特許 5711921 光学フィルタ及びグラデーションＮＤフィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5711921

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】光学フィルタ及びグラデーションＮＤフィルタ

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20150416BHJP

   G03B 9/02 20060101ALI20150416BHJP

   H04N 5/238 20060101ALI20150416BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/00 A

   G03B9/02 A

   H04N5/238

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2010-195580(P2010-195580)

(22)【出願日】2010年9月1日

(65)【公開番号】特開2012-53262(P2012-53262A)

(43)【公開日】2012年3月15日

【審査請求日】2013年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104652

【氏名又は名称】キヤノン電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075948

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 征彦

(74)【代理人】

【識別番号】100181928

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 洋平

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 一雄

(72)【発明者】

【氏名】柳 道男

【審査官】 横川 美穂

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０９４３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７８５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０１１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６２８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７６１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００８９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００８９７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基板の上に、光吸収層と誘電体層を有する積層膜を形成することにより透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配の領域を有する光学フィルタであって、
前記透明基板の一方の面に、前記透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配を有する積層膜によって可視光波長領域の光を制限する第１のＮＤ膜を成膜し、前記透明基板の他方の面に、均一な光学濃度を有する積層膜によって可視光波長領域の光を制限する第２のＮＤ膜を成膜し、
前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜は前記透明基板の一端部に達するまで延設され、かつ前記第１のＮＤ膜は前記透明基板の一端部側に向かうほど光学濃度が低濃度となる光学濃度配向を有し、
前記透明基板の一端部側における前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜の光学濃度を合計した最低光学濃度が０．５以下であって、かつ前記第２のＮＤ膜の光学濃度は０．０５以上であることを特徴とする光学フィルタ。

【請求項2】

前記透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配を有する積層膜の最表層は、略均一の膜厚の誘電体層を成膜することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。

【請求項3】

相対的に駆動されて開口部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した前記開口部の少なくとも一部を覆う位置に貼り付けた請求項１又は２に記載の光学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4】

透明基板と、該透明基板の一方面側に設け透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配の領域を有する第１のＮＤ膜と、該第１のＮＤ膜を設けた部分に対応する前記透明基板の他方面側に設け均一な光学濃度をする第２のＮＤ膜とを備え、
前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜は、前記透明基板の一端部に達するまで延設され、かつ前記第１のＮＤ膜は前記透明基板の一端部側に向かうほど光学濃度が低濃度となる光学濃度配向を有し、
前記透明基板の一端部側における前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜の光学濃度を合計した最低光学濃度が０．５以下であって、かつ前記第２のＮＤ膜の光学濃度は０．０５以上であることを特徴とするグラデーションＮＤフィルタ。

【請求項5】

開口部の大きさを可変する複数の絞り羽根と、請求項４に記載のグラデーションＮＤフィルタとを備えたことを特徴とする光量絞り装置。

【請求項6】

被写体像を光電変換する撮像素子と、請求項３又は５に記載の光量絞り装置を有することを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラ等の撮影装置や光学機器等に使用される光学フィルタ及びグラデーションＮＤフィルタに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器には、光量調節をするための絞り装置が組み込まれている。絞り装置はＣＣＤ等の固体撮像素子に入射する光量を絞り羽根の開閉により調節するものであり、被写界が明るい場合にはより小さく絞り込まれるようになっている。

【0003】

従って、快晴時や高輝度の被写体を撮影する際には、光量を減衰させるために絞りは小絞りとなる。しかし、絞りが小さくなり過ぎると、光束は絞りで回折し、撮影した画像の劣化を引き起こす。また、ＣＣＤ等の撮像素子の高感度化に伴い、更に光量を減衰させることが必要となり、その傾向も顕著になってきている。

【0004】

この問題の対策には、絞り羽根に光量調整部材としてフィルム状のＮＤ（Neutral Density）フィルタを取り付けることにより、絞りの開口が大きいまま光量を減衰させている。具体的には、絞り羽根の一部に接着剤を介してＮＤフィルタを貼り付けることにより、被写体が高輝度の際においても、絞り径が小さくなり過ぎるまで絞り込まずに、絞り開口を一定の大きさに維持している。代りに、ＮＤフィルタを光軸上に位置させることによって、絞りを通過する光量を制限している。

【0005】

更には、光量調節機能の光学濃度勾配を有しているＮＤフィルタを使用し、このＮＤフィルタを光軸上で移動させることにより、更なる光量調節を行うこともある。また、ＮＤフィルタを絞り羽根に貼り付けずに、独立して光学的作用を持たせて構成した種々の絞り装置も提案されている。

【0006】

一般に、上述したような光量調節部材としてのＮＤフィルタは、真空蒸着法等により透明基板上に多層膜を積層したものが用いられている。

【0007】

特許文献１においては、光吸収性を有する１種類の金属酸化物による光吸収膜と、透明な誘電体膜とを交互に積層することにより、平坦な透過率特性と表面反射防止特性と裏面反射防止特性を満たすＮＤフィルタが開示されている。

【0008】

図１５はＮＤフィルタの膜構成図を示し、ＰＥＴ等の透明基板１上にＮＤ膜２が成膜されている。このＮＤ膜２は干渉により反射率を低下させるための反射防止層であるＡｌ₂Ｏ₃膜２ａと、光吸収層であるＴｉＯｘ膜２ｂとを交互に積層している。更に、最表層には低屈折材料であるＭｇＦ₂膜２ｃを光学膜厚ｎ・ｄ（ｎ：屈折率、ｄ：物理膜厚）でλ／４（λ＝５００〜６００ｎｍ）の厚みに蒸着することにより、反射防止効果を向上させている。

【0009】

また、特許文献２においては、光学濃度勾配を有するグラデーションＮＤフィルタの作製方法が開示されている。図１６は光学濃度勾配を有するグラデーションＮＤフィルタの膜構成図を示し、透明基板１上には連続的に各層の膜厚を変化させることにより、光学濃度勾配を有するＮＤ膜３が成膜されている。このＮＤ膜３は図１５に示すＮＤ膜２と同様に、Ａｌ₂Ｏ₃膜３ａ、ＴｉＯｘ膜３ｂが交互に積層されている。

【0010】

また、最表層のＭｇＦ₂膜３ｃは、図１５に示すＭｇＦ₂膜２ｃと同様に、透明基板１の全域に渡り略均一な膜厚とすることにより、Ｘ方向からの表面反射を低減させている。なお、積層構造を形成する材料の組み合わせや各層の膜厚により、透過率の平坦性や反射率が変化するため、必要な特性に合わせて積層構造が設計されている。

【0011】

通常、図１６に示すグラデーションＮＤフィルタにおいては、透明基板１におけるＮＤ膜３の反対面に図１７に示すような反射防止膜４が成膜されている。この反射防止膜４としては低屈折率材料を単層で用いたり、低屈折率、高屈折率、中屈折率材料を積層した多層膜を用いることも可能である。

【0012】

しかし近年では、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像機器の小型化が進み、ＮＤフィルタ等のフィルタの表面における反射光がゴーストの原因となる場合が増加しており、これらのフィルタ表面における反射を抑制する要望が高まってきている。

【0013】

ＮＤ膜３側のＹ方向から膜厚の薄い位置に入射した入射光Ａは、反射防止膜４において反射し、反射防止膜４の最表面、透明基板１と反射防止膜４との界面、反射防止膜４を構成する積層膜の各層界面で干渉し、その反射率はＲａである。

【0014】

ＮＤ膜３の膜厚の異なる位置において入射する入射光Ｂ、Ｃは、透明基板１とＮＤ膜３との界面、ＮＤ膜３の最表面、ＮＤ膜３を構成する積層膜の各層界面で干渉し、その反射率はＲｂ、Ｒｃである。

【0015】

なお、ＮＤ膜３の積層構造は必要な特性に合わせて設計されているが、グラデーションＮＤフィルタにおいては連続的な光学濃度勾配を有するため、位置によってＮＤ膜３の膜厚は異なる。例えば、図１７に示す入射光Ｃの位置において要求特性が得られるように積層構造を設計しても、入射光Ｂの位置ではＮＤ膜３の膜厚が異なり、積層構造の各層の干渉による反射率も変化し、反射率Ｒｂ、Ｒｃが変化することになる。

【0016】

なお通常では、反射防止膜４は透明基板１の全域に渡り均一な膜厚であり、透明基板１の板厚によりＮＤ膜３の反射光と干渉もしないため、反射率Ｒｂ、Ｒｃの差異に影響はない。

【0017】

このように、光学濃度勾配を有するグラデーションＮＤフィルタにおいては、設計位置から外れた位置で反射率が高くなる問題を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】特開２００３−３４４６１２号公報

【特許文献2】特開２００４−６１８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

通常では、吸収層と誘電体層から成る吸収タイプのＮＤフィルタにおいて、透過率の平坦性や反射率は積層する各層の光の干渉で決定する。

【0020】

しかし、光学濃度勾配を有するグラデーションＮＤフィルタにおいては、各層の光の干渉も変化し、低光学濃度部から高光学濃度部に渡って反射率も変化する。この現象はフィルタの表面側から見ても裏面側から見ても同様で、裏面側に反射防止膜を成膜しても、透明基板と積層膜界面での反射は防止することはできず、反射率の高い部分が現れてしまう。

【0021】

本発明の目的は、表裏両面の光の反射率を低減し、ゴーストやフレア等が発生し難い光学フィルタ及びグラデーション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】

【0022】

上記目的を達成するための本発明に係る光学フィルタは、透明基板の上に、光吸収層と誘電体層を有する積層膜を形成することにより透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配の領域を有する光学フィルタであって、前記透明基板の一方の面に、前記透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配を有する積層膜によって可視光波長領域の光を制限する第１のＮＤ膜を成膜し、前記透明基板の他方の面に、均一な光学濃度を有する積層膜によって可視光波長領域の光を制限する第２のＮＤ膜を成膜し、前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜は前記透明基板の一端部に達するまで延設され、かつ前記第１のＮＤ膜は前記透明基板の一端部側に向かうほど光学濃度が低濃度となる光学濃度配向を有し、前記透明基板の一端部側における前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜の光学濃度を合計した最低光学濃度が０．５以下であって、かつ前記第２のＮＤ膜の光学濃度は０．０５以上であることを特徴とする光学フィルタ。
また、本発明に係るグラデーションＮＤフィルタは、透明基板と、該透明基板の一方面側に設け透過光量が連続的に変化する光学濃度勾配の領域を有する第１のＮＤ膜と、該第１のＮＤ膜を設けた部分に対応する前記透明基板の他方面側に設け均一な光学濃度をする第２のＮＤ膜とを備え、前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜は、前記透明基板の一端部に達するまで延設され、かつ前記第１のＮＤ膜は前記透明基板の一端部側に向かうほど光学濃度が低濃度となる光学濃度配向を有し、前記透明基板の一端部側における前記第１のＮＤ膜及び前記第２のＮＤ膜の光学濃度を合計した最低光学濃度が０．５以下であって、かつ前記第２のＮＤ膜の光学濃度は０．０５以上であることを特徴とするグラデーションＮＤフィルタ。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る光学フィルタ及びグラデーションＮＤフィルタによれば、光学濃度勾配を有する領域を設けた面の反対面に、低光学濃度の光学膜を形成して反対面の反射率を低減することにより、ゴースト、フレアの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】ビデオカメラに使用される撮影光学系の概略図である。

【図2】実施例１のグラデーションＮＤフィルタの断面模式図である。

【図3】ＮＤフィルタのゴーストの発生メカニズムの説明図である。

【図4】ＮＤフィルタの反射状態の説明図である。

【図5】蒸着治具の側面図である。

【図6】真空蒸着装置の概略図である。

【図7】グラデーションＮＤフィルタの作製方法の説明図である。

【図8】実施例１のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布と反射率の特性グラフ図である。

【図9】実施例２のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布と反射率の特性グラフ図である。

【図10】実施例３のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布と反射率の特性グラフ図である。

【図11】比較例１のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布と反射率の特性グラフ図である。

【図12】実施例４のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布図である。

【図13】実施例５のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布図である。

【図14】比較例２のグラデーションＮＤフィルタの光学濃度分布図である。

【図15】従来のＮＤフィルタの膜構成図である。

【図16】従来のグラデーションＮＤフィルタの膜構成図である。

【図17】グラデーションＮＤフィルタにおける入射光の干渉の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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】

【0026】

図１は本実施例における撮像装置の撮影光学系の構成図である。光軸上に、前玉レンズ１１、光量絞り装置１２、レンズ１３〜１５、赤外カット機能を有するローパスフィルタ１６、ＣＣＤ等から成り被写体像を光電変換する撮像素子１７が順次に配列されている。光量調節のための光量絞り装置１２は、絞り羽根支持板１８に設け開口部の大きさを可変する一対の絞り部材であり、相対的に駆動される絞り羽根１９ａ、１９ｂが取り付けられている。絞り羽根１９ａにはＮＤフィルタ２０が、開口部の少なくとも一部を覆う位置に貼り付けられている。

【0027】

光量絞り装置１２では、絞り羽根１９ａ、１９ｂにより形成される略菱形形状の開口部を通過する可視光領域の透過光量を、ＮＤフィルタ２０により略均一に減衰させて制限することができる。また、ＮＤフィルタ２０は絞り羽根１９ａに取り付けずに、単独で開口部に対し挿脱することも可能である。

【0028】

このような撮影光学系において、前玉レンズ１１を通過した被写体像は、光量絞り装置１２を介して光量調整がなされ、撮像素子１７の表面に結像して電気信号に変換される。

【0029】

図２はグラデーションＮＤフィルタ２０の断面模式図を示しており、透明基板３１としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いている。しかしＰＥＴ以外にも、透明性及び機械的強度を有するＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド等のフィルム状から成る合成樹脂製基板を使用することも可能である。

【0030】

また透明基板３１の板厚は、ＮＤフィルタ２０としての剛性を保持しつつ、可能な限り薄いことが好ましい。具体的には、厚さ３００μｍ以下とすることが好適であり、より好ましくは２０〜１００μｍである。

【0031】

透明基板３１の一方の第１面には、膜厚を連続的に変化させた第１のＮＤ膜３２の積層膜が成膜され、透明基板３１の他方の第２面には、膜厚が一定で均一な光学濃度を有する第２のＮＤ膜３３の積層膜が成膜されている。

【0032】

第１のＮＤ膜３２としては、透明基板３１側から第１、３、５層に反射防止の役割を果たす誘電体層としてＡｌ₂Ｏ₃膜３２ａと、第２、４、６層に光吸収層としてＴｉＯｘ膜３２ｂとを光学濃度勾配を設けながら交互に積層されている。そして、最表層の第７層目に反射防止層としてＭｇＦ₂膜３２ｃが一定の膜厚で成膜されている。

【0033】

ＮＤフィルタ２０の透過率は、ＴｉＯｘ膜３２ｂの総膜厚によって変化し、総膜厚が厚くなるほど透過率は低下する。また、４００〜７００ｎｍの波長範囲内における透過率の平坦性は、ＴｉＯｘ膜３２ｂのｘ値（０＜ｘ＜２）によって変化し、構成層数や使用材によって適切に選択することにより透過率分布は平坦となる。

【0034】

また、反射防止層としては透明誘電体が使用することができ、可視光波長領域で光吸収性を有する材料が使用でき、実施例のＡｌ₂Ｏ₃の他に、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、ＭｇＦ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｅＯ₂、ＣｅＦ₃、Ｎａ₃ＡｌＦ₆、ＺｎＳ等が使用できる。また、光吸収層としては、実施例のＴｉＯｘの他に、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅ、Ｎｂ等の金属、合金、酸化物が使用可能である。そして、最表層の反射防止層にはＭｇＦ₂以外にも、屈折率が比較的小さいＳｉＯ₂を使用することができる。

【0035】

図３はＮＤフィルタ２０の表面反射によるゴーストの発生メカニズムの説明図であり、撮像光学系を簡略化して図示している。ゴーストの発生の１つの例は、前玉レンズ１１を介して入射した入射光Ｌ１が撮像素子１７面で反射し、その反射光がＮＤフィルタ２０の面で再び反射することにより、反射光Ｌ１’として再び撮像素子１７に入射する。

【0036】

また、別の例として、前玉レンズ１１を介して入射した入射光Ｌ２がＮＤフィルタ２０の面で反射し、その反射光が前玉レンズ１１で反射することにより反射光Ｌ２’として、再び撮像素子１７に入射する場合もある。

【0037】

このように、ＮＤフィルタ２０の両面何れの反射もゴーストの発生の原因となる。このことはＮＤフィルタ２０に限らず、赤外カットフィルタや紫外カットフィルタ等の光学フィルタにおいても同様である。

【0038】

図４は透明基板３１の第２面に、第２のＮＤ膜３３を成膜したことによる反射防止効果の説明図を示している。図４（ａ）に示すグラデーションＮＤフィルタ２０において、第２のＮＤ膜３３側から入射した入射光Ｐ０は、透過率Ｔ１の第２のＮＤ膜３３を透過し、反射率Ｒｂの第１のＮＤ膜３２で反射し、再び第２のＮＤ膜３３を透過する。第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３間の多重反射を無視すると、第１のＮＤ膜３２の裏面反射強度Ｒ２はＲ２＝Ｐ０・Ｔ１・Ｒｂ・Ｔ１となる。

【0039】

ここで、図４（ｂ）に示すように、第２のＮＤ膜３３の代りに透過率Ｔ２の反射防止膜３４を成膜すると、第１のＮＤ膜３２の裏面反射強度Ｒ４はＲ４＝Ｐ０・Ｔ２・Ｒｂ・Ｔ２となる。例えば、Ｔ１＝６３％、Ｔ２＝９５％とすると、２つの裏面反射強度Ｒ２、Ｒ４は、Ｒ２＝Ｐ０・Ｒｂ・０．４、Ｒ４＝Ｐ０・Ｒｂ・０．９となり、大きな差が生ずる。

【0040】

本実施例１においては、真空蒸着法によりグラデーションＮＤフィルタ２０を作製されているが、真空蒸着法以外のスパッタ法、イオンプレーティング法等により作製することもできる。

【0041】

グラデーションＮＤフィルタ２０の作製に際しては、先ず、図５に示すように蒸着治具４１に透明基板３１を固定し、図示しないスペーサを介して透明基板３１と間隔を設けて蒸着マスク４２を配置する。

【0042】

図６はＮＤフィルタ２０を製造するための真空蒸着装置の概略図を示し、蒸着チャンバ４３内には回転自在な回転ドーム４４が設けられ、この回転ドーム４４にＮＤフィルタ２０の基材となる透明基板３１を保持した蒸着治具４１が配置されている。また、蒸着チャンバ４３内には、蒸着するＮＤ膜の材料となる蒸着源４５が設けられている。蒸着チャンバ４３の上部には蒸着膜の膜厚を測定するための光学モニタ４６が配置されている。

【0043】

そして、透明基板３１を取り付けた蒸着治具４１を蒸着チャンバ４３の回転ドーム４４に配置し、蒸着チャンバ４３内を真空にする。続いて、蒸着チャンバ４３内の回転ドーム４４を回転させながら、蒸着源４５を加熱し、図７（ａ）に示すように、図２に示すＡｌ₂Ｏ₃膜３２ａ、ＴｉＯｘ膜３２ｂを順次に蒸着する。この際に、必要な材料は蒸着源４５に配置され、必要に応じ切換えられる。

【0044】

また、透明基板３１と蒸着マスク４２の間隔が離れているため、積層したＡｌ₂Ｏ₃膜３２ａとＴｉＯｘ膜３２ｂの膜厚には膜厚分布が生じ、これにより第１のＮＤ膜３２の光学濃度勾配を形成することができる。この状態において、第６層目のＴｉＯｘ膜３２ｂまで成膜する。

【0045】

第６層のＴｉＯｘ膜３２ｂの成膜が終了すると、一旦蒸着チャンバ４３の真空を開放し、蒸着マスク４２を取り外した後に、再度蒸着チャンバ４３内の真空引きを行う。そして、図７（ｂ）に示すように透明基板３１全面にＭｇＦ₂膜３２ｃを成膜する。蒸着マスク４２を取り外したことにより、最表層であるＭｇＦ₂膜３２ｃの膜厚は全面に渡り均一な膜厚となる。

【0046】

第１のＮＤ膜３２の成膜が完了すると、蒸着チャンバ４３から一旦蒸着治具４１を取り出す。続いて、図７（ｃ）に示すように、第１のＮＤ膜３２が積層された透明基板３１を裏返して蒸着治具４１に配置し、別の蒸着マスク４７を蒸着チャンバ４３に配置し、蒸着チャンバ４３を真空引きし、図２に示す第２のＮＤ膜３３を成膜する。

【0047】

第２のＮＤ膜３３の成膜が完了すると、蒸着チャンバ４３から透明基板３１を取り出し、図７（ｄ）に示すように透明基板３１上に形成された複数のグラデーションＮＤフィルタ２０を個々の形状に外形をプレス抜きする。

【0048】

図８（ａ）は上述の方法により作製したＮＤフィルタ２０の断面図を示している。透明基板３１の第１面に最低光学濃度０〜最高光学濃度１．２の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜し、第１のＮＤ膜３２の対向面である第２面に均一濃度で光学濃度０．２の第２のＮＤ膜３３を成膜している。

【0049】

図８（ｂ）はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．２、最高光学濃度は１．４である。図８（ｃ）は第１のＮＤ膜３２側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率、図８（ｄ）は第２のＮＤ膜３３側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率を示している。

【実施例2】

【0050】

実施例２においては、図９（ａ）に示すように、透明基板３１の第１面に最低光学濃度０．１５〜最高光学濃度１．３５の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜し、対向面である第２面に均一濃度で光学濃度０．０５の第２のＮＤ膜３３を成膜している。

【0051】

図９（ｂ）はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．２、最高光学濃度が１．４である。

【0052】

図９（ｃ）は第１のＮＤ膜３２側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率、図９（ｄ）は第２のＮＤ膜３３側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率を示している。

【実施例3】

【0053】

実施例３においては、図１０（ａ）に示すように、透明基板３１の第１面に最低光学濃度０．１〜最高光学濃度１．３の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜し、対向面である第２面に均一濃度で光学濃度０．１の第２のＮＤ膜３３を成膜している。

【0054】

図１０（ｂ）はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．２、最高光学濃度が１．４である。

【0055】

図１０（ｃ）は第１のＮＤ膜３２側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率を、図１０（ｄ）は第２のＮＤ膜３３側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率を示している。
[比較例１]
比較例１においては、図１１（ａ）に示すように、透明基板３１の第１面に最低光学濃度０．２〜最高光学濃度１．４の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜している。また、対向面である第２面に第２のＮＤ膜３３の代りにＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の交互層から成る４層の反射防止膜３４を成膜している。

【0056】

図１１（ｂ）はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と反射防止膜３４の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．２、最高光学濃度が１．４である。

【0057】

図１１（ｃ）は第１のＮＤ膜３２側の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率を、図１１（ｄ）は反射防止膜３４の低光学濃度部、高光学濃度部、その中間部の反射率を示している。

【0058】

表１は実施例１〜３及び比較例１で作製したグラデーションＮＤフィルタ２０をビデオカメラに組み込み、画像評価を行った結果を示している。

【0059】

透明基板３１の第２面に成膜する均一濃度の第２のＮＤ膜３３の光学濃度が高い方がゴーストが目立たなくなり、光学濃度０．０５でも反射防止膜３４より改善効果が見られた。これは実施例１〜３の第２のＮＤ膜３３の反射率が、比較例１と比べて大幅に低減されているためと考えられる。

【0060】

しかし、第２面に均一濃度の第２のＮＤ膜３３を形成すると、第１面の第１のＮＤ膜３２側の低光学濃度部の光学濃度を０としても、第２のＮＤ膜３３の光学濃度が実質的に最低光学濃度となり、この最低光学濃度が高くなるほどシェーディングが発生し易くなる。シェーディングとはＮＤフィルタの先端部が絞り開口内に存在する半掛かりの状態で、ＮＤフィルタの光学濃度の濃い部分とＮＤフィルタの無い部分ができるため、光学濃度の濃い部分が影になり、撮影画像に光量むらが出る現象である。

【実施例4】

【0061】

実施例４においては、透明基板３１の第１面に最低光学濃度０．２〜最高光学濃度１．２の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜し、対向面である第２面に均一濃度で光学濃度０．２の第２のＮＤ膜３３を成膜している。

【0062】

図１２はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．４、最高光学濃度が１．４である。

【実施例5】

【0063】

実施例５においては、透明基板３１の第１面に最低光学濃度０．２〜最高光学濃度１．１の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜し、対向面である第２面に均一濃度で光学濃度０．３の第２のＮＤ膜３３を成膜している。

【0064】

図１３はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．５、最高光学濃度が１．４である。
[比較例２]
比較例２においては、透明基板３１の第１面に最低光学濃度０．２〜最高光学濃度１．０の光学濃度勾配を有する第１のＮＤ膜３２を成膜し、対向面である第２面に均一濃度で光学濃度０．４の第２のＮＤ膜３３を成膜している。

【0065】

図１４はこのグラデーションＮＤフィルタ２０の光学濃度分布図を示し、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の合計の光学濃度は、最低光学濃度が０．６、最高光学濃度が１．４である。

【0066】

表２は実施例４、５及び比較例２で作製した最低光学濃度の光学濃度を変えたグラデーションＮＤフィルタをそれぞれビデオカメラに組み込み、実際の撮影画像からＮＤフィルタの最低光学濃度とシェーディングの相関を実験的に調べた結果を示している。

【0067】

この結果から、第１のＮＤ膜３２と第２のＮＤ膜３３の光学濃度を合計した最低光学濃度が、０．６以上ではシェーディングが目立つ結果となり、グラデーションＮＤフィルタ２０においては、最低光学濃度は０．５以下が好ましいと云える。

【0068】

従って、光学フィルタの内、グラデーションＮＤフィルタでは第２のＮＤ膜３３の光学濃度は０．０５以上であり、最低光学濃度部の光学濃度は０．５以下であることが特に好ましい。

【符号の説明】

【0069】

１１ 前玉レンズ
１２ 光量絞り装置
１３〜１５ レンズ
１６ ローパスフィルタ
１７ 撮像素子
１８ 絞り羽根支持板
１９ａ、１９ｂ 絞り羽根
２０ ＮＤフィルタ
３１ 透明基板
３２ 第１のＮＤ膜
３２ａ Ａｌ₂Ｏ₃膜
３２ｂ ＴｉＯｘ膜
３２ｃ ＭｇＦ₂膜
３３ 第２のＮＤ膜
３４ 反射防止膜
４１ 蒸着治具
４２、４７ 蒸着マスク
４３ 蒸着装置
４４ 回転ドーム
４５ 蒸着源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図7】