(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ基板上に略楕円形の金属薄膜が中心部から外周部に向かって透過率が無段階に高くなるように形成された楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法において、前記金属薄膜を真空蒸着法により形成する方法であって、
真空雰囲気中において、前記フィルタ基板を、蒸着源の蒸発飛来方向と直交する平面に対して所定角度傾斜させて固定配置するとともに、所定のマスキングパターンが形成されたマスク板を、前記フィルタ基板よりも前記蒸着源側において該フィルタ基板と所定角度をなすように配置して回転させ、
この状態で、前記蒸着源を蒸発させて前記フィルタ基板上に略楕円形の金属薄膜を蒸着形成し、該金属薄膜の中心濃度が所要濃度の約１／２になった時点で前記フィルタ基板を１８０°回転させ、
その後、前記蒸着源を再度蒸発させて前記中心濃度が所要濃度になるように金属薄膜を蒸着形成することを特徴とする楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記金属薄膜が蒸着形成された前記フィルタ基板上に、前記金属薄膜を被覆する保護膜を形成することを特徴とする請求項１記載の楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法、特にその金属薄膜を真空蒸着法により形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レンズを透過した照明光は、光軸上においては明るいが光軸から離れるにしたがって徐々に暗くなる。このため従来より、グラデーションＮＤフィルタを用いることにより、照明光の明るさの均一化を図る工夫がなされている。図６に示すように、このグラデーションＮＤフィルタ１００は、フィルタ基板１０６上に金属薄膜１０８が中心部から外周部に向かって透過率が無段階に高くなるように形成されたＮＤフィルタであって、上記金属薄膜１０８は一般に真円形状に形成されている。
【０００３】
近年、横長のブラウン管が多く用いられるようになってきているが、このようなブラウン管と対向する位置にグラデーションＮＤフィルタを配置してそのブラウン管からの光の明るさを均一化しようとする場合には、従来のような真円形グラデーションＮＤフィルタではなく、ブラウン管形状に近い楕円形グラデーションＮＤフィルタを用いるのが好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、楕円形グラデーションＮＤフィルタを、真円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法と同じ方法で製造することは困難である。
【０００５】
すなわち、真円形グラデーションＮＤフィルタは、一般に図７に示すような真空蒸着法により形成される。この真空蒸着法は、真空雰囲気中において、フィルタ基板１０６および所定のマスキングパターンが形成されたマスク板１０４を、蒸着源１０２側にマスク板１０４が位置するようにして平行に近接配置し、フィルタ基板１０６を回転させた状態で、蒸着源１０２を蒸発させることにより、フィルタ基板１０６上に真円形の金属薄膜１０８を蒸着形成するようになっている。
【０００６】
この真空蒸着法では、フィルタ基板１０６上に形成される上記マスキングパターンの投影像（図６に２点鎖線で示す投影像Ｉ′）が該フィルタ基板１０６に対して相対回転して濃度が徐変する金属薄膜１０８が形成されるので、該金属薄膜１０８を真円形以外の形状に蒸着形成することはできない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、厚みが徐々に変化する楕円形の金属薄膜を真空蒸着法により精度良く形成することができる楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法は、フィルタ基板およびマスク板の配置に工夫を施すとともに、フィルタ基板ではなくマスク板を回転させて蒸着を行うようにすることにより、上記目的達成を図るものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、フィルタ基板上に略楕円形の金属薄膜が中心部から外周部に向かって透過率が無段階に高くなるように形成された楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法において、前記金属薄膜を真空蒸着法により形成する方法であって、
真空雰囲気内において、前記フィルタ基板を、蒸着源の蒸発飛来方向と直交する平面に対して所定角度傾斜させて固定配置するとともに、所定のマスキングパターンが形成されたマスク板を、前記フィルタ基板よりも前記蒸着源側において該フィルタ基板と所定角度をなすように配置して回転させ、
この状態で、前記蒸着源を蒸発させて前記フィルタ基板上に略楕円形の金属薄膜を蒸着形成し、該金属薄膜の中心濃度が所要濃度の約１／２になった時点で前記フィルタ基板を１８０°回転させ、
その後、前記蒸着源を再度蒸発させて前記中心濃度が所要濃度になるように金属薄膜を蒸着形成することを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記金属薄膜が蒸着形成された前記フィルタ基板上に、前記金属薄膜を被覆する保護膜を形成するのが耐候性を高めるために好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る楕円形グラデーション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。
【００１１】
この真空蒸着装置１０は、ベルジャ型の真空蒸着装置であって、そのチャンバＣ内に、蒸着源２を支持する蒸着源支持部１２と、マスク板４を支持するマスク板支持部１４と、フィルタ基板６を支持するフィルタ基板支持部１６とが設けられてなっている。
【００１２】
上記蒸着源支持部１２は、チャンバＣの中心鉛直軸線Ａｘ上に透光部１８ａが形成された水平板１８と、この水平板１８上の中心鉛直軸線Ａｘから所定距離離れた位置において蒸着源２を収容するようにして載置されたハース２０とを備えてなっている。そして、蒸着の際には、ハース２０内の蒸着源２に電子ビームを照射して該蒸着源２を蒸発せしめるようになっている。上記蒸着源２としては、可視域でフラットな透過率特性を有するインコーネル、あるいは、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ等の金属が用いられる。
【００１３】
上記マスク板支持部１４は、上記中心鉛直軸線Ａｘ回りに回転可能に設けられたディスク部材２２と、このディスク部材２２の中心開口部に支持リング２４を介して支持された円錐台状の筒状ヤトイ２６とを備えてなり、この筒状ヤトイ２６の上端部に上記マスク板４が水平に取り付けられるようになっている。
【００１４】
このマスク板４は、マスキングパターン４ａが形成された円板状部材であって、そのマスキングパターン４ａは、図２に示すように、マスク板４にその中心位置Ｏ′から９０°間隔で放射状に延びる４つの木の葉状開口部を形成することにより構成されている。そして、上記ディスク部材２２を回転させることにより、上記蒸着源２から蒸発してマスク板４に飛来する蒸発金属を、その中心部で多く該中心部から外周部に向かって徐々に少なくなる態様で該マスク板４を透過させるようになっている。その際、蒸発金属を所期の濃度分布で透過させるためには、マスク板４の中心位置Ｏ′が中心鉛直軸線Ａｘと一致していることが必要であることから、上記ディスク部材２２は、中心鉛直軸線Ａｘと直交する方向に微調整移動可能に構成されている。
【００１５】
上記フィルタ基板支持部１６は、チャンバＣの天井部２８において中心鉛直軸線Ａｘ上に装着された筒状部材３０と、この筒状部材３０にブラケット３２を介して連結された四角ヤトイ３４と、この四角ヤトイ３４に装着されたリング状のフィルタ基板支持枠３６とを備えてなり、このフィルタ基板支持枠３６に上記フィルタ基板６が取り付けられるようになっている。
【００１６】
このフィルタ基板６は円板状透明部材であり、フィルタ基板支持枠３６に取り付けられた状態でその中心位置Ｏが蒸着源２とマスク板４の中心位置Ｏ′とを結ぶ直線上に位置するとともに蒸着源２の蒸発飛来方向と直交する平面に対して傾斜（水平面に対しては５３°傾斜）するようになっている。
【００１７】
本実施形態に係る真空蒸着装置１０においては、さらに、水平板１８の中心鉛直軸線Ａｘ上に筒状部材３８が装着されており、該水平板１８の下方には、ミラー４０および光源４２が設けられている。そして、光源４２からの光をミラー４０で上方へ反射させてこれを水平板１８の透孔部１８ａおよび筒状部材３８を透してマスク板４に照射し、さらにこれを筒状部材３０を透して天井部２８の上方から観察することにより、マスク板４の中心位置Ｏ′が中心鉛直軸線Ａｘと一致していることを確認し、一致していない場合には上記ディスク部材２２を中心鉛直軸線Ａｘと直交する方向に微調整移動させて一致させるようになっている。
【００１８】
次に、上記真空蒸着装置１０を用いてフィルタ基板６に金属薄膜を蒸着形成する方法について説明する。
まず、フィルタ基板６を、フィルタ基板支持枠３６を介して四角ヤトイ３４に装着することにより、蒸着源２の蒸発飛来方向と直交する平面に対して傾斜させて固定配置するとともに、マスク板４をその中心位置Ｏ′が中心鉛直軸線Ａｘと一致するようにして筒状ヤトイ２６の上端部に取り付ける。そして、チャンバＣ内を真空引きして１０-3Ｐａ程度の真空状態にした後、ディスク部材２２を中心鉛直軸線Ａｘ回りに回転させる。
【００１９】
この状態で、蒸着源２を蒸発させると、蒸着源２からマスク板４に飛来した蒸発金属はマスキングパターン４ａの開口部形状に従って該マスク板４を透過し、図３に２点鎖線で示すような投影像Ｉとして蒸着形成されるが、マスク板４は中心鉛直軸線Ａｘ回りに回転しているので、フィルタ基板６上には上記投影像Ｉが周方向に累積されて破線で示すような略楕円形の輪郭を有する金属薄膜８が蒸着形成される。この金属薄膜８は、その中心位置Ｏから放射方向いずれの方向に関しても外周部に向かって透過率が無段階に高くなるように形成されたものとなる。
【００２０】
しかしながら、仮にこのまま金属薄膜８の中心濃度（中心位置Ｏにおける濃度）が所要濃度になるまで蒸着形成を行ってしまうと、中心位置Ｏから外周部への透過率の変化の割合が中心位置Ｏからの向きによって異なったものとなってしまう。すなわち、図３に破線で示すように、金属薄膜８の輪郭は上下非対称の疑似楕円形であるため、中心位置Ｏから外周部への透過率の変化の割合は、図５に示すように上半部において下半部よりも緩やかなものとなってしまう。なお、同図において示す曲線は、Ｏ−Ｖが上半部、Ｏ−Ｖ´が下半部、Ｏ−Ｈが右半部、Ｏ−Ｈ´が左半部の透過率変化を示す曲線である。
【００２１】
本実施形態においては、上記金属薄膜８の中心濃度が所要濃度の約１／２になった時点で一旦蒸着形成を中断する。この中断は、図示しないシャッタを用いて行うことができる。そして、フィルタ基板６をフィルタ基板支持枠３６と共に四角ヤトイ３４に対して１８０°回転させ、その後、蒸着源２を再度蒸発させて中心濃度が所要濃度になるように金属薄膜８を蒸着形成する。
【００２２】
このようにして形成された金属薄膜８は、その上半部と下半部とで濃度変化のアンバランスが相殺されるので、図４に示すように、中心位置Ｏから外周部への透過率の変化の割合が、上半部と下半部とで略等しいものとなる。
上記金属薄膜８を蒸着形成したまま放置すると、該金属薄膜８上に酸化膜が形成されてしまい、楕円形グラデーションＮＤフィルタの透過率が経時変化により所期の値よりも高くなってしまう。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、上記金属薄膜８が蒸着形成されたフィルタ基板６上に、該金属薄膜８を被覆する保護膜を蒸着形成する。この保護膜の蒸着形成は、マスク板４を外し、上記蒸着源２の近傍に配置された別の蒸着源（図示せず）を蒸発させることにより形成する。その際の蒸着源としては、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ、ＭｇＦ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等を用いることができる。
【００２４】
以上詳述したように、本実施形態に係る楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法は、金属薄膜を真空蒸着法により形成するに当たり、真空雰囲気内において、フィルタ基板６を、蒸着源２の蒸発飛来方向と直交する平面に対して傾斜させて固定配置するとともに、マスキングパターン４ａが形成されたマスク板４を、フィルタ基板６よりも蒸着源２側において該フィルタ基板６と所定角度をなすように配置して回転させ、この状態で、蒸着源２を蒸発させてフィルタ基板６上に金属薄膜８を蒸着形成するようになっているので、略楕円形の金属薄膜８を形成することができる。しかも、その際、金属薄膜８の中心濃度が所要濃度の約１／２になった時点でフィルタ基板６を１８０°回転させ、その後、蒸着源２を再度蒸発させて中心濃度が所要濃度になるように金属薄膜８を蒸着形成するようになっているので、金属薄膜８の中心部から外周部への透過率の変化の割合を、該金属薄膜８の中心位置Ｏに関して略点対称に設定することができ、これにより楕円形グラデーションＮＤフィルタとしての機能を確実に発揮させることができる。
【００２５】
しかも、本実施形態においては、金属薄膜８が蒸着形成されたフィルタ基板６上に、金属薄膜８を被覆する保護膜を蒸着形成するようになっているので、該金属薄膜８上に酸化膜が形成されて楕円形グラデーションＮＤフィルタの透過率が経時変化により所期の値よりも高くなってしまうのを未然に防止することができる。
【００２６】
上記実施形態において、フィルタ基板６を固定配置する際の傾斜角度を適宜変更して蒸着を行うようにすれば、長軸および短軸の長さ比の異なる金属薄膜を有する楕円形グラデーションＮＤフィルタを得ることができる。
なお、上記実施形態においては保護膜を真空蒸着法を用いて形成しているが、この保護膜はスパッタリング法やイオンプレーティング法等の他の膜形成方法を用いて形成することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る楕円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法は、金属薄膜を真空蒸着法により形成するに当たり、真空雰囲気内において、フィルタ基板を、蒸着源の蒸発飛来方向と直交する平面に対して所定角度傾斜させて固定配置するとともに、所定のマスキングパターンが形成されたマスク板を、フィルタ基板よりも蒸着源側において該フィルタ基板と所定角度をなすように配置して回転させ、この状態で、蒸着源を蒸発させてフィルタ基板上に金属薄膜を蒸着形成し、金属薄膜の中心濃度が所要濃度の約１／２になった時点でフィルタ基板を１８０°回転させ、その後、蒸着源を再度蒸発させて中心濃度が所要濃度になるように金属薄膜を蒸着形成するようになっているので、略楕円形の金属薄膜を精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る楕円形グラデーション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
【図２】上記製造方法に用いられるマスク板を、図１のII方向矢視で示す図
【図３】図１のIII 方向矢視図
【図４】上記製造方法で製造された楕円形グラデーションＮＤフィルタの透過率分布を示すグラフ
【図５】上記製造方法とは異なる方法で製造された楕円形グラデーションＮＤフィルタの透過率分布を示すグラフ
【図６】真円形グラデーションＮＤフィルタおよびその透過率分布を示す図
【図７】真円形グラデーションＮＤフィルタの製造方法を示す、図１と同様の図
【符号の説明】
２  蒸着源
４  マスク板
４ａ  マスキングパターン
６  フィルタ基板
８  金属薄膜
１０  真空蒸着装置
１２  蒸着源支持部
１４  マスク板支持部
１６  フィルタ基板支持部
１８  水平板
１８ａ  透光部
２０  ハース
２２  ディスク部材
２４  支持リング
２６  筒状ヤトイ
２８  天井部
３０  筒状部材
３２  ブラケット
３４  四角ヤトイ
３６  フィルタ基板支持枠
３８  筒状部材
４０  ミラー
４２  光源
Ａｘ  中心鉛直軸線
Ｃ  チャンバ
Ｉ、Ｉ′  投影像
Ｏ  フィルタ基板の中心位置
Ｏ′  マスク板の中心位置
【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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