JP2004354784A - 光学フィルタ、光学フィルタの製造方法、光量調節装置及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【目的】安価で、且つ、安定して優れた光学特性を有する光量調節部材である光学フィルタを提供すること。
【構成】透明基材から成る第１の層上に所定の光路長を有し、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層と、該第２の層を保護するための第３の層とを有する光学フィルタを、第２の層が外気に触れない構成とする。ここで、光学フィルタは、光量調節部材で構成される。又、前記第１の層と前記第３の層が端面において接している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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と光学フィルタの製造方法、光学フィルタを用いた光量調節装置及び撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器には、その光量調節のために絞り装置が組み込まれている。そして、この絞り装置においては、通常、絞り羽根を用いて光量を調節することが行われている。
【０００３】
しかし、特に、高輝度被写体に対しては、その絞り径が小さくなり過ぎると、回折による解像力の劣化が生じるため、その絞り径に制限を加え、それと同時に、光量調節部材としてＮｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ フィルタ（以下、ＮＤフィルタと略す）等を用いて通過光量を制限し、これにより画質低下を防止している。
【０００４】
具体的には、絞り羽根の一部に、絞り羽根とは別部材であるＮＤフィルタを接着剤で装着するように構成することで、被写体が高輝度の時には、絞り径を余り小さくなるまで絞り込まずに絞り開口を一定の大きさに維持し、その代わりにＮＤフィルタを光軸上に位置させるようにして通過光量を制限している。更には、このＮＤフィルタとして、その光量調節機能に勾配（以下、濃度勾配と呼ぶ）を有しているものを用い、この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。又、ＮＤフィルタを絞り羽根に装着しないで、独立して光学的作用を持たせて構成した絞り装置も種々提案されている。
【０００５】
上記したような光量調節装置における光量調節部材としてのＮＤフィルタには、通常、金属膜又は誘電体膜を蒸着等により成膜したものや（特許文献１、特許文献２等参照）、或は、これらを多層積層したものが一般に使用されている。これは、これらの材料が光学特性が良好で、且つ、耐久性が優れていることに起因している。
【０００６】
又、その他のＮＤフィルタの作製方法としては、ガラスや透明フィルムの形成材料であるセルロースアセテート、ＰＥＴ等中に、光を吸収する染料や顔料を混ぜ、練り込んだタイプのものや（特許文献３等参照）、前記材料から成る透明基材に光を吸収する染料や顔料を塗布するタイプのものがある。更に、銀塩フィルムを利用したＮＤフィルタの製造方法も提案されている（特許文献４参照）。又、濃度勾配を有する光学フィルタは、分光透過特性が一定でなくとも、レーザービームプリンタ等の光量調節装置として利用されている（特許文献５参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１３３２５４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−３５２７３６号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平１０−９６９７１号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平５−１７３００４号公報
【００１１】
【特許文献５】
特開平１１−１４９２３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蒸着により膜を形成して成るＮＤフィルタは、その製造装置の規模が大きくなること、製造工程が複雑であること等の理由により、その製品コストが高くなるという問題があった。又、フィルム等の形成材料中に染料や顔料を練り込むタイプや基材表面に塗布するタイプのものでは、均一濃度のＮＤフィルタを作製することはできても、濃度勾配を有したフィルタの作製が非常に困難であった。又、銀塩フィルムを利用すれば、濃度勾配を有するフィルタを作製することも可能であるが、フィルム中に残存する銀粒子によって光の散乱が生じ、その光学特性が悪化するという問題がある。
【００１３】
これに対し、本発明者は、透明基材上にインク受容層を設け、このインク受容層に光量調節機能を有するインク（着色液）を吐出して、その機能を付与することで樹脂層を形成し、更に、その上に平坦化層を形成して、光量調節部材である光学フィルタを作製する方法が有効であると考え、種々の検討を重ねている。上記した方法によれば、簡便に優れた性能を有する光学フィルタを製造できることが確認されたが、更なる詳細な検討の結果、充分な信頼性を有する光学フィルタとするためには、更に、下記に述べるような解決すべき課題があることが分かった。
【００１４】
即ち、光学フィルタを、一般のインクジェット記録で行われているような階調記録方式で作製した場合には、形成した樹脂層が直接外気に曝されることとなるため、光学フィルタを長期保存や或は湿度の高い状況下に長期間に亘って置いた場合に、空気中の水分を吸収して樹脂層が膨潤する場合があった。樹脂層の膨潤により、光学フィルタの光路長の部分的変化を生じた場合、光学フィルタとしての光学特性が損なわれることが考えられる。このため、このような膨潤を抑制し、或は防止することが、上記したようなインクジェット法を用いて形成して成る光学フィルタのより一層の性能向上を図る上で重要な技術課題であると本発明者等は認識した。
【００１５】
ところで、特開平９−１０５８１４号公報には、光学フィルムの素材面の片面又は両面に、５０℃、９０％Ｒ．Ｈ．での飽和吸水率が１．０重量％以下であり、且つ、基準温度２３℃、緩和時間１０^５ 秒での緩和弾性率が１５×１０^５ ｄｙｎ／ｃｍ^２ 以下である粘着剤層を光学フィルムの片面又は両面に設けることで、液晶セルに貼着するための光学フィルムの加熱加湿処理による光学特性の低下を抑えることが提案されている。
【００１６】
しかし、本発明者等の検討によれば、上記特開平９−１０５８１４号公報に開示された方法を適用したとしても、光学フィルタの端面からの吸湿を抑えることはできなかった。
【００１７】
又、特願平８−９５０２５号公報では、表面に金属膜を形成したガラス基板にＬＣＤ用カラーフィルタを形成した後、少なくともガラス基板の周縁部に位置する金属膜の一部を覆う樹脂膜を形成し、次いで、スポット径を小さく設定したレーザビームを照射して金属膜を除去し、その際に樹脂膜で金属膜を覆うことでクラックの発生を抑える、ＬＣＤ用カラーフィルタのレーザ加工方法の提案がなされているが、本願発明の技術課題を何ら開示しているものでない。
【００１８】
従って、本発明の目的は、安価で、且つ、安定して優れた光学特性を有する光量調節部材である光学フィルタ及び該光学フィルタの簡便な製造方法を提供することにある。より具体的には、特に耐湿性能に優れた樹脂層の吸湿によって生じる恐れのある光路長の部分的変化が防止され、光学特性の劣化の発生が有効に防止された、充分な信頼性を有する光学フィルタ及びその製造方法を提供することにある。
【００１９】
更に、本発明の目的は、安価で、しかも優れた光学特性を有する光学フィルタを得ることで、経済的でありながら、充分な信頼性をも有する光量調節装置及び撮影装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記した本発明の目的は、下記の本発明によって達成される。
【００２１】
即ち、本発明は、透明基材から成る第１の層上に所定の光路長を有し、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層と、該第２の層を保護するための第３の層とを有している光学フィルタであって、第２の層が外気に触れない構成となっていることを特徴とする光学フィルタである。その好ましい形態としては、上記構成において、光学フィルタが光量調節部材である光学フィルタである。又、その好ましい形態としては、上記構成において、第２の層が外気に触れないようにするための構造が、第１の層と前記第３の層が端面において接している光学フィルタ、又、上記構成において、第３の層の吸水率が第２の層の吸水率よりも小さい光学フィルタが挙げられる。
【００２２】
本発明の別の実施形態は、上記した光学フィルタを製造する方法である。透明基材から成る第１の層上に、液体噴射記録法を用いて、所定の光路長を有し且つ所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層を形成する工程と、次いで、第２の層を保護するための第３の層を形成する工程と、次いで、該光学フィルタの第１の層若しくは第３の層にレーザ光を照射して表面の層を溶融し、該溶融した層によって第２の層が覆われるように溶融切断することを特徴とする光学フィルタの製造方法である。その好ましい形態として、第１の層の該第３の層とは対向しない側の面上及び第３の層の該第１の層とは対向しない側の面上の少なくとも何れか一方に、更に、反射防止層を積層させる光学フィルタの製造方法、又、上記何れかの構成において、第３の層の吸水率が第２の層の吸水率よりも小さい光学フィルタの製造方法、又、上記何れかの構成において、第１の層と第３の層を切断する工程において、切断する位置を、切断した端部から第２の層の端部までの距離が第３の層の膜厚よりも長くなるようにする光学フィルタの製造方法が挙げられる。
【００２３】
本発明の別の実施形態は、上記した光学フィルタ、或は上記何れかかの形態の光学フィルタの製造方法によって得られる光学フィルタと、該光学フィルタを備えた光量調節部材と、該光量調節部材を駆動する駆動手段とを有し、上記光量調節部材の駆動量に応じて所定の開口部を透過する光束の透過量が調節されるように構成されることを特徴とする光量調節装置である。
【００２４】
本発明の別の実施形態は、上記した光量調節装置と、被写体像を形成する撮影光学系と、該被写体像を光電変換する撮像手段と、該光電変換された信号を記録する記録手段とを有し、上記光量調節装置を撮影光学系に配置することを特徴とする撮影装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００２６】
本発明に係る光学フィルタは、下記に挙げたような透明基材上に所定の光路長を有し、且つ、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層と、該第２の層を保護し、且つ、平坦化するための第３の層（以降「平坦化層」と称する）を有するが、例えば、第１の層と平坦化層とが、これらの端面において第２の層を介することなく積層された状態となるような構造の第２の層が外気に触れない構造を有する。このような構造の光学フィルタは、先に述べた光学フィルタの製造方法によって容易に得られる。以下、これらについて詳細に説明する。
［製造方法の形態］
本発明に係る光学フィルタの製造方法では、上記透明基材から成る第１の層の全面に、先ず、液体噴射記録法を利用して所定の光路長を有し、且つ、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層を形成し、形成した第２の層上に第２の層を保護し、且つ、平坦化する第３の層を形成する。次いで、このような構成から成る光学フィルタの表面にレーザ光を照射し、表面の層を溶融するとともに切断して光学フィルタを製造する。
【００２７】
第１の層としては透明基材を用いる。透明基材としては、光学フィルタとした場合における機械的強度及び光学的特性等の必要特性を有していれば、特に限られるものではない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ジアセテート、トリアセテート、セロハン、セルロイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等から成る透明フィルム基材を挙げることができる。又、上記した必要特性を満たすものであれば、透明のガラス製の基材も使用可能である。
【００２８】
第２の層は、前記したような材料から成る透明基材上に形成されたものであって、所定の光路長を有し、且つ、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る。このため、該樹脂層は、均一濃度を付与した光量調節領域が形成されたものであっても、連続的に或は段階的に濃度が変化する勾配が付与された濃度変化領域が形成されたものであっても良い。具体的には、透明基材上に形成したインク受容層に、液体噴射記録法を用いてインクを付与することによって容易に得られる均一濃度、或は濃度勾配を有する着色樹脂層とすることが好ましい。この際に用いるインク受容層は、インクを吸収し、インク中の色材を層中に受容して定着し得るものであれば特に限られるものではない。このような層は、下記に挙げるような水溶性樹脂及び水分散性樹脂を用いることにより形成することができる。
【００２９】
水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール及びアニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコールの変性物；水系ポリウレタン；ポリビニルピロリドン及びビニルピロリドンと酢酸ビニル共重合体、ビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、４級化したビニルピロリドンとジメチルアミノエチル・メタクリル酸の共重合体、ビニルピロリドンとメタクリルアミドプロピル塩化トリメチルアンモニウム共重合体等のポリビニルピロリドンの変性物；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系水溶性樹脂；及びカチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロースの変性物；ポリエステル、ポリアクリル酸（エステル）、メラミン樹脂、或はこれらの変性物、少なくともポリエステルとポリウレタンとを含むグラフト共重合体等の合成樹脂；又、アルブミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、カチオン化でんぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂を挙げることができる。
【００３０】
又、水分散性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル系重合体、酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸（エステル）共重合体、ポリ（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミド系共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、ポリビニルエーテル、シリコン−アクリル系共重合体等、多数列挙することができるが、勿論、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００３１】
又、上記に挙げたような樹脂に、アルミナ水和物や非晶質シリカ等を含有させた塗工液を用いることで、塗工膜に細孔（アルミナ水和物や非晶質シリカの微粒子間の隙間）を生じさせ、該細孔にインクを吸収させる隙間吸収タイプのインク受容層とすることも可能である。更に、コーティング性、インクの吸収性能の制御、機械的特性の向上等のために、インク受容層の形成材料中に、各種の界面活性剤、架橋剤、染料固着剤（耐水化剤）、消泡剤、酸化防止剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤及び可塑剤等を含有させても良い。
【００３２】
インク受容層を形成する方法としては、例えば、下記のようにして行う。
【００３３】
即ち、先ず、上述したインクを受容し得る水溶性樹脂及び水分散性樹脂等の材料を必要に応じて添加される他の添加剤と共に水或はアルコール、多価アルコール類又は他の適当な有機溶媒等から選択される液媒体に溶解又は分散し、塗工液を調製する。次いで、得られた塗工液を、例えば、ロールコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、バーコーター法、サイズプレス法、スプレーコート法、グラビアコーター法、カーテンコーター法、スピンコート法等の塗工方法によって透明基材表面に塗工する。その後、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム、ホットプレート等を用いて乾燥を行うことで、インク受容層を形成する。
【００３４】
上記のようにしてインク受容層を形成した後、液体吐出装置を用いてインクジェットヘッドを透明基材に対して相対的に走査させながら、該インクジェットヘッドからインクを吐出して、インク受容層に、均一濃度を付与したり、連続的に或は段階的に濃度が変化する勾配を付与して、第２の層である樹脂層を形成する。
【００３５】
この際に用いるインクとしては、インクジェットヘッドにより吐出可能なものであれば特に限られるものではないが、下記のものを使用することが好ましい。インクとしては、色材を水系或は油系の液媒体に溶解又は分散させて成る水系インク或は油系インクを何れも使用することができるが、インクジェットヘッドからの吐出信頼性の点から、水系インクを使用することが好ましい。又、用いる色材としては、インクが付与されて樹脂層を形成した場合に、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有するものとできれば、何れものでも良い。
【００３６】
従って、本発明で言う色材とは、可視光、紫外光、赤外光を含む所定波長帯の光の透過率を制御する材料を指す。本発明の光学フィルタの製造方法によってＮＤフィルタを製造する場合には、可視光域全域に亘ってほぼフラットな透過率特性が求められるため、この場合には、各種染料や顔料を適宜組み合わせたものを使用して、可視光帯域全体に亘って均一な、特定の透過特性を与えるものを使用することが望ましい。
【００３７】
しかし、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、赤外線カメラ用の光量調節装置に用いる場合には、赤外域の特定波長のみを透過する材料が用いられるが、これも本発明で言う色材に含まれる。更に、透過光量を制御する際の光の吸収が材料内部で生じるものや、材料表面で生じるもの等、何れも本発明でいう色材に含まれる。具体的には、各種染料や顔料を用いることができる。顔料としては、有機顔料、無機顔料（各種金属、各種金属酸化物、金属窒化物等その複合体、有機微粒子等との複合体）も使用可能である。
【００３８】
上記のインクを形成する場合に、上記した色材と共に使用される液媒体としては、水或は各種の有機溶剤が挙げられるが、水性媒体としては、下記に挙げるような各種の水溶性有機溶剤を用いることができる。
【００３９】
例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｎ−ペンタノール等の炭素数１〜５のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン共重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の低級アルキルエーテル類；トリエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ジアルキルエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；スルホラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。上記のような水溶性有機溶剤は、単独でも或いは混合物としても使用することができる。更に、本発明で使用するインクとしては、上記の成分の他に、必要に応じて、所望の物性値を持つインクとするために、例えば、各種の界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を添加したものを用いることができる。
【００４０】
本発明に係る製造方法では、インク受容層を形成した透明基材上に、液体吐出装置を利用して上記したような構成のインクを付与して、特定の光学特性を有する樹脂層を形成するが、この場合のインクの付与方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたサーマルタイプ或は圧電素子を用いたピエゾタイプのインクジェットヘッドが利用可能である。
【００４１】
以下に示すように、インクの吐出量を変化させる必要がある場合には、吐出量の変調が比較的簡単にできるピエゾタイプのインクジェットヘッドを使用することが好ましい。この記録ヘッドを駆動して、インクを付与する装置としては、市販の液体吐出装置を用いることも可能であるが、その際には、プリンタドライバによるガンマ補正や色変換の処理が行われるため、若干の留意が必要である。従って、できれば、本発明で使用する吐出条件に対応した特別の液体吐出装置で行うことが好ましい。
【００４２】
上記のようなインクジェットヘッドから吐出させるインクの状態を適宜に制御することで、均一濃度を付与した光量調節領域を形成したり、連続的に或は段階的に濃度が変化する勾配が付与された濃度変化領域を形成することが容易にできるため、第２の層である樹脂層を容易に所望する光学特性を有するものとできる。特に、本発明に係る光学フィルタの製造方法では、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層の形成に液体吐出装置を利用しているので、濃度勾配を有する光学フィルタも均一濃度の光学フィルタと同じ工程で簡便に作製することが可能である。この点は、従来の蒸着等によって光学フィルタを製造する場合と大きく異なる点であり、製造上有利な点でもある。
【００４３】
インク受容層に付与されたインクによって形成される樹脂層の状態は、例えば、インクジェットヘッドから吐出されるインクの吐出量、吐出位置及びその際に使用するインクの種類やインクドットの数を制御することによって所望のものとできる。又、上記のようにして透明基材上に樹脂層を付与した後、必要に応じて熱風乾燥炉、熱ドラム、ホットプレート等を用いて乾燥を行っても良い。特に、上記インクを吸収し得る材料中に架橋剤を混合させた場合には、加熱或は光照射を行うことにより皮膜を硬化させる処理を行うのが効果的である。
【００４４】
図１は本発明に係る光学フィルタの製造方法の説明図である。
【００４５】
図１（ａ）に示すように、透明基材１１１上に、上記のようにして樹脂層１１２を形成した後、その上に第３の層として、透明の平坦化層１１３を設ける（図１（ｂ））。該平坦化層は、前記した樹脂層を保護し、且つ、樹脂層の表面や端部、内部における光散乱を防ぐ目的で設けられるものである。平坦化層の形成に用いることのできる材料としては、着色樹脂層との密着性、機械的強度、光学的特性等の必要性能を満たしていれば、特に限られるものではない。
【００４６】
先に挙げた樹脂層の形成材料と比較した場合に、屈折率差の少ないものを平坦化層の形成に材料に用いることが好ましい。これらの材料間での屈折率の差が大きい場合には、樹脂層と平坦化層との界面での反射等の影響によって、得られる光学フィルタの散乱成分が増加するためである。更に、平坦化層の形成に用いる材料としては、樹脂層の材料と比較して吸水率の小さいものを使用することが好ましい。平坦化層の吸水率が樹脂層の吸水率よりも大きい場合には、光学フィルタ内に空気中の水分が侵入して膨潤現象が生じ、光学フィルタの膜厚の変化が生じ、光学特性が損なわれる恐れがあるからである。
【００４７】
平坦化層に用いられる材料として好適なものとしては、例えば、エポキシ系ＵＶ硬化樹脂、エンチオール系ＵＶ硬化樹脂、或はエポキシ系熱硬化型樹脂等を用いることができる。これらの中でも、上記した理由により、樹脂層との屈折率差や吸水率差が上記した要件を満足するものであって、更に、樹脂層との密着性が良好で、平坦化層とした場合の機械的強度、光学的特性等が必要性能を満たし、且つ、樹脂層の上に積層可能な材料が好適である。しかし、本発明は、これに限定されない。
【００４８】
このような材料を塗工液として行う平坦化層の成膜も、例えば、ロールコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、ゲートロールコーター法、バーコーター法、サイズプレス法、スプレーコート法、グラビアコーター法、カーテンコーター法、スピンコート法等の方法によって行うことができる。又、上記のようにして成膜後、例えば、熱風乾燥炉、熱ドラム、ホットプレート等を用いて乾燥を行って平坦化層を形成することも好ましい。
【００４９】
又、先に述べたインク受容層がインク受容層中にアルミナ水和物等の微粒子を含み、これらの微粒子間の隙間にインクを吸収する隙間吸収タイプである場合には、インクを付与した後、これらの隙間にシリコーンオイルや脂肪酸エステル等の液状の材料を埋め込んでも良い。この場合には、充填した上記のような液状物質が流失することを防ぐために、更に、上記したような通常の場合と同様の平坦化層を形成して被覆することが好ましい。
【００５０】
本発明に係る光学フィルタの製造方法においては、光学特性を向上させる目的で、更に、第１の層と第３の層の表面の少なくとも何れか一方、或は、図１（ｃ）に示したように、第１の層と第３の層の両表面に反射防止膜１１４等を形成することも好ましい形態である。形成する反射防止膜としては、可視光帯域において反射防止特性に優れてたものであることが好ましい。更に、水分やガス（窒素酸化物や硫黄酸化物等）の遮断特性にも優れたものであることが好ましい。これにより、最終的に得られる光学フィルタの耐久性をより優れたものとすることができる。
【００５１】
このような条件を満たす反射防止膜としては、例えば、無機材料の蒸着多層膜等を挙げることができる。例えば、特願平６−２７３６０１号公報に記載されているような反射防止膜は、光学フィルタ表面における反射による迷光の発生を防止でき、又、水分やガス成分の光学フィルタ内部への侵入を遮断でき、光学フィルタの劣化を有効に防ぐことができる。特に、樹脂層に付与するインクの着色剤として、染料や有機顔料を用いる光学フィルタに対しては、その耐久性の向上を図る上で、反射防止膜を設けた構成は極めて有効である。
【００５２】
このような構成の光学フィルタを製造した後に、透明基材層側或は樹脂層側の表面にレーザ光を照射して溶融切断する（図１（ｄ）及び（ｅ）参照）。その時に用いるレーザとしては、光学フィルタの表面層を溶融した後に切断することができれば特に限られるものではなく、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。又、この際に基材と平坦化層の厚みは、樹脂層よりも厚くなるようにする。更に、レーザで切断後に、フィルタ端面から樹脂層までの距離が基材又は平坦化層の厚みよりも大きくなるように溶融切断する。
【００５３】
このように本発明の重要な特徴として、透明基材または平坦化層が着色樹脂層を覆うように溶融切断することである。このような構成にすることにより着色樹脂層が直接外気に暴露されることなく、長期の保存或は湿度の高い状況下において空気中の水分を吸収してしまうことにより着色樹脂層が膨潤し、結果的に光量調節部材の周辺部の膜厚が増大するために結果として光路差が生じて解像力が低下するといった問題は有効に解決される。
【００５４】
このように、第２の層である樹脂層（着色樹脂層）の端部が露出しないように、第１の層と第３の層とで封止された構造を有するため、光学フィルタの所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層の吸湿が有効に防止され、これによって生じる光路長の部分的変化を有効に防止し得るものとなり、信頼性に優れた光学フィルタとなる。
【００５５】
上記した方法で形成される第２の層である着色樹脂層である着色部は、特定の光学濃度を有する領域となるように、目的によって各種の態様とすることができる。例えば、着色部内で均一の光学濃度を有する領域としても良く、連続的に或は段階的に光学濃度を変化させて濃度勾配を付けた領域としても良い。この連続的に、或は段階的に光学濃度を変化させた領域は、液体噴射記録法を用いるプリント装置に搭載する着色液（インク）として、濃度が段階的に異なるインクを複数搭載させることで、或は、これらのインクを用い、且つ、インクの吐出量を適宜に制御することで容易に形成することができる。
【００５６】
上記に述べたように本発明による光量調節部材の製造方法によれば、光学濃度が連続的に或は段階的に変化する濃度勾配を有するパターン状の着色部を持つ光量調節部材を簡便に作製することができる。更に、本発明の方法は、形成できる光学濃度勾配パターンの自由度が高いので、光量調節部材に所望される特性に対して光学上の最適化が容易であるという利点もある。
【００５７】
以下に本発明に係る光量調節装置について説明する。尚、本発明は、以下に記載する構成に限定されるものではない。
【００５８】
図３は本発明の光量調節部材の一例である絞り羽根を示し、図４は斯かる光量調節部材を具備した光量調節装置、具体的にはビデオカメラ等で使用される絞り羽根装置を示す図である。尚、図３及び図４中、光遮断部１０１Ｑについては、光量調節部１０１Ｐとの境界を明確にするために彩色を施していないが、本来は光を遮断するためのものであるので、黒色等で形成されている。
【００５９】
図３において、１０１は１枚の絞り羽根であり、１１０は上記に述べた方法で製造された光量調節部材（光学フィルタ）である。図４において、１０１は図３で示した第１の絞り羽根であり、１０２は第２の絞り羽根である。尚、図３及び図４中の絞り羽根１０１，１０２については、光量調節部材１１０との境界を明確にするために色彩を施していないが、本来は光を遮断するためのものであるので、黒色等で形成されている。
【００６０】
１０３は不図示のモータの軸に孔１０３ａにおいて嵌着されて該孔１０３ａを中心として回動される絞り羽根駆動レバーである。第１の絞り羽根１０１及び第２の絞り羽根１０２は、絞り羽根駆動レバー１０３の両端の突設ピン１０３ｂ及び１０３ｃにそれぞれの溝穴において係合している。１０５は第１及び第２の絞り羽根１０１及び１０２のそれぞれの側縁部の溝に相対摺動可能に係合している不図示の地板のガイドピン、１０６は該地板に貫設されている光路孔である。
【００６１】
図４は絞りが全開の時の状態を示している。絞りが全開の状態から絞りを絞っていくと、絞りの開口部である光路孔１０６は第１及び第２の絞り羽根の光透過部１０１Ｐ及び１０２Ｐで遮蔽されて開口径が小さくなるため、光路孔１０６を通る光束の透過率（光量）が徐々に低くなる。
【００６２】
図５は図４で示した光量調節装置を光学装置に配置した場合における概略配置図である。本実施の形態では、光学装置は動画像若しくは静止画像を撮像手段で電気信号に光電変換し、これをデジタルデータとして記録するビデオカメラを例として説明する。
【００６３】
４００は複数のレンズ群から成る撮影光学系で、第１レンズ群４０１、第２レンズ群４０２、第３レンズ群４０３及び図４で示した絞り装置１００で構成される。４０１は固定の前玉レンズ群、４０２はバリエータレンズ群、４０３はフォーカシングレンズ群である。４０４は光学ローパスフィルタである。又、撮影光学系４００の焦点位置（予定結像面）には、撮像手段４１１が配置される。これは照射された光エネルギを電荷に変換する複数の光電変換部、該電荷を蓄える電荷蓄積部及び該電荷を転送し、外部に送出する電荷転送部から成る２次元ＣＣＤ等の光電変換手段が用いられる。
【００６４】
４２１は液晶ディスプレイ等の表示器で、撮像手段４１１で取得した被写体像や光学装置の動作状況を表示する。４２２は操作スイッチ群でズームスイッチ、撮影準備スイッチ、撮影開始スイッチ、シャッター秒時等を設定する撮影条件スイッチで構成される。４２３はアクチュエータで、これによりフォーカス駆動を行い撮影光学系４００の焦点状態を調節したり、その他の部材を駆動する。
【００６５】
ＣＰＵ４３１では、取り込まれた平均濃度の大きさが自身内にメモリーされている適正露出に相当する数値と一致しているかどうかを算出し、差がある場合は、その差分との絶対符号との絶対値に応じて絞り開口を変化させ、若しくは、撮像手段４１１への電荷蓄積時間を変化させることになる。絞りを動かす場合には、絞り駆動回路４３２により、絞り羽根駆動レバー１０３が１０３ａを回転中心とし回動することで、絞り羽根１０１及び１０２が上下にスライドする。これにより、開口部である光路孔１０６の大きさが変化する。このように絞り開口面積或は電荷蓄積時間を変化させて最適の露出を得ることができる。
【００６６】
最適露出にて、撮像手段４１１上に結像した被写体の像は、その明るさの強弱に応じた画素毎の電荷量として、電気信号に変換され、アンプ回路４４１で増幅された後、カメラ信号処理回路４４２で所定のγ補正等の処理を施される。尚、この処理は、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号処理で行われても良い。そして、このようにして作られた映像信号は、レコーダ４４３にて記録される。
【００６７】
［実施例］
以下に実施例及び比較例を挙げて更に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、文中の作製法にける「部」或は「％」とあるのは特に断りのない限り、質量基準である。
【００６８】
＜実施例１−１＞
図１に示した方法に従って光学フィルタを製造した。
【００６９】
本実施例では、光量調節部材である光学フィルタは可視光を各波長帯域に亘って一様に減衰するＮＤフィルタとしたが、可視帯域内の特定波長の光を減衰させる光学フィルタ、紫外線や赤外線を減衰させる光学フィルタにも同様に適用できる。
【００７０】
先ず、第１の層である透明基材１１１として、吸水率０．３％、厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、この上に下記の方法で第２の層である樹脂層１１２を形成した。尚、樹脂層１１２は、インク受容層及びインクで形成されている。
【００７１】
以下にインク受容層１１２の形成方法について説明する。
【００７２】
塗工液として、ポリビニルアルコール（日本合成化学（株）製、ゴーセノールＧＭ−１４Ｌ）を用い、このポリビニルアルコール樹脂が固形分換算で１０部となる水溶液を調製した。次に、得られた塗工液をワイヤーバーを用いて、透明基材である上記ＰＥＴフィルム上に塗工した後、熱風乾燥オーブンによって１００℃、５分の条件で乾燥を行った。このようにして作製したインク受容層の厚みは７μｍであった。尚、ポリビニルアルコールの平衡吸水率は、温度及び相対湿度によるが、約１０〜３０％である。
【００７３】
そして、上記で形成したインク受容層に、異なる色材濃度を有するインクを液体吐出装置（キヤノン（株）製 ＢＪＳ６００）で付与し、第２の層を形成するための樹脂層１１２を透明基板１１１の全面に形成した（図１（ａ））。使用したインクは色材を含まないインク（インク１）を１種類と、特定の波長帯域の光を減衰する機能を有する色材を含むインク５種類の計６種類である。特定の波長帯域の光を減衰する機能を有するインクとしては表１に示す組成から成る色材濃度の異なる黒色の色材を含むインク２〜６の５種類である。
【００７４】
又、使用する色材は、可視光領域においてほぼフラットな分光透過率を得るために、数種類の染料を混合したものを使用するのが望ましい。
【００７５】
次に、上記で形成した樹脂層１１２上に第３の層である透明の平坦化層１１３を設けた（図１（ｂ））。具体的には、樹脂層１１２を設けた基材上に、吸水率が約０．１％程度のエポキシ系ＵＶ硬化樹脂をスピンコータにて塗布した。そのときのスピンコータの条件は、２０００ｒｐｍ、６０秒であった。塗布後、照射強度、２００ｍＷ／ｃｍ^２ 、６０秒間の条件でＵＶ光を照射し、平坦化層１１３を作製した。このようにして作製された平坦化層の厚みは２０μｍであった。
【００７６】
次いで、蒸着法によって反射防止膜１１４を形成した（図１（ｃ））。反射防止膜の形成法、形成材料としては、特開平６−２７３６０１号公報に記載されているようにケイ素酸化物を主成分とするものと、酸化チタンを主成分とするものを用い、これらを抵抗加熱法或は電子ビーム加熱法によって上記２種の材料を加熱蒸発させることにより交互に積層して５層から成る反射防止膜を形成した。
【００７７】
その後、図１（ｄ）に示すように、透明基材１１１側から炭酸ガスレーザを用いて切断予定ラインに沿って切断し、所望の光学フィルタを得た（図１（ｅ））。この際にフィルタ端面から樹脂層までの距離をＡとし、基材の厚みをＢとしたときに、Ａ＞Ｂとなるように溶融切断し、溶融切断後に確実に樹脂層が基材で覆われるようにした。
【００７８】
その時のレーザの波長は１０．６μｍ、周波数は１００Ｈｚ、ビーム径は０．１６ｍｍに設定した。
【００７９】
以上のように、本実施例では第１の層が第２の層を覆うように溶融切断することで、第２の層が直接外気に暴露されることのない光学フィルタを製造した。
【００８０】
次に、本実施例で作製した光量調節部材である光学フィルタを用いて図３に示したビデオカメラ用の光量調節装置である絞り装置を作製した。
【００８１】
この絞り装置を用いて、光量調節装置に組み込んだ本実施例で作製した光学フィルタの光学特性を評価した。その際、光量調節装置を撮影系のレンズ内に組み込み、解像力チャートを撮影しＭＴＦを測定した。尚、測定した解像力チャートの像面上での空間周波数は、６３ ｌｉｎｅ ｐａｉｒｓ ／ｍｍである。その結果、光学フィルタが開口部の半分を覆っている状態（Ｆ２．４）での水平方向のＭＴＦは、６１．５％であり、充分に高性能であることが分かった。
【００８２】
更に、上記のようにして作製された本発明に係る光学フィルタの波面収差をレーザ干渉計によって測定した。その結果、高温高湿放置前と、６０℃、９０％の環境下で１００時間放置後の波面収差測定結果に変化がないことから、光量調節部材の端面の膨潤、膜厚の増加現象が発生していないことが分かった。
【００８３】
比較のために光学フィルタの端面において第２の層である樹脂層の端部が露出して空気相に接している光学フィルタを作製した。作製法は、実施例１−１とほぼ同様であるが、レーザで加工しないで、プレス加工で光学フィルタを得た。そして、上記と同様の方法で評価を行った。この結果、初期においては、上記したと同様に優れた光学特性を有することが分かった。
【００８４】
しかし、６０℃、９０％の環境下で１００時間放置した後に、レーザ干渉計によって波面収差を測定したところ、高温高湿放置前と比較して、端面から１ｍｍ幅の範囲全周に亘って波面収差が増加し、端面では波面収差が最大でλ／２程度増加していることが分かった。これは樹脂層が光学フィルタの端面に露出しており、該露出部から空気中の水分が浸入して膨潤現象が発生し、周辺部の膜厚の増加をきたしたものと考えられる。
【００８５】
以上の結果、本実施例の作製法によって得られた光学フィルタによれば、吸湿・吸水を防止することができ、吸湿・吸水で樹脂層が膨潤することによる膜厚の変化を抑えられることが確認できた。
【００８６】
本実施例において作製した光学フィルタを使用した絞り装置を前記図５に示した構成を有する光学装置に配置して画像を形成したところ、回折の影響の少ない良好な画像を記録することができた。
【００８７】
＜実施例１−２＞
上記実施例１−１と同様にして、基材上に樹脂層及び平坦化層を形成し両面に反射防止膜を形成した（図２（ａ））。
【００８８】
その後、平坦化層１１３側から炭酸ガスレーザを用いて切断予定ラインに沿って切断し、所望の光学フィルタを得た（図２（ｂ）及び（ｃ））。
【００８９】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、所定の光路長を有し且つ所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層である第２の層が外気に触れない構成を有するため、光学フィルタに水が侵入し、光学フィルタが膨潤することを防ぐことができ、信頼性、特に耐湿性に優れた光学フィルタを得ることができる。
【００９０】
又、光学フィルタが液体吐出装置にて製造されるため、非常に簡便に、歩留まり良く安価に、光学特性に優れた光量調節部材が得られる光学フィルタの製造方法が提供できる。
【００９１】
更に、本発明に係る光学フィルタを用いて光量調節装置を作製し、その光量調節装置を撮影装置に組み込むことで、信頼性に優れた撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学フィルタの製造方法の説明図である。
【図２】本発明の変形例に係る光学フィルタの製造方法の説明図である。
【図３】本発明に係る光学フィルタを組込んだ光量調節装置に用いる絞り羽根の概略図である。
【図４】図３の絞り羽根を用いた光量調節装置である絞り装置の概略図である。
【図５】本発明に係る光量調節装置を組み込んだ撮影装置の構成図である。
【符号の説明】
１００ 光量調節装置（絞り装置）
１０１，１０２ 絞り羽根
１０１Ｐ 絞り羽根駆動レバー
１０３ａ 孔
１０３ｂ，１０３ｃ 突設ピン
１０５ ガイドピン
１０６ 地板の光路孔
１１０ 光学フィルタ
１１１ 基材
１１２ 樹脂層
１１３ 平坦化層
１１４ 反射防止膜
４００ 撮影光学系
４０１ 第１レンズ群
４０２ 第２レンズ群
４０３ 第３レンズ群
４０４ 光学ローパスフィルタ
４１１ 撮像手段
４２１ 表示器
４２２ 操作スイッチ群
４２３ アクチュエータ
４３１ ＣＰＵ
４３２ 絞り駆動回路
４３３ 撮像手段駆動回路
４４１ アンプ回路
４４２ カメラ信号処理回路
４４３ レコーダ

Claims (9)

1. 透明基材から成る第１の層上に所定の光路長を有し、所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層と、該第２の層を保護するための第３の層とを有する光学フィルタであって、第２の層が外気に触れない構成となっていることを特徴とする光学フィルタ。
2. 光量調節部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。
3. 前記第１の層と前記第３の層が端面において接していることを特徴とする請求項１又は２記載の光学フィルタ。
4. 前記第１の層若しくは前記第３の層の少なくとも一方の層の吸水率が前記第２の層の吸水率よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光学フィルタ。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の光学フィルタの製造方法であって、透明基材から成る第１の層上に、液体噴射記録法を用いて、所定の光路長を有し且つ所定の波長帯域の光を減衰する機能を有する樹脂層から成る第２の層を形成する工程と、次いで、該第２の層を保護するための第３の層を形成する工程と、次いで、該光学フィルタの第１の層若しくは第３の層にレーザ光を照射して表面の層を溶融し、該溶融した層によって前記第２の層が覆われるように溶融切断する工程を経て光学フィルタを製造することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
6. 前記第１の層若しくは前記第３の層の少なくとも一方の層の吸水率が前記第２の層の吸水率よりも小さいことを特徴とする請求項５記載の光学フィルタの製造方法。
7. 切断部端面から前記第２の層までの厚さがレーザ光を照射する側の層の膜厚よりも厚くなるように溶融切断することを特徴とする請求項５又は６記載の光学フィルタの製造方法。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の方法で作製された光学フィルタと、該光学フィルタを備えた光量調節部材と、該光量調節部材を駆動する駆動手段とを有し、上記光量調節部材の駆動量に応じて所定の開口部を透過する光束の透過量が調節されるように構成されることを特徴とする光量調節装置。
9. 請求項８記載の光量調節装置と、被写体像を形成する撮影光学系と、該被写体像を光電変換する撮像手段と、該光電変換された信号を記録する記録手段とを有し、上記光量調節装置を撮影光学系に配置することを特徴とする撮影装置。

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