(57)【要約】【課題】光量絞りが摺動する際に、ＮＤフィルタの表面に発生する傷を抑制する。【解決手段】基板３１上に反射率を低下させるための反射防止膜の誘電体膜Ａｌ2Ｏ3膜３２と可視光吸収膜であるＴｉＯｙ膜３３が交互に積層する。そして、第１０層のＴｉＯｙ膜３３上の第１１層には保護膜としてＭｇＦ2膜３４が積層する。このＭｇＦ2膜３４は低屈折材料であり、反射防止効果を向上させるために配置していると共に、ＭｇＦ2膜３４が水分や酸素を透過し難い保護膜としても作用しており、高温、高湿下における透過率特性の安定性を確保する。更に、このＭｇＦ2膜３４上の第１２層にはケイ素酸化物から成る硬質の保護膜であるＳｉＯｘ膜３５が積層することにより、１２層構成のＮＤフィルタ膜３６を得ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板上に、金属酸化物から成る金属酸化物層と、誘電体膜との複数層の膜とを積層したＮＤフィルタにおいて、最表層であるＮ層目はケイ素酸化物とし、（Ｎ−１）層目はＭｇＦ２とし、前記Ｎ層目のケイ素酸化物の膜厚を物理膜厚で１０ｎｍ以上としたことを特徴とするＮＤフィルタ。
【請求項２】
前記Ｎ層目及び前記（Ｎ−１）層目の合計膜厚を、光学膜厚ｎ×ｄ（ｎは屈折率、ｄは物理膜厚）において、波長５００ｎｍの光の１／８波長以上で波長６００ｎｍの光の１／２波長以下とした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Ｎ層目及び前記（Ｎ−１）層目の合計膜厚を、光学膜厚ｎ×ｄ（ｎは屈折率、ｄは物理膜厚）において、波長５００ｎｍの光の１／４波長以上で波長６００ｎｍの光の１／４波長以下とした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】
前記金属酸化物層をチタン酸化物としたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタ。
【請求項５】
前記ＮＤフィルタは全面が一様な濃度を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタ。
【請求項６】
前記ＮＤフィルタは透過光量が段階的に変化する濃度分布を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタ。
【請求項７】
前記ＮＤフィルタは透過光量が連続的に変化する濃度分布を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタ。
【請求項８】
開口を形成するための絞り羽根と、前記開口を通過する光量を調節する請求項１〜７の何れか１つの請求項に記載のＮＤフィルタを備えたことを特徴とする光量絞り装置。
【請求項９】
光学系と、該光学系を通過する光量を制限する請求項８に記載の光量絞り装置と、前記光学系によって受光面上に像が形成される固体撮像素子とを有することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ或いはスチルビデオカメラ等の撮影系に使用するのに適したＮＤフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のビデオカメラ等においては、光量を調節するための光量絞り装置を有しているものが知られており、この光量絞り装置においては、通常では開閉動作する一対の絞り羽根が用いられている。しかし、特に高輝度被写体に対しては、絞り開口部が小さくなり過ぎると回折による解像力の劣化が生ずる。
【０００３】
そのため、絞り開口部の大きさが小さくなり過ぎることを防止するために、光量調節部材として光減衰膜から成るＮＤ（Neutral Density）フィルタ等を用いて、通過光量を減少させることにより画質低下を防止している。具体的には、絞り羽根の一部に別部材から成るＮＤフィルタを接着することにより、被写体が高輝度の時に絞り開口部を極端に小さくなるまで絞り込まなくとも、ＮＤフィルタにより通過光量を減少するようにしている。
【０００４】
この種の光量絞り装置を備えたビデオカメラ、スチルカメラ等の光学機器においては、小型化・薄型化の要求が強く、必然的に光学機器内に配置される光量絞り装置の小型化・薄型化も要求されている。特に、カメラの薄型化つまり撮影光学系の光軸方向での小型化を図る場合には、光量絞り装置からＣＣＤ等の固体撮像素子までの距離や、光量調節装置からレンズ駆動源までの距離を短縮する必要がある。同時に、光量絞り装置の厚みである光軸方向における長さも短くする必要がある。
【０００５】
このような光軸方向における省スペース化を達成するために、ＮＤフィルタの基板にはガラス基材を使用せずに、セルロースアセテート、ＰＥＴ、塩化ビニル等の合成樹脂材料が用いられている。そして、この合成樹脂材料中に光を吸収する有機色素又は顔料を混入させ、練り込みフィルム状に加工したＮＤフィルタが使用されてきた。
【０００６】
しかし、最近ではＰＥＴやＰＥＮ等から成るフィルム状の合成樹脂基板の表面に、蒸着法等により光吸収性を有する材料と、反射率を低下させるための材料を積層することにより、蒸着膜を形成したものが一般的に使用されるようになってきた。
【０００７】
上述の絞り羽根に貼り付けられたＮＤフィルタは、被写体の明暗に応じて露光量を制御するために絞り羽根及び絞り羽根支持板の間を摺動することになる。しかし、その際にＮＤフィルタは他方の絞り羽根や絞り羽根支持板と擦れ合い、ＮＤフィルタの表面に傷が付いてしまう。この傷は特に合成樹脂材料中に光を吸収する有機色素又は顔料を混入させて練り込むタイプのもので顕著に発生しているものであるが、合成樹脂基板上に蒸着膜を形成するタイプのものでも傷が生じてしまう。近年では、撮像素子の感度が向上するに従い、このＮＤフィルタの表面に付いた傷が原因で、解像度が低下してしまうという問題が発生している。
【０００８】
そこで、上述したＮＤフィルタの表面に生ずる傷を抑制するために様々な対策が提案されている。例えば、特許文献１においては、ＮＤフィルタ板を２枚の地板の間に独立して配置し、各地板のＮＤフィルタ板と対向する面に、化学エッチング或いはエンボス加工等により段差を形成している。これにより、ＮＤフィルタの露光開口を覆う有効領域に接触させることなく、ＮＤフィルタを取り付けた部材を摺動させるようにしている。
【０００９】
また、特許文献２においては、ＮＤフィルタを有する絞り羽根に対して突起状のガイドレールを形成する方法が開示されている。この方法では、光量絞りの摺動時に絞り羽根支持板に対して、ＮＤフィルタの露光開口を覆う有効領域に接触させることなく、ＮＤフィルタ取り付け部材を摺動させるようにしている。
【００１０】
更に特許文献３においては、ＮＤフィルタの最表面に硬質膜として反射防止効果も高いＭｇＦ2膜やＳｉＯ2膜を使用することが開示されている。特許文献４においては、湿式成膜法により合成樹脂基材上に反射防止膜を成膜する方法が開示されており、成膜した反射防止膜が合成樹脂基材と比較して硬質性を向上させるものとなっている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１７３１３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４８５６号公報
【特許文献３】特開平１０−１３３２５３号公報
【特許文献４】特開２００２−２７７６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を採用した場合には、シャッタ羽根を配置するための第１羽根室とＮＤフィルタを配置するための第２羽根室を分割するための地板が１枚追加され、薄型化を行う際には好ましくない。また、これらの方法で地板面内に段差を形成する際には、薄型化に対応したμｍオーダの高い寸法精度を有する段差面を形成しなければならず、極めて困難な作業を要することになり工程の複雑化は避けられない。
【００１３】
また特許文献２に示すように、ＮＤフィルタを有する絞り羽根に対して突起状のガイドレールを形成する方法を採用した場合には、ガイドレールの高さに関してＮＤフィルタ自体の厚さの他に、ＮＤフィルタ自体の反り量等も考慮しなければならない。そして、接触しないだけの余裕を持たせた寸法に設定する必要があり、結果として光軸方向の厚みが増し、装置の薄型化が困難なものになる。
【００１４】
一方、特許文献３に記載されている最表面に硬質膜を形成する方法では、硬質膜として反射防止効果の高いＭｇＦ2膜を使用した場合には、摺動時に発生するＮＤフィルタの表面に傷の発生低減に効果が見られる。しかし、近年におけるＣＣＤの更なる高感度化により、ＭｇＦ2膜の表面上に発生する光量絞り摺動による僅かな摺動痕が問題となりつつあり、表面保護膜として今まで以上の傷付き防止機能を要求されるようになっている。
【００１５】
最表層にＳｉＯ2膜を用いた場合には、光量絞り摺動時の傷の発生に関しては大きな効果が見られる。しかし、このＳｉＯ2膜は酸素や水分を透過し易いため下層の金属酸化膜が酸化され易く、高温高湿による耐環境性試験で透過率の変化が大きく、透過率の安定性が不十分である。
【００１６】
また、特許文献４に記載されている方法においては、合成樹脂基材表面の硬質性を向上させたものであり、薄膜で形成されたＮＤフィルタの表面の硬質性向上は想定していない。
【００１７】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、摺動により他の部材と擦れた際に、ＮＤフィルタ表面に発生する傷を抑制できるＮＤフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係るＮＤフィルタの技術的特徴は、プラスチック基板上に、金属酸化物から成る金属酸化物層と、誘電体膜との複数層の膜とを積層したＮＤフィルタにおいて、最表層であるＮ層目はケイ素酸化物とし、（Ｎ−１）層目はＭｇＦ2とし、前記Ｎ層目のケイ素酸化物の膜厚を物理膜厚で１０ｎｍ以上としたことにある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るＮＤフィルタによれば、ＮＤフィルタと他部材との摺動によるＮＤフィルタの表面の傷の発生を防止することができる。
【００２０】
更に、この膜構成により減光効果のある金属酸化膜の酸化を抑制することができるため、高温高湿中等の耐環境特性が良好に保たれる。同時に、表面反射を低く抑えることができる。
【００２１】
また、このようなＮＤフィルタを使用した光量絞り装置やカメラに使用すると、解像度の低下を抑制し高画質化に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本実施例における撮影光学系の構成図を示し、レンズ１、光量絞り装置２、レンズ３〜５、ローパスフィルタ６、ＣＣＤ等から成る固体撮像素子７が順次に配列されている。光量絞り装置２においては、絞り羽根支持板８に一対の絞り羽根９ａ、９ｂが可動に取り付けられている。絞り羽根９ａには、絞り羽根９ａ、９ｂにより形成される略菱形形状の開口部を通過する光量を減光するためのＮＤフィルタ１０が接着されている。
【００２４】
図２はこのＮＤフィルタ１０を製造するための成膜装置におけるチャンバの構成図を示している。チャンバ２１内には、蒸着源２２、回転可能な蒸着傘２３が設けられ、この蒸着傘２３には成膜部位に開口部を設けたマスクと合成樹脂基板をセットした基板治具２４が設けられている。蒸着傘２３に固定された基板は、この蒸着傘２３と共に回転し成膜が行われる。また、蒸着傘２３にはイオンプレーティング法を用いる際にプラズマを発生させるためのマッチングボックス２５、ＲＦ電源２６、ＤＣ電源２５が接続されている。
【００２５】
この成膜装置は真空蒸着法、イオンプレーティングの両方の成膜方式により膜形成ができるように構成されている。ＮＤフィルタ１０を形成する蒸着面は、ＮＤフィルタ膜の表面が蒸着源２２に対向するように蒸着傘２３に備え付けられ、Ｚ軸を中心にこの蒸着傘２３と共に基板冶具２４が回転し成膜が行われる。
【００２６】
図３は本実施例におけるＮＤフィルタ１０を構成する１２層から成る膜構成図を示している。例えば、厚さ１００μｍの透明なＰＥＴ樹脂から成るフィルム状の合成樹脂基板３１上には、真空蒸着法を用いてＡｌ2Ｏ3膜３２とＴｉＯｙ膜３３を交互に積層する。第１、３、５、７、９層には、反射率を低下させるための反射防止膜として誘電体膜であるＡｌ2Ｏ3膜３２を配置し、反射率は蒸着時にモニタリングすることにより、Ａｌ2Ｏ3膜３２の膜厚を制御して反射率を小さくすることが可能である。また、第２、４、６、８、１０層には可視光を吸収する金属酸化物層から成る可視光吸収膜として、チタン酸化物であるＴｉＯｙ膜３３を配置しており、透過率はＴｉＯｙ膜３３の総膜厚によって変化し、総膜厚が厚くなるに従い透過率は低下する。
【００２７】
また、４００〜７００ｎｍの波長範囲内での透過率のニュートラル性はＴｉＯｙ膜３３の組成のｙの数値によって変化し、ｙの数値を適切に選択することにより、透過率分布はニュートラルとなる。好ましいｙの数値は０．５以上〜２未満の範囲であり、ｙ＝１．２以下のとき約５５０ｎｍの波長を境界として低波長の透過率が低くなるように傾く現象がある。また、ｙ＝１．２以上のときは逆に低波長の透過率が高くなるように傾く。このため、蒸着時に透過率をモニタリングすることにより、透過率をニュートラルにすることが好ましい。
【００２８】
そして、第１０層のＴｉＯｙ膜３３上の第１１層には、保護膜としてイオンプレーティング法を用いてＭｇＦ2膜３４を積層する。このＭｇＦ2膜３４は低屈折材料であり、反射防止効果を向上させるために配置していると共に、ＭｇＦ2膜３４が水分や酸素を透過し難い保護膜としても作用しており、高温、高湿下における透過率特性の安定性を確保するものとなっている。
【００２９】
更に、このＭｇＦ2膜３４上の第１２層には、真空蒸着法を用いてケイ素酸化物から成る硬質の保護膜であるＳｉＯｘ膜３５を積層することにより、１２層構成のＮＤフィルタ膜３６を得ることができる。
【００３０】
積層膜のうち、ＭｇＦ2膜３４を除く金属酸化物、ケイ素酸化物を含む誘電体膜は、真空蒸着法、イオンプレーティング法等を用いて成膜することが可能である。ただし、ＭｇＦ2膜３４を形成する場合には、十分な密着性と環境安定性を確保するために、イオンプレーティング法を用いることが好ましい。具体的には、特許文献５に記載されているような方法等により、ＭｇＦ2を蒸着源２２から蒸発させると共に、蒸着傘２３を介して供給される高周波電力によってチャンバ２１内にプラズマを発生させることで、蒸発させたＭｇＦ2粒子をイオン化する。更に、印加するバイアス電圧として、自己バイアス及び重畳するパルスバイアスを適切に制御することによりイオン化させたＭｇＦ2粒子を合成樹脂基板に析出させて成膜を行う方法等を採ることが好適である。
【００３１】
本実施例においては、基板３１にフィルム状のＰＥＴ樹脂を用いたが、ＰＥＮ等の樹脂を用いてもよい。また、この基板３１の板厚は、ＮＤフィルタ１０としての剛性を保持しながら、可能な限り薄く形成することが好ましい。具体的には、その厚さとして２００μｍ以下とすることが望ましい。更に好ましくは、５０〜１００μｍの範囲とすることがよい。また、本実施例におけるＮＤフィルタ膜３６は１２層構成としたが、その層数は適宜増減させることができる。
【００３２】
また、本実施例のように、最表層のＳｉＯｘ膜３５を真空蒸着法を用いてＮＤフィルタ１０の所望の表面全体に薄膜として形成するためには、ＳｉＯｘ膜３５の膜厚を、物理膜厚で少なくとも１０ｎｍ以上成膜することが必要である。このＳｉＯｘ膜３５はｘの数値を適切に設定することにより、ＭｇＦ2に次ぐ低屈折材料となる。また、モース硬度の値がＭｇＦ2と比較して大きく、引っかきに対してはＭｇＦ2よりも強く、光量絞り部材の摺動に対して傷が付き難いという利点がある。ＳｉＯｘ膜３５のｘの数値は１＜ｘ≦２となるようにすることが好ましく、更に好ましくは１．５≦ｘ≦２となるようにすることがよい。
【００３３】
本実施例では、ＳｉＯｘ膜３５を光学膜厚ｎ×ｄ（ただし：ｎは屈折率、ｄは物理膜厚）で１／８λ（λ＝５４０ｎｍ）、ＭｇＦ2膜３４を光学膜厚ｎ×ｄで１／８λ（λ＝５４０ｎｍ）とする。
【００３４】
また、ＳｉＯｘ膜３５とＭｇＦ2膜３４の合計膜厚が、光学膜厚ｎ×ｄで１／４λ（λ＝５４０ｎｍ）となるように成膜した。ＳｉＯｘ膜３５とＭｇＦ2膜３４の合計膜厚は可視光領域の波長に対する反射防止効果を向上させるために、光学膜厚ｎ×ｄで６２ｎｍ（λ＝５００ｎｍの光の１／８λ）以上、３００ｎｍ（λ＝６００ｎｍの光の１／２λ）以下であることが好ましい。更に、ＳｉＯｘ膜３５とＭｇＦ2膜３４の合計膜厚が、光学膜厚ｎ×ｄで１２５ｎｍ（λ＝５００ｎｍの光の１／４λ）以上、１５０ｎｍ（λ＝６００ｎｍの光の１／４λ）以下であることが望ましい。
【００３５】
図４、図５は上述の方法により得られたＮＤフィルタ１０における分光特性の一例を示している。図４に示すように、本実施例において作製されたＮＤフィルタ１０の透過率はλ＝４００〜７００ｎｍにおいて各波長における透過率のばらつきが少なく、平坦性に優れたものである。また、図５に示すように反射率は上述の波長範囲において十分低い値を示しており、ＮＤフィルタ１０として十分許容できるものである。また、後述する摺動試験及び環境安定性試験を行ったが問題なかった。
【００３６】
このようにして成膜したＮＤフィルタ膜３６は、成膜面内で濃度が均一な単濃度膜であり、具体的には濃度が約０．６、つまり透過率が約２５．１％である。
【００３７】
【特許文献５】特開２００３−１６６０４７号公報
【実施例２】
【００３８】
実施例１においては、ＳｉＯｘ膜３５、ＭｇＦ2膜３４の光学膜厚をそれぞれ１／８λとした。実施例２においては、ＳｉＯｘ膜３５の光学膜厚を１／１６λ、ＭｇＦ2膜３４の光学膜厚を３／１６λとし、ＳｉＯｘ膜３５とＭｇＦ2膜３４の合計膜厚が、光学膜厚ｎ×ｄで１／４λとなるようにした。なお、成膜方法は実施例１と同様とし、成膜したＮＤフィルタ膜３６は成膜面の濃度が均一な単濃度膜とし、濃度も実施例１と同一である。更に、実施例１と同様に後述する摺動試験及び環境安定性試験を行ったが、実施例１と同様にＮＤフィルタ膜３６の表面の傷は発生せず、環境安定性も問題なかった。
【００３９】
更に、比較例１として、図６に示すように第１〜１０層までは実施例１、２と同様に成膜し、最表層にイオンプレーティング法によりＭｇＦ2膜３４を光学膜厚ｎ×ｄで１／４λとなるようにし、ＮＤフィルタ膜３７を成膜した。このＭｇＦ2膜３４以外の膜については真空蒸着法により成膜し、成膜したＮＤフィルタ膜３７は実施例１、２と同様に蒸着面の濃度が均一な単濃度膜とした。
【００４０】
そして、実施例１、２と同様の摺動試験を行った結果、ＮＤフィルタ膜３７の表面には僅かではあるが絞り羽根とＮＤフィルタ１０との接触軌道上に傷が発生していた。実施例１、２と同様の環境安定性試験を行った結果、平均透過率変化が０．７％となっており、高温、高湿下における透過率特性の安定性に問題はないが、上述したようにＮＤフィルタ膜３７の表面に傷が発生するという問題が発生する。
【００４１】
比較例２としては、図７に示すように第１〜１０層までは実施例１、２と同様に成膜し、最表層にＳｉＯｘ膜３５（ｘ＝２）を光学膜厚ｎ×ｄで１／４λとなるようにし、ＮＤフィルタ膜３８を成膜した。本比較例２では全ての膜を真空蒸着法にて成膜し、ＮＤフィルタ膜３８は実施例１、２と同様に蒸着面の濃度が均一な単濃度膜とした。
【００４２】
そして、実施例１、２と同様の摺動試験を行った結果、ＮＤフィルタ膜３８の表面には傷が発生していなかった。また、実施例１、２と同様の環境安定性試験を行った結果、平均透過率変化が２．３％と無視できない変化を起こしており、環境安定性が悪いという問題が発生した。
【００４３】
表１は実施例１、２において成膜したＮＤフィルタ１０を評価するために実施した摺動試験及び環境安定性試験の結果を示している。摺動試験としては、基板３１上に形成したＮＤフィルタ膜３６の表面の強度を試験するために、上述の方法により作成したＮＤフィルタ１０を、実際に光量絞り装置２に取り付け、絞りの開閉を２５万回実施し摺動させた。その結果、実施例１、２において作成したＮＤフィルタ膜３６の表面の傷の発生を抑制することができた。
【００４４】
表１
実施例１   実施例２   比較例１   比較例２
ＳｉＯｘ膜の膜厚（光学膜厚） λ／８    λ／１６     ０        λ／４
ＭｇＦ2膜の膜厚（光学膜厚）  λ／８  (３／１６)λ  λ／４      ０
傷の発生                       無        無          有         無
環境安定性                     良        良          良         悪
【００４５】
また、環境安定性試験としてはＮＤフィルタ１０を湿度６０℃、湿度９０％の相対湿度の環境下で２４０時間放置し、４００〜７００ｎｍの波長範囲で放置前後における平均透過率変化を測定した。その結果、実施例１、２のＮＤフィルタ１０の平均透過率変化は０．７％であり、高温、高湿下における透過率特性の安定性を有していた。
【実施例３】
【００４６】
実施例１、２においては、ＮＤフィルタ１０の濃度は均一は単濃度膜としたが、実施例３においては、透過光量の異なる複数の領域を形成する。
【００４７】
図８は２種類の異なる濃度を有するＮＤフィルタ１０の平面図、図９は断面図をそれぞれ示し、ＮＤフィルタ１０のうち、光軸中心に近い領域Ａの濃度が小さく、絞り開口部の縁に近い領域Ｂの濃度が大きくなるように成膜する。
【００４８】
図８、図９に示すように、先ず実施例１、２と同様に厚さ１００μｍの透明なＰＥＴ樹脂から成る基板３１の片面に対して全面に図３と同様の１２層構成のＮＤフィルタ膜３６ａを濃度が０．６となるように成膜する。次に、もう一方の面において、領域Ａに対して図示しないマスクを配置し、ＮＤフィルタ膜３６ａが付着しないようにした後に、領域Ｂに対して図３と同様の１２層構成で濃度が０．６のＮＤフィルタ膜３６ｂを成膜する。更に、領域Ａの基板３１が露出している面に対しては、反射率低減及び表面の硬質性を向上させるために、領域Ｂに対してマスクを施し、例えば図１０に示すようにＳｉＯ2膜４１、Ｔａ2Ｏ5膜４２、ＳｉＯ2膜４３を積層した反射防止膜４４を成膜する。
【００４９】
本実施例３では設計波長はλ＝５４０ｎｍとし、作製されたＮＤフィルタ１０は領域Ａの濃度が約０．６、領域Ｂの濃度が約１．２となる。
【００５０】
なお本実施例３では、ＮＤフィルタ膜３６ａ、３６ｂにおいて、最表層となるＳｉＯｘ膜（実施例３ではｘ＝２）を光学膜厚ｎ×ｄで１／８λ（λ＝５４０ｎｍ）、ＭｇＦ2膜を光学膜厚ｎ×ｄで１／８λ（λ＝５４０ｎｍ）とする。そして、ＳｉＯｘ膜とＭｇＦ2膜の合計膜厚が光学膜厚ｎ×ｄで１／４λ（λ＝５４０ｎｍ）となるように成膜した。
【００５１】
そして、実施例１、２と同様の摺動試験及び環境安定性試験を行った結果、本実施例３におけるＮＤフィルタ膜３６ａ、３６ｂの表面には傷が発生しなかった。環境安定性試験においては、放置前後の領域Ａ及び領域Ｂの平均透過率変化を波長４００〜７００ｎｍの範囲で測定したところ、領域Ａ、Ｂの平均透過率変化がそれぞれ０．７％、０．１％未満となり、高温、高湿下における透過率特性の安定性を有していた。
【実施例４】
【００５２】
実施例１〜３においては、ＮＤフィルタ１０の濃度は単濃度又は２濃度であったが、本実施例４においては、グラデーション濃度分布を有するＮＤフィルタ１０を作成した。
【００５３】
図１１はグラデーション濃度分布を有するＮＤフィルタ１０の平面図、図１２は断面図を示している。実施例１〜３と同様の基板３１の両面に、膜厚を変化させることにより、濃度が順次に小から大に変化するグラデーション濃度を有するＮＤフィルタ膜５１ａ、５１ｂを成膜する。このグラデーション部は特許文献６に開示されているようなマスク面となす角度の調節が可能な遮蔽板を有するマスクを使用し、マスクで蒸着面に対して膜材料の一部を遮蔽することにより、基板３１上にグラデーション濃度分布を形成する方法を用いた。
【００５４】
具体的には濃度が約０．２〜約０．６、つまり透過率が約６３〜２５％へと順次に変化するＮＤフィルタ膜５１ａ、５１ｂ膜を基板３１の両面にそれぞれ成膜し、成膜後の濃度が約０．４〜１．２、つまり透過率が約４０〜６．３％へと順次変化するものとした。ただし、最表層のＳｉＯｘ膜（本実施例ではｘ＝２）及び第１１層のＭｇＦ2膜は、反射防止性をＮＤフィルタ１０の全域で向上させるために遮蔽板を有するマスクを使用しない。最表層となるＳｉＯｘ膜の膜厚は光学膜厚ｎ×ｄで１／８λ（λ＝５４０ｎｍ）、ＭｇＦ2膜の膜厚は光学膜厚ｎ×ｄで１／８λ（λ＝５４０ｎｍ）とする。そして、ＳｉＯｘ膜とＭｇＦ2膜の合計膜厚が光学膜厚ｎ×ｄで１／４λ（λ＝５４０ｎｍ）となるように成膜した。
【００５５】
そして、実施例１、２と同様の摺動試験及び環境安定性試験を行った結果、本実施例４におけるＮＤフィルタ膜５１ａ、５１ｂの表面には傷が発生しなかった。また、環境安定性試験においては、放置前後の平均透過率変化を濃度０．６及び濃度１．２の部位に対してλ＝４００〜７００ｎｍの範囲で測定した。濃度０．６の部位における平均透過率変化が０．７％、濃度１．２の部位における平均透過率変化が０．１％未満となっており、高温、高湿下における透過率特性の安定性を有している。
【００５６】
また、ＮＤフィルタ１０の最表層のＳｉＯｘ膜を、安定した薄膜として形成されるための限界である１０ｎｍの厚みに成膜し、ＮＤフィルタ膜５１ａ、５１ｂ表面の強度を調べる摺動試験で傷の防止効果のあることを別途確認することができた。
【００５７】
反射防止効果を向上させるためには、実施例１〜４に示すように最表層となるＳｉＯｘ膜と、その下面のＭｇＦ2膜との合計膜厚が、光学膜厚ｎ×ｄで１／４λとすることが好適である。
【００５８】
この光学膜厚が１／８λ（λ＝５００ｎｍの光に対して６２ｎｍ）以上、１／２λ（λ＝６００ｎｍの光に対して３００ｎｍ）以下の範囲であれば、ＭｇＦ2膜３４とＳｉＯｘ膜３５が優れた反射防止効果を有し、反射率に大幅な劣化はないことも確認できた。
【００５９】
また、各実施例１〜４において、このように膜厚を変更しても摺動耐久性及び環境安定性にも大幅な変化はない。
【００６０】
反射防止膜の膜厚を上述の範囲の膜厚に成膜したＮＤフィルタ１０は本発明の範囲に含まれる。より好適な膜厚の設定範囲として、最表層となるＳｉＯｘ膜とその下面のＭｇＦ2膜との合計膜厚を光学膜厚ｎ×ｄで、１２５ｎｍ（λ＝５００ｎｍの光の１／４λ）以上、１５０ｎｍ（λ＝６００ｎｍの光の１／４λ）以下とする。これにより、よりばらつきの少ない表面保護膜を成膜することが望ましい。
【００６１】
以上の各実施例で説明したＮＤフィルタを有する光学絞り装置を、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の固体撮像素子上に被写体の像を形成するタイプの撮影装置に適用することにより、良好な性能の光学絞り装置を実現できる。
【００６２】
【特許文献６】特開２００４−１１７４６７号公報
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】撮影光学系の概略図である。
【図２】チャンバの構成図である。
【図３】実施例１におけるＮＤフィルタの膜構成図である。
【図４】ＮＤフィルタの透過率特性のグラフ図である。
【図５】ＮＤフィルタの反射率特性のグラフ図である。
【図６】比較例１におけるＮＤフィルタの膜構成図である。
【図７】比較例２におけるＮＤフィルタの膜構成図である。
【図８】実施例３における２濃度のＮＤフィルタの平面図である。
【図９】実施例３における２濃度のＮＤフィルタの断面図である。
【図１０】実施例３における反射防止膜の膜構成図である。
【図１１】実施例４におけるＮＤフィルタの平面図である。
【図１２】実施例４におけるＮＤフィルタの断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、３〜５  レンズ
２  光量絞り装置
６  ローパスフィルタ
７  固体撮像装置
８  絞り羽根支持板
９ａ、９ｂ  絞り羽根
１０  ＮＤフィルタ
２１  チャンバ
２２  蒸着源
２３  蒸着傘
２４  基板治具
３１  合成樹脂基板
３２  Ａｌ2Ｏ3膜
３３  ＴｉＯｙ膜
３４  ＭｇＦ2膜
３５  ＳｉＯｘ膜
３６、３６ａ、３６ｂ、５１ａ、５１ｂ  ＮＤフィルタ膜
４１、４３  ＳｉＯ2膜
４２  Ｔａ2Ｏ5膜
４４  反射防止膜
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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