請求項３に記載のＮＤフィルタの製造方法。
【請求項５】
相対的に駆動されて絞り開口の大きさを可変する複数の絞り羽根と、該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フィルタとを備えた光量絞り装置において、
前記ＮＤフィルタが、請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されたＮＤフィルタによって構成されてい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制限する請求項５に記載の光量絞り装置と、該光学系によって形成される像を受ける固体撮像素子を有することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＤフィルタの製造方法及びこのＮＤフィルタを有する光量絞り装置及びカメラに関し、特にビデオカメラあるいはスチルビデオカメラ等の撮影系に使用するに適したグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルタの製造方法及びＮＤフィルタ、並びにこれらのＮＤフィルタを有する光量絞り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光量絞り装置は、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、撮影光学系の光路中に設けられており、被写界が明るい場合に光量をより小さく絞り込むように構成されている。
従って、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、絞りのハンチング現象や光の回折の影響も受け易く、像性能の劣化を生じる。
これに対する対策として絞り羽根にフィルム状のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを取りつけて被写界の明るさが同一でも絞りの開口が大きくなる様な工夫をしている。
【０００３】
近年、撮像素子の感度が向上するに従い、前記ＮＤフィルタの濃度を濃くして、光の透過率をさらに低下させ、被写界の明るさが同一でも絞りの開口を大きくする様になっている。
しかしながら、この様にＮＤフィルタの濃度が濃くなると図８に示す様な状態でＮＤフィルタを通過した光ａとＮＤフィルタを通過しない光ｂの光量差が大きく異なり、画面内で明るさが異なる“シェーディング”現象が起きたり、解像度が低下してしまうという欠点がある。この欠点を解決するためにＮＤフィルタの濃度を光軸中心に向かって順次透過率が大となる様な構造を取る必要が出てきている。
【０００４】
因みに図８において、８０６Ａ，８０６Ｂ，８０６Ｃ，８０６Ｄは撮影光学系８０６を構成するレンズ、８０７は固体撮像素子で８０８はローパスフィルタである。
また８１１から８１４は絞り装置を構成する部材で、８１１がＮＤフィルタ、８１２と８１３が対向的に移動する絞り羽根で、２枚の絞り羽根は略菱形の開口を形成する。ＮＤフィルタは普通、絞り羽根に接着されている。８１４は絞り羽根支持板である。
【０００５】
一般的にＮＤフィルタの作製方法としては、フィルム状をなす材料（セルロースアセテート、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、塩化ビニル等）中に光を吸収する有機色素または顔料を混ぜ、練り込むタイプのものと、前記材料に光を吸収する有機色素または顔料を塗布するタイプのものがある。
これらの製造方法では、濃度が均一なフィルタは作製可能であるが、同一フィルタ内で濃度が変化するタイプのフィルタ（グラデーションフィルタ）は作製が著しく困難である。
【０００６】
このような濃度可変タイプ（グラデーションタイプ）のＮＤフィルタに関して、本発明者らは、既にマイクロ写真法による濃度可変タイプ（グラデーションタイプ）のＮＤフィルタの作製方法等を提案している（特許文献１〜３参照）。
また、グラデーションフィルタの製造方法として、真空蒸着法により楕円形グラデーションフィルタを製造するようにしたものもある（特許文献４参照）。
さらに、上記高画質対応の対策として、単一濃度のＮＤフィルタを複数の絞り羽根に接着して、駆動させることにより、単一濃度フィルタでも複数重なった部分と重ならない部分とから、濃度変化させることを可能としたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特許第２７５４５１８号公報（特開平０５−２８１５９３号公報）
【特許文献２】特許第２７７１０７８号公報（特開平０６−０９５２０８号公報）
【特許文献３】特許第２７７１０８４号公報（特開平０６−１７５１９３号公報）
【特許文献４】特開平１１−３８２０６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１〜３が提案された当時のビデオカメラでは、これらの方法により作製したＮＤフィルタで、画質の向上が図られたが、近年のＣＣＤの更なる高感度化、小型化、高画質対応により特に特殊条件での使用（例えば逆光下での小径絞り状態）において、銀塩粒子による光の散乱による影響により画質が劣化してしまうことがある。
【０００９】
また、上記特許文献４に記載されたグラデーションフィルタの製造方法では、微少領域（例えば３ｍｍの範囲で透過率３％から８０％までの変化等）での濃度変化ができない欠点がある。
さらに、上記した従来例における単一濃度のＮＤフィルタを複数の絞り羽根に接着して、駆動させることにより、単一濃度フィルタでも複数重なった部分と重ならない部分とから、濃度変化させる方法では、ＮＤフィルタの枚数が増えることによるコストアップ、及び絞り羽根に複数枚ＮＤフィルタが存在することにより厚くなってしまい、近年の小型・省スペース化に対応できない等の課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、各濃度において分光特性がフラットなグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルタの製造方法、並びにこれらのＮＤフィルタを有し光量の均一性の向上を図ることができる光量絞り装置及びカメラを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、つぎのように構成したＮＤフィルタの製造方法及びこのＮＤフィルタを有する光量絞り装置及びカメラを提供するものである。
本発明のＮＤフィルタの製造方法は、成膜工程中、マスクで膜材料の一部を遮蔽することによって基板上にグラデーション濃度分布を形成するＮＤフィルタの製造方法であって、マスクが開口部と、マスク面となす角度の調節が可能な遮蔽板とを有し、そのマスクと基板とを一体的に公転させて基板を成膜することを特徴としている。
また、本発明の光量絞り装置やカメラは、上記ＮＤフィルタの製造方法によって製造されたＮＤフィルタを用いることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明するが、本発明はこれらの具体的な実施形態によって何ら限定されるものではない。
図１は本実施の形態に用いるスリットマスクの斜視図及び側断面図であり、図２は、本実施の形態に係るグラデーションＮＤフィルタの製造方法に用いられる真空蒸着装置の要部を示す側断面図である。
図１に示すスリットマスク２には、スリット部（開口部）５の長手（長辺）側の両端部に、上部遮蔽板３と下部遮蔽板４を配置したものが３ヶ所設けられている。遮蔽板３，４はマスク面となす角度が変更可能に構成されている。
【００１３】
図２に示す真空蒸着装置には、チャンバー２１内に蒸着源（膜源）２２と、図１に示すマスク２と密着させたフィルタ基板１を支持するドーム２３が設けられている。マスク２は、遮蔽板３，４が公転の方向と直交する方向に並ぶように基板１に一体的に固定している。蒸着源２２は、ドーム２３が回転する中心ではなく、ドーム２３の回転の中心から外れた位置に設置している。このような構造により、ドーム２３上のある１つの基板が一周する際に、蒸着源２２から基板に蒸着される物質の入射角度が、回転位置により変化する。
【００１４】
この原理を利用し、図１に示したマスク２を用いて、蒸着源から基板に蒸着される物質の入射角度を変化させることにより、図３に示すような透過率が中央で一定の部分と、その両端に向かって濃度分布を持った部分を有するグラデーションＮＤフィルタを作製することができる。例えば、このようにして作製したグラデーションＮＤフィルタを、図示のように略三角形の形状に切りぬき、その後、この切りぬいたフィルター６０１を絞り羽根６０２に貼って図６のような状態として使用する。
【００１５】
真空蒸着法を用いスリット型マスクを基板と一体的にドーム上を公転させてグラデーションフィルタを成膜する方式として、図９に示すように基板とマスクとの間にスペースを設けたスリットマスクを用いる方法もある。この方式の場合、基板とマスクとの間にスペースを作り出す治具を用いて挟まなくてはならないという手間を必要とする。またこの方式は、回転方向に対称（図３の状態において上下対称）のグラデーションしか作成できない。
これに対して、本実施形態のマスクを用いれば、基板１とマスク２を密着させてもグラデーションを作成できるので、治具を使用する必要も無く、遮蔽板の角度を調整するだけで濃度分布を制御することが可能となる。また、スリット部５のそれぞれの端部で独立して遮光板の角度調節ができるため、回転方向に非対称のグラデーションも作成できる。
【００１６】
このように本実施形態のＮＤフィルタの製造方法によれば、基板１とマスク２との間にスペースを作り出すための治具等を必要とせず、遮蔽板３，４の角度を調整するだけで濃度分布を制御することができる。その結果、各濃度において分光特性がフラットなグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルタが製造可能となる。そして、この製造方法で製造したＮＤフィルタをカメラ等の光量絞り装置に採用すれば、光量の均一性が向上し、高画質化に対応することが可能となる。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
本実施例においては、グラデーションＮＤフィルタ作製に際して、基板として材質膜厚７５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いた。これを用いた理由は、ＰＥＴは耐熱性（ガラス転移点Ｔｇ）が高く、また可視域の波長域で透明性が高く、吸収率が低いためである。
硬質膜形成物質としては、図７に示すように、Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＸＯＹを交互に積層していき、最表層にＭｇＦ２を成膜した。フィルタ濃度としては、均一蒸着時Ｄ＝０．５（透過率３１．６２％）の成膜条件で行った。
【００１８】
その際、図４、図５に示すように、遮蔽板上側（上部遮蔽板）、遮蔽板下側（下部遮蔽板）それぞれにおいて、グラデーションが作製出来る角度範囲を調査する為の実験を行った。遮蔽板幅３ｍｍ、遮蔽板角度３０°・４５°・９０°の３段階の角度とし、その時それぞれの透過率を測定した。測定は透過濃度計を用い、測定ポイントは図３でいうと中央部分を上から下へ０．５ｍｍ間隔で送り、総距離２．５ｍｍの６点を測定した。
【００１９】
その結果、遮蔽板上側は図４に示すように、遮蔽板角度３０°〜４５°で濃度変化の異なる透過率を得られた。これに対して、遮蔽板角度９０°ではグラデーションは出来るが、透過率が均一な部分が広く、濃度が変化する距離は短く、急激に変化する傾向がみられた。
【００２０】
一方遮蔽板下側は、遮蔽板角度４５°〜９０°で濃度変化の異なる透過率を得られた。これに対して、遮蔽板角度３０°では蒸着面がドームを一周するうち、ほとんどの時間を遮蔽板に遮られてしまいグラデーションどころか、ほぼ単濃度に近い分布であった。
【００２１】
以上により、遮蔽板上側３０°〜４５°、遮蔽板下側４５°〜９０°の範囲で角度を組み合わせ蒸着することにより、透過率が中央で一定の部分と、その両端に向かって濃度分布を持った部分を有するグラデーションＮＤフィルタの作製が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、基板とマスクとの間にスペースを作り出すための治具等を必要とせず、遮蔽板の角度を調整するだけで濃度分布を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態および実施例に用いるスリットマスクの斜視図。
【図２】本発明の実施の形態および実施例に係るグラデーションＮＤフィルタの製造方法に用いられる真空蒸着装置の側断面図。
【図３】上記製造方法で製造されたグラデーションＮＤフィルタを示す図。
【図４】本発明の実施例における遮蔽板上側（上部遮蔽板）における透過率の測定結果を示す図。
【図５】本発明の実施例における遮蔽板下側（下部遮蔽板）における透過率の測定結果を示す図。
【図６】本発明で得られたグラデーションＮＤフィルタを絞り羽根に取り付けた状態を示す斜視図。
【図７】本発明の実施例における蒸着ＮＤフィルタの膜構成を示す図。
【図８】従来技術を説明するためのビデオカメラに使用される撮影光学系を表わした図。
【図９】スリット型マスク方式による場合の基板とスリット型マスクの関係を説明するための図。
【符号の説明】
２：スリットマスク
３：上部遮蔽板
４：下部遮蔽板
５：スリット部
６０１：ＮＤフィルタ
６０２：絞り羽根
８０６：撮影光学系
８０７：固体撮像素子
８０８：ローパスフィルタ
【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８】
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【図９】
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