JP2003322709A

JP2003322709A - 薄膜型ｎｄフィルター

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Publication number: JP2003322709A
Application number: JP2002128689A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 隆渡辺; Shunichi Kajitani; 俊一梶谷; Makoto Ito; 真伊藤; Satohiko Memesawa; 聡彦目々澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】長期に亘って安定した分光特性を有するＮＤ
フィルターを提供することを目的とする。また、多数の
濃度または連続的に変化する減衰率を有する薄膜型ＮＤ
フィルターを容易に且つ一体化して供給可能とするＮＤ
フィルターの構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターは、
光透過性の基板上に１層以上の透明誘電体膜と低級金属
窒化膜とが積層形成されてなることを特徴とする。ま
た、本発明に係る他の薄膜型ＮＤフィルター６１は、光
透過性の基板６２上に１層以上の透明誘電体膜６３ａ，
６３ｂ，６３ｃと光吸収膜６４ａ，６４ｂとが積層形成
されてなる薄膜型ＮＤフィルターであって、上記透明誘
電体膜６３ａ，６３ｂ，６３ｃは同一膜内において略等
しい膜厚を有し、上記光吸収膜６４ａ，６４ｂは同一膜
内において異なる膜厚を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学薄膜からなる
薄膜型ＮＤフィルター(Neutral Density filter)と、そ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ビデオカメラにおいては、被写体輝
度が高すぎる場合には、例えばＣＣＤ（Charge Couple
d Device）等の感光面へ所定量以上の光量が入射しな
いように絞りを最小径に絞ってメカニカルな構造で対応
していた。しかし、絞りの最小径を小さくしすぎると光
の干渉により解像度が劣化する問題があり、通常はＮＤ
フィルターを装着して解像度を落とさないで入射光量を
規制する方法が用いられている。

【０００３】このようなＮＤフィルターは、可視全域に
亘って分光特性が均一であるという特性が求められる。
この特性を実現するものとしては薄膜型のＮＤフィルタ
ーが知られており、例えば特開平５−９３８１１号公報
においては、Ｔｉ，ＣｒまたはＮｉのいずれかの材料か
らなる金属膜と、ＭｇＦ_２，ＳｉＯ_２のいずれかからな
る誘電体膜とを積層したＮＤフィルターが開示されてい
る。また、特開平７−６３９１５号公報には、２種類以
上の金属酸化物を用いた技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のＮＤフィルターは、最適設計することにより可視全域
に亘って分光特性が均一な特性を得ることができるが、
吸収層としてＴｉ，Ｃｒ，Ｎｉ等からなる数ｎｍ〜十数
ｎｍの厚みの金属膜、または吸収がある金属酸化膜を、
ＳｉＯ_２等からなる誘電体膜と積層した構造を有してい
る。このため、８０℃程度の環境下においては上述した
金属膜または吸収がある金属酸化膜の酸化が進み、透過
率が使用初期の値と比べて大きくなるため、被写体輝度
が高くなってしまうという問題がある。

【０００５】したがって、使用環境に因らず、長期に亘
って安定した分光特性を有するＮＤフィルターは、未だ
確立されていないのが現状である。

【０００６】また、ＮＤフィルターは、均一な分光特性
の他に複数の透過率を減衰させる機能が求められる。例
えば、ＮＤフィルターなしの場合の透過率を１００％と
すると、１濃度の透過率は３２％、２濃度の透過率は１
０％、３濃度の透過率は３．３％などのように複数の透
過率を実現すること機能が求められる。従来、このよう
な機能を有する構造は、ＮＤフィルターを１枚、２枚、
３枚と貼り合わせることにより作製されている。すなわ
ち、例えば図２３及び図２４に示すように第１のＮＤフ
ィルター１０１、第２のＮＤフィルター１０２、第３の
ＮＤフィルター１０３を透明フィルム基板１０４を介し
てベース１０５に貼り合わせることにより作製されてい
る。ここで、図２４は図２３中の線分Ｘ−Ｘ'における
断面図である。

【０００７】このような構造の場合、図２４に示す位置
に入射した光線１乃至光線４は、光線１はその光路上に
ＮＤフィルターが存在しないためＮＤフィルターを透過
することはなく、光線２は第１のＮＤフィルター１０１
を透過し、光線３は第１のＮＤフィルター１０１及び第
２のＮＤフィルター１０２を透過し、光線４は第１のＮ
Ｄフィルター１０１、第２のＮＤフィルター１０２及び
第３のＮＤフィルター１０３を透過することとなる。こ
のときの各光線の透過率は例えば図２５のようになり、
複数の透過率を実現することができる。

【０００８】しかしながら、このように複数のＮＤフィ
ルターを貼り合わせて精度良くＮＤフィルターを作製す
るのは、非常に手間がかかる作業である。

【０００９】また、最近では、ビデオカメラ等の小型化
及び高性能化の観点からＮＤフィルターの一体化及び濃
度数の増大が望まれている。

【００１０】したがって、本発明は、従来の問題点に鑑
みて創案されたものであり、長期に亘って安定した分光
特性を有するＮＤフィルターを提供することを目的とす
る。

【００１１】また、本発明の他の目的は、多数の濃度ま
たは連続的に変化する減衰率を有する薄膜型ＮＤフィル
ターを容易に且つ一体化して供給可能とするＮＤフィル
ターの構造及びその製造方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成する本
発明に係る薄膜型ＮＤフィルターは、光透過性の基板上
に１層以上の透明誘電体膜と低級金属窒化膜とが積層形
成されてなることを特徴とするものである。

【００１３】以上のように構成された本発明に係る薄膜
型ＮＤフィルターでは、所望の透過率を得るための光吸
収層として低級金属窒化膜を使用しているため、光吸収
層が酸化されにくい。これにより、光吸収層の酸化によ
る透過率の変化が抑制され、長期間に亘って分光特性が
均一なものとされる。

【００１４】また、以上の目的を達成する本発明に係る
薄膜型ＮＤフィルターは、光透過性の基板上に１層以上
の透明誘電体膜と光吸収膜とが積層形成されてなる薄膜
型ＮＤフィルターであって、透明誘電体膜は同一膜内に
おいて略等しい膜厚を有し、光吸収膜は同一膜内におい
て異なる膜厚を有することを特徴とするものである。

【００１５】以上のように構成された本発明に係る薄膜
型ＮＤフィルターにおいては、多濃度または連続的に変
化する減衰率を有する薄膜型ＮＤフィルターを１枚の基
板上に一体形成することができる。

【００１６】また、本発明に係る薄膜型ＮＤフィルター
の製造方法は、光透過性の基板上に１層以上の透明誘電
体膜と光吸収膜とが積層形成されてなる薄膜型ＮＤフィ
ルターの製造方法であって、１層以上の透明誘電体膜を
同一膜内において略等しい膜厚に形成する工程と、光吸
収膜を同一膜内において異なる膜厚を有するように形成
する工程とを有することを特徴とするものである。

【００１７】以上のような本発明に係る薄膜型ＮＤフィ
ルターの製造方法では、多濃度または連続的に変化する
減衰率を有する薄膜型ＮＤフィルターを容易に且つ確実
に１枚の基板上に一体形成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の記述に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて適宜変更可能である。

【００１９】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルター(Neutr
al Density filter)は、光透過性の基板上に、１層以上
の透明誘電体膜と、低級金属窒化膜とが積層形成されて
なることを特徴とするものである。

【００２０】図１に本発明に係る薄膜型ＮＤフィルター
の一例の要部断面図を示す。本発明に係る薄膜型ＮＤフ
ィルター１（以下、単にＮＤフィルター１と呼ぶ。）
は、光透過性の基板２上に、光学多層体３が設けられて
なるものである。

【００２１】光透過性の基板２は、光透過性を有するも
のであれば特に材料が限定されることがなく、種々のも
のを用いることが可能である。このような基板として
は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポ
リカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポ
リエチレンサルファイド（ＰＥＳ）等の高分子ポリマー
系材料からなるフィルム基板や薄膜ガラス基板等を用い
ることができる。なお、生産効率の観点からは、後述す
るロールコーティングが可能となる可撓性を有する基板
が好ましい。可撓性のある基板は、従来のガラス基板等
に比べて廉価・軽量・変形性に富むという点においても
優れている。

【００２２】光学多層体３は、一層以上の透明誘電体膜
４と、光吸収膜５とが積層形成されてなるものである。
その層数は、特に限定されるものではなく任意である
が、図１においては、透明誘電体膜４が３層、光吸収膜
５が２層の５層構造としている。

【００２３】透明誘電体膜４は、透明な誘電体からなる
薄膜であり、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、
Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３等の材料により構成することが
できる。そして、これらの透明誘電体膜４は、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ等の金属ターゲットを用いたリア
クティブスパッタリングにより形成することができ、Ｎ
Ｄフィルターの使用帯域、すなわち例えば波長４００ｎ
ｍ〜７００ｎｍ程度の通常可視光域で消衰ｋがｋ＜０．
１となるように形成される。

【００２４】透明誘電体膜４の各層の厚みは特に限定さ
れるものではなく、これらの総体としての光学多層体３
がＮＤフィルターの使用帯域、すなわち例えば波長４０
０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の通常可視光域で所定の光量減
衰率を有するように、且つＮＤフィルターの使用帯域に
おいて略平坦な透過率の減衰特性を有するように、光吸
収膜の各層の厚みとともに調整して予め決められる。す
なわち、上述したような材料を適当に選択し、各層の膜
厚を最適設定して透明誘電体膜４を構成することによ
り、ＮＤフィルターの使用帯域において所望の透過率及
び略平坦な透過率の減衰特性を備えたＮＤフィルターを
得ることができる。

【００２５】光吸収膜５は、低級窒化金属膜によりなる
ものである。そして、このような低級窒化金属膜は、例
えばＴｉＮ_ｘ、ＮｂＮ_ｘ、ＴａＮ_ｘ、ＡｌＮ_ｘ等の低級
窒化物をリアクティブスパッタリングにより成膜するこ
とで形成され、ＮＤフィルターの使用帯域、すなわち例
えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の通常可視光域で
消衰ｋが１以上となるように形成される。

【００２６】通常、光吸収膜は、透明誘電体膜と当接さ
れて積層されるため透明誘電体膜の酸化物からの酸化を
受け易い。そして、透明誘電体膜が酸化されることによ
り、透明誘電体膜の透過率が変化してしまい、ＮＤフィ
ルターの使用帯域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７
００ｎｍ程度の通常可視光域において透過率が大きくな
ってしまう。そして、光吸収膜の透過率が変化しまうと
ＮＤフィルター自体の分光特性が変化してしまい、長期
間に亘って安定して均一な分光特性を有するＮＤフィル
ターを構成することができない。

【００２７】そこで、ＮＤフィルター１においては、光
吸収膜５を低級窒化金属膜により構成する。低級窒化金
属膜は、酸化物を有する層と当接して積層した場合にお
いても、該酸化物からの影響を受けにくく、酸化しにく
い。したがって、光吸収膜５を低級窒化金属膜により構
成することにより、光吸収膜５は該光吸収膜５に当接し
て積層された透明誘電体膜４の酸化物からの酸化を受け
にくく、酸化しにくい光吸収膜を構成することができ
る。すなわち、透過率の変化が抑制された光吸収膜を構
成することができる。これにより、例えば８０℃程度の
高温環境においても酸化が抑制され、透過率の変化が抑
制された光吸収膜５を構成することが可能であり、安定
して均一な分光特性を有するＮＤフィルターを構成する
ことができる。したがって、ＮＤフィルター１において
は、光吸収膜５を低級窒化金属膜により構成すること
で、長期間に亘って安定して均一な分光特性を有するＮ
Ｄフィルターが実現されている。

【００２８】このような低級窒化金属膜からなる光吸収
膜５の各層の厚みは、これらの総体としての光学多層体
３が、ＮＤフィルターの使用帯域、すなわち例えば波長
４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の通常可視光域で所定の光
量減衰率、すなわち所定の透過率を有するように透明誘
電体膜４の各層の厚みとともに調整して予め決められ
る。すなわち、上述したような材料を適当に選択し、各
層の膜厚を最適設定して光吸収膜５を構成することによ
り、ＮＤフィルターの使用帯域において所望の透過率及
び略平坦な透過率の減衰特性を備えたＮＤフィルターを
得ることができる。

【００２９】そして、光透過性の基板２上に、上述した
１層以上の透明誘電体膜４と、上述した光吸収膜５とを
積層形成して構成した光学多層体３を形成することによ
り、ＮＤフィルターの使用帯域、すなわち例えば波長４
００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光域において略平坦な
透過率の減衰特性を有し、且つ長期間に亘って安定して
均一な分光特性を有するＮＤフィルターを実現すること
ができる。

【００３０】本発明に係るＮＤフィルターの具体的な例
を図２に示す。図２に示すＮＤフィルター１１の構成は
以下の通りである。また、ＮＤフィルター１１の透過率
特性を図３に示す。

【００３１】ＮＤフィルター１１の構成光透過性基板：ＰＥＴ基板（厚み１８８μｍ）

【００３２】なお、各膜の複素屈折率の、実部ｎ及び消
衰係数ｋは以下のような条件で設計した。

【００３３】各膜の設計条件ＳｉＯ_２：ｎ＝１．４７、ｋ＝０（波長４００ｎｍ）ｎ＝１．４６、ｋ＝０（波長５５０ｎｍ）ｎ＝１．４６、ｋ＝０（波長７００ｎｍ）ＮｂＮ_ｘ：ｎ＝２．２３、ｋ＝１．９３（波長４００ｎｍ）ｎ＝２．５２、ｋ＝２．３７（波長５５０ｎｍ）ｎ＝２．７８、ｋ＝２．７１（波長７００ｎｍ）Ｎｂ_２Ｏ_５：ｎ＝２．５１、ｋ＝０（波長４００ｎｍ）ｎ＝２．３１、ｋ＝０（波長５５０ｎｍ）ｎ＝２．２６、ｋ＝０（波長７００ｎｍ）

【００３４】以上のように構成されたＮＤフィルター１
１においては、従来のＮＤフィルターとは異なり、光吸
収膜が窒化されているため、該光吸収膜は当接して積層
された透明誘電体の酸化物からの酸化を受けにくく、例
えば８０℃程度の高温環境においても分光透過率の変化
が少ないものとされている。

【００３５】また、図４に、ＮＤフィルター１１の２つ
のサンプル、サンプル−１及びサンプル−２に対して高
温試験を行った後の透過率変化量を示す。高温試験は、
ＮＤフィルター１１を８０℃で４８時間保持することに
より行った。図４から、通常のＮＤフィルターの使用帯
域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の
可視光域においての透過率の変化量が非常に少なく、且
つ上記の範囲において略平坦な透過率の減衰特性が実現
されていることが判る。

【００３６】また、比較として、図５に示すような従来
の吸収を持つ金属酸化膜を用いたＮＤフィルター２１に
対して上記と同様にして高温試験を行った後の透過率変
化量を図７に示す。そして、図６に示すようなＮｂとＳ
ｉＯ_２との積層構造からなる光学多層体を用いたＮＤフ
ィルター３１について上記と同様にして高温試験を行っ
た後の透過率変化量を図８に示す。なお、ＮＤフィルタ
ー２１及びＮＤフィルター３１の構成は以下の通りであ
る。

【００３７】ＮＤフィルター２１の構成光透過性基板：ＰＥＴ基板（厚み１８８μｍ）

【００３８】各膜の複素屈折率の、実部ｎ及び消衰係数
ｋは以下のような条件で設計した。

【００３９】ＮＤフィルター２１の各膜の設計条件Ｔｉ：ｎ＝１．８９、ｋ＝２．６ＴｉＯ_ｘ：ｎ＝２．２、ｋ＝１．９７ＴｉＯ_２：ｎ＝２．３９、ｋ＝０ＳｉＯ_２：ｎ＝１．４６、ｋ＝０

【００４０】ＮＤフィルター３１の構成光透過性基板：ＰＥＴ基板（厚み１８８μｍ）

【００４１】各膜の複素屈折率の、実部ｎ及び消衰係数
ｋは以下のような条件で設計した。

【００４２】ＮＤフィルター３１の各膜の設計条件ＳｉＯ_２：ｎ＝１．４６、ｋ＝０Ｎｂ：ｎ＝１．９５、ｋ＝２．５６

【００４３】図７及び図８より、従来の吸収を持つ金属
酸化膜を用いたＮＤフィルター、及びＮｂとＳｉＯ_２と
の積層構造からなる光学多層体を用いたＮＤフィルター
では、高温試験後の透過率変化量は、本発明を適用した
ＮＤフィルター１１と比較して非常に大きくなっている
ことが判る。また、ＮＤフィルターの使用帯域、すなわ
ち例えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光域に
おいての透過率の変化量は均一でなく、波長によって変
化量が大幅に変化していることが判る。これらのことか
ら、本発明を適用することにより、例えば８０℃程度の
高温環境においても通常のＮＤフィルターの使用帯域、
すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視
光域においての透過率の変化量が非常に少なく、且つ上
記の範囲において略平坦な透過率の減衰特性を備え、長
期的に安定した透過率特性を有する信頼性の高いＮＤフ
ィルターが実現可能であるといえる。

【００４４】また、本発明を適用して構成したＮＤフィ
ルターの他の例を図９に及び図１０示す。図９及び図１
０に示すＮＤフィルター１２及びＮＤフィルター１３の
構成は以下の通りである。また、ＮＤフィルター１２の
透過率特性を図１１に、ＮＤフィルター１３の透過率特
性を図１２に示す。

【００４５】ＮＤフィルター１２の構成光透過性基板：ＰＥＴ基板（厚み１８８μｍ）

【００４６】ＮＤフィルター１３の構成光透過性基板：ＰＥＴ基板（厚み１８８μｍ）

【００４７】なお、各膜の複素屈折率の、実部ｎ及び消
衰係数ｋは以下のような条件で設計した。

【００４８】各膜の設計条件ＳｉＯ_２：ｎ＝１．４７、ｋ＝０（波長４００ｎｍ）ｎ＝１．４６、ｋ＝０（波長５５０ｎｍ）ｎ＝１．４６、ｋ＝０（波長７００ｎｍ）ＮｂＮ_ｘ：ｎ＝２．２３、ｋ＝１．９３（波長４００ｎｍ）ｎ＝２．５２、ｋ＝２．３７（波長５５０ｎｍ）ｎ＝２．７８、ｋ＝２．７１（波長７００ｎｍ）Ｎｂ_２Ｏ_５：ｎ＝２．５１、ｋ＝０（波長４００ｎｍ）ｎ＝２．３１、ｋ＝０（波長５５０ｎｍ）ｎ＝２．２６、ｋ＝０（波長７００ｎｍ）

【００４９】図１１及び図１２より判るように、以上の
ように構成されたＮＤフィルター１２及びＮＤフィルタ
ー１３は従来のＮＤフィルターとは異なり、光吸収膜が
窒化されているため、該光吸収膜は当接して積層された
透明誘電体の酸化物からの酸化を受けにくく、全体的に
透過率の変化が少ないものとされている。そして、通常
のＮＤフィルターの使用帯域、すなわち例えば波長４０
０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光域においては、波長に
よる透過率の変化の差が非常に少なく、略平坦な透過率
の減衰特性が実現されていることが判る。

【００５０】このような本発明に係るＮＤフィルター１
は、例えば以下のようにして製造することができる。

【００５１】図１３は、上述したＮＤフィルターの製造
に用いる成膜装置の概略を示す構成図である。この成膜
装置４０は、一方のロールから他方のロールにフィルム
を送る間にそのフィルムに加工を施す、いわゆるロール
コーティング法によりフィルム状の基板上に成膜を行う
ものである。

【００５２】成膜装置４０は、例えば真空ポンプ（図示
せず）に接続された排気系４２と、雰囲気ガスあるいは
反応ガスを導入するためのガス導入系４３、４３'、４
３''とが設けられた真空チャンバ４１によって、外気を
遮断することが可能となっている。

【００５３】また、ガス導入系４３、４３'、４３''に
は、マスフローコントロールが備えられ、例えばアルゴ
ンガス、酸素ガス、窒素ガス等の導入ガスの流量を調整
可能とされており、さらに、プラズマエミッションコン
トロール５３により制御されるピエゾ・バルブ４３ｂ、
４３ｂ'により、より正確、且つ迅速に導入ガス流量を
制御可能とされている。

【００５４】真空チャンバ４１の内部には、フィルム状
の基板２を連続して送り出すための送りロール４４、キ
ャンロール４５、および送り出された基板２を巻き取る
ための巻き取りロール４６が設けられ、これらのロール
間における基板１の走行経路にガイドロール４７ａ乃至
４７ｅが、適宜に配置されている。

【００５５】さらに、フィルムの走行パス上にＭボック
ス４８ｂとＲＦプラズマ電源４８ｃとが接続され、基板
２の一面側に対してその表面をクリーニングするための
プラズマ電極４８ａと、その表面上に薄膜を形成するた
めの蒸着源４９Ａ、蒸着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃとが
備えられている。そして、蒸着源４９Ａには、スパッタ
電源５１が、デュアルカソードである蒸着源４９Ｂ及び
蒸着源４９Ｃにはスパッタ電源５２が接続される。

【００５６】なお、ここでは、蒸着源４９Ａは光吸収膜
５を、蒸着源４９Ｂ及び４９Ｃは透明誘電体膜４を形成
するようになっており、それぞれの材料に合わせてター
ゲットが選ばれる。また、形成された薄膜の透過率を確
認するための光学モニタ５０がガイドロール４７ｅの近
傍に付設されている。

【００５７】この成膜装置４０では、送りロール４４が
回転してこれに巻回されている基板１が送り出される
と、巻き取りロール４６が回転し、図１３に示すような
経路をたどった基板２を巻き取る構成とされている。こ
の際、送りロール４４と巻き取りロール４６の回転速度
を調節することで、両者間における基板２の走行速度を
制御することができる。また、一旦送りロール４４から
送り出された基板１は、ガイドロール４７ａ乃至ガイド
ロール４７ｃ、キャンロール４５、ガイドロール４７
ｄ、４７ｅを介して巻き取りロール４６に巻き取られ
る。この走行経路において、基板２は、その一面側に順
次以下の処理が施される。

【００５８】すなわち、最初にプラズマ電極４８が発生
させるプラズマ放電によって基板２の表面洗浄が行われ
る。次いで、キャンロール４５の蒸着源４９Ａと対向す
る位置に達すると、ここでは、蒸着源４９Ａのスパッタ
リングによって光吸収膜５が形成される。さらに、キャ
ンロール４５の蒸着源４９Ｂ及び蒸着源４９ｃと対向す
る位置に達すると、ここで、蒸着源４９Ｂおよび蒸着源
４９Ｃのスパッタリングによって透明誘電体膜４が順に
形成されるが、それとともに、送りロール４４と巻き取
りロール４６を回転させながら成膜することによって、
これらの層を基板２上に連続的に形成することができ
る。なお、成膜された基板２は、光学モニタ５０によっ
て透過率が逐次監視されている。

【００５９】以下、より具体的に説明する。まず、例え
ばＰＥＴフィルムからなる帯状の基板２を用意する。そ
して、この基板２を成膜装置４０の送りロール４４に巻
回し、基板２が上述した経路に沿って巻き取りロール４
６まで走行するように調製する。さらに、真空チャンバ
４１を密閉したうえで、その内部を排気系４２により真
空引きした後、ガス導入系４３、４３'を開いて例えば
ＡｒやＯ_２などのガスを導入する。

【００６０】続いて、プラズマ電極４８にプラズマ放電
を発生させ、蒸着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃにおいてそ
れぞれ蒸着を開始させておき、この状態で送りロール４
４と巻き取りロール４６とを回転させ、送りロール４４
に巻回されている基板２を送り出すと同時に巻き取りロ
ール４６で巻き取るようにする。その際、蒸着源４９Ｂ
および蒸着源４９Ｃへの投入電力は蒸着速度を決めるた
め、基板２の走行速度との間で適宜調製するようにす
る。

【００６１】これにより、基板２は、ガイドロール４７
ａ、４７ｂの間を走行するときに表面をプラズマ洗浄さ
れ、ガイドロール４７ｃを介してキャンロール４５の蒸
着源４９Ａと対向する位置を通過する。そして、キャン
ロール４５の蒸着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃと対向する
位置に達すると、基板２の上に、スパッタリングにより
透明誘電体膜４が形成される。このとき、蒸着源４９Ｂ
及び蒸着源４９Ｃをともに稼働させた場合には二層の透
明誘電体膜４を形成することができ、蒸着源４９Ｂもし
くは蒸着源４９Ｃのみを稼働させた場合には、一層の透
明誘電体膜４を形成することができる。この後、基板２
は、光学モニタ５０により透過率のチェックを受け、ガ
イドロール４７ｄ、４７ｅを介して巻き取りロール４６
に巻き取られるが、収容される基板２には、一面側に透
明誘電体膜４が形成されている。

【００６２】以上の操作により、所定の長さの基板２に
ついて成膜し終えたら、一旦、プラズマ電極４８、蒸着
源４９Ｂおよび蒸着源４９Ｃを停止させ、送りロール４
４に基板２を巻き戻す。なお、送りロール４４と巻き取
りロール４６を互換できるようにし、巻き取り後に巻き
取りロール４６を取り外し、送りロール４４位置に取り
付けるようにしても良い。

【００６３】次に、プラズマ電極４８、蒸着源４９Ａ、
蒸着源４９Ｂおよび蒸着源４９Ｃを再び稼働させ、上記
の工程と同様にして送りロール４４と巻き取りロール４
６とを回転させ、送りロール４４に巻回されている基板
２を送り出すと同時に巻き取りロール４６で巻き取るよ
うにする。

【００６４】そして、基板２がガイドロール４７ａ乃至
ガイドロール４７ｃを介してキャンロール４５の蒸着源
４９Ａと対向する位置に達すると、基板２の透明誘電体
膜４上に、スパッタリングにより光吸収膜５が形成され
る。さらに、基板２がキャンロール４５の蒸着源４９Ｂ
及び蒸着源４９Ｃと対向する位置に達すると、基板２の
光吸収膜５上に、スパッタリングにより透明誘電体膜４
が形成される。

【００６５】この後、基板２は、光学モニタ５０により
透過率のチェックを受け、ガイドロール４７ｄ、４７ｅ
を介して巻き取りロール４６に巻き取られ、収容される
基板２には、一面側に透明誘電体膜４及び光吸収膜５が
積層形成されている。以上のような透明誘電体膜４およ
び光吸収膜５を１度に形成する工程を繰り返すことで、
容易に透明誘電体膜４と光吸収膜５とを所望の層数で周
期的に形成することができる。

【００６６】以上により、基板２の一面側に１層以上の
透明誘電体膜４と消衰係数ｋが１以上である低級金属窒
化膜からなる光吸収膜５とが積層された光学多層体３が
形成され、ＮＤフィルター１が製造される。

【００６７】なお、基板２と光学多層体３との間に密着
層を設けた構成としても良い。基板２と光学多層体３と
の間に、両者の密着性を向上させるとともに光学多層体
３に生じる応力を緩和することができる。密着層は、例
えばケイ素（Ｓｉ）により構成される。また、この他に
も、Ｔｉなどの化学的活性を発揮することができる材料
であれば特に限定されるものではない。また、密着層の
厚みは、例えば１ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度とすること
が好ましい。密着層の厚みがあまり薄すぎる場合には、
十分な密着性が得られず、両者の界面に膜剥がれやクラ
ックを生じる虞がある。また、密着層の厚みがあまり厚
すぎる場合には、透過率が減少し、可視光領域で均一な
光学的特性を得られない虞があるからである。このよう
な密着層は、例えばＤＣスパッタリングにより形成する
ことができる。

【００６８】次に、本発明に係る他のＮＤフィルターに
ついて説明する。本発明に係るＮＤフィルターは、光透
過性の基板上に１層以上の透明誘電体膜と光吸収膜とが
積層形成されてなる薄膜型ＮＤフィルターであって、透
明誘電体膜は同一膜内において略等しい膜厚を有し、光
吸収膜は同一膜内において異なる膜厚を有することを特
徴とするものである。

【００６９】図１４に本発明に係るＮＤフィルターの一
例の要部断面図を示す。本発明に係るＮＤフィルター６
１は、光透過性の基板６２上に、１層以上の透明誘電体
膜６３と光吸収膜６４とが積層形成されてなるものであ
る。ここで、透明誘電体膜６３としては、第１の透明誘
電体膜６３ａと第２の透明誘電体膜６３ｂと第３の透明
誘電体膜６３ｃとが形成され、光吸収膜６４としては、
第１の光吸収膜６４ａと第２の光吸収膜６４ｂとが形成
されている。

【００７０】光透過性の基板６２は、光透過性を有する
ものであれば特に材料が限定されることがなく、種々の
ものを用いることが可能である。このような基板として
は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポ
リカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポ
リエチレンサルファイド（ＰＥＳ）等の高分子ポリマー
系材料からなるフィルム基板や薄膜ガラス基板等を用い
ることができる。なお、生産効率の観点からは、後述す
るロールコーティングが可能となる可撓性を有する基板
が好ましい。可撓性のある基板は、従来のガラス基板等
に比べて廉価・軽量・変形性に富むという点においても
優れている。

【００７１】透明誘電体膜６３は、透明な誘電体からな
る薄膜であり、例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｎｂ
_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３等の材料により構成す
ることができる。そして、これらの透明誘電体膜６３
は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ等の金属ターゲット
を用いたリアクティブスパッタリングにより形成するこ
とができ、ＮＤフィルターの使用帯域、すなわち例えば
波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の通常可視光域で消衰
ｋがｋ＜０．１となるように形成される。

【００７２】透明誘電体膜６３の各層の厚みは特に限定
されるものではなく、これらの総体としてのＮＤフィル
ターが、使用帯域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７
００ｎｍ程度の通常可視光域で所定の光量減衰率を有す
るように、且つＮＤフィルターの使用帯域において略平
坦な透過率の減衰特性を有するように、光吸収膜の各層
の厚みとともに調整して予め決められる。すなわち、上
述したような材料を適当に選択し、各層の膜厚を最適設
定して透明誘電体膜６３を構成することにより、ＮＤフ
ィルターの使用帯域において所望の透過率及び略平坦な
透過率の減衰特性を備えたＮＤフィルターを得ることが
できる。ただし、透明誘電体膜６３は、図１４に示すよ
うに同一膜内においては、一律略等しい膜厚とされる。
すなわち、図１４においては、第１の透明誘電体膜６３
ａの膜厚は、一律略等しい膜厚Ｄ _１とされ、第２の透明
誘電体膜６３ｂの膜厚は、一律略等しい膜厚Ｄ_２とさ
れ、第３の透明誘電体膜６３ｃの膜厚は、一律略等しい
膜厚Ｄ_３とされている。また、第１の透明誘電体膜６３
ａの屈折率は、Ｎ_１であり、第２の透明誘電体膜６３ｂ
の屈折率は、Ｎ_２であり、第３の透明誘電体膜６３ｃの
屈折率は、Ｎ_３である。

【００７３】光吸収膜６４は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ
等の金属膜、またはＴｉＯ_ｘ、ＮｂＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘ、Ａ
ｌＯ_ｘ等の低級酸化物、またはＴｉＮ_ｘ、ＮｂＮ_ｘ、Ｔ
ａＮ _ｘ、ＡｌＮ_ｘ等の低級窒化物、またはＴｉＯ
_ｘＮ_ｙ、ＮｂＯ_ｘＮ_ｙ、ＴａＯ_ｘＮ _ｙ、ＡｌＯ_ｘＮ_ｙ等
の低級酸化窒化物よりなるものである。そして、このよ
うな光吸収膜６４は、金属膜の場合はスパッタリングに
より、それ以外の場合はリアクティブスパッタリングに
より成膜することで形成され、ＮＤフィルターの使用帯
域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の
通常可視光域で消衰ｋが１以上となるように形成され
る。

【００７４】このような光吸収膜６４の各層の厚みは、
図１４に示すように同一膜内においてステップ状に異な
る膜厚とされる。そして、同一膜内における各部位の膜
厚は、これらの総体としてのＮＤフィルターが、使用帯
域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の
通常可視光域で所定の種類の光量減衰率、すなわち所定
の種類の透過率を有するように透明誘電体膜６３の各層
の厚みとともに調整して予め決められる。

【００７５】例えば図１４においては、第１の光吸収膜
６４ａの膜厚は、１濃度の膜厚ｄ_１ _１、２濃度の膜厚ｄ
_１２、３濃度の膜厚ｄ_１３、及び４濃度の膜厚ｄ_１４の
４種類のステップ状の異なる膜厚とされている。また、
第２の光吸収膜６４ｂの膜厚は、１濃度の膜厚ｄ_２１、
２濃度の膜厚ｄ_２２、３濃度の膜厚ｄ_２３、及び４濃度
の膜厚ｄ_２４の４種類のステップ状の異なる膜厚とされ
ている。なお、第１の光吸収膜６４ａの屈折率は、ｎ_１
であり、第２の光吸収膜６４ｂの屈折率は、ｎ _２であ
る。

【００７６】ここで、ＮＤフィルターの光量減衰率は光
吸収層の膜厚に依存するため、光吸収層の厚みを変化さ
せることにより光量減衰率を調整することができる。し
たがって、このように光吸収膜６４が同一膜内において
ステップ状に異なる膜厚を有することにより、ＮＤフィ
ルター自体に、部位によって異なる光量減衰率、すなわ
ち透過率を付与することが可能となる。その結果、ＮＤ
フィルター６１においては、光吸収膜６４がこのような
構成を有することにより複数のＮＤフィルターを貼り合
わせることなく、複数の光量減衰率、透過率を有する多
濃度のＮＤフィルターが実現されている。

【００７７】すなわち、光透過性の基板６２上に、上述
した１層以上の透明誘電体膜６３と、上述した光吸収膜
６４とを積層形成して構成することにより、ＮＤフィル
ターの使用帯域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７０
０ｎｍ程度の可視光域において略平坦な透過率の減衰特
性を備え、且つ多濃度を有するＮＤフィルターを実現す
ることができる。

【００７８】なお、ＮＤフィルター６１における同一部
位での各光吸収膜６４の膜厚は、同一膜厚とする必要は
なく、これらの総体としてのＮＤフィルターが本発明の
効果を発揮し、所定の多濃度を有するように設定されれ
ば良い。また、複数の光吸収膜６４のうちに、同一膜内
においてその膜厚が一律略等しい光吸収膜６４が存在し
ても、他の光吸収膜６４が同一膜内においてステップ状
に異なる膜厚を有し、全ての光吸収膜６４が同一膜内に
おいて一律略等しい膜厚を有していない限り、本発明の
実現を妨げるものではない。

【００７９】上述したように、以上のように構成された
ＮＤフィルター６１では、同一膜内において膜厚が略等
しい透明誘電体膜６３と、同一膜内においてステップ状
に異なる膜厚を有する光吸収膜６４とを備えることによ
り、複数の光量減衰率、透過率を有する多濃度のＮＤフ
ィルターを実現することができる。そして、図１４に示
すような構造とした場合には、例えば図１５に示すよう
な４濃度のＮＤフィルターを実現することができる。

【００８０】そして、このように多濃度のＮＤフィルタ
ーを１枚の基板上に一体形成することが可能となるた
め、ＮＤフィルターの薄膜化が可能となる。また、ＮＤ
フィルターの濃度数を容易に増やすことが可能となるた
め、ビデオカメラ等に用いた場合に高画質化を図ること
ができる。

【００８１】このような本発明に係るＮＤフィルター６
１は、膜厚制御部材である膜厚制御板７１及び７３を用
いて基板に対する蒸着面積を規制することにより膜厚を
制御しながら透明誘電体膜及び光吸収膜を蒸着形成する
ことにより作製することができる。すなわち、基板と蒸
着源との間に所定のパターンを有する膜厚制御部材を配
し、蒸着源に対して基板を所定の方向に移動させながら
蒸着することができ、具体的には、例えば図１３に示し
た成膜装置４０に図１６及び図１８に示すような専用の
膜厚制御部材である膜厚制御板７１及び７３を使用し
て、ＮＤフィルター１を作製する場合と同様の手法で作
製することができる。膜厚制御板７１及び７３を使用す
ること以外は、ＮＤフィルター１の製造方法と同じであ
るため、ここでは、膜厚制御板７１及び７３についての
み説明することとし、各製造工程の詳細な説明は省略す
る。

【００８２】膜厚制御板７１を用いてＮＤフィルター６
１を作製する場合、膜厚制御板７１は図１９に示すよう
にキャンロール４５と蒸着源４９Ａとが対向する位置に
おいてキャンロール４５と蒸着源４９Ａとの間に配され
る。膜厚制御板７１は、図１６に示すように、基板６２
の長手方向及び幅方向の二方向での蒸着面積を規制する
ためにステップ状に形成された開口部７２を有してい
る。このような開口部７２を備えて構成された膜厚制御
板７１を、基板６２が図１６における矢印Ａ方向に走行
するようにキャンロール４５と蒸着源４９Ａとの間に配
した状態でＮＤフィルター１の場合と同様にして成膜を
行う。

【００８３】基板６２がキャンロール４５と蒸着源４９
Ａとが対向する位置に達すると、基板６２の上に、スパ
ッタリングにより光吸収膜６４が蒸着形成される。この
とき、基板６２の幅方向においては、蒸着時間を制御す
ることにより異なる複数の膜厚が形成される。すなわ
ち、基板６２を走行させながら蒸着を行う際に、膜厚制
御板７１の開口部７２における基板６２の走行方向の長
さを変えることにより蒸着面積を規制することで基板６
２における同一部に対する蒸着時間が制御される。これ
により、図１６及び図１７に示すように基板６２の幅方
向において膜厚制御板７１の形状に対応して４種類の異
なる膜厚を有する光吸収膜６４が成膜される。また、基
板６２の長手方向に関しては開口部７２の形状で蒸着面
積が規制されることにより同一膜厚で蒸着される。

【００８４】そして、基板６２がキャンロール４５と蒸
着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃと対向する位置に達する
と、基板６２の上に、スパッタリングにより透明誘電体
膜６３が蒸着形成される。このとき、蒸着時間を制御す
るために図１８に示すような膜厚制御板７３が、キャン
ロール４５と蒸着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃとが対向す
る位置においてキャンロール４５と蒸着源４９Ｂ及び蒸
着源４９Ｃとの間に配される。しかしながら、膜厚制御
板７３においては、基板６２の幅方向での蒸着膜厚を変
化させるための開口形状は形成されておらず、略長方形
の開口部７４が形成されているので、透明誘電体膜６３
は基板６２の長手方向と幅方向において略等しい均一な
膜厚に成膜される。

【００８５】以上のように、専用の膜厚制御板７１及び
７３を使用して透明誘電体膜６３及び光吸収膜６４を基
板６２上に蒸着形成することにより、容易に透明誘電体
膜６３と光吸収膜６４とを所望の層数で周期的に形成す
ることができる。

【００８６】以上により、基板６２の一面側に同一膜内
においてステップ状に異なる膜厚を有する光吸収膜６４
と、同一膜内において略等しい均一な膜厚を有する透明
誘電体膜６３とが積層された４濃度のＮＤフィルター６
１が製造される。

【００８７】上記においては、光吸収膜が同一膜内にお
いて異なる膜厚を有するＮＤフィルターの一例として、
光吸収膜がステップ状に異なる膜厚を有するＮＤフィル
ターについて説明したが、以下では、他の例として光吸
収膜が連続的に異なるＮＤフィルターについて説明す
る。

【００８８】図２０に本発明に係るＮＤフィルターの他
の例の要部断面図を示す。本発明に係るＮＤフィルター
８１は、光透過性の基板６２上に、１層以上の透明誘電
体膜６３と光吸収膜８４とが積層形成されてなるもので
ある。ここで、透明誘電体膜６３としては、第１の透明
誘電体膜６３ａと第２の透明誘電体膜６３ｂと第３の透
明誘電体膜６３ｃとが形成され、光吸収膜８４として
は、第１の光吸収膜８４ａと第２の光吸収膜８４ｂとが
形成されている。図２０のＮＤフィルター８１が図１４
のＮＤフィルター６１と異なる点は、光吸収膜８４が光
吸収膜６４のようにステップ状に異なる膜厚を有するの
ではなく、連続的に異なる膜厚を有する点のみであるの
で、ここでは光吸収膜８４についてのみ説明し、ＮＤフ
ィルター６１と同じ部分については同じ符号を付すこと
で詳細な説明を省略する。

【００８９】光吸収膜８４は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ
等の金属膜、またはＴｉＯ_ｘ、ＮｂＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘ、Ａ
ｌＯ_ｘ等の低級酸化物、またはＴｉＮ_ｘ、ＮｂＮ_ｘ、Ｔ
ａＮ _ｘ、ＡｌＮ_ｘ等の低級窒化物、またはＴｉＯ
_ｘＮ_ｙ、ＮｂＯ_ｘＮ_ｙ、ＴａＯ_ｘＮ _ｙ、ＡｌＯ_ｘＮ_ｙ等
の低級酸化窒化物よりなるものである。そして、このよ
うな光吸収膜８４は、金属膜の場合はスパッタリングに
より、それ以外の場合はリアクティブスパッタリングに
より成膜することで形成され、ＮＤフィルターの使用帯
域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の
通常可視光域で消衰ｋがｋ＞０．５となるように形成さ
れる。

【００９０】このような光吸収膜８４の各層の厚みは、
図２０に示すように所定の傾斜を有し同一膜内において
連続的に異なる膜厚とされる。そして、光吸収膜８４の
傾斜、すなわち各部位の膜厚は、これらの総体としての
ＮＤフィルターが、使用帯域、すなわち例えば波長４０
０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の通常可視光域で所定の種類の
光量減衰率、すなわち所定の種類の透過率を有するよう
に透明誘電体膜６３の各層の厚みとともに調整して予め
決められる。

【００９１】ここで、ＮＤフィルターの光量減衰率は光
吸収層の膜厚に依存するため、光吸収層の厚みを変化さ
せることにより光量減衰率を調整することができる。し
たがって、このように光吸収膜６４が同一膜内において
連続的に異なる膜厚を有することにより、ＮＤフィルタ
ー自体に、部位によって異なる光量減衰率、すなわち透
過率を付与することが可能となる。その結果、ＮＤフィ
ルター８１においては、光吸収膜８４がこのような構成
を有することにより複数のＮＤフィルターを貼り合わせ
ることなく、光量減衰率、すなわち透過率が連続的に変
化するＮＤフィルターが実現されている。

【００９２】したがって、光透過性の基板６２上に、上
述した１層以上の透明誘電体膜６３と、上述した光吸収
膜８４とを積層形成して構成することにより、ＮＤフィ
ルターの使用帯域、すなわち例えば波長４００ｎｍ〜７
００ｎｍ程度の可視光域において略平坦な透過率の減衰
特性を備え、且つ光量減衰率、すなわち透過率が連続的
に変化したＮＤフィルターを実現することができる。

【００９３】そして、このように光量減衰率、すなわち
透過率が連続的に変化したＮＤフィルターを１枚の基板
上に一体形成することが可能となるため、ＮＤフィルタ
ーの薄膜化が可能となる。また、ＮＤフィルターの濃度
を連続的に変化させることが可能となるため、ビデオカ
メラ等に用いた場合に高画質化を図ることができる。

【００９４】このような本発明に係るＮＤフィルター８
１は、例えば図１３に示した成膜装置４０に図２１及び
図１８に示すような専用の膜厚制御板９１及び７３を使
用してＮＤフィルター６１を作製する場合と同様の手法
で作製することができる。膜厚制御板７１の代わりに膜
厚制御板９１を使用すること以外は、ＮＤフィルター６
１の製造方法と同じであるため、ここでは、膜厚制御板
９１についてのみ説明することとし、各製造工程の詳細
な説明は省略する。

【００９５】膜厚制御板９１を用いてＮＤフィルター６
１を作製する場合、膜厚制御板９１は図１９に示すよう
にキャンロール４５と蒸着源４９Ａとが対向する位置に
おいてキャンロール４５と蒸着源４９Ａとの間に配され
る。膜厚制御板９１は、図２１に示すように、基板６２
の長手方向及び長手方向に垂直な方向、すなわち幅方向
の二方向での蒸着膜厚を制御するために傾斜部を有して
形成された開口部９２を有している。このような開口部
９２を備えて構成された膜厚制御板９１を、基板６２が
図２１における矢印Ｂ方向に走行するようにキャンロー
ル４５と蒸着源４９Ａとの間に配した状態でＮＤフィル
ター１の場合と同様にして成膜を行う。

【００９６】基板６２がキャンロール４５と蒸着源４９
Ａとが対向する位置に達すると、基板６２の上に、スパ
ッタリングにより光吸収膜８４が蒸着形成される。この
とき、基板６２の幅方向においては、蒸着時間を制御す
ることにより異なる複数の膜厚が形成される。すなわ
ち、基板６２を走行させながら蒸着を行う際に、膜厚制
御板９１の開口部９２における基板６２の走行方向の長
さを変えることにより蒸着面積を規制することで基板６
２における同一部に対する蒸着時間が制御される。これ
により、図２１及び図２２に示すように基板６２の幅方
向において膜厚制御板９１の形状に対応して連続して異
なる膜厚を有する光吸収膜８４が成膜される。また、基
板６２の長手方向に関しては開口部９２の形状で蒸着面
積が規制されることにより同一膜厚で蒸着される。

【００９７】そして、基板６２がキャンロール４５と蒸
着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃと対向する位置に達する
と、基板６２の上に、スパッタリングにより透明誘電体
膜６３が蒸着形成される。このとき、蒸着時間を制御す
るために図１８に示すような膜厚制御板７３が、キャン
ロール４５と蒸着源４９Ｂ及び蒸着源４９Ｃとが対向す
る位置においてキャンロール４５と蒸着源４９Ｂ及び蒸
着源４９Ｃとの間に配される。しかしながら、膜厚制御
板７３においては、基板６２の幅方向での蒸着膜厚を変
化させるための開口形状は形成されておらず、略長方形
の開口部７４が形成されているので、透明誘電体膜６３
は基板６２の長手方向と幅方向において略等しい均一な
膜厚に成膜される。

【００９８】以上のように、専用の膜厚制御板９１及び
７３を使用して透明誘電体膜６３及び光吸収膜８４を基
板６２上に積層形成することにより、容易に透明誘電体
膜６３と光吸収膜８４とを所望の層数で周期的に形成す
ることができる。

【００９９】以上により、基板６２の一面側に同一膜内
において連続的に異なる膜厚を有する光吸収膜８４と、
同一膜内において略等しい均一な膜厚を有する透明誘電
体膜６３とが積層されたＮＤフィルター８１が製造され
る。

【０１００】

【発明の効果】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターは、
光透過性の基板上に１層以上の透明誘電体膜と低級金属
窒化膜とが積層形成されてなるものである。

【０１０１】以上のように構成された本発明に係る薄膜
型ＮＤフィルターでは、所望の透過率を得るための光吸
収層として低級金属窒化膜を形成しているため、酸化さ
れにくい光吸収層を実現している。これにより、光吸収
層の酸化による透過率の変化が抑制することができ、長
期間に亘って安定して均一な分光特性を有する信頼性の
高いＮＤフィルターを実現することができる。

【０１０２】また、本発明に係る薄膜型ＮＤフィルター
は、光透過性の基板上に１層以上の透明誘電体膜と光吸
収膜とが積層形成されてなる薄膜型ＮＤフィルターであ
って、上記透明誘電体膜は同一膜内において略等しい膜
厚を有し、上記光吸収膜は同一膜内において異なる膜厚
を有してなるものである。

【０１０３】また、本発明に係る薄膜型ＮＤフィルター
の製造方法は、光透過性の基板上に１層以上の透明誘電
体膜と光吸収膜とが積層形成されてなる薄膜型ＮＤフィ
ルターの製造方法であって、上記１層以上の透明誘電体
膜を同一膜内において略等しい膜厚に形成する工程と、
上記光吸収膜を同一膜内において異なる膜厚を有するよ
うに形成する工程とを有してなるものである。

【０１０４】以上のような本発明によれば、光吸収膜が
同一膜内において異なる膜厚を有するように形成され
る。これにより、本発明においては、多数の濃度または
連続的に変化する減衰率を有するＮＤフィルターを１枚
の基板上に一体形成することが可能となるため、ＮＤフ
ィルターの薄膜化を図ることが可能となる。また、従来
の複数のＮＤフィルターを貼り合わせるタイプと比較し
て濃度数を容易に増やすことが可能となるため、例えば
ビデオカメラ等に用いた場合に高画質化を図ることがで
きる。

【０１０５】したがって、本発明によれば多数の濃度ま
たは連続的に変化する減衰率を有する薄膜型ＮＤフィル
ターを、容易に且つ一体化して供給することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの一構成例
を示す要部断面図である。

【図２】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの具体的な
構成例を示す要部断面図である。

【図３】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの透過率特
性を示す特性図である。

【図４】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの高温試験
後の透過率変化量を示す特性図である。

【図５】吸収を持つ金属酸化膜を用いた薄膜型ＮＤフィ
ルターの一構成例を示す要部断面図である。

【図６】ＮｂとＳｉＯ_２との積層構造からなる光学多層
体を用いた薄膜型ＮＤフィルターの一構成例を示す要部
断面図である。

【図７】吸収を持つ金属酸化膜を用いた薄膜型ＮＤフィ
ルターの高温試験後の透過率変化量を示す特性図であ
る。

【図８】ＮｂとＳｉＯ_２との積層構造からなる光学多層
体を用いた薄膜型ＮＤフィルターの高温試験後の透過率
変化量を示す特性図である。

【図９】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの他の構成
例を示す要部断面図である。

【図１０】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの他の構
成例を示す要部断面図である。

【図１１】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの透過率
特性を示す特性図である。

【図１２】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの透過率
特性を示す特性図である。

【図１３】成膜装置の一構成例を示す概略構成図であ
る。

【図１４】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの一構成
例を示す要部断面図である。

【図１５】本発明に係る４濃度の薄膜型ＮＤフィルター
の透過率特性の一例を示す特性図である。

【図１６】膜厚制御板の一構成例を示す平面図である。

【図１７】基板上に光吸収層が形成された状態を示す図
である。

【図１８】膜厚制御板の一構成例を示す平面図である。

【図１９】膜厚制御板を備えた成膜装置の一構成例を示
す概略構成図である。

【図２０】本発明に係る薄膜型ＮＤフィルターの他の構
成例を示す要部断面図である。

【図２１】膜厚制御板の他の構成例を示す平面図であ
る。

【図２２】基板上に光吸収層が形成された状態を示す図
である。

【図２３】第１のＮＤフィルター、第２のＮＤフィルタ
ー及び第３のＮＤフィルターが透明フィルム基板を介し
てベースに貼り合わされた状態を示す平面図である。

【図２４】図２３中の線分Ｘ−Ｘ'における断面図であ
る。

【図２５】透過率特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，６１，８１薄膜型ＮＤフィル
ター２，６２，８２基板３光学多層体４，６３、８３透明誘電体膜５、６４，８４光吸収膜

フロントページの続き (72)発明者伊藤真宮城県多賀城市明月２丁目１番15号ファインマテリアル株式会社内 (72)発明者目々澤聡彦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 AA06 AA08 AA22 2H048 GA07 GA09 GA11 GA46 GA61 2H083 AA05 AA26 AA53 2K009 BB24 CC02 CC03 CC42 DD03 EE00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の基板上に１層以上の透明誘電
体膜と低級金属窒化膜とが積層形成されてなることを特
徴とする薄膜型ＮＤフィルター。
【請求項２】上記低級金属窒化膜の複素屈折率におけ
る消衰係数ｋが、可視光域において１以上であることを
特徴とする請求項１記載の薄膜型ＮＤフィルター。
【請求項３】光透過性の基板上に１層以上の透明誘電
体膜と光吸収膜とが積層形成されてなる薄膜型ＮＤフィ
ルターであって、上記透明誘電体膜は同一膜内において略等しい膜厚を有
し、上記光吸収膜は同一膜内において異なる膜厚を有するこ
とを特徴とする薄膜型ＮＤフィルター。
【請求項４】上記光吸収膜が同一膜内においてステッ
プ状に異なる膜厚を有することを特徴とする請求項３記
載の薄膜型ＮＤフィルター。
【請求項５】上記光吸収膜が同一膜内において連続的
に異なる膜厚を有することを特徴とする請求項３記載の
薄膜型ＮＤフィルター。
【請求項６】上記光吸収膜は低級金属窒化膜からなる
ことを特徴とする請求項３記載の薄膜型ＮＤフィルタ
ー。
【請求項７】上記光吸収膜の複素屈折率における消衰
係数ｋが、可視光域において１以上であることを特徴と
する請求項３記載の薄膜型ＮＤフィルター。
【請求項８】光透過性の基板上に１層以上の透明誘電
体膜と光吸収膜とが積層形成されてなる薄膜型ＮＤフィ
ルターの製造方法であって、上記１層以上の透明誘電体膜を同一膜内において略等し
い膜厚に形成する工程と、上記光吸収膜を同一膜内において異なる膜厚を有するよ
うに形成する工程とを有することを特徴とする薄膜型Ｎ
Ｄフィルターの製造方法。
【請求項９】上記基板に対する蒸着面積を規制するこ
とにより膜厚を制御しながら上記透明誘電体膜及び上記
光吸収膜を蒸着形成することを特徴とする請求項８記載
の薄膜型ＮＤフィルターの製造方法。
【請求項１０】上記基板と蒸着源との間に所定のパタ
ーンを有する膜厚制御部材を配し、上記蒸着源に対して
上記基板を所定の方向に移動させながら蒸着することを
特徴とする請求項９記載の薄膜型ＮＤフィルターの製造
方法。
【請求項１１】上記光吸収膜として低級金属窒化膜を
形成することを特徴とする請求項８記載の薄膜型ＮＤフ
ィルターの製造方法。