JP2009288293A - Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light - Google Patents

Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light Download PDF

Info

Publication number
JP2009288293A
JP2009288293A JP2008137785A JP2008137785A JP2009288293A JP 2009288293 A JP2009288293 A JP 2009288293A JP 2008137785 A JP2008137785 A JP 2008137785A JP 2008137785 A JP2008137785 A JP 2008137785A JP 2009288293 A JP2009288293 A JP 2009288293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
film
optical filter
substrate plate
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008137785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Takaya
昭一 高谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Nisca Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisca Corp filed Critical Nisca Corp
Priority to JP2008137785A priority Critical patent/JP2009288293A/en
Publication of JP2009288293A publication Critical patent/JP2009288293A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Diaphragms For Cameras (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter having superior image quality performance, a method for depositing a film of the optical filter and an apparatus for adjusting the quantity of image pickup light. <P>SOLUTION: A method for forming the optical filter includes: a light attenuating substrate plate molding step of molding a resin material, in which a light attenuating material consisting of a dyestuff or a pigment is kneaded, to obtain a light attenuating substrate plate; a filter external form stamping-out step of stamping out the light attenuating substrate plate while leaving a connection part as it is to obtain a plurality of predetermined optical filter plates; a light dimming film layer forming step of depositing a dielectric film and a metallic film cumulatively on at least one surface of the stamped-out optical filter plate; a light dimming/reflecting layer coating step of forming a light dimming/reflecting layer of a polymer, whose main chain is composed of a one-dimensional silicon-silicone bond, on the light dimming film layer-formed surface and end face of the stamped-out optical filter plate; an ultraviolet irradiation step of irradiating the formed light dimming/reflecting layer with ultraviolet light; and a withdrawing step of cutting off respective optical filter members from the light attenuating substrate plate after irradiation with ultraviolet ray, as optical filters. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラその他の光学器機に搭載され光量調整を行う撮像光量調整装置、特にその撮像光量調整装置に用いられ特定波長の光の通過量を調整する光学フィルタ、及びその光学フィルタの成膜方法に関する。   The present invention relates to an imaging light amount adjustment device that is mounted on a camera or other optical device and performs light amount adjustment, in particular, an optical filter that is used in the imaging light amount adjustment device and adjusts the amount of light having a specific wavelength, and film formation of the optical filter. Regarding the method.

一般に、この種の光学フィルタは例えばNDフィルタ(Neutral Density Filter)として各種撮像装置に広く用いられている。このNDフィルタは樹脂或いはガラス製の基板に光吸収特性に優れた薄膜を形成している。そしてこのNDフィルタは全体が均一な単濃度の薄膜で成膜する場合と、複数の区割して領域毎に順次濃度が段階的に変化する多段濃度の薄膜で成膜する場合と、更に濃度が連続的に変化(漸減)するグラデーション薄膜で成膜する場合が知られている。   In general, this type of optical filter is widely used as an ND filter (Neutral Density Filter) in various imaging apparatuses. This ND filter forms a thin film having excellent light absorption characteristics on a resin or glass substrate. This ND filter is formed with a single thin film having a uniform concentration as a whole, a multi-layered thin film in which the concentration changes in a stepwise manner for each region, and a further concentration. It is known that the film is formed with a gradation thin film that continuously changes (gradually decreases).

近年、撮像装置の高解像化が進むに従い、明るい被写体条件下で光量を絞ると回折光の影響による画像ボケなど画質の劣化が顕著に現れる傾向にある。そこで、例えば特許文献1に開示されているように光量を調整する絞り羽根に同文献図3で示す様にNDフィルタを添着し、小絞り時に発生する回折現象を抑えることが提案されている。   In recent years, as the resolution of an imaging apparatus increases, image quality degradation such as image blur due to the influence of diffracted light tends to be noticeable when the amount of light is reduced under bright subject conditions. Thus, for example, as disclosed in Patent Document 1, it has been proposed to attach an ND filter to an aperture blade that adjusts the amount of light as shown in FIG. 3 to suppress a diffraction phenomenon that occurs at the time of small aperture.

また、例えば特許文献2に開示されているように単一濃度のNDフィルタの場合(同文献図1参照)、NDフィルタの端部と開口形状で形成される小絞りにより回折が発生し画質の劣化が現れ、その劣化を防止する為に開口径側に連続的に濃度が漸減するグラデーションフィルタ(同文献図3参照)が提案されている。 Further, for example, in the case of a single density ND filter as disclosed in Patent Document 2 (see FIG. 1), diffraction occurs due to the small stop formed by the end portion of the ND filter and the aperture shape, and the image quality is improved. In order to prevent the deterioration, a gradation filter (see FIG. 3) is proposed in which the density gradually decreases gradually toward the opening diameter side.

また、このこのような光学フィルタを作成する成膜方法としては、同特許文献1及び2においても利用されている例えば特許文献3に開示されているように、真空中の成膜材料であるターゲットにアルゴン等の不活性ガスイオンを衝突させ、飛び出した成膜ガスイオンで基板に成膜するスパッタリング(Sputtering)方法が用いられている。   In addition, as a film forming method for producing such an optical filter, as disclosed in, for example, Patent Document 3 that is also used in Patent Documents 1 and 2, a target that is a film forming material in a vacuum is used. A sputtering method is used in which an inert gas ion such as argon is collided with the film and a film-forming gas ion that has jumped out forms a film on a substrate.

また、特許文献4に開示されているように、真空成膜装置を用いて成膜する方法の二つ方法が広く用いられている。 Moreover, as disclosed in Patent Document 4, two methods of forming a film using a vacuum film forming apparatus are widely used.

そして、同特許文献1に開示される光学フィルタの成膜構造としては、同文献の図4に示すように、光学フィルタに相当する光量制御羽根(26)の光量調整フィルタ(29)は、基材として用いられるPET(ポリエチレンテレフタレート)から成るフィルムであるベース部(34)の両面に、それぞれ一酸化珪素又は二酸化珪素から成る密着層(35)、アルミニウム又はアルミニウム合金から成る金属層(36)、二酸化珪素から成る誘電体層(37)、ニオブから成るニオブ層(38)、二酸化珪素から成る誘電体層(39)、ニオブから成るニオブ層(40 )及び二酸化珪素から成る誘電体層(41)が順次積層されて構成され、これらの各層により多層被膜部(42)が形成されている。
特開2006−126234号公報 特開2005−338385号公報 特開2001−064772号公報 特開2005−345746号公報
And, as shown in FIG. 4 of the same document, the light quantity adjustment filter (29) of the light quantity control blade (26) corresponding to the optical filter has a film formation structure of the optical filter disclosed in the patent document 1. An adhesive layer (35) made of silicon monoxide or silicon dioxide, a metal layer (36) made of aluminum or an aluminum alloy, respectively, on both surfaces of a base part (34) made of PET (polyethylene terephthalate) used as a material; Dielectric layer (37) made of silicon dioxide, niobium layer (38) made of niobium, dielectric layer (39) made of silicon dioxide, niobium layer (40) made of niobium and dielectric layer (41) made of silicon dioxide Are sequentially laminated, and a multilayer coating (42) is formed by these layers.
JP 2006-126234 A JP 2005-338385 A JP 2001-064772 A JP 2005-345746 A

上述の特許文献4に開示されるように、この種の光学フィルタでは、真空蒸着装置を使った成膜方法が一般的である。そして、この真空蒸着装置の場合には、装置構成により成膜室内に一度に蒸着材料であるターゲットを通常6個以上セット可能で、そのターゲットを抵抗加熱方法か電子ビーム加熱方法によりイオン化し飛散させ蒸着するようになっている。   As disclosed in Patent Document 4 described above, in this type of optical filter, a film forming method using a vacuum evaporation apparatus is common. In the case of this vacuum vapor deposition apparatus, it is possible to set usually six or more targets, which are vapor deposition materials, at a time in the film forming chamber depending on the apparatus configuration. The targets are ionized and scattered by a resistance heating method or an electron beam heating method. Vapor deposition is planned.

この為に、各成膜毎に対応したターゲットを加熱し、まず基板平面上に酸化物下地層(誘電体膜)を成膜して、その上に光吸収層(金属膜)を積層成膜することで減光膜層を形成している。更に、その減光膜層の上に反射防止層(ARコート層)を成膜している。   For this purpose, a target corresponding to each film formation is heated, and an oxide underlayer (dielectric film) is first formed on a substrate plane, and a light absorption layer (metal film) is stacked thereon. As a result, a light-reducing film layer is formed. Further, an antireflection layer (AR coating layer) is formed on the light reducing film layer.

そして、この反射防止層(ARコート層)してMgF2を具体的に成膜している。   Then, MgF2 is specifically formed as this antireflection layer (AR coating layer).

ところが、従前の成膜方法によって成形された光学フィルタには以下の問題がある。まず、真空蒸着装置やスパッタ装置等を用い成膜イオンを基板に成膜する場合、適宜な透過率の光学フィルタを得ようとすると、各成膜層の層厚を厚くするか、各成膜層を形成する誘電体膜層と金属膜層を交互に多層積載することとなる。そして各成膜層の層厚を厚くすると減反射特性斑が生じ易く画質品質の低下を招き易い。また各成膜層を多層積載すると各成膜条件を各成膜毎に成膜調整管理が必要で有る。   However, an optical filter formed by a conventional film forming method has the following problems. First, when film-forming ions are formed on a substrate using a vacuum deposition apparatus, a sputtering apparatus, etc., if an optical filter having an appropriate transmittance is obtained, the thickness of each film-forming layer is increased or each film-forming ion is formed. The dielectric film layers and metal film layers forming the layers are alternately stacked. When the film thickness of each film formation layer is increased, a low reflection characteristic spot is likely to occur, and the image quality is likely to be deteriorated. In addition, when each of the film formation layers is stacked, it is necessary to perform film formation adjustment management for each film formation condition for each film formation.

また、成膜した光学フィルタ基板を撮像光量調整装置の絞り羽根に添着し光学フィルタとして利用する場合、成膜加工された光学フィルタ基板を適宜光学フィルタ外形に合わせ型抜きして使用する。この型抜き加工ために光学フィルタの端面には成膜され無い地肌が露出して、その端面部分で光が反射及び透過して撮像面に到達し、その結果として画質の劣化を引き起こしている。   In addition, when the formed optical filter substrate is attached to the diaphragm blades of the imaging light amount adjusting device and used as an optical filter, the formed optical filter substrate is appropriately cut in a die shape and used. Because of this die cutting process, a non-film-formed background is exposed on the end face of the optical filter, and light is reflected and transmitted at the end face portion to reach the imaging surface, resulting in degradation of image quality.

本発明は上述の課題に鑑みてなしてものであり、成膜時の成膜調整管理が容易で作り安く、しかも光学フィルタの端面での反射を低減し、もって画質性能に優れた光学フィルタ及びこの光学フィルタの成膜方法と並びに撮像光量調整装置の提供に有る。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is easy to make and control film formation adjustment during film formation, and reduces reflection on the end face of the optical filter, and thus has excellent image quality performance. The present invention provides an optical filter film forming method and an imaging light amount adjusting device.

上記課題を達成するため本発明に係わる光学フィルタ成形方法は、透過する光を減衰させる染料又は顔料からなる光減衰材料を練り込んだ樹脂材をプレート状に成形し光減衰基板プレートを形成する基板プレート成形工程と、その光減衰基板プレートを一部の連結部を残し所定の光学フィルタ形状にプレス加工により複数の光学フィルタ形状に形抜きするフィルタ外形型抜き工程と、この形抜きされた光減衰基板プレートの少なくとも片面に誘電体膜と金属膜とを積層形成した減光膜層を形成する減光膜層成形工程と、この減光膜層が形成された光減衰基板プレートの表面及び端面に高分子ポリマーの減反射コート層を形成する減反射コーティング工程と、この減反射コート層に紫外線を照射する紫外線照射工程と、この紫外線照射後に光減衰基板プレートから各光学フィルタ部材を切り離なす光学フィルタとして抜き取り工程と、とから成っている。尚、前記減反射コート層は、有機溶剤に可溶な主鎖構造が1次元のケイ素-ケイ素(Si-Si)結合で構成されたポリシランをディッピングにより成膜形成している。   In order to achieve the above object, an optical filter molding method according to the present invention is a substrate in which a resin material kneaded with a light attenuating material composed of a dye or pigment that attenuates transmitted light is formed into a plate shape to form a light attenuating substrate plate. A plate forming step, a filter outer shape die cutting step in which the optical attenuation substrate plate is stamped into a plurality of optical filter shapes by pressing into a predetermined optical filter shape while leaving a part of the connecting portion, and the optical attenuation that has been cut out A light-reducing film layer forming step for forming a light-reducing film layer formed by laminating a dielectric film and a metal film on at least one surface of the substrate plate; and a surface and an end face of the light-attenuating substrate plate on which the light-reducing film layer is formed An anti-reflection coating process for forming a polymer polymer anti-reflection coating layer, an ultraviolet irradiation process for irradiating the anti-reflection coating layer with ultraviolet light, and light reduction after the ultraviolet irradiation. And extracting step as a release form optical filter off the optical filter member from the substrate plate consists of capital. The anti-reflection coating layer is formed by dipping polysilane having a main chain structure soluble in an organic solvent and composed of one-dimensional silicon-silicon (Si-Si) bonds.

また、本発明に係わる光学フィルタは、透過する光を減衰させる染料又は顔料からなる光減衰材料を練り込んだ樹脂から成る光減衰基板プレートと、この光減衰基板プレートの少なくとも片面に誘電体膜と金属膜とを積層形成した減光膜層と、この減光膜層を形成した光減衰基板プレートの表面及び端面に主鎖構造が1次元のケイ素-ケイ素(Si-Si)結合で構成された高分子ポリマーで有る有機溶剤に可溶なポリシランからなる減反射コート層とを形成してなり、撮像光量調整装置の撮像光路に配置され、その撮像光量を調整する絞り羽根に添着され使用される。   The optical filter according to the present invention includes a light attenuating substrate plate made of a resin kneaded with a light attenuating material made of a dye or pigment that attenuates transmitted light, and a dielectric film on at least one surface of the light attenuating substrate plate. The main chain structure is composed of one-dimensional silicon-silicon (Si-Si) bonds on the surface and end face of the light-reducing film layer formed by laminating the metal film and the light-attenuating substrate plate on which the light-reducing film layer is formed. Formed with a low-reflective coating layer made of a polysilane soluble in an organic solvent, which is a high molecular polymer, placed in the imaging optical path of the imaging light amount adjusting device, and attached to the diaphragm blades for adjusting the imaging light amount .

本発明は、先に記した目的を達成する為に、基板プレートとして透過する光を減衰させる染料又は顔料からなる光減衰材料を練り込んだ樹脂材をプレート状にして用いることで、この基板プレート自体に減衰特性を持たせ、その上でその基板プレート上に成膜する減光膜層により最終的な希望する減衰特性が得られるよう成膜調整することで、減光膜層の各成膜層の層厚を適正な反射特性、減衰特性を持たせる厚さ、積載層数の少ない成膜が可能で、もって作り易く、しかも紫外線照射により表面反射率が減衰し安定した低反射の減反射コート層を形成することで減反射特性斑が少なく画質性能に優れた光学フィルタが得られる効果を奏する。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses a resin material kneaded with a light-attenuating material made of a dye or pigment that attenuates the light transmitted through the substrate plate as a plate. Each film of the light-reducing film layer is adjusted by giving the film itself attenuation characteristics and adjusting the film formation so that the final desired attenuation characteristic is obtained by the light-reducing film layer formed on the substrate plate. The thickness of the layer is appropriate for reflecting and attenuating thickness, and it is possible to form a film with a small number of layers, and it is easy to make, and the surface reflectivity is attenuated by UV irradiation and stable, low reflection dereflection. By forming the coat layer, there is an effect that an optical filter having few anti-reflection characteristics and excellent image quality performance can be obtained.

また、本発明は、基板プレートを一部の連結部を残し所定の光学フィルタ形状にプレス加工により複数の光学フィルタ形状に形抜きした状態で減反射コート層を形成することで、光減衰基板プレートから切り離なされた光学フィルタの端面にも減反射コート層が形成され、光学フィルタの端面からの反射を低減し得る光学フィルタを提供することが出来る。   In addition, the present invention provides a light-attenuating substrate plate by forming the anti-reflection coating layer in a state in which the substrate plate is cut into a plurality of optical filter shapes by pressing into a predetermined optical filter shape while leaving a part of the connection portion. An anti-reflection coating layer is also formed on the end face of the optical filter separated from the optical filter, and an optical filter that can reduce reflection from the end face of the optical filter can be provided.

以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図1乃至図3は本発明に係わる光学フィルタの構成を示し、図4乃至図6はその光学フィルタの成膜方法を示し、図7乃至図14はその成膜方法を使って光学フィルタの製造する成膜装置を示し、図15はその成膜装置で作られた光学フィルタを用いた撮像光量絞り装置をそれぞれ説明する為の説明図である。   The present invention will be described in detail below based on the preferred embodiments shown in the drawings. 1 to 3 show the configuration of an optical filter according to the present invention, FIGS. 4 to 6 show a method for forming the optical filter, and FIGS. 7 to 14 show the manufacturing of the optical filter using the film forming method. FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining each of the imaging light quantity aperture devices using the optical filter made by the film forming device.

[光学フィルタの構成]
まず、本発明に係わる光学フィルタの膜層構造について図1乃至図3を用いて説明する。
[Configuration of optical filter]
First, the film layer structure of the optical filter according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は光学フィルタの成膜主要構成を説明するもので、10が基板プレート(Base Film)で、その基板プレート10の片面には減光膜層を形成する光の反射特性を改善する透明層から成る誘電体膜層21として二酸化ケイ素(SiO2)と、その上に光吸収特性に富んだ金属膜22として二オブ(Nb)が積載成膜され、他面には減光膜層を形成する光の反射特性を改善する透明層から成る誘電体膜層23として二酸化ケイ素(SiO2)と、その上に光吸収特性に富んだ金属膜24としてチタン(Ti)が積載成膜された膜層構造と成っている。尚、実際の減光膜層は図3で示す様に誘電体膜層21、23と金属膜22、24が交互に必要な透過率が得られるように何層も、また各層の膜厚を必要に応じ調整され成膜されている。 FIG. 1 illustrates the main structure of an optical filter, in which 10 is a substrate plate (Base Film), and a transparent layer that improves the light reflection characteristics for forming a light-reducing film layer on one surface of the substrate plate 10. A dielectric film layer 21 made of silicon dioxide (SiO 2) and a niobium (Nb) film stacked thereon as a metal film 22 rich in light absorption properties are formed, and a dimming film layer is formed on the other surface. A film layer structure in which silicon dioxide (SiO 2) is stacked as a dielectric film layer 23 made of a transparent layer for improving light reflection characteristics, and titanium (Ti) is stacked as a metal film 24 rich in light absorption characteristics thereon. It consists of. As shown in FIG. 3, the actual light-reducing film layer has a number of layers and a thickness of each layer so that the dielectric film layers 21 and 23 and the metal films 22 and 24 can obtain the required transmittance alternately. Films are adjusted as necessary.

特に、基板プレート10の両面に成膜される減光膜層の金属膜22、24は、それぞれ光透過特性が少なくとも可視光全域で互いに相反特性を有し、前記基板プレートの表裏面を透過する光の可視光全域で略均一な光透過特性を成すように異なる金属材料のものが選定されている。   Particularly, the metal films 22 and 24 of the light-reducing film layer formed on both surfaces of the substrate plate 10 have reciprocal characteristics in light transmission characteristics at least in the entire visible light region, and transmit the front and back surfaces of the substrate plate. Different metal materials are selected so as to have substantially uniform light transmission characteristics over the entire visible light range.

図2は、他の実施形態を示すもので、図1の膜層構造との違いは、誘電体膜層21として他面の金属膜24を構成する金属材料をターゲットと用いて酸化形成した酸化チタン(TiO2)を成膜し、誘電体膜層23として他面の金属膜21を構成する金属材料をターゲットと用いて酸化形成した酸化ニオブ(NbO)を成膜したもので、誘電体膜層21、23として互いに反対の面の金属層22、24の金属材料を用いることで、後述する二種類のターゲットしか取り付けることが出来無い成膜装置でも減光膜層を成膜形成可能にしている。
FIG. 2 shows another embodiment. The difference from the film layer structure of FIG. 1 is that an oxide formed by oxidizing a metal material constituting the metal film 24 on the other surface as the dielectric film layer 21 using a target. Titanium (TiO2) is deposited, and the dielectric film layer 23 is formed by depositing niobium oxide (NbO) formed by oxidation using a metal material constituting the metal film 21 on the other side as a target. By using the metal materials of the metal layers 22 and 24 on the opposite surfaces as 21 and 23, it is possible to form a light-reducing film layer even in a film forming apparatus that can attach only two types of targets described later. .

図3は、より実施に近い成膜構成を示すもので、本発明の光学フィルタ(NDフィルタ)43は、図示すように透明の基板プレート(成膜ベース基材)10に減光特性を有する減光膜層20をその表裏面に形成する。この表裏面に形成される減光膜層20A、20Bは光吸収層21と中間層22とで積層状に構成され、用途に応じて複数段(図示のものは6層構成)に形成される。光吸収層21(21a、21b、21c)は光吸収特性に富んだ金属膜で構成され、基板プレート10上に濃度を有する半透明層しとして形成される。中間層22(22a、22b、22c)は誘電体で構成され、光吸収層21の上に成膜され光の反射特性を改善する透明層として形成される。   FIG. 3 shows a film formation configuration that is closer to implementation, and the optical filter (ND filter) 43 of the present invention has a dimming characteristic on the transparent substrate plate (film formation base substrate) 10 as shown in the figure. The light-reducing film layer 20 is formed on the front and back surfaces. The light-reducing film layers 20A and 20B formed on the front and back surfaces are composed of a light absorption layer 21 and an intermediate layer 22, and are formed in a plurality of stages (six layers are shown in the figure) depending on the application. . The light absorption layer 21 (21a, 21b, 21c) is made of a metal film rich in light absorption characteristics, and is formed on the substrate plate 10 as a translucent layer having a concentration. The intermediate layer 22 (22a, 22b, 22c) is made of a dielectric, and is formed on the light absorbing layer 21 as a transparent layer that improves the light reflection characteristics.

図示の減光膜層20A及び20Bは、均一厚さで均一な透光率を有する単濃度領域20aと膜厚さが漸減するグラデーション領域20bとに形成されている。また、最上層の誘電体膜層(中間層)22cの上には後述するコーティング層23が形成されている。これらの金属膜層(光吸収層)21、誘電体膜層(中間層)22、コーティング層23の成膜物質については後述する。   The illustrated light-reducing film layers 20A and 20B are formed in a single-concentration region 20a having a uniform thickness and a uniform transmissivity, and a gradation region 20b in which the film thickness gradually decreases. A coating layer 23 described later is formed on the uppermost dielectric film layer (intermediate layer) 22c. The film forming materials of these metal film layer (light absorption layer) 21, dielectric film layer (intermediate layer) 22, and coating layer 23 will be described later.

図3に示す光学フィルタ(NDフィルタ)43は、片面20Aとして上記誘電体膜層(中間層)21a乃至21dを他面の蒸着金属ターゲットの酸化物か窒化物若しくはフッ化物(図示のものは酸化チタンTiO2)で成膜し、金属膜層(光吸収層)22a乃至22cを蒸着金属(図示のものは二オブNb)で構成し、他面20Bとして上記誘電体膜層(中間層)23a及び23bを他面の蒸着金属ターゲットの酸化物か窒化物若しくはフッ化物(図示のものは酸化二オブNbO)で成膜し、金属膜層(光吸収層)24a及び24bを蒸着金属(図示のものはチタンTi)で構成しする場合を示している。以下各膜層の素材について説明する。   The optical filter (ND filter) 43 shown in FIG. 3 has the dielectric film layers (intermediate layers) 21a to 21d on one side 20A as oxides, nitrides or fluorides of vapor-deposited metal targets on the other side. Titanium TiO2) is formed, and the metal film layers (light absorption layers) 22a to 22c are made of vapor-deposited metal (shown is niobium Nb), and the dielectric film layer (intermediate layer) 23a and the other surface 20B 23b is formed with an oxide, nitride, or fluoride of an evaporation metal target on the other surface (as shown in the figure is niobium oxide NbO), and metal film layers (light absorption layers) 24a and 24b are formed as evaporation metal (as shown). Indicates the case of titanium (Ti). Hereinafter, the material of each film layer will be described.

尚、蒸着金属ターゲットとしては、二オブNb、チタンTiの組合せ以外に光透過特性が少なくとも可視光全域で互いに相反特性を有し、前記基板プレートの表裏面を透過する光の可視光全域で略均一な光透過特性を得ることが出来る、例えば、蒸着金属ターゲットとしてはアルミニュームAl、バナジウムV、タングステンW、タンタルTa、ケイ素Si、クロメル(ニッケルークロム合金)等が利用されているが、これに限らず金属元素及び半金属元素から適宜光透過特性に応じ選択することが出来る。 In addition to the combination of niobium Nb and titanium Ti, the vapor-deposited metal target has reciprocal light transmission characteristics at least in the entire visible light region, and is substantially in the entire visible light region that transmits the front and back surfaces of the substrate plate. Uniform light transmission characteristics can be obtained. For example, aluminum Al, vanadium V, tungsten W, tantalum Ta, silicon Si, chromel (nickel-chromium alloy), etc. are used as vapor deposition metal targets. It is not limited to metal elements and metalloid elements, and can be appropriately selected according to light transmission characteristics.

[基板プレート材の選定]
上述の基板プレート10は透明又は半透明の合成樹脂板で構成する。素材としては例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ノルボルネン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などを使用する。この他基板材質は用途に応じて好適な素材を選択する。
[Selection of substrate plate material]
The above-described substrate plate 10 is made of a transparent or translucent synthetic resin plate. As the material, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), norbornene resin, cycloolefin resin, or the like is used. As the other substrate material, a suitable material is selected according to the application.

[金属物質の選定]
上述の金属膜層(光吸収層)22は、二オブ(Nb)が、他面の金属膜層(光吸収層)24には、チタン(Ti)がそれぞれ蒸着金属ターゲットとして使用している。
[Selection of metal substances]
Niobium (Nb) is used for the metal film layer (light absorption layer) 22 described above, and titanium (Ti) is used for the metal film layer (light absorption layer) 24 on the other side as a vapor deposition metal target.

[誘電体物質の選定]
上述の誘電体膜層(中間層)21は、チタン(Ti)の酸化物で、他面の誘電体膜層(中間層)23には、二オブ(Nb)の酸化物で構成する。このため上述の蒸着金属ターゲットを使用する。尚、この蒸着金属ターゲットを使ってそれぞれの誘電体膜層(中間層)を形成することは後述する成膜装置への取り付け可能なターゲット数の制限から成膜可能な設計になっている。
[Selection of dielectric material]
The dielectric film layer (intermediate layer) 21 described above is composed of an oxide of titanium (Ti), and the dielectric film layer (intermediate layer) 23 on the other surface is composed of an oxide of niobium (Nb). For this reason, the above-mentioned vapor deposition metal target is used. It should be noted that the formation of each dielectric film layer (intermediate layer) using this vapor deposition metal target is designed so that film formation is possible due to the limitation of the number of targets that can be attached to a film formation apparatus described later.

[減反射コーティング層の選定]
上述の減反射コーティング層25としてはフッ化マグネシウムなどの硬質性或いは撥水性に富んだ材料がこの種の光学フィルタのコーティング材として一般使用されているが、ここでは実際に基板プレート10の両面に減光膜層を成膜後、成膜室から取り出し、その成膜処理済みの基板プレート10をポリシラン類高分子ポリマー溶液内に漬けるディッピングにより成膜している。
[Selection of anti-reflection coating layer]
As the above-described anti-reflection coating layer 25, a hard or water-repellent material such as magnesium fluoride is generally used as a coating material for this type of optical filter. After the light-reducing film layer is formed, the film is taken out from the film formation chamber, and is formed by dipping by dipping the film-treated substrate plate 10 in a polysilane polymer polymer solution.

尚、この減反射コーティング層25のコーティング材として使用可能な条件として、第一に下記の条件式により算出される屈折率n2の値、若しくはその値に近い高分子ポリマーを選定することが可能。
条件式 n2=√n1
但し、n1は減反射コーティング層25がコーティングされる成膜の屈折率で、この場合は誘電体膜層(中間層)21、23と成る。
As a condition that can be used as a coating material for the anti-reflection coating layer 25, it is possible to first select a value of the refractive index n2 calculated by the following conditional expression or a polymer polymer close to that value.
Conditional expression n2 = √n1
However, n1 is the refractive index of the film formed by coating the anti-reflection coating layer 25. In this case, it becomes the dielectric film layers (intermediate layers) 21 and 23.

実際に、屈折率n2≒1.23のポリシランをコーティング処理している。尚、減反射コーティング層25の膜厚を所望の厚さに維持するためには溶液の粘性度と溶液から成膜処理済みの基板プレート10を引き出すスピード等を調整している。   Actually, polysilane having a refractive index n2≈1.23 is coated. In order to maintain the film thickness of the anti-reflection coating layer 25 at a desired thickness, the viscosity of the solution and the speed at which the substrate plate 10 that has been subjected to film formation is extracted from the solution are adjusted.

更に、ポリシラン類高分子ポリマーで形成された減反射コーティング層25に屈折率を安定させると共に低屈折率に調整するために紫外線照射を行う工程をディッピング工程後に設けている。 Further, the anti-reflection coating layer 25 formed of a polysilane polymer is provided with a step of irradiating with ultraviolet rays in order to stabilize the refractive index and adjust it to a low refractive index after the dipping step.

[成膜装置の構成]
次に、図3に基づいて説明した基板プレート10上に減光膜層20を形成する成膜装置について図7乃至図9に従って説明する。尚、図7乃至図9は反応性スパッタリング装置を示し、その成膜原理を示すものである。また図7は第1の成膜装置で、回転ドラム31の周面側一画に開閉扉を備え、この開閉扉を介し基板プレート10の脱着作業する構造であり、構造上蒸着金属ターゲットは紙面左右の二箇所に取り付け可能となっている。図8は第1の成膜装置の中央断面図。更に、図9は第2の成膜装置で、第1の成膜装置との違いは回転ドラム31を紙面手前側に引き出し基板プレート10の脱着作業する構造であり、構造上蒸着金属ターゲットは紙面左右と上部の三箇所に取り付け可能となっている。
[Configuration of deposition system]
Next, a film forming apparatus for forming the light reducing film layer 20 on the substrate plate 10 described with reference to FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 7 to 9 show a reactive sputtering apparatus and the principle of film formation. FIG. 7 shows a first film forming apparatus having a structure in which an opening / closing door is provided on the peripheral surface of the rotary drum 31 and the substrate plate 10 is attached / detached through the opening / closing door. It can be installed in two places on the left and right. FIG. 8 is a central sectional view of the first film forming apparatus. Further, FIG. 9 shows a second film forming apparatus. The difference from the first film forming apparatus is a structure in which the rotary drum 31 is pulled out to the front side of the paper and the substrate plate 10 is attached and detached. It can be attached to the left and right and the upper part.

[第2の成膜装置の説明]
まず図9で示す第2の成膜装置について説明する。この装置は図示の様に、成膜室30を形成する外筐ケース30aと、この成膜室30内に回転自在に内蔵された円筒形状の回転ドラム31と、この回転ドラム31に距離を隔てて配置されたスパッタ電極35と、成膜室30内に酸素イオン(窒素イオン、フッ素イオンでも可)を注入/排気する反応性ガス発生室39とで構成されている。
[Description of Second Film Forming Apparatus]
First, the second film forming apparatus shown in FIG. 9 will be described. As shown in the figure, this apparatus includes an outer case 30 a that forms a film forming chamber 30, a cylindrical rotating drum 31 that is rotatably incorporated in the film forming chamber 30, and a distance from the rotating drum 31. And a reactive gas generation chamber 39 for injecting / exhausting oxygen ions (nitrogen ions or fluorine ions) into the film forming chamber 30.

上記成膜室30内は略々真空に形成され、このため図示しない真空ポンプが備えられている。そして成膜室30内は複数のエリア36a〜36dに遮蔽板37で区割されている。図示のものは図3で説明した金属膜層(光吸収層)22を成膜する第1のターゲット32aをスパッタリングする第1エリア36aと、基板プレート10の裏面に金属膜層(光吸収層)24を成膜する第2のターゲット32bをスパッタリングする第2エリア36bと、誘電体膜層(中間層)21、23を成膜する第3の誘電体ターゲット32cをスパッタリングする第3エリア36cと、活性ガスを照射する第4エリア36dとに区割されている。そして第1、第2、第3エリア36a〜36cには一対のスパッタ電極35a、35bがそれぞれ内蔵されている。   The inside of the film forming chamber 30 is formed in a vacuum, and for this purpose, a vacuum pump (not shown) is provided. The film forming chamber 30 is divided into a plurality of areas 36 a to 36 d by a shielding plate 37. In the figure, the first area 36a for sputtering the first target 32a for forming the metal film layer (light absorption layer) 22 described in FIG. 3 and the metal film layer (light absorption layer) on the back surface of the substrate plate 10 are illustrated. A second area 36b for sputtering a second target 32b for depositing 24, a third area 36c for sputtering a third dielectric target 32c for depositing dielectric film layers (intermediate layers) 21, 23, It is divided into a fourth area 36d that irradiates the active gas. A pair of sputter electrodes 35a and 35b are built in the first, second and third areas 36a to 36c, respectively.

この一対のスパッタ電極35a、35bは交流電源に連結され、一方がカソード、他方がアノードとなるように配置されている。各スパッタ電極35a、35bは電源コイル35cに結線され、交流電圧が印加されるように構成されている。上記第1、第2、第3エリア36a〜36cの各スパッタ電極35a、35bにはターゲット32(32a〜32c)が装着されている。このターゲット32は板状材料で構成され、面状蒸着源を構成する。また上記第1、第2、第3エリア36a〜36cにはコントローラ38を介してアルゴンなどの不活性ガス(動作ガス)が導入されるようになっている。図示38gはアルゴンガスの供給ボンベである。   The pair of sputter electrodes 35a and 35b are connected to an AC power source, and are arranged so that one is a cathode and the other is an anode. Each sputter electrode 35a, 35b is connected to a power supply coil 35c so that an alternating voltage is applied. A target 32 (32a to 32c) is mounted on each of the sputter electrodes 35a and 35b in the first, second and third areas 36a to 36c. The target 32 is made of a plate material and constitutes a planar vapor deposition source. Further, an inert gas (operating gas) such as argon is introduced into the first, second, and third areas 36a to 36c through a controller 38. 38 g shown is an argon gas supply cylinder.

第4エリア36dには反応性ガス発生室39が設けられ、コントローラ39cを介して活性ガス(酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガスなど)が供給ボンベ39gから供給されるようになっている。そして供給ボンベ39gからのガスをプラズマ化して第4エリア36d内に照射するように構成されている。   A reactive gas generation chamber 39 is provided in the fourth area 36d, and active gas (oxygen gas, nitrogen gas, fluorine gas, etc.) is supplied from a supply cylinder 39g via a controller 39c. The gas from the supply cylinder 39g is converted into plasma and irradiated into the fourth area 36d.

このような装置構成で回転ドラム31を所定速度で回転し、第3エリア36cの第3のターゲット32cをスパッタリングして誘電体膜層(例えばSi)を基板プレート10上に付膜する。そして回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO)を基板上に照射する。すると基板プレート上の誘電体膜層21aは酸化され酸化物(例えばSiO)の被膜を生成する。この誘電体膜層21aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 With such an apparatus configuration, the rotary drum 31 is rotated at a predetermined speed, and the third target 32c in the third area 36c is sputtered to deposit a dielectric film layer (for example, Si) on the substrate plate 10. When the rotary drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O 2 ). Then, the dielectric film layer 21a on the substrate plate is oxidized to form an oxide (eg, SiO 2 ) film. The rotating drum 31 is continuously rotated until the film of the dielectric film layer 21a reaches a predetermined thickness, thereby generating a film.

上述のように基板プレート10上に所定厚さの誘電体膜層21aが被膜形成された後、次いで第1エリア36aを回転ドラム31の回転で基板プレート10が通過する度に金属ターゲット32aをスパッタリングして金属膜層22a(例えばNb)を基板プレート10に先に成膜された金属膜層22a上に付膜する。同様に金属膜層22aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   After the dielectric film layer 21a having a predetermined thickness is formed on the substrate plate 10 as described above, the metal target 32a is sputtered each time the substrate plate 10 passes through the first area 36a by the rotation of the rotary drum 31. Then, a metal film layer 22 a (for example, Nb) is deposited on the metal film layer 22 a previously formed on the substrate plate 10. Similarly, the rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 22a reaches a predetermined thickness to generate a coating film.

このように誘電体膜層(中間層)21a乃至21dと金属膜層(光吸収層)22a乃至22cとを交互に複数層に積層成膜する。   In this way, the dielectric film layers (intermediate layers) 21a to 21d and the metal film layers (light absorption layers) 22a to 22c are alternately stacked to form a plurality of layers.

同様に、後述する基板プレート10の表裏を反転させた後に、回転ドラム31を所定速度で回転し、第3エリア36cの第3のターゲット32cをスパッタリングして誘電体膜層(例えばSi)を基板プレート10上に付膜する。そして回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO)を基板上に照射する。すると基板プレート上の誘電体膜層23aは酸化され酸化物(例えばSiO)の被膜を生成する。この誘電体膜層23aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Similarly, after reversing the front and back of the substrate plate 10 described later, the rotating drum 31 is rotated at a predetermined speed, and the third target 32c in the third area 36c is sputtered to form the dielectric film layer (for example, Si) on the substrate. A film is deposited on the plate 10. When the rotary drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O 2 ). Then, the dielectric film layer 23a on the substrate plate is oxidized to form a film of oxide (for example, SiO 2 ). The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the dielectric film layer 23a reaches a predetermined thickness to generate a coating film.

上述のように裏面の基板プレート10上に所定厚さの誘電体膜層23aが被膜形成された後、次いで第2エリア36bを回転ドラム31の回転で基板プレート10が通過する度に第2のターゲット32bをスパッタリングして金属膜層24a(例えばTi)を基板プレート10に先に成膜された金属膜層23a上に付膜する。同様に金属膜層24aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   As described above, after the dielectric film layer 23a having a predetermined thickness is formed on the substrate plate 10 on the back surface, the second plate 36 is passed through the second area 36b each time the substrate plate 10 passes by the rotation of the rotary drum 31. The target 32b is sputtered to deposit a metal film layer 24a (for example, Ti) on the metal film layer 23a previously formed on the substrate plate 10. Similarly, the rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 24a reaches a predetermined thickness, thereby generating a coating film.

このように基板プレート10の表面に誘電体膜層(中間層)21a乃至21dと金属膜層(光吸収層)22a乃至22cとを交互に複数層に積層成膜し、裏面に誘電体膜層(中間層)23a乃至23cと金属膜層(光吸収層)24a及び24bとを交互に複数層に積層成膜している。   In this way, dielectric film layers (intermediate layers) 21a to 21d and metal film layers (light absorption layers) 22a to 22c are alternately stacked on the surface of the substrate plate 10, and the dielectric film layers are formed on the back surface. (Intermediate layers) 23a to 23c and metal film layers (light absorption layers) 24a and 24b are alternately stacked in a plurality of layers.

[第1の成膜装置の説明]
次に図7で示す第1の成膜装置について説明する。この第1の成膜装置は先に図示の様に、成膜室30を形成する外筐ケース30aと、この成膜室30内に回転自在に内蔵された円筒形状の回転ドラム31と、この回転ドラム31に距離を隔てて配置されたスパッタ電極35と、成膜室30内に酸素イオン(窒素イオン、フッ素イオンでも可)を注入/排気する反応性ガス発生室39とで構成されている。
[Description of First Film Forming Apparatus]
Next, the first film forming apparatus shown in FIG. 7 will be described. As shown in the figure, the first film forming apparatus includes an outer case 30a that forms the film forming chamber 30, a cylindrical rotary drum 31 that is rotatably incorporated in the film forming chamber 30, A sputter electrode 35 disposed at a distance from the rotating drum 31 and a reactive gas generation chamber 39 for injecting / exhausting oxygen ions (nitrogen ions or fluorine ions) into the film forming chamber 30 are configured. .

第2の成膜装置との構造上での大きな違いは、基板プレート10の交換方法の違いから誘電体膜層(中間層)21、23を成膜する第3のターゲット32cをスパッタリングする第3エリア36cを配設出来無い点である。当然、以下に説明するこの誘電体膜層(中間層)21、23の成膜方法でも相違している。   The major difference in structure with the second film forming apparatus is that the third target 32c for forming the dielectric film layers (intermediate layers) 21 and 23 is sputtered due to the difference in the exchange method of the substrate plate 10. The area 36c cannot be disposed. Naturally, the film forming methods of the dielectric film layers (intermediate layers) 21 and 23 described below are also different.

そこで、その成膜方法について説明する。この装置構成による成膜では、回転ドラム31を所定速度で回転し、第2エリア36bの第2のターゲット32bをスパッタリングして金属膜層(例えばTi)を基板プレート10上に付膜する。そして回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO)を基板上に照射する。すると基板プレート上の金属膜層21aは酸化され透明の酸化物(例えばTiO2)からなる誘電体膜層21a被膜を生成する。この誘電体膜層21aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Therefore, the film forming method will be described. In film formation by this apparatus configuration, the rotating drum 31 is rotated at a predetermined speed, and the second target 32b in the second area 36b is sputtered to deposit a metal film layer (for example, Ti) on the substrate plate 10. When the rotary drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O 2 ). Then, the metal film layer 21a on the substrate plate is oxidized to produce a dielectric film layer 21a film made of a transparent oxide (for example, TiO 2). The rotating drum 31 is continuously rotated until the film of the dielectric film layer 21a reaches a predetermined thickness, thereby generating a film.

上述のように基板プレート10上に所定厚さの誘電体膜層21aが被膜形成された後、次いで第1エリア36aを回転ドラム31の回転で基板プレート10が通過する度に第1のターゲット32aをスパッタリングして金属膜層22a(例えばNb)を基板プレート10に先に成膜された金属膜層22a上に付膜する。同様に金属膜層22aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   After the dielectric film layer 21a having a predetermined thickness is formed on the substrate plate 10 as described above, the first target 32a is passed each time the substrate plate 10 passes through the first area 36a by the rotation of the rotary drum 31. The metal film layer 22a (for example, Nb) is deposited on the metal film layer 22a previously formed on the substrate plate 10 by sputtering. Similarly, the rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 22a reaches a predetermined thickness to generate a coating film.

このように誘電体膜層(中間層)21a乃至21dと金属膜層(光吸収層)22a乃至22cとを交互に複数層に積層成膜する。   In this way, the dielectric film layers (intermediate layers) 21a to 21d and the metal film layers (light absorption layers) 22a to 22c are alternately stacked to form a plurality of layers.

同様に、後述する基板プレート10の表裏を反転させた後に、回転ドラム31を所定速度で回転し、第1エリア36aの第1のターゲット32aをスパッタリングして金属膜層(例えばNb)を基板プレート10上に付膜する。そして回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO)を基板上に照射する。すると基板プレート10上の金属膜層23aは酸化され透明の酸化物(例えばNb2O5)からなる誘電体膜層23aの被膜を生成する。この誘電体膜層23aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Similarly, after reversing the front and back of the substrate plate 10 to be described later, the rotating drum 31 is rotated at a predetermined speed, and the first target 32a in the first area 36a is sputtered to form a metal film layer (for example, Nb) on the substrate plate. 10 is deposited. When the rotary drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O 2 ). Then, the metal film layer 23a on the substrate plate 10 is oxidized to form a film of the dielectric film layer 23a made of a transparent oxide (for example, Nb2O5). The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the dielectric film layer 23a reaches a predetermined thickness to generate a coating film.

上述のように裏面の基板プレート10上に所定厚さの誘電体膜層23aが被膜形成された後、次いで第2エリア36bを回転ドラム31の回転で基板プレート10が通過する度に第2のターゲット32bをスパッタリングして金属膜層24a(例えばTi)を基板プレート10に先に成膜された金属膜層23a上に付膜する。同様に金属膜層24aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   As described above, after the dielectric film layer 23a having a predetermined thickness is formed on the substrate plate 10 on the back surface, the second plate 36 is passed through the second area 36b each time the substrate plate 10 passes by the rotation of the rotary drum 31. The target 32b is sputtered to deposit a metal film layer 24a (for example, Ti) on the metal film layer 23a previously formed on the substrate plate 10. Similarly, the rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 24a reaches a predetermined thickness, thereby generating a coating film.

このように基板プレート10の表面に誘電体膜層(中間層)21a乃至21dと金属膜層(光吸収層)22a乃至22cとを交互に複数層に積層成膜し、裏面に誘電体膜層(中間層)23a乃至23cと金属膜層(光吸収層)24a及び24bとを交互に複数層に積層成膜している。   In this way, dielectric film layers (intermediate layers) 21a to 21d and metal film layers (light absorption layers) 22a to 22c are alternately stacked on the surface of the substrate plate 10, and the dielectric film layers are formed on the back surface. (Intermediate layers) 23a to 23c and metal film layers (light absorption layers) 24a and 24b are alternately stacked in a plurality of layers.

[グラデーション領域を持つ表面の成膜]
図3に示す光学フィルタ(NDフィルタ)43の表面には単濃度領域20aとグラデーション領域20bを形成する場合を示している。このグラデーション領域20bの成膜は図10に示すマスク板33によって成膜する。同図において回転ドラム31に基板プレート10を装着する際にマスク板33Aを組み合わせてセットする。このマスク板33を介して基板プレート10の表面に対して平行な面状蒸着源(上述の各ターゲット)から膜成分のスパッタ粒子を飛翔させて成膜する。このときマスク板33Aと基板プレート10との間には図11に示す所定間隔の成膜ギャップdが形成されている。マスク板33Aのマスク開口33aに対応する基板プレート10には単濃度領域20aと、マスク開口33aの上端縁と下端縁の周辺には膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域20bが形成される。
[Film formation with gradation area]
The case where the single concentration area | region 20a and the gradation area | region 20b are formed in the surface of the optical filter (ND filter) 43 shown in FIG. 3 is shown. The gradation region 20b is formed by the mask plate 33 shown in FIG. In the figure, when the substrate plate 10 is mounted on the rotating drum 31, the mask plate 33A is set in combination. A film component is sputtered from the planar evaporation source (each of the above-mentioned targets) parallel to the surface of the substrate plate 10 through the mask plate 33 to form a film. At this time, a film-forming gap d having a predetermined interval is formed between the mask plate 33A and the substrate plate 10 as shown in FIG. In the substrate plate 10 corresponding to the mask opening 33a of the mask plate 33A, a single concentration region 20a and a gradation region 20b in which the film thickness decreases linearly gradually are formed around the upper and lower edges of the mask opening 33a. .

[単濃度領域を持つ裏面の成膜]
また、図3に示す光学フィルタ(NDフィルタ)43の裏面には単濃度領域20aのみを形成する場合を示している。この単濃度領域20aのみの成膜は図10に示すマスク板33Bによって成膜する。同図において回転ドラム31に基板プレート10を装着する際に先のマスク板33Aと共にマスク板33Bを組み合わせてセットする。そして、先の表面の成膜工程が完了した時点で、基板プレート10を180度回転し、このマスク板33Bを面状蒸着源(上述の各ターゲット)に対峙させ、この状態でこのマスク板33Bを介して基板プレート10の裏面に対して平行な面状蒸着源(上述の各ターゲット)から膜成分のスパッタ粒子を飛翔させて成膜する。このときマスク板33Bと基板プレート10との間には図11に示す所定間隔の成膜ギャップdは必ずしも設ける必要は無く、マスク板33Bのマスク開口33bに対応する基板プレート10には単濃度領域20aが形成される。
[Deposition of backside with single concentration area]
Moreover, the case where only the single concentration area | region 20a is formed in the back surface of the optical filter (ND filter) 43 shown in FIG. 3 is shown. Only the single concentration region 20a is formed by the mask plate 33B shown in FIG. In the figure, when the substrate plate 10 is mounted on the rotary drum 31, the mask plate 33B is set in combination with the previous mask plate 33A. Then, when the film formation process on the previous surface is completed, the substrate plate 10 is rotated 180 degrees so that the mask plate 33B faces the planar vapor deposition source (each of the above targets), and in this state, the mask plate 33B. A film component is sputtered from a planar vapor deposition source (each of the above-mentioned targets) parallel to the back surface of the substrate plate 10 to form a film. At this time, it is not always necessary to provide the film-forming gap d at a predetermined interval shown in FIG. 11 between the mask plate 33B and the substrate plate 10, and the substrate plate 10 corresponding to the mask opening 33b of the mask plate 33B has a single concentration region. 20a is formed.

[マスキング方法及びマスク板構造]
そこで上述のような基板プレート上に光学特性を有する減光膜層20A、20Bを形成する場合に使用するマスク板33A、33Bの概観は図4に示す通りである。そして、図5に示す様に基板プレート10の表面にはマスク板33Aに開口した各マスク開口33aの上端縁と下端縁にそれぞれグラデーション領域20bが形成された減光膜層20Aが成膜される。また、図6に示す様に基板プレート10の裏面にはマスク板33Bに開口したマスク開口33bにより単濃度領域20aのみの減光膜層20Bが形成される。
[Masking method and mask plate structure]
Therefore, an overview of the mask plates 33A and 33B used when the light reducing film layers 20A and 20B having optical characteristics are formed on the substrate plate as described above is as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5, a light-reducing film layer 20A is formed on the surface of the substrate plate 10 in which gradation regions 20b are formed at the upper and lower edges of each mask opening 33a opened in the mask plate 33A. . Further, as shown in FIG. 6, a light-reducing film layer 20B having only a single concentration region 20a is formed on the back surface of the substrate plate 10 by a mask opening 33b opened in the mask plate 33B.

[マスク板のギャップ調整]
また、図4に示す様に、先に図11で説明したマスク板33Aの成膜ギャップdは、ターゲット材料によって適宜調整される。例えば、この場合の調整としては、ターゲット材料のの原子量に応じ成膜ギャップを調整するもので、実際に3mmから5mm間隔の中で、原子量41の二オブNbの場合の間隔を3mm±1mmとし、原子量22のチタンTiの場合の間隔を4mm±1mmとし、原子量14のケイ素Siの場合の間隔を5mm±1mmとなるように基板プレート10の表面にマスク板33Aを取り付ける際に調整している。
[Gap adjustment of mask plate]
Further, as shown in FIG. 4, the film formation gap d of the mask plate 33A described above with reference to FIG. 11 is appropriately adjusted depending on the target material. For example, as an adjustment in this case, the film formation gap is adjusted according to the atomic weight of the target material, and the interval in the case of the niobium Nb with an atomic weight of 41 is actually set to 3 mm ± 1 mm within the interval of 3 mm to 5 mm. When the mask plate 33A is attached to the surface of the substrate plate 10, the spacing in the case of titanium Ti having an atomic weight of 22 is adjusted to 4 mm ± 1 mm and the spacing in the case of silicon Si having an atomic weight of 14 is adjusted to 5 mm ± 1 mm. .

[基板ホルダの構成]
上述の基板ホルダ45は、図8及び図12乃至図14に示すように1枚又は複数(成膜後のNDフィルタ部材に加工し易い大きさ、外形に適する枚数)の基板プレート10を固定支持しするように構成されている。この基板ホルダ45は、基板プレート10の周縁を表裏から挟持するように桟状のフレーム枠で構成されている。図示11はこのフレーム枠で形成された成膜開口であり、基板プレート10の表裏面にそれぞれ形成されている。この基板ホルダ45には基板プレート10の表裏に先に説明した成膜ターゲットに応じた成膜ギャップdに従って3mm乃至5mmの間隔の中で適宜にマスク板33A、33Bが装着されている。尚、マスク板33Bは単濃度の成膜形成で成膜ギャップdは成膜ターゲットに応じ調整の必要は無い。
[Configuration of substrate holder]
The above-mentioned substrate holder 45 fixes and supports one or a plurality of substrate plates 10 (size that can be easily processed into an ND filter member after film formation and the number suitable for the outer shape) as shown in FIGS. 8 and 12 to 14. It is configured to do. The substrate holder 45 is configured by a cross-shaped frame so as to sandwich the peripheral edge of the substrate plate 10 from the front and the back. Reference numeral 11 in the figure denotes film forming openings formed by this frame frame, which are respectively formed on the front and back surfaces of the substrate plate 10. Mask plates 33A and 33B are mounted on the substrate holder 45 as appropriate at intervals of 3 mm to 5 mm according to the film formation gap d corresponding to the film formation target described above on the front and back of the substrate plate 10. The mask plate 33B is a single-concentration film formation, and the film formation gap d does not need to be adjusted according to the film formation target.

[マスク板の切替え構成]
上記マスク板33A、33Bは、図12乃至図14に示すように上下一対の回転支軸46a、46bで回転ドラム31に回転自在に軸承された基板ホルダ45に、基板プレート10の表裏に互いに対峙して取り付けられている。そして、先に図8で示す様に駆動モータMで回転する回転ドラム31の回転初期の回転を歯車48、歯車47を介し伝達され、回転ドラム31の正転でマスク板33Aが成膜ターゲット32に対峙し、回転ドラム31の逆転でマスク板33Bが成膜ターゲット32に対峙する様に180度反転するようになっている。尚、マスク板33A、33Bは回転ドラム31の回転初期の回転で反転し、引き続く回転ドラム31の回転は図示せぬクラッチと位置規制部材とにより回転運動が切られ、回転ドラム31の回転中で180度反転状態を保持する。
[Mask plate switching configuration]
As shown in FIGS. 12 to 14, the mask plates 33A and 33B face each other on the front and back of the substrate plate 10 on a substrate holder 45 that is rotatably supported by the rotary drum 31 with a pair of upper and lower rotary support shafts 46a and 46b. Attached. As shown in FIG. 8, the initial rotation of the rotary drum 31 rotated by the drive motor M is transmitted via the gear 48 and the gear 47, and the mask plate 33 </ b> A is formed on the film formation target 32 by the normal rotation of the rotary drum 31. In contrast, the rotation of the rotary drum 31 causes the mask plate 33 </ b> B to be reversed 180 degrees so as to face the film formation target 32. The mask plates 33A and 33B are reversed by the initial rotation of the rotary drum 31, and the subsequent rotation of the rotary drum 31 is cut off by a clutch (not shown) and a position restricting member. The 180 degree inversion state is maintained.

[成膜方法の説明]
次に上述の成膜装置(スパッタ装置)で基板プレート10の表裏面に減光膜層20A、20Bを形成する手順について説明する。
[Description of deposition method]
Next, a procedure for forming the light-reducing film layers 20A and 20B on the front and back surfaces of the substrate plate 10 with the film forming apparatus (sputtering apparatus) described above will be described.

「基板セット工程」
まず図7及び図9で示す様に成膜室30を開放し、図7の場合にはターゲット物質32a、32bを、図9の場合にはターゲット物質32a、32b、32cをセットする(ターゲットセット)。これと同時に回転ドラム31から基板ホルダ45を取り外す。図示しないが基板ホルダ45の支軸46a、46bは回転ドラム31のフランジ部に着脱自在に軸承されている。そこでこの基板ホルダ45の支軸46a、46bを回転ドラム31の軸承部から取り外す。そして成膜室30の外部に取り出された基板ホルダ45に基板プレート10を取り付け、基板プレート10の表面に図12で示す様にマスク板33Aを装着し、基板プレート10の裏面に図13で示す様にマスク板33Bをそれぞれ装着し、再びこの基板ホルダ45を回転ドラム31に装着する。
"Board setting process"
First, as shown in FIGS. 7 and 9, the film forming chamber 30 is opened. In the case of FIG. 7, the target materials 32a and 32b are set, and in the case of FIG. 9, the target materials 32a, 32b and 32c are set (target set). ). At the same time, the substrate holder 45 is removed from the rotating drum 31. Although not shown, the support shafts 46 a and 46 b of the substrate holder 45 are detachably supported by the flange portion of the rotary drum 31. Therefore, the support shafts 46 a and 46 b of the substrate holder 45 are removed from the bearing portion of the rotary drum 31. Then, the substrate plate 10 is attached to the substrate holder 45 taken out to the outside of the film forming chamber 30, the mask plate 33A is mounted on the surface of the substrate plate 10 as shown in FIG. 12, and the back surface of the substrate plate 10 is shown in FIG. Similarly, the mask plate 33B is mounted, and the substrate holder 45 is mounted on the rotating drum 31 again.

「表面成膜工程」
次に成膜室30を所定の真空状態にする。成膜室30内を真空状態にした後、各成膜エリアに動作ガス(アルゴンガスなど)を供給し、所定の成膜圧力に制御する。この動作ガス供給と前後して図8で示す駆動モータMを正回転駆動する。このとき駆動ギア48が回転すると、この駆動ギア48に結合した反転ピニオン47が回転し、基板ホルダ45は支軸46a、46bを中心に駆動モータMの正回転駆動で正回転する。これにより基板ホルダ45に装着された基板プレート10は図13で示す様に表面側10Aがターゲット32に対向配置される。
(図7の成膜装置による表面成膜の説明)
"Surface deposition process"
Next, the film forming chamber 30 is brought into a predetermined vacuum state. After the inside of the film forming chamber 30 is evacuated, an operating gas (argon gas or the like) is supplied to each film forming area and controlled to a predetermined film forming pressure. Before and after the operation gas supply, the drive motor M shown in FIG. At this time, when the drive gear 48 rotates, the reverse pinion 47 coupled to the drive gear 48 rotates, and the substrate holder 45 rotates positively by the drive motor M rotating forward about the support shafts 46a and 46b. As a result, the substrate plate 10 mounted on the substrate holder 45 is disposed so that the surface side 10A faces the target 32 as shown in FIG.
(Description of surface film formation by the film forming apparatus of FIG. 7)

図7の成膜装置による表面成膜の場合には、回転ドラム31が所定の回転数に達した後、まず第3の成膜エリア36bのスパッタ電極35bに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32bに動作ガスが衝突し、ターゲット物質36bが飛翔し、基板プレート10の表面にターゲット物質36cの被膜(この場合Ti)が成膜される。その状態で回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO2)を基板上に照射する。するとその被膜が活性ガス(この場合O2)で酸化され酸化物(例えばTiO2)の誘電体膜層21aの被膜を生成する。この誘電体膜層21aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   In the case of surface film formation by the film formation apparatus of FIG. 7, after the rotating drum 31 reaches a predetermined number of revolutions, an AC voltage is first applied to the sputter electrode 35b in the third film formation area 36b. Then, the working gas collides with the target 32b connected to this electrode, the target material 36b flies, and a film (in this case, Ti) of the target material 36c is formed on the surface of the substrate plate 10. In this state, when the rotating drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O2). Then, the film is oxidized with an active gas (in this case, O 2) to generate a film of the dielectric film layer 21 a of oxide (for example, TiO 2). The rotating drum 31 is continuously rotated until the film of the dielectric film layer 21a reaches a predetermined thickness, thereby generating a film.

次に、第1の成膜エリア36aのスパッタ電極35aに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32a(この場合Nb)に動作ガスが衝突し、ターゲット物質が飛翔し、基板プレート10の表面の誘電体膜層21aの被膜上に金属膜層22a(この場合Nb)が成膜される。この金属膜層22aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Next, an alternating voltage is applied to the sputter electrode 35a in the first film formation area 36a. Then, the working gas collides with the target 32a (Nb in this case) connected to the electrode, the target material flies, and the metal film layer 22a (Nb in this case) is formed on the dielectric film layer 21a on the surface of the substrate plate 10. ) Is formed. The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 22a reaches a predetermined thickness, thereby generating a coating film.

同様に、誘電体膜層21b、金属膜層22b、誘電体膜層21c、金属膜層22c、誘電体膜層21dの順で積層成膜を繰り返すことで図3で示す基板プレート10の表面10Aに減光膜20Aが形成される。
(図9の成膜装置による表面成膜の説明)
Similarly, the surface 10A of the substrate plate 10 shown in FIG. 3 is formed by repeating the laminated film formation in the order of the dielectric film layer 21b, the metal film layer 22b, the dielectric film layer 21c, the metal film layer 22c, and the dielectric film layer 21d. The light reducing film 20A is formed.
(Description of surface film formation by the film forming apparatus of FIG. 9)

図9の成膜装置による表面成膜の場合には、回転ドラム31が所定の回転数に達した後、まず第2の成膜エリア36cのスパッタ電極35cに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32cに動作ガスが衝突し、ターゲット物質36cが飛翔し、基板プレート10の表面10Aにターゲット物質36cの被膜(この場合Si)が成膜される。その状態で回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO2)を基板上に照射する。するとその被膜が活性ガス(この場合O2)で酸化され酸化物(例えばSiO2)の誘電体膜層21aの被膜を生成する。この誘電体膜層21aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   In the case of surface film formation by the film formation apparatus of FIG. 9, after the rotating drum 31 reaches a predetermined number of revolutions, an AC voltage is first applied to the sputter electrode 35c in the second film formation area 36c. Then, the working gas collides with the target 32c connected to the electrode, the target material 36c flies, and a film (in this case, Si) of the target material 36c is formed on the surface 10A of the substrate plate 10. In this state, when the rotating drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O2). Then, the film is oxidized with an active gas (in this case, O 2) to generate a film of the dielectric film layer 21a of oxide (for example, SiO 2). The rotating drum 31 is continuously rotated until the film of the dielectric film layer 21a reaches a predetermined thickness, thereby generating a film.

次に、第1の成膜エリア36aのスパッタ電極35aに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32a(この場合Nb)に動作ガスが衝突し、ターゲット物質(金属イオン)が飛翔し、基板プレート10の表面10Aの誘電体膜層21aの被膜上に金属膜層22a(この場合Nb)が成膜される。この金属膜層22aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Next, an alternating voltage is applied to the sputter electrode 35a in the first film formation area 36a. Then, the working gas collides with the target 32a (Nb in this case) connected to this electrode, the target material (metal ion) flies, and the metal film layer is formed on the dielectric film layer 21a on the surface 10A of the substrate plate 10. 22a (Nb in this case) is deposited. The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 22a reaches a predetermined thickness, thereby generating a coating film.

同様に、誘電体膜層21b、金属膜層22b、誘電体膜層21c、金属膜層22c、誘電体膜層21dの順で積層成膜を繰り返すことで図3で示す基板プレート10の表面10Aに減光膜20Aが形成される。   Similarly, the surface 10A of the substrate plate 10 shown in FIG. 3 is formed by repeating the laminated film formation in the order of the dielectric film layer 21b, the metal film layer 22b, the dielectric film layer 21c, the metal film layer 22c, and the dielectric film layer 21d. The light reducing film 20A is formed.

「裏面成膜工程」
次に、基板プレート10の表面10Aに減光膜20Aを形成したところで図8で示す駆動モータMを逆回転駆動する。このとき駆動ギア48が反転すると、この駆動ギア48に結合した反転ピニオン47が回転し、基板ホルダ45は支軸46a、46bを中心に駆動モータMの逆回転駆動で逆回転する。これにより基板ホルダ45に装着された基板プレート10は図14で示す様に裏面側10Bがターゲット32に対向配置される。
(図7の成膜装置による裏面成膜の説明)
"Backside film formation process"
Next, when the light reduction film 20A is formed on the surface 10A of the substrate plate 10, the drive motor M shown in FIG. At this time, when the drive gear 48 is reversed, the reverse pinion 47 coupled to the drive gear 48 is rotated, and the substrate holder 45 is rotated reversely by the reverse rotation drive of the drive motor M around the support shafts 46a and 46b. As a result, the substrate plate 10 mounted on the substrate holder 45 is disposed so that the back surface side 10B faces the target 32 as shown in FIG.
(Description of backside film formation by the film forming apparatus of FIG. 7)

図7の成膜装置による裏面成膜の場合には、回転ドラム31が所定の回転数に達した後、まず第1の成膜エリア36aのスパッタ電極35aに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32aに動作ガスが衝突し、ターゲット物質36aが飛翔し、基板プレート10の裏面10Bにターゲット物質36aの被膜(この場合Nb)が成膜される。その状態で回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO2)を基板上に照射する。するとその被膜が活性ガス(この場合O2)で酸化され酸化物(例えばNb2O5)の誘電体膜層23aの被膜を生成する。この誘電体膜層23aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。   In the case of backside film formation by the film forming apparatus of FIG. 7, after the rotating drum 31 reaches a predetermined number of revolutions, an AC voltage is first applied to the sputter electrode 35a in the first film forming area 36a. Then, the working gas collides with the target 32a connected to this electrode, the target material 36a flies, and a film (in this case, Nb) of the target material 36a is formed on the back surface 10B of the substrate plate 10. In this state, when the rotating drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O2). Then, the film is oxidized with an active gas (in this case, O 2) to generate a film of the dielectric film layer 23 a of an oxide (for example, Nb 2 O 5). The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the dielectric film layer 23a reaches a predetermined thickness to generate a coating film.

次に、第3の成膜エリア36bのスパッタ電極35bに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32b(この場合Ti)に動作ガスが衝突し、ターゲット物質が飛翔し、基板プレート10の裏面10Bの誘電体膜層23aの被膜上に金属膜層24a(この場合Ti)が成膜される。この金属膜層24aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Next, an AC voltage is applied to the sputter electrode 35b in the third film formation area 36b. Then, the working gas collides with the target 32b (Ti in this case) connected to the electrode, the target material flies, and the metal film layer 24a (in this case) is formed on the dielectric film layer 23a on the back surface 10B of the substrate plate 10. Ti) is deposited. The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 24a reaches a predetermined thickness, thereby generating a coating film.

同様に、誘電体膜層23b、金属膜層24bの順で積層成膜を繰り返すことで図3で示す基板プレート10の裏面10Bに減光膜20Aが形成される。
(図9の成膜装置による裏面成膜の説明)
Similarly, the dimming film 20A is formed on the back surface 10B of the substrate plate 10 shown in FIG. 3 by repeating the laminated film formation in the order of the dielectric film layer 23b and the metal film layer 24b.
(Description of backside film formation by the film forming apparatus of FIG. 9)

図9の成膜装置による裏面成膜の場合には、回転ドラム31が所定の回転数に達した後、まず第3の成膜エリア36cのスパッタ電極35cに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32cに動作ガスが衝突し、ターゲット物質36cが飛翔し、基板プレート10の裏面10Bにターゲット物質36cの被膜(この場合Si)が成膜される。その状態で回転ドラム31が第4エリア36dに位置したとき活性ガス(例えばO)を基板上に照射する。するとその被膜が活性ガス(この場合O)で酸化され酸化物(例えばSiO)の誘電体膜層21aの被膜を生成する。この誘電体膜層21aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 In the case of backside film formation by the film forming apparatus of FIG. 9, after the rotating drum 31 reaches a predetermined number of rotations, an AC voltage is first applied to the sputtering electrode 35c in the third film forming area 36c. Then, the working gas collides with the target 32c connected to this electrode, the target material 36c flies, and a film (in this case, Si) of the target material 36c is formed on the back surface 10B of the substrate plate 10. In this state, when the rotary drum 31 is positioned in the fourth area 36d, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O 2 ). Then, the film is oxidized with an active gas (in this case, O 2 ) to generate a film of the dielectric film layer 21a of an oxide (for example, SiO 2 ). The rotating drum 31 is continuously rotated until the film of the dielectric film layer 21a reaches a predetermined thickness, thereby generating a film.

次に、第2の成膜エリア36bのスパッタ電極35bに交流電圧を印加する。するとこの電極に接続されたターゲット32b(この場合Ti)に動作ガスが衝突し、ターゲット物質が飛翔し、基板プレート10の裏面10Bの誘電体膜層23aの被膜上に金属膜層24a(この場合Ti)が成膜される。この金属膜層24aの被膜が所定厚に成るまで引き続き回転ドラム31を回転させ被膜を生成する。 Next, an AC voltage is applied to the sputtering electrode 35b in the second film formation area 36b. Then, the working gas collides with the target 32b (Ti in this case) connected to the electrode, the target material flies, and the metal film layer 24a (in this case) is formed on the dielectric film layer 23a on the back surface 10B of the substrate plate 10. Ti) is deposited. The rotating drum 31 is continuously rotated until the coating film of the metal film layer 24a reaches a predetermined thickness, thereby generating a coating film.

同様に、誘電体膜層23b、金属膜層24bの順で積層成膜を繰り返すことで図3で示す基板プレート10の裏面10Bに減光膜20Aが形成される。   Similarly, the dimming film 20A is formed on the back surface 10B of the substrate plate 10 shown in FIG. 3 by repeating the laminated film formation in the order of the dielectric film layer 23b and the metal film layer 24b.

このように基板プレート10の表裏面にそれぞれ減光膜層20A、20Bを形成することにより、成膜室30を開放することなく、同一の成膜雰囲気(同一バッチ)のなかで基板プレート10の表裏面に薄膜形成することが可能となる。   In this way, by forming the light-reducing film layers 20A and 20B on the front and back surfaces of the substrate plate 10, respectively, the substrate plate 10 can be formed in the same film formation atmosphere (same batch) without opening the film formation chamber 30. A thin film can be formed on the front and back surfaces.

[グラデーション厚膜と均等厚膜の交互成形]
尚、基板ホルダ45のスペースが広く、前記マスク板33A、33Bをそれぞれ基板プレート10の表裏に設けることで、金属膜層21a乃至21cの膜厚さを直線的に漸減させて濃度を変化させグラデーション厚膜とし、誘電体膜層22a乃至22cを均等厚膜に成膜することもできる。
[Alternate forming of gradation thick film and uniform thickness film]
The space of the substrate holder 45 is wide, and the mask plates 33A and 33B are provided on the front and back surfaces of the substrate plate 10, respectively, so that the film thickness of the metal film layers 21a to 21c is linearly decreased gradually to change the density. It is also possible to form a thick film and form the dielectric film layers 22a to 22c in a uniform thickness film.

[減反射(AR層)コーティング層の成形方法]
上述の成膜工程を経て基板プレート10の表裏面に減光膜20A、20Bが形成された後に、図18に示す様に両減光膜20A、20B上に高分ポリマーから成る減反射層(AR層)をディッピングにより最表層として形成している。
[Method of forming anti-reflection (AR layer) coating layer]
After the light-reducing films 20A and 20B are formed on the front and back surfaces of the substrate plate 10 through the above-described film forming process, as shown in FIG. AR layer) is formed as the outermost layer by dipping.

この高分ポリマーとして基板プレート10がノルボルネン系樹脂、シクロオルフィン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂で屈折率n1としたとき、前記高分子ポリマーとして屈折率n1の平方根(n2=√n1)から得られる屈折率n2に近い材料を選べば良く、この場合、前記基板プレート10が屈折率n1=1.51のノルボルネン系樹脂であることから、ディッピング溶液とする前記高分子ポリマーとして屈折率n2≒1.23のプリシランを用いている。尚、このプリシランは主鎖構造が1次元のケイ素-ケイ素(Si-Si)結合で構成されている有機溶剤に可溶な機能性ポリマーであり、ケイ素原子間に酸素を含んでいるシリコーンポリマーと異なり、光導電性、発光、非線形光学特性、光分解性、高屈折率などの特異な光機能を持っている。反面、光に対して感受性が高く、不安定なため、長期安定性に欠けるといった欠点を有することから、ディッピング処理後に紫外線光源で紫外線Ur照射して欠点を取り除いている。   When the substrate plate 10 is a cyclic olefin resin such as norbornene resin or cycloorphine resin and has a refractive index n1 as this high polymer, the polymer polymer is obtained from the square root (n2 = √n1) of the refractive index n1. In this case, since the substrate plate 10 is a norbornene-based resin having a refractive index n1 = 1.51, the refractive index n2≈1 as the high molecular polymer used as the dipping solution. .23 presilane is used. This presilane is a functional polymer soluble in an organic solvent whose main chain structure is composed of a one-dimensional silicon-silicon (Si-Si) bond, and a silicone polymer containing oxygen between silicon atoms. In contrast, it has unique optical functions such as photoconductivity, light emission, nonlinear optical characteristics, photodegradability, and high refractive index. On the other hand, since it is sensitive to light and unstable, it has a drawback of lacking long-term stability. Therefore, after the dipping process, the ultraviolet light is irradiated with an ultraviolet light Ur to remove the defect.

[NDフィルタ形状カット]
図17及び図18は、以上説明した成膜方法によって成膜成形された基板プレート10の実施形態を示すものである。まず図17で示す実施形態では、図20で示す光学フィルタ製作工程に従い、まず透過する光を減衰させる染料又は顔料からなる光減衰材料を練り込んだ樹脂材をプレート状に光減衰基板プレートを成形する基板プレート成形工程、次にその光減衰基板プレートを一部の連結部を残し所定の光学フィルタ形状にプレス加工により複数の光学フィルタ形状に形抜きするフィルタ外形型抜き工程、その次にこの形抜きされた光減衰基板プレートの表面に減反射コーティング層を成膜する成膜工程、最後にこの減反射コーティング層が成膜された形抜きされた光減衰基板プレートから各光学フィルタ部材を切り離し光学フィルタに抜き取り工程と順次行なわれる。つまり、基板プレート10を適宜な減光特性を持ったNDフィルタ基板を作り、そのNDフィルタ基板をNDフィルタ形状に一部接合部分を残した状態で外形を型抜きし、その状態で成膜成形することで、一部接合部分以外は総て上述の減反射(AR層)コーティング層が側端面を含め形成され、後述する撮像光量絞り装置に組み込んだ状態でもその側端面での反射が防止できることから、画質性能の良い画像を得ることが出来る。
[ND filter shape cut]
17 and 18 show an embodiment of the substrate plate 10 formed by the film forming method described above. First, in the embodiment shown in FIG. 17, in accordance with the optical filter manufacturing process shown in FIG. 20, a light attenuating substrate plate is first formed into a resin material kneaded with a light attenuating material composed of a dye or pigment that attenuates transmitted light. Substrate plate molding step, then the filter attenuating step of punching the optical attenuating substrate plate into a plurality of optical filter shapes by pressing into a predetermined optical filter shape, leaving a part of the connecting portion, and then this shape A film-forming process for forming a anti-reflection coating layer on the surface of the extracted light-attenuating substrate plate. Finally, each optical filter member is separated from the punched light-attenuating substrate plate on which the anti-reflection coating layer is formed. The filter is sequentially extracted and extracted. In other words, an ND filter substrate having appropriate dimming characteristics is made from the substrate plate 10, and the outer shape of the ND filter substrate is die-cut in a state where a part of the ND filter substrate is left in the shape of the ND filter. By doing so, the above-described reduced reflection (AR layer) coating layer is formed including the side end face except for a part of the joined portion, and reflection on the side end face can be prevented even when incorporated in an imaging light quantity diaphragm device described later. Therefore, an image with good image quality performance can be obtained.

また、図18で示す実施形態では、基板プレート10を予めNDフィルタ形状に一部接合部分を残した状態にカットしない一般的な場合の成膜形成方法で、当然にNDフィルタ形状にカットすることで、カットされた側端面には減反射(AR層)コーティング層が無く、撮像光量絞り装置に組み込んだ状態での側端面の反射を防止でき無いが、撮像光量絞り装置の仕様上で充分に使えることが有り、成膜形成方法の容易性等から実施されることが多い。   Further, in the embodiment shown in FIG. 18, the substrate plate 10 is naturally cut into the ND filter shape by a film forming method in a general case where the substrate plate 10 is not cut in a state in which a part of the joining portion is left in the ND filter shape in advance. However, the cut side end face has no anti-reflection (AR layer) coating layer, and the reflection of the side end face when incorporated in the imaging light quantity diaphragm device cannot be prevented. It is often used because of its ease of film formation.

更に図19は、本発明に係わる光学フィルタの可視光領域400nm〜700nmにおける光透過特性を説明するものである。図中、33Aグラフは基板プレート10の表面20Aに成膜された減光膜20Aによる光透過特性を示し、33Bグラフは基板プレート10の裏面20Bに成膜された減光膜20Bによる光透過特性を示し、33Cグラフは基板プレート10の表裏を透過する光透過特性を示し、ほぼ均一になっている。   Furthermore, FIG. 19 explains the light transmission characteristics in the visible light region of 400 nm to 700 nm of the optical filter according to the present invention. In the figure, the 33A graph shows the light transmission characteristics of the light reducing film 20A formed on the front surface 20A of the substrate plate 10, and the 33B graph shows the light transmission characteristics of the light reducing film 20B formed on the back surface 20B of the substrate plate 10. The 33C graph shows the light transmission characteristics of transmitting through the front and back of the substrate plate 10 and is almost uniform.

[撮像光量絞り装置]
本発明に係わる光量調整装置Eは図15に示すように、基板40と、この基板40に形成された光路開口41に1枚若しくは複数枚の光量調整羽根42を開閉自在に配置する。そしてこの光量調整羽根42で光路開口41を通過する光量を大小調節する。図示のものは一対の羽根42a、42bで光量調整するように構成され、ぞれぞれの羽根には小絞り状態に光量調整するように狭窄部42x、42yが形成してある。そして一方の光量調整羽根42aには狭窄部42xにフィルタ43fが添着してある。このフィルタ43fは前述した基板プレート10上に成膜した単濃度領域20aとグラデーション領域20bをカットして形成されている。そして光路中心に向かうに従って光の透過率が高くなるように光量調整羽根42aに添着されている。
[Imaging light quantity aperture device]
As shown in FIG. 15, the light amount adjusting device E according to the present invention arranges one or a plurality of light amount adjusting blades 42 in an openable and closable manner in a substrate 40 and an optical path opening 41 formed in the substrate 40. The amount of light passing through the optical path opening 41 is adjusted by the light amount adjusting blade 42. The illustrated one is configured to adjust the amount of light with a pair of blades 42a and 42b, and each blade is formed with constricted portions 42x and 42y so as to adjust the amount of light in a small aperture state. One light quantity adjusting blade 42a has a filter 43f attached to a constricted portion 42x. The filter 43f is formed by cutting the single concentration region 20a and the gradation region 20b formed on the substrate plate 10 described above. The light amount adjustment blade 42a is attached so that the light transmittance increases toward the center of the optical path.

本発明に係わる光学フィルタの第1の実施例である成膜構成を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the film-forming structure which is the 1st Example of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの第2の実施例である成膜構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the film-forming structure which is the 2nd Example of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの成膜全体構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the film-forming whole structure of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの成膜方法について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the film-forming method of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの表面成膜状態を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the surface film-forming state of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの裏面成膜状態を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the back surface film-forming state of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの成膜装置の構成を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the structure of the film-forming apparatus of the optical filter concerning this invention. 図7の成膜装置の側面断面図を示す説明図。Explanatory drawing which shows the side surface sectional drawing of the film-forming apparatus of FIG. 本発明に係わる他の光学フィルタの成膜装置の構成を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the structure of the film-forming apparatus of the other optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの成膜原理について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the film-forming principle of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの表面成膜方法について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the surface film-forming method of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの表面成膜時の状態について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the state at the time of the surface film-forming of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの表裏反転の状態について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the state of front-back inversion of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの裏面成膜時の状態について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the state at the time of back surface film-forming of the optical filter concerning this invention. 光学フィルタを用いた撮像光量調整装置の構成を示す斜視説明図。FIG. 3 is an explanatory perspective view illustrating a configuration of an imaging light amount adjustment device using an optical filter. 本発明に係わる光学フィルタの減反射(AR層)コーティング方法について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the anti-reflection (AR layer) coating method of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの成膜状態を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the film-forming state of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる他の光学フィルタの成膜状態を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the film-forming state of the other optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタの可視光領域の光透過特性を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the light transmission characteristic of the visible region of the optical filter concerning this invention. 本発明に係わる光学フィルタ製作工程を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the optical filter manufacturing process concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

E 光量調整装置
d 成膜ギャップ
10 基板プレート(成膜ベース基材)
20 薄膜層
20a 単濃度領域
20b グラデーション領域
21 光吸収層(金属膜層)(22、24)
22 中間層(誘電体膜層)(21、23)
23 コーティング層
25 回転軸
30 成膜室
31 基板装着体(回転ドラム)
32 ターゲット
33 マスク板
33A 第1マスク開口
33B 第2マスク開口
35 スパッタ電極(35a、35b)
40 基板
41 光路開口
42 光量調整羽根(42a、42b)
43 NDフィルタ(光学フィルタ)
47 反転ピニオン
48 駆動ギア
49 回転盤
E Light quantity adjusting device d Deposition gap 10 Substrate plate (deposition base material)
20 Thin film layer 20a Single concentration region 20b Gradation region 21 Light absorption layer (metal film layer) (22, 24)
22 Intermediate layer (dielectric film layer) (21, 23)
23 Coating layer 25 Rotating shaft 30 Deposition chamber 31 Substrate mounting body (rotating drum)
32 target 33 mask plate 33A first mask opening 33B second mask opening 35 sputter electrode (35a, 35b)
40 Substrate 41 Optical path opening 42 Light quantity adjustment blade (42a, 42b)
43 ND filter (optical filter)
47 Reverse pinion 48 Drive gear 49 Turntable

Claims (5)

透過する光を減衰させる染料又は顔料からなる光減衰材料を練り込んだ樹脂材をプレート状に成形し光減衰基板プレートを形成する基板プレート成形工程と、
その光減衰基板プレートを一部の連結部を残し所定の光学フィルタ形状にプレス加工により複数の光学フィルタ形状に形抜きするフィルタ外形型抜き工程と、
この形抜きされた光減衰基板プレートの少なくとも片面に誘電体膜と金属膜とを積層形成した減光膜層を形成する減光膜層成形工程と、
この減光膜層が形成された光減衰基板プレートの表面及び端面に高分子ポリマーの減反射コート層を形成する減反射コーティング工程と、
この減反射コート層に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
この紫外線照射後に光減衰基板プレートから各光学フィルタ部材を切り離なす光学フィルタとして抜き取り工程と、
から成る光学フィルタ成形方法。
A substrate plate molding step of forming a light attenuating substrate plate by molding a resin material kneaded with a light attenuating material composed of a dye or pigment that attenuates transmitted light; and
A filter outer shape die cutting step in which the light attenuating substrate plate is stamped into a plurality of optical filter shapes by pressing into a predetermined optical filter shape while leaving a part of the connection portion;
A light-reducing film layer forming step of forming a light-reducing film layer in which a dielectric film and a metal film are laminated on at least one surface of the light-attenuating substrate plate thus cut out;
An anti-reflection coating step of forming a polymer polymer anti-reflection coating layer on the surface and end face of the light-attenuating substrate plate on which the light-reducing film layer is formed;
An ultraviolet irradiation step of irradiating the anti-reflection coating layer with ultraviolet rays;
An extraction process as an optical filter for separating each optical filter member from the light attenuation substrate plate after the ultraviolet irradiation,
An optical filter forming method comprising:
前記減反射コート層は、有機溶剤に可溶な主鎖構造が1次元のケイ素-ケイ素(Si-Si)結合で構成されたポリシランをディッピングにより成膜形成してなる請求項1の光学フィルタ成形方法。 2. The optical filter molding according to claim 1, wherein the anti-reflection coating layer is formed by dipping polysilane having a main chain structure soluble in an organic solvent and having a one-dimensional silicon-silicon (Si-Si) bond. Method. 透過する光を減衰させる染料又は顔料からなる光減衰材料を練り込んだ樹脂から成る光減衰基板プレートと、
この光減衰基板プレートの少なくとも片面に誘電体膜と金属膜とを積層形成した減光膜層と、
この減光膜層を形成した光減衰基板プレートの表面及び端面に高分子ポリマーの減反射コート層とを形成してなる光学フィルタ。
A light-attenuating substrate plate made of a resin kneaded with a light-attenuating material made of a dye or pigment that attenuates transmitted light;
A light-reducing film layer formed by laminating a dielectric film and a metal film on at least one surface of the light-attenuating substrate plate;
An optical filter formed by forming a polymer polymer anti-reflection coating layer on a surface and an end face of a light-attenuating substrate plate on which the light-reducing film layer is formed.
前記減反射コート層は、有機溶剤に可溶な主鎖構造が1次元のケイ素-ケイ素(Si-Si)結合で構成されたポリシランを成膜形成してなる請求項3の光学フィルタ。 4. The optical filter according to claim 3, wherein the anti-reflection coating layer is formed by forming a polysilane having a main chain structure soluble in an organic solvent and having a one-dimensional silicon-silicon (Si-Si) bond. 撮像光路に配置され、撮像光量を調整する絞り羽根と、
上記絞り羽根に添着された光学フィルタと、
から構成され、
上記光学フィルタは請求項3及び4に記載の光学フィルタ成形方法
により成形されてなることを特徴とする撮像光量調整装置。
A diaphragm blade that is arranged in the imaging optical path and adjusts the imaging light amount;
An optical filter attached to the diaphragm blade;
Consisting of
5. The imaging light amount adjusting device according to claim 3, wherein the optical filter is formed by the optical filter forming method according to claim 3.
JP2008137785A 2008-05-27 2008-05-27 Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light Pending JP2009288293A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008137785A JP2009288293A (en) 2008-05-27 2008-05-27 Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008137785A JP2009288293A (en) 2008-05-27 2008-05-27 Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009288293A true JP2009288293A (en) 2009-12-10

Family

ID=41457614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008137785A Pending JP2009288293A (en) 2008-05-27 2008-05-27 Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009288293A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170020886A (en) * 2014-06-18 2017-02-24 비아비 솔루션즈 아이엔씨. Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method
JP2020524748A (en) * 2017-07-12 2020-08-20 エルジー・ケム・リミテッド Surface coating apparatus and method for porous substrate
CN112951862A (en) * 2012-12-19 2021-06-11 唯亚威通讯技术有限公司 Sensor device comprising one or more metal-dielectric filters
US11782199B2 (en) 2012-12-19 2023-10-10 Viavi Solutions Inc. Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112951862A (en) * 2012-12-19 2021-06-11 唯亚威通讯技术有限公司 Sensor device comprising one or more metal-dielectric filters
US11782199B2 (en) 2012-12-19 2023-10-10 Viavi Solutions Inc. Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method
KR20170020886A (en) * 2014-06-18 2017-02-24 비아비 솔루션즈 아이엔씨. Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method
KR102240253B1 (en) 2014-06-18 2021-04-13 비아비 솔루션즈 아이엔씨. Metal-dielectric optical filter, sensor device, and fabrication method
JP2020524748A (en) * 2017-07-12 2020-08-20 エルジー・ケム・リミテッド Surface coating apparatus and method for porous substrate
JP7066960B2 (en) 2017-07-12 2022-05-16 エルジー・ケム・リミテッド Surface coating device and method for porous substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2872935B1 (en) Optical filter and sensor system
JP2006058854A (en) Absorption type multilayer film nd filter
JP2009288293A (en) Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light
JP2009155683A (en) Method for forming film of optical filter, apparatus for manufacturing optical filter, optical filter, and apparatus for adjusting amount of imaging light
JP2006227432A (en) Manufacturing method of optical filter, and optical filter and light quantity adjusting device using the same
JP2009288294A (en) Optical filter, film deposition method of the same, manufacturing apparatus for the same, and imaging light quantity control device
JP2009003348A (en) Film forming method of dimmer filter, manufacturing device of dimmer filter, dimmer filter and imaging diaphragm device using the same
JP6944623B2 (en) Manufacturing method of ND filter
JP2010128259A (en) Absorption type multilayer film nd filter and method of manufacturing the same
JP2009162852A (en) Optical element
JP4963027B2 (en) ND filter, method for manufacturing the same, and light quantity reduction device using them
JP2011118251A (en) Method for manufacturing nd filter and nd filter
JP2002350610A (en) Thin film nd filter and method for manufacturing the same
JP2009288295A (en) Optical filter, method for depositing film of the same and apparatus for adjusting quantity of image pickup light
JP5051361B2 (en) Absorption type multilayer ND filter manufacturing apparatus and method for manufacturing absorption type multilayer ND filter using the apparatus
JP4466457B2 (en) Absorption-type multilayer ND filter and manufacturing method thereof
JPWO2005047940A1 (en) ND filter and light quantity reduction device using the same
JP2009102718A (en) Film deposition method for optical filter, apparatus for producing optical filter, optical filter, and imaging light intensity regulation apparatus
JP2009102717A (en) Film forming method for optical filter, optical filter, and imaging light intensity reducing device
JP2006330485A (en) Thin film forming device, thin film forming method and optical thin film
JP2008026093A (en) Multilayer film reflection mirror and method for manufacturing it
JP4802770B2 (en) Absorption-type multilayer ND filter and method for manufacturing the same
JP4876595B2 (en) Infrared filter and manufacturing method thereof
JP2010049137A (en) Dimmer filter and film forming method and film forming device of dimmer filter
JP2009007651A (en) Method of film-coating neutral-density filter, apparatus for forming neutral-density filter, neutral-density filter using the same, and image pick-up light quantity diaphragm device