JP2004253892A - 光量調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＤ蒸着膜の合せ目誤差による光学性能劣化を低減した光量調整装置を実現すること。
【解決手段】絞り羽根Ｓ１１，１２によって形成された開口を通過する光の光量を減衰するためのＮＤフィルターＰ１を備えた光量調整装置において、ＮＤフィルターＰ１は、隣接する領域の濃度差が０．５以下であり、隣接する領域を透過する所定の波長λの光の位相差が｛ｎ±１／５｝λ以下である複数の領域Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３を有し、隣接する領域間の境界の隙間が無くなるように、各領域を構成する光学膜の重なり量を絞りＦ４の絞り開口換算直径に対し０％以上１０％以下とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮影装置に好適な光量調整装置に関し、画素ピッチの小さな撮像素子においても光学性能の劣化を抑制することが可能な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラ等の撮影装置の撮影光学系には、複数枚の絞り羽根で形成する開口径を変化させて光量を調整する光量調整装置が使用されている。このような絞り装置では、開口径が小さくなりすぎると光の回折による光学性能劣化が問題となる。
【０００３】
そこで、明るい被写体条件でも開口径が小さくなり過ぎないようにするため、絞り羽根とＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルターを併用した光量調整装置が提案され実用化されている。
【０００４】
特許文献１には、絞り羽根で形成される開口内に位置するようにＮＤフィルターが絞り羽根に貼付けられ、ＮＤフィルターはそれぞれ均一な透過率に設定された複数の領域を有し、開口の外側から内側に向かって順に透過率が大きくなるよう設定した絞り装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、開放から所定の開口面積までは機械的な絞り羽根を移動させ、一定の絞り値以下の小絞り制御は濃淡によって透光度が連続的に変化しているＮＤフィルターを透過率の高いフィルター部から順に開口に進入させる絞り装置が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、複数の濃度領域を有するＮＤフィルターの透過率が与える光学性能への影響を説明し、対策を施した露出制御機構を有する撮像装置が開示されている。
【０００７】
従来のこれらの提案においては、開放から小絞りに至るまでの中間絞り状態での光学性能劣化の主因は、絞り羽根により形成される開口部を覆うＮＤフィルター透過率の差に起因する回折の影響が支配的と考えられており、複数の濃度領域を有するＮＤフィルターの各領域の透過率や面積に着目した回折の影響への対策案が提案されていた。
【０００８】
一方、中間絞り状態での光学性能劣化の原因は、ＮＤフィルター透過率差に起因する回折の影響だけでなく、ＮＤフィルターの厚み成分に起因する透過波面位相差も大きく影響している。
【０００９】
絞り開口部の一部を厚みのあるフィルターが覆うと光学性能が劣化することは経験的に知られているがどのように光学性能に影響するかを解析し、その具体的な対策をなした例は知られていない。
【００１０】
ＮＤフィルターの厚みが光学性能に与える影響への回避策として、特許文献４では、透明な部分と透過率が連続的または段階的に変化する部分を有するＮＤフィルターを固定の円形絞り開口を全て覆う状態で可動させて透過光量を調整する構成が提案されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献４に記載された発明は、フィルター部材を通過する部分としない部分との大きな位相差についてのみ着目したもので、実際に透過率変化のあるＮＤフィルターを実現するときに、透過率変化を与えるために生じるであろう微小厚み変化または微小屈折率変化による光の波長λ以下の微小な透過波面位相差についての問題提起と対策については何ら示されていない。
【００１２】
【特許文献１】
特許公報第２５９２９４９号
【特許文献２】
特開昭５２−１１７１２７号公報
【特許文献３】
特開２０００−１０６６４９号公報
【特許文献４】
特開平６−２６５９７１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者の検討によれば、このような光の波長オーダー以下の微小な透過波面位相差の影響が、ある条件下では光学性能に非常に大きな影響を与えていることが分かった。
【００１４】
また、透過波面位相差は与える光学性能への影響と、ＮＤフィルターの隣接する異なる透過率の領域の濃度差が与える光学性能への出方が異なり、透過波面位相差と濃度差のこの２つの要素の相乗作用により、ある条件下で光学性能に大きく影響を与えていることも分かった。
【００１５】
また、実際に複数の透過率領域を有するＮＤフィルターを透過率の異なる薄膜により製造する場合、隣接する薄膜と薄膜との境界部の合わせ目に微小な「重なり」や「隙間」が製造誤差として発生する。この薄膜の合わせ目の微小な誤差がある条件下で光学性能に大きく影響を与えていることも分かった。
【００１６】
本発明は、絞りと、ＮＤフィルターのような透過光を減衰させるフィルター部材とを併用して光量調整を行なう光量調整装置において、複数の透過率領域を有するフィルター部材の隣接する濃度差及び微小な厚み成分の影響、そして隣接する薄膜の合わせ目の影響による光学性能劣化を低減することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、開口を形成するための絞りと、その開口を通過する光の光量を減衰するためのフィルター部材を備えた光量調整装置において、フィルター部材は段階的に透過率が異なる複数の領域を有し、複数の領域のうち隣接する領域の濃度差を０．５以下、隣接する領域を透過する所定の波長λの光の位相差を｛ｎ±１／５｝λの範囲とすると共に、隣接する領域間の境界の隙間が無くなるように、各領域を構成する光学膜の重なり量を絞りＦ４の絞り開口換算直径に対し０％以上１０％以下に設定している。
【００１８】
なお、濃度は透過率を用いて「濃度＝−ｌｏｇ（透過率）」で表せる。
【００１９】
ここで、本発明における「所定の波長」とは、光量調整装置の使用状態によって適宜定めるものであり、例えば、使用波長帯域の中心波長などが用いられ、可視光域が使用波長帯域である場合には、λ＝５５０ｎｍであることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本実施形態の光量調整装置（絞り装置）の説明をする前に、透過波面位相差が像に対してどのような影響を与えるかについて説明する。
【００２１】
まず、絞り開口部の一部を厚みのあるフィルターが覆うと光学的にどのような現象が発生するかについて図９を用いて説明する。
【００２２】
図９（ａ）〜（ｅ）は、無収差の理想レンズＬの前方（物体側）にフィルターＰと開口絞りＳを配置し、波長λの単色光の平面波である平行光線が入射した場合の幾何光学的な結像点Ｉ近傍の点像強度分布Ｑを示している。
【００２３】
図９（ａ）はフィルターＰが厚みゼロで透過波面に影響を与えていない状態である。この場合、強度分布ＱはＦナンバーＦと光線の波長λの関係による回折像となる。（参照：「レンズ設計のための波面光学」草川徹著、東海大学出版会）
絞りＳが円形開口の場合、半径が１．２２Ｆλの１つの点像が結像され、その周りにリング状の弱い光の回折光が形成される。ここで、絞りＳの開口の半分に相当するフィルターＰの紙面下側の領域の厚みを微小量増加させ、図９（ｂ）に示すように透過波面位相差が（１／４）λになるよう設定すると、強い強度の点像の横に小さな強度の点像が出現する。
【００２４】
更にフィルターＰの下側領域の厚みを増加させ、図９（ｃ）に示すように透過波面位相差が（２／４）λになるよう設定すると、強度分布Ｑは１つの点像にならず紙面内で上下方向に分離した２点の像強度分布になる。これは、幾何光学的な結像点Ｉに集光するべき光のうち、瞳の紙面上側半分を通過する光の波面と紙面下側半分の波面の位相が（１／２）λずれているため、波動光学的には波の打ち消し合い現象が発生し、結像点Ｉ上での強度がゼロになってしまうからである。その一方でエネルギー保存法則により結像点Ｉに集光するべき光エネルギーが消失することはないので、結像点Ｉの紙面上下方向に分散され２つの点に集まることになる。
【００２５】
更にフィルターＰの下側領域の厚みを増加させ、図９（ｄ）に示すように透過波面位相差が（３／４）λになるよう設定すると、２点像の上側の強度が弱まり下側の強度が強くなる。
【００２６】
更にフィルターＰの下側領域の厚みを増加させ、図９（ｅ）に示すように透過波面位相差が（４／４）λになるよう設定すると、強度分布Ｑは再び１つの点像の回折像になり図９（ａ）と同様な状態に戻る。
【００２７】
更にフィルターＰの下側領域の厚みを増加させると、強度分布Ｑは透過波面位相差に応じて周期的に変化を繰り返すことになる。
【００２８】
図９（ｃ）に示した透過波面位相差が（１／２）λの場合に分離する２点像の間隔ΔｙはΔｙ≒２Ｆλの関係があり、Ｆナンバーと波長λに比例する。例えばＦナンバーＦ＝４で波長λ＝５５０ｎｍの場合は、２点像の間隔Δｙ≒４．４μｍになる。これは２点分離のローパスフィルターと同じ原理で、カットオフ周波数が１／（２Δｙ）＝１１４本／ｍｍのローパスフィルターをかけた場合と同じような効果が発生し、光学系のＭＴＦが劣化することを意味している。
【００２９】
光学計算で無収差の理想レンズを設定し、図９（ａ）〜（ｅ）の状態の点像強度分布を計算した結果を図１０〜１４に示す。図１０〜１４は、それぞれ、単色光λ＝５５０ｎｍ、ＦナンバーＦ＝２の円形絞りという条件で、絞り開口の半分の領域の透過波面位相差が（０／４）λから（４／４）λまで（１／４）λずつ増加するようにフィルター厚を増加させた場合の点像強度分布である。図１０〜１４において、（ａ）〜（ｃ）は点像強度分布をそれぞれ鳥瞰図示、上面図示、側面図示したものである。
【００３０】
ひとつの波長からなる単色光の場合は、フィルター厚の変化に伴う透過波面位相差に応じて結像点Ｉの強度分布が周期的に変化することが図１０〜１４からも分かる。
【００３１】
ところで、実際に撮影系で使用される光は単色光ではなく、種々の波長の光が混合した白色光である。図１０〜１４と同じ条件設定で白色光の点像強度分布を計算した結果を図１５〜１９に示す。なお、白色光としては、標準的な比視感度に合わせて可視光４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で５５０ｎｍ近傍に感度ピークをもつカラーウエイトを設定している。
【００３２】
波長λ＝５５０ｎｍでの透過波面位相差がゼロλから１λまでの点像強度分布の変化は、白色光の場合も単色光の場合とほぼ同じように、点像が１点から２点に分離し再び１点に変化することが図１５〜１９から分かる。
【００３３】
図１７は、波長λ＝５５０ｎｍでの透過波面位相差が（１／２）λのとき、白色光の強度分布が２点分離像になった状態を示している。前述したように、２点分離像の分離幅はＦナンバーと波長λに比例するので、波長の長い赤い光の２点分離像の分離幅は広く、逆に波長の短い青い光の２点分離像の分離幅は狭くなる。したがって、図１７に示した白色光の２点分離像は色にじみをもった像になっている。単色光の場合は２点分離像の中間の谷間の部分の強度はゼロになるが、白色光の場合は谷間の部分の強度は色にじみの影響でゼロにはならない。
【００３４】
図１９は、波長λ＝５５０ｎｍでの透過波面位相差がちょうど（４／４）λ＝１λのときの白色光の点像強度分布を示している。フィルターを透過する光の位相差は波長によって異なり白色光全ての波長の位相差が１λにはならないため、図１９（ｂ）から明らかなように、点像強度分布は完全な円形にならず上下方向に少し伸びた楕円形状になっている。
【００３５】
このように白色光の場合、透過波面位相差が略２λ以下の比較的小さい領域であれば、単色光の場合と同様に結像点Ｉの強度分布が周期的に１点になったり２点になったりする。しかしながら、透過波面位相差が数λ以上の大きな領域では、透過波面位相差の波長によるずれが大きくなり、単色光とは点像強度分布に対して異なる挙動を示すことになる。これについて次に説明する。
【００３６】
波長λ＝５５０ｎｍでの透過波面位相差が５．５λと６λ発生した場合の単色光と白色光の点像強度分布の違いを計算した結果を図２０〜２３に示す。
【００３７】
図２０は単色光で位相差５．５λ発生条件での単色光点像強度分布、図２１は白色光での点像強度分布である。
【００３８】
図２２は単色光で位相差６λ発生条件での単色光点像強度分布、図２３は白色光での点像強度分布である。
【００３９】
単色光の場合、図２０に示した透過波面位相差５．５λでは（１／２）位相ずれているため図１２と同様に２点に分離した強度分布を持つが、白色光の場合は既に２点像とはならない。各波長の位相差が全て（１／２）位相ではなく波長による位相差が大きくなり、図２１に示すように位相差が存在する方向（図２１の上下方向）に伸びた楕円形状の１つの点像強度分布となる。
【００４０】
次に透過波面位相差６λの場合を見ると、単色光の場合は丁度位相が合った状態なので、図２２に示すように１点の円形の点像強度分布になる。白色光の場合は、図２３に示すように位相差が存在する方向（図２３の上下方向）に伸びた楕円形の強度分布になっている。
【００４１】
図２１と図２３の強度分布を比較すると、白色光の場合は透過波面位相差が５．５λから６λに変化してもほとんど点像強度分布に変化がないことが分かる。これは、絞り開口である瞳面での透過波面位相差が略２λ以下の微小な場合と５λ以上の大きな場合とで、透過波面位相差が光学性能へ与える影響が白色光では大きく異なっていることを示している。
【００４２】
ＮＤフィルターを用いた光量調整装置において、透過波面位相差が略２λ以下の領域とは、ＮＤフィルター基板が開口を全て覆っている状態で、ＮＤフィルター基板上での光学薄膜程度の厚みによって生ずる位相差を意味している。この領域では透過波面位相差はｎλ（ｎ＝０，１）から｛ｎ＋（１／２）｝λに変化するとき光学性能が急激に劣化し、｛ｎ＋（１／２）｝λから（ｎ＋１）λに変化すると光学性能がある程度まで回復する。
【００４３】
一方、透過波面位相差が５λ以上の領域とは、ＮＤフィルター基板の端縁部が絞り開口に掛かっている状態でのＮＤフィルター基板自身の厚みによって生ずる位相差などを意味しており、この領域では多少の透過波面位相差が変動しても光学性能はあまり変化しない。
【００４４】
これに関して、光学性能評価としてＭＴＦ値を用い、透過波面位相差との関係がどのようになっているかを図２４を用いて説明する。ここではＮＤフィルターの透過率に起因する回折の影響は考慮せず、フィルターの厚み成分に起因した透過波面位相差によるＭＴＦ値の変化のみに限定して話を進める。
【００４５】
図２４は、絞り開口の下側半分領域のフィルター厚みをゼロから徐々に増加させ、透過波面位相差を６λまで変化させた場合の無収差理想レンズ系での白色光の波動光学的ＭＴＦ計算値である。
【００４６】
図２４（ａ）は空間周波数５０本／ｍｍ、図２４（ｂ）は空間周波数１００本／ｍｍの白色ＭＴＦ値をグラフ表示している。グラフの縦軸はＭＴＦ値、横軸は波長λ＝５５０ｎｍでの透過波面位相差である。円形開口のＦナンバーがＦ１，Ｆ１．４、Ｆ２、Ｆ２．８、Ｆ４、Ｆ５．６，Ｆ８の状態での各ＭＴＦ値をグラフに示している。
【００４７】
ここで、ＭＴＦ計算で評価する空間周波数について説明する。撮像素子の画素ピッチがＰμｍの場合、この撮像素子が解像できる限界の空間周波数は１／（２×Ｐ）までである。通常この限界の空間周波数近傍よりも高い周波数はモアレや偽色信号の原因となるためローパスフィルターでカットする。画質評価として重要な空間周波数は撮像素子の限界周波数の半分程度である。
【００４８】
そこで、評価空間周波数＝１／（４×Ｐ）と定義し、撮像素子の画素ピッチが５μｍの場合は５０本／ｍｍ、画素ピッチが２．５μｍの場合は１００本／ｍｍを評価空間周波数とした。
【００４９】
例えば、有効画素数３８万画素、受光素子画面対角寸法４．５ｍｍのビデオカメラ用の撮像素子の場合、画素ピッチは約５μｍで評価空間周波数５０本／ｍｍになり、垂直方向テレビジョン解像度に換算すると２７０ＴＶ本に相当する。有効画素数が同じ条件で受光素子画面対角寸法が２．２５ｍｍの撮像素子の場合、画素ピッチは約２．５μｍで評価空間周波数１００本／ｍｍとなる。この場合も垂直方向テレビジョン解像度に換算すると２７０ＴＶ本に相当する。
【００５０】
透過波面位相差が光学性能へ与える影響についての説明に話を戻す。
【００５１】
評価空間周波数における目標ＭＴＦ値を仮に７０％以上と設定する。なお、ここでのＭＴＦ計算は、ＮＤフィルター透過率を考慮していないことと無収差理想レンズ系であることを考慮して少し高めの値を目標ＭＴＦ値に仮設定しているが、この値は目安であり絶対的な数値目標ではない。
【００５２】
まず、図２４（ａ）に示す空間周波数５０本／ｍｍでの白色ＭＴＦ値の説明をする。
【００５３】
Ｆ８まで開口を絞り込んだ状態での透過波面位相差がゼロλの場合はＭＴＦ値７２％を確保しているが、透過波面位相差が（１／２）λになるとＭＴＦ値は２１％まで急激に劣化する。更に透過波面位相差を増加させ１λの状態でＭＴＦ値は６２％まで回復する。透過波面位相差を更に増加させるとＭＴＦ値は振動しながら変動し、透過波面位相差が５λ以上でＭＴＦ値４２％程度に安定する。Ｆ８状態で目標ＭＴＦ値を満足させるためには透過波面位相差をほぼゼロλ近傍設定にする必要がある。
【００５４】
Ｆ５．６状態をみると、透過波面位相差ゼロλではＭＴＦ値８０％を確保しているが、透過波面位相差（１／２）λ状態で４４％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値７６％まで回復するが、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値６１％程度に安定する。
【００５５】
Ｆ４状態をみると、透過波面位相差がゼロλの場合はＭＴＦ値８５％、透過波面位相差（１／２）λ発生時は５８％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値８２％まで回復するが、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値７２％に安定する。
【００５６】
Ｆ２．８状態をみると、透過波面位相差がゼロλの場合はＭＴＦ値９０％、透過波面位相差（１／２）λ発生時でも７１％を確保し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値８８％まで回復し、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値８０％に安定する。
【００５７】
Ｆ２．８よりも明るい開口絞り状態であれば透過波面位相差の影響でＭＴＦ値が７０％よりも下がることがない。
【００５８】
次に、図２４（ｂ）に示す空間周波数１００本／ｍｍでの白色ＭＴＦ値の説明をする。
【００５９】
Ｆ８まで開口を絞り込んだ状態では回折の影響で、ＭＴＦ値は４５％まで劣化し、透過波面位相差が５λ以上でＭＴＦ値５％程度まで劣化してしまう。Ｆ８状態では目標ＭＴＦ値を満足させることは不可能である。
【００６０】
Ｆ５．６状態をみると、透過波面位相差ゼロλでＭＴＦ値６１％、透過波面位相差（１／２）λ状態で６％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値５３％まで回復するが、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値２７％程度に安定する。Ｆ５．６状態でもまだ回折の影響が大きく目標ＭＴＦ値を満足させることはできない。
【００６１】
Ｆ４状態をみると、透過波面位相差ゼロλではＭＴＦ値７２％を確保しているが、透過波面位相差（１／２）λ状態で２１％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値６６％まで回復するが、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値４５％程度に安定する。Ｆ４状態で目標ＭＴＦ値を満足させるには透過波面位相差はゼロλ近傍に設定する必要がある。ということは絞り開口Ｆ４状態でＮＤフィルターを挿入するとフィルター厚みによる大きな透過波面位相差が発生し目標ＭＴＦ値を満足できなくなる。
【００６２】
Ｆ２．８状態をみると、透過波面位相差ゼロλではＭＴＦ値８０％を確保しているが、透過波面位相差（１／２）λ状態で４３％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値７６％まで回復するが、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値６０％程度に安定する。
【００６３】
Ｆ２状態をみると、透過波面位相差ゼロλではＭＴＦ値８５％を確保しているが、透過波面位相差（１／２）λ状態で５８％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値７３％まで回復するが、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値７１％程度に安定する。
【００６４】
Ｆ１．４状態をみると、透過波面位相差ゼロλではＭＴＦ値９０％を確保しているが、透過波面位相差（１／２）λ状態で７０％まで劣化し、透過波面位相差１λでＭＴＦ値８８％まで回復し、その後振動しながら透過波面位相差５λ以上でＭＴＦ値８９％程度に安定する。
【００６５】
絞り開口部にフィルターが挿入されフィルター端縁部が開口中央に位置する状態は透過波面位相差が５λ以上の状態である。この透過波面位相差状態において、評価空間周波数が５０本／ｍｍの場合はＦ４まで絞り込んでもＭＴＦ値７０％を確保することができる。一方、評価空間周波数が１００本／ｍｍの場合は、Ｆ２まで開口を広げなくてはＭＴＦ値７０％を確保することができない。
【００６６】
ところで、ＮＤフィルターとしては、材料の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、材料の表面に光学薄膜を蒸着するものとが知られている。練り込みタイプＮＤフィルターの特徴は、均一な濃度のフィルターを大量に安価で加工可能な点であるが、蒸着タイプＮＤフィルターに比べて分光透過率の波長依存性が劣るため、撮影装置用の絞り装置として用いられるＮＤフィルターとしては蒸着タイプが優れている。蒸着タイプＮＤフィルターは、金属膜や誘電体膜を複数層重ねることで分光透過率の波長依存性が少なくかつ反射防止膜としての作用も併せ持たせることが可能である。
【００６７】
蒸着タイプＮＤフィルターを用いて濃度を段階的に複数領域設定した例を図２８に示す。図中、Ｐ３は蒸着タイプＮＤフィルターで２種類の濃度領域を持った例を示している。フィルター基板Ｂ３の表面全面にＮＤ膜Ｎ３１を蒸着し、裏面の異なる面積領域にＮＤ膜Ｎ３２を蒸着している。この場合、図示しているように裏面のＮＤ蒸着膜境界部でＮＤ膜厚の段差に起因する透過波面位相差が発生する。
【００６８】
図２４において透過波面位相差が略２λ以下の領域とは、この膜厚の段差などに起因した微小な透過波面位相差が存在する場合を意味している。
【００６９】
次に、絞り開口部をＮＤフィルターが順次覆っていった場合、濃度差が光学性能へ与える影響、透過波面位相差が光学性能へ与える影響、そして濃度差と透過波面位相差の双方の相乗作用が光学性能へ与える影響について説明する。
【００７０】
単純化モデルとして、収差のない理想レンズを想定し、絞り開口部は正方形を４５度傾けた形状でＦ４に開口を絞った状態とする。この絞り開口部をＮＤフィルターの濃度差が存在する境界、透過波面位相差が生ずる境界、又はその双方が存在する境界が順次移動し、濃度の高い（透過率が低い）領域、所定の厚みを有する領域、その双方を備えた領域が絞り開口を覆っていく状態を計算上で設定する。図２５〜図２７に、これらの領域の開口部に掛かる比率が０割から１０割まで変化したときの空間周波数５０本／ｍｍの白色ＭＴＦ計算値を示す。
【００７１】
図２５は境界の前後の領域に濃度差のみを設定し、濃度差０、濃度差０．５、濃度差１．０、濃度差１．５の場合の計算値を示している。ここで、濃度と透過率の関係は「濃度＝−ｌｏｇ（透過率）」である。したがって、
濃度０．０は透過率１００％
濃度０．５は透過率３２％
濃度１．０は透過率１０％
濃度１．５は透過率３％
である。
【００７２】
境界前後の領域の濃度差によって、ＭＴＦ値は濃度の高い領域が絞り開口部を７割から８割覆った状態で最も低下することが分かる。これは絞り羽根と濃度差が存在する境界で形成される濃度の低い（透過率の高い）部分の開口形状が小絞り状態となり、回折の影響でＭＴＦ値の劣化が発生しているためである。
【００７３】
また、濃度差０．５程度ではＭＴＦ値の劣化は少なく、濃度の高い領域が絞り開口部を７割から８割覆った状態でも目標の７０％以上を十分確保できている。一方、濃度差０．５を越えるとＭＴＦ値は大きく劣化しはじめ、濃度の高い領域が絞り開口部を７割から８割覆った状態で、濃度差１．０ではＭＴＦ値６８％、濃度差１．５ではＭＴＦ値５３％まで急激に低下する。
【００７４】
図２６は境界の前後の領域に透過波面位相差のみを設定し、位相差０λ、０．２５λ、０．５λ、６λ、０．２λの状態での計算値を示している。
【００７５】
境界前後の領域の透過波面位相差によって、境界を挟んだ一方の領域に対して所定の位相差を有する他方の領域が絞り開口部を丁度５割覆った状態（境界前後の領域のそれぞれが開口部を占める面積が等しくなった状態）でＭＴＦ値が最も低くなることが分かる。そして、この５割覆った状態において、位相差が０λの場合、０．２５λの場合、そして０．５λの場合を比較すると、位相差が大きくなるにつれてＭＴＦ値が下がっている。このような位相差変化によるＭＴＦ値の変化は、すでに図２４で説明したように位相差が２λ程度までは周期的に変化し、５λ以上の範囲ではほぼ一定の値に落ち着くという振る舞いを示す。
【００７６】
図２６において、位相差０．２５λと６λのＭＴＦ値を比較すると、ほぼ同じ値になっている。これは蒸着膜の膜厚による透過波面位相差が１／４λである場合と、ＮＤフィルターの基板厚による大きな透過波面位相差が発生する場合とで、光学性能に与える影響が同程度であることを意味している。
【００７７】
次に、境界前後の領域の濃度差と透過波面位相差の双方の相乗作用が光学性能に与える影響について説明する。
【００７８】
図２７は境界の前後の領域に濃度差０．５、透過波面位相差０．２λをそれぞれ単独に設定した場合と、同時に設定した場合のＭＴＦ計算値を示している。
【００７９】
前述したように濃度差がＭＴＦ値に与える影響は、濃度の高い領域が絞り開口部を７割から８割覆った状態で最も大きい。一方、透過波面位相差がＭＴＦ値に与える影響は、境界前後の領域の開口部を占める面積が等しくなった状態で最も大きい。この２つの条件が同時に発生した場合、その相乗作用で開口部の６割から７割程度を覆った状態で光学性能に与える影響が最も大きくなることを図２７は示している。
【００８０】
以上、図２５〜図２７を用いて説明したように、境界の前後の領域の濃度差だけを小さく抑えても、位相差が大きければ光学性能は劣化し、逆に位相差だけを小さく抑えても濃度差が大きければ光学性能が劣化する。そこで、光学性能劣化を極力低減するためには、透過波面位相差と濃度差をバランスよく設定することが必要であることが判る。
【００８１】
実際に複数の透過率領域を有するＮＤフィルターを透過率の異なる薄膜により製造する場合、隣接する薄膜と薄膜との境界部の合わせ目を全てゼロにすることは困難で、微小な「重なり」や「隙間」が製造誤差として発生する。
【００８２】
この薄膜の合わせ目の微小な誤差が光学性能にどのように影響するかを図２８、図２９で説明する。
【００８３】
図２８、図２９は収差のない理想レンズでの絞りＦ４状態の開口部をフィルターが覆った状態でのバーティカル方向のＭＴＦ計算値を示している。
【００８４】
図２８はＦ４絞り開口を覆うフィルターの上側半分領域はＮＤ０．０（透過率１００％）、下側半分領域にＮＤ０．５（透過率３２％）の薄膜が隣接して成膜されている。
【００８５】
ＮＤ０．０薄膜とＮＤ０．５薄膜との膜厚は同じ光学膜厚に設定し薄膜の合せ目がぴったり一致しているときは透過波面位相差はゼロ波長になるが、薄膜の合せ目に「隙間」「重なり」が生じると透過波面位相差が０．４波長発生するように膜厚を設定した。
【００８６】
図２８の左側は隣接する薄膜の合せ目に隙間のある状態を示しており、中央は合せ目に「隙間」も「重なり」もない状態、そして右側は薄膜の重なりがある状態を示している。隣接する薄膜の合せ目の「隙間量」「重なり量」の誤差量は、Ｆ４絞り開口の面積を円形開口に換算した時の開口直径に対する比率で示している。焦点距離ｆ＝４．５ｍｍの理想レンズの直前にフィルターを設定すると、Ｆ４換算開口径はφ１．１２５ｍｍになる、薄膜の合せ目誤差＋１０％は、薄膜の重なり量０．１１２５ｍｍに相当する。
【００８７】
図２８の左側は合せ目誤差として「隙間」が２０％空いている状態を示し、右側は「重なり」が２０％ある状態を示している。「隙間」も「重なり」もない状態でＭＴＦは最も高く、合せ目誤差が±１０％発生すると隙間状態でも重なり状態でもほぼ同程度ＭＴＦが劣化することを示している。薄膜の合せ目の誤差により水平方向にスリット状の透過波面位相差の段差が生じる。このスリット状の透過波面位相差が「隙間」側でも「重なり」側でも同様にＭＴＦを劣化させている。
【００８８】
図２９は上側半分領域にＮＤ０．５（透過率３２％）の薄膜、下側半分領域にＮＤ１．０（透過率１０％）の薄膜を成膜したフィルターがＦ４開口部を覆っている状態を示している。ＮＤ濃度条件以外は図２８の条件と同条件を設定した。
【００８９】
隣接する薄膜の合せ目誤差が「隙間」側と「重なり」側ではＭＴＦへの影響が異なる。重なり側に１０％の誤差は発生してもＭＴＦ値は５０％を維持しているが、「隙間」側に−１０％の誤差が発生するとＭＴＦ値は１０％以下まで劣化してしまう。濃度を有する薄膜と薄膜の間に「隙間」誤差は生じると、隙間部の透過率が高いため、スリット状の強い光が通過する。水平方向のスリット状隙間部を通過する強い光は垂直方向に回折現象を起こすためバーティカル方向のＭＴＦ値を大きく劣化させる。一方、「重なり」誤差では、重なり部の濃度が濃くなるためスリット状の重なり部を透過する光は減衰され、ＭＴＦへの悪影響が少なくなっていることが判る。図２９条件での薄膜合せ目誤差がゼロ状態、隙間誤差−１０％状態、重なり誤差＋１０％状態での点像強度分布を図３０、図３１、図３２に示す。点像強度分布の状態を（ａ）鳥瞰図、（ｂ）等高線図、（ｃ）側面図で表現している。
【００９０】
図３０は薄膜の合せ目誤差量がゼロで水平方向のスリット状の透過波面位相差はない状態であるため、回折による上下方向の点像象度の分布は殆んどない。対角方向に４本の筋が伸びているのは、絞り開口が菱形形状のため菱形の各辺の垂直方向に回折の影響で光の筋が現れている様子をあらわしている。
【００９１】
図３１は薄膜の合せ目誤差量が「隙間」−１０％状態での点像強度分布をしめしている。ＮＤ０．５膜とＮＤ１．０膜の間に水平方向のスリット状に光が抜けているため回折の影響を大きく受けて上下方向に光の筋が伸びている様子が確認できる。
【００９２】
次に、薄膜の合せ目誤差量を「重なり」側に＋１０％発生させた状態での点像強度分布を図３２に示す。スリット状の薄膜の重なり部分は濃度１．５になり透過率が少なくなるため、この部分で発生する回折の影響が少なくなり、上下方向の光の筋の伸び方が図３１よりも弱くなっていることが確認できる。
【００９３】
図３１に示すスリット状の隙間誤差による回折光の光の筋の伸びは、ＭＴＦ値を劣化させるだけでなく、被写体に高輝度点光源があるとその点光源から上下方向に尾を引いた回折ゴーストが発生する。（ここで以後「尾引きゴースト」と称する。）この尾引きゴーストは一般的な輝度の被写体では顕在化しないが、高輝度の被写体では顕著に現れ画質の品位を下げる。
【００９４】
特にＮＤ濃度の濃い薄膜と薄膜との合わせ目には隙間が発生すると悪影響が大きいため、濃度０．５を超える薄膜と薄膜との合せ目の誤差は０％から５％以下に押えることが望ましい。
【００９５】
濃度が薄い薄膜と薄膜との合せ目誤差はＭＴＦへの影響は「隙間」も「重なり」も同程度に発生するのであるが、各薄膜は表面反射を防止する反射防止膜の役割も担っているため、隣接する薄膜と薄膜の間に「隙間」は生じると隙間部分に反射防止効果がなくなり、スリット状に反射率の高い領域ができてしまい、ここでの表面反射がゴーストの原因になるため好ましくない。
【００９６】
（実施例１）
本発明の実施例１を図１に示す。図１は本発明を応用した光量調整装置（絞り装置）の実施例である。図１（Ａ）は開放絞り状態で開口部の一部をＮＤフィルターが覆っている状態、図１（Ｂ）は中間絞り状態でＮＤフィルターのＮ１２領域とＮ１３領域が開口部を覆っている状態、図１（Ｃ）は最小絞りでＮＤフィルターのＮ３領域が開口部を覆っている状態を示している。
【００９７】
図中、Ｓ１１，Ｓ１２は絞り開口を形成するための絞り羽根であり、相対的に移動させることによって開口面積を変えることができる。Ｐ１はＮＤフィルター（フィルター部材）である。また、ＮＤフィルターＰ１は、透過率が小さい（濃度の濃い）領域Ｎ１３、透過率が次に小さい（透過率が中程の）領域Ｎ１２、そして透過率の大きい（濃度の薄い）領域Ｎ１１が基板Ｂ１上に形成されている。基板Ｂ１には、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル、アクリル樹脂等の合成樹脂フィルムが用いられる。合成樹脂フィルムを使用する主な理由は、比重が軽いことと、薄く加工しても割れにくい点である。基板Ｂ１の厚みは１００μｍ〜５０μｍ程度である。
【００９８】
ＮＤフィルター部Ｐ１を透過する透過波面の様子を図２に示す。図２での各濃度領域Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３は、領域Ｎ１１と領域Ｎ１２の濃度差、及び領域Ｎ１２と領域Ｎ１３の濃度差がいずれも０．５以下となるように、蒸着膜で各透過率を設定している。そして各濃度領域の膜厚及びその材料の屈折率を適宜設定することにより、製造誤差を含めた透過波面位相差が（１／５）λ以下になるようにしている。透過波面位相差が（１／５）λ以下とは、特開平７−６３９１５号公報に開示されたＮＤフィルター（多層膜の平均屈折率≒１．６３）を想定すると、各濃度領域の実際の段差（機械的な膜厚段差）が０．１７μｍ以下に相当する。隣接する蒸着膜Ｎ１１とＮ１２、Ｎ１２とＮ１３との合わせ目には隙間が生じないように設定している。実際に生産する場合には加工誤差をゼロにすることは不可能で製造誤差による微小なばらつきが避けられない。製造誤差を考慮し薄膜と薄膜との合せ目の狙い値を若干重なり方向にずらし、製造誤差を含め膜と膜との合せ目には隙間が生じないように設定する。
【００９９】
ＮＤフィルターＰ１の各領域Ｎ１１，Ｎ１２は、図３に示すように、フィルム状の基板Ｂ１上に３つの役割をもつ蒸着層を有している。すなわち、透過波面位相差を補正するためのベースコート層３１、波長によらず均一に透過率を落とすためのＮＤ層３２、表面反射を防止するＡＲコート層３３である。
【０１００】
透過波面位相差を補正するためのベースコート層３１は、基板Ｂ１上にＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の基板Ｂ１の屈折率に近い誘電体膜の膜厚を適切に設定し蒸着することで透過波面位相差を補正する。透過率を下げるためのＮＤ層３２は多層膜で構成し、波長依存性が少なくなるように設定する。ＮＤ層３２は、各領域Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３毎に透過率を変えるため厚さが異なっており、これが透過波面位相差の主要因となっている。ベースコート層３１はこれを補正するためのものである。そして最終層として表面反射を防止するＡＲコート層３３を蒸着する。ＡＲコート層３３はＭｇＦ２などの誘電体膜を蒸着している。
【０１０１】
図２４に示した透過波面位相差と白色ＭＴＦの関係を参照すると、透過波面位相差が（１／５）λを超えるとＭＴＦ値は急激に劣化し、透過波面位相差が（１／４）λから（３／４）λの状態では透過波面位相差が５λ以上発生した状態よりもＭＴＦ値が下がってしまう。これは、Ｆナンバーが大きな状態（絞り開口が小さい状態）で特に顕著であり、Ｆナンバーが小さな状態（絞り開口が大きい状態）では透過波面位相差が全くない状態と比べてもＭＴＦ値の劣化は比較的少ない。
【０１０２】
本実施例において、図１（Ａ）に示すように絞り開口内に数μｍ以上の厚みのあるＮＤフィルターＰ１の端縁部が存在する状態は、透過波面位相差が５λ以上発生する状態に相当する。しかし、図１（Ａ）のようにＦナンバーの小さな場合に、この状態となるように設定しているため、光学性能の劣化は実施上問題ないレベルに抑えられる。
【０１０３】
一方、図１（Ｂ）や（Ｃ）のようにＦナンバーの大きな場合には、ＮＤフィルターＰ１が開口全体を覆うように設定し、しかもＮＤフィルターＰ１の透過波面位相差が（１／５）λ以下になるように設定しているので、光学性能の劣化を抑制できる。
【０１０４】
なお、本実施例では透過波面位相差が（１／５）λ以下、すなわち０λ近傍となるように設定しているが、ＭＴＦ値の低下が許容範囲内であれば、透過波面位相差を１λ近傍又は２λ近傍に設定してもよい。
【０１０５】
すなわち、透過波面位相差が、
｛ｎ±（１／５）｝λ（ｎ＝０，１，２）
であればよい。
【０１０６】
そして、ＮＤフィルターＰ１の各領域Ｎ１１とＮ１２、Ｎ１２とＮ１３との蒸着膜との合せ目には隙間がなく、製造誤差を含め膜の重なり量は、絞りＦ４開口面積の換算直径の０％から＋１０％以内に設定する。
【０１０７】
このような構成により、絞り込んだ状態でもＭＴＦ値の劣化を最小限度に抑え、画質の向上を図ることができる光量調整装置が実現できる。また、本実施例の光量調整装置をビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮影装置に用いれば、画質の劣化を抑えつつ、画素ピッチの小さな撮像素子を用いることが可能となる。
【０１０８】
（実施例２）
本発明の実施例２を図４に示す。図４は実施例１と同様に本発明を応用した光量調整装置（絞り装置）の実施例であるが、実施例１とは異なり、絞り羽根とＮＤフィルターを独立して駆動して光量調整を行う装置の実施例である。
【０１０９】
図中、Ｓ２１，Ｓ２２は開口を形成するための絞り羽根であり、相対的に移動させることによって開口面積を変えることができる。Ｐ２はＮＤフィルターであり、絞り羽根Ｓ１１，Ｓ１２とは独立に駆動可能である。本実施例では、図４（ａ）に示す開放状態から図４（ｂ）に示す所定の絞り状態までは絞り羽根Ｓ２１，Ｓ２２で開口を絞ることで光量調整を行い、それ以降は開口面積を固定として、図４（ｃ）に示すようにＮＤフィルターＰ２を透過率の大きな領域から透過率の小さな領域の順に開口内に挿入することで光量調整を行なう。
【０１１０】
ＮＤフィルターＰ２は、基板Ｂ２の一方の面に減光作用のない領域Ｎ２１、所定の透過率の領域Ｎ２２が形成され、他方の面に領域Ｎ２２と同じ透過率の領域Ｎ２３、領域Ｎ２２，Ｎ２３よりも透過率が小さい領域Ｎ２４が形成されている。したがって、光が領域Ｎ２１と領域Ｎ２３を通過する場合に透過率が最も小さく、領域Ｎ２２と領域Ｎ２３を通過する場合に透過率が次に小さく、領域Ｎ２２と領域Ｎ２４を通過する場合に透過率が最も大きくなる。このように本実施例のＮＤフィルターＰ２は、２種類の透過率を有する蒸着ＮＤ膜を組合せ、３種類の透過率（濃度）を設定している。そして、領域Ｎ２１及び領域Ｎ２３を合わせた濃度と領域Ｎ２２及び領域Ｎ２３を合わせた濃度の差、領域Ｎ２２及び領域Ｎ２３を合わせた濃度と領域Ｎ２２及び領域Ｎ２４を合わせた濃度の差が共に０．５以下となるように設定している。
【０１１１】
なお、基板Ｂ２は実施例１で説明した基板Ｂ１と同様のものが用いられる。
【０１１２】
ＮＤフィルター部Ｐ２を透過する透過波面の様子を図５に示す。本実施例でも領域Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３，Ｎ２４の膜厚及びその材料の屈折率を適宜設定することにより、製造誤差を含めた透過波面位相差が（１／５）λ以下（機械的な膜厚段差０．１７μｍ以下）になるようにしている。
【０１１３】
ＮＤフィルターＰ２の拡大断面図を図６に示す。本実施例の各領域Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３も実施例１の各濃度領域と同様に、ベースコート層６１、ＮＤ層６２、ＡＲコート層６３によって構成されている。本実施例において、特徴的なのは減光作用を持たない領域Ｎ２１がベースコート層６１とＡＲコート層６３のみによって構成されていることである。本実施例においても、このベースコート層６１の膜厚を適切に設定することで、各領域の透過波面位相差が（１／５）λ以下になるように補正している。なお、ベースコート層６１、ＮＤ層６２、ＡＲコート層６３に用いられる材料は実施例１と同様である。
【０１１４】
蒸着膜Ｎ２１とＮ２２、Ｎ２３とＮ２４との合せ目には隙間が生じないように、製造誤差を含め膜の重なり量は、絞りＦ４開口面積の換算直径の０％から＋１０％以内に設定する。
【０１１５】
なお、本実施例においても実施例１と同様に、透過波面位相差を１λ近傍又は２λ近傍に設定してもよい。
【０１１６】
本実施例も実施例１と同様に、絞り込んだ状態でもＭＴＦ値の劣化を最小限度に抑え、画質の向上を図ることができる光量調整装置が実現できる。また、本実施例の光量調整装置をビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮影装置に用いれば、画質の劣化を抑えつつ、画素ピッチの小さな撮像素子を用いることが可能となる。
【０１１７】
（実施例３）
図７は、実施例１，２で説明した光量調整装置を適用した光学系の概略構成図である。
【０１１８】
図７において、１０は屈折系、反射系、回折系等によって構成された撮影光学系、１１は光学系１０を通過する光を制限し、明るさを調整する絞り、１２は光学系１０によって形成される被写体像を受光面で受光し電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子（光電変換素子）である。本実施例において、絞り１１には実施例１や２で説明した光量調整装置を用いている。
【０１１９】
このように、撮影光学系等の光学系の絞りとして、実施例１，２で説明したような光量調整装置を用いることによって、絞り込んだときのＮＤフィルターの透過波面位相差とＮＤ濃度差そしてＮＤ蒸着膜の合せ目誤差による影響を少なくして画質の向上を図ることができ、画素ピッチの小さな撮像素子を用いることが可能となる。
【０１２０】
（実施例４）
次に実施例３で説明した撮影光学系を用いた撮影装置の実施形態を図８を用いて説明する。
【０１２１】
図８において、２０は撮影装置本体、１０は実施例４で説明した撮影光学系、１１は実施例１や２の光量調整装置によって構成される絞り、１２は撮影光学系１０によって形成される被写体像を受光する撮像素子、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録媒体、１４は被写体像を観察するためのファインダーである。ファインダー１４としては、光学ファインダーや液晶パネル等の表示素子に表示された被写体像を観察するタイプのファインダーが考えられる。
【０１２２】
このように実施例４で説明した撮影光学系をビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像素子上に被写体像を形成するタイプの撮影装置に適用することにより、ＮＤフィルターの透過波面位相差による影響とＮＤ濃度差そしてＮＤ蒸着膜の合せ目誤差による影響を少なくして画質の向上を図ることができる。また、画素ピッチの小さな撮像素子を用いることが可能となる。
【０１２３】
以下に本発明のとり得る態様について列挙する。
（態様１）開口を形成するための絞りと、該開口を通過する光の光量を減衰するためのフィルター部材を備えた光量調整装置において、前記フィルター部材は段階的に透過率が異なる複数の領域を有し、該複数の領域のうち隣接する領域の濃度差を０．５以下、該隣接する領域を透過する所定の波長λの光の位相差を｛ｎ±１／５｝λの範囲とすると共に、該隣接する領域間の境界の隙間が無くなるように、各領域を構成する光学膜の重なり量を絞りＦ４の絞り開口換算直径に対し０％以上１０％以下とすることを特徴とする光量調整装置。
【０１２４】
但し、濃度＝−ｌｏｇ（透過率）
ｎ＝０，１，２
である。
（態様２）前記フィルター部材は多層膜によって形成された透過率の異なる複数の領域を有することを特徴とする態様１に記載の光量調整装置。
（態様３）前記多層膜は反射を低減させるための層を有することを特徴とする態様２に記載の光量調整装置。
（態様４）前記絞りは複数の絞り羽根によって構成され、該複数の絞り羽根を相対的に移動することによって前記開口の面積が変化することを特徴とする態様１乃至３いずれか１つに記載の光量調整装置。
（態様５）前記フィルター部材は、前記複数の絞り羽根の１つに固定され、前記複数の絞り羽根の相対的な移動に伴って、前記フィルター部材が前記開口を覆う面積が変化することを特徴とする態様４に記載の光量調整装置。
（態様６）前記フィルター部材は、前記複数の絞り羽根とは独立に移動可能であることを特徴とする態様４に記載の光量調整装置。
（態様７）前記所定の波長λは使用波長帯域の中心波長であることを特徴とする態様１乃至６いずれか１つに記載の光量調整装置。
（態様８）前記所定の波長λは５５０ｎｍであることを特徴とする態様１乃至７いずれか１つに記載の光量調整装置。
（態様９）態様１乃至８いずれか１つに記載の光量調整装置を有することを特徴とする光学系。
（態様１０）光電変換素子上に像を形成することを特徴とする態様９に記載の光学系。
（態様１１）態様１乃至８いずれか１つに記載の光量調整装置を有する光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴とする撮影装置。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルター部材の微小な厚み成分の影響とＮＤ濃度差による影響、そしてＮＤ蒸着膜の合せ目誤差による光学性能劣化を低減した光量調整装置を実現できる。
【０１２６】
また本発明の光量調整装置を、撮像素子に像を形成する撮影装置の撮影光学系に用いれば、画素ピッチの小さな撮像素子であっても良好な画像情報を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の光量調整装置の概略構成図である。
【図２】実施例１の光量調整装置のＮＤフィルターを透過した波面の位相の様子を示す図である。
【図３】実施例１のＮＤフィルターの拡大断面図である。
【図４】実施例２の光量調整装置の概略構成図である。
【図５】実施例２の光量調整装置のＮＤフィルターを透過した波面の位相の様子を示す図である。
【図６】実施例２のＮＤフィルターの拡大断面図である。
【図７】光量調整装置を備えた光学系の概略構成図である。
【図８】光量調整装置を備えた撮影装置の概略構成図である。
【図９】透過波面位相差が光学性能へ与える影響を説明するための図である。
【図１０】位相差（０／４）λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図１１】位相差（１／４）λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図１２】位相差（２／４）λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図１３】位相差（３／４）λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図１４】位相差（４／４）λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図１５】位相差（０／４）λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図１６】位相差（１／４）λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図１７】位相差（２／４）λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図１８】位相差（３／４）λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図１９】位相差（４／４）λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図２０】位相差５．５λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図２１】位相差５．５λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図２２】位相差６．０λのときの単色光の点像強度分布を示した図である。
【図２３】位相差６．０λのときの白色光の点像強度分布を示した図である。
【図２４】空間周波数５０本／ｍｍ及び空間周波数１００本／ｍｍの白色ＭＴＦ値と透過波面位相差の関係を示すグラフである。
【図２５】絞りＦ４状態での開口部への濃度段差の境界部掛かり量とＭＴＦ変化を示す図である。
【図２６】絞りＦ４状態での開口部への位相差の境界部掛かり量とＭＴＦ変化を示す図である。
【図２７】絞りＦ４状態での開口部への濃度段差と位相差の境界部掛かり量とＭＴＦ変化を示す図である。
【図２８】絞りＦ４状態での開口部へＮＤ０とＮＤ０．５薄膜合せ目誤差に対するＭＴＦ変化を示す図である。
【図２９】絞りＦ４状態での開口部へＮＤ０．５とＮＤ１．０薄膜合せ目誤差に対するＭＴＦ変化を示す図である。
【図３０】絞りＦ４状態での開口部へＮＤ０．５とＮＤ１．０薄膜合せ目誤差ゼロでの点像強度分布図である。
【図３１】絞りＦ４状態での開口部へＮＤ０．５とＮＤ１．０薄膜合せ目誤差−１０％での点像強度分布図である。
【図３２】絞りＦ４状態での開口部へＮＤ０．５とＮＤ１．０薄膜合せ目誤差＋１０％での点像強度分布図である。
【符号の説明】
Ｓ１１ 絞り羽根
Ｓ１２ 絞り羽根
Ｐ１ ＮＤフィルター
Ｎ１１ ＮＤフィルター上の濃度領域（透過率大）
Ｎ１２ ＮＤフィルター上の濃度領域（透過率中）
Ｎ１３ ＮＤフィルター上の濃度領域（透過率小）
Ｂ１ 基板

Claims (1)

1. 開口を形成するための絞りと、該開口を通過する光の光量を減衰するためのフィルター部材を備えた光量調整装置において、前記フィルター部材は段階的に透過率が異なる複数の領域を有し、該複数の領域のうち隣接する領域の濃度差を０．５以下、該隣接する領域を透過する所定の波長λの光の位相差を｛ｎ±１／５｝λの範囲とすると共に、該隣接する領域間の境界の隙間が無くなるように、各領域を構成する光学膜の重なり量を絞りＦ４の絞り開口換算直径に対し０％以上１０％以下とすることを特徴とする光量調整装置。
   但し、濃度＝−ｌｏｇ（透過率）
   ｎ＝０，１，２
   である。

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