ND滤光片及使用该滤光片的光量节流装置制造方法及图纸

提供低廉而且耐久性优良的薄膜型ＮＤ滤光片。该ＮＤ滤光片是在透明基板１上层压光吸收膜３，５和介电膜２，４，６而得的，光吸收膜３，５的组成为，金属的单体成分为１～３０重量％、该金属的饱和氧化物成分在５０重量％以上、其它的残余成分由含有该金属的低价氧化物的该金属化合物构成。光吸收膜３，５的金属原料选自Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅ及ＮｉＴｉ。另外，介电膜２，４，６使用ＳｉＯ↓［２］或者Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］。按照一定的膜厚和一定的顺序层压上述光吸收膜３，５及介电膜２，４，６，赋予防反射功能。或者也可在基板１的内侧形成防反射层。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】ND滤光片及使用该滤光片的光量节流装置
本专利技术涉及ND滤光片。ND(neutraldensity，中性密度)滤光片是作为光量节流用，是为了在整个可见光区内使光通量均匀衰减而使用的元件。
技术介绍
一直以来，对于照相机、摄像机等摄像系统，当被照物的亮度过大时，即使把光圈减至最小径(即使使开口径最小)也有超过规定量的光量入射到感光面上的情况发生。因此常常在摄像系统的局部装配ND滤光片来控制到达感光面的入射光量。这种情况时，ND滤光片的分光特性只是减少入射光量，因此有必要使整个可见光区具有均一的透过率。在照相机或者摄像机等摄像系统，一直使用塑料片基的ND滤光片来使整个可见光区光量均匀衰减。近年来，有光学特性以及耐久性均优良的薄膜层压型的ND滤光片被利用的方式出现，并记载在日本专利文献1～日本专利文献3中。日本专利文献1：日本专利特开昭52-113236号公报日本专利文献2：日本专利特开平07-063915号公报日本专利文献3：日本专利特开2003-043211号公报专利技术的揭示专利技术要解决的课题在日本专利文献1中，公开了由金属薄膜(Ti、Ni等)和介电膜(MgF2)的交互层形成的ND滤光片。即在日本专利文献1中，金属膜作为光吸收膜被利用。因此光吸收膜的衰减系数变大，制作ND滤光片的金属膜的膜厚很薄，因而很难控制膜厚。另外，如果光吸收膜的厚度变薄，则很难得到光学多层膜的设计上的防反射效果。在日本专利特许文献2中，公开了由两种以上的Ti金属氧化膜(衰弱系数K：1.0～3.0)和介电膜(Al2O3、SiO2、MgF2)的交互层形成的ND滤光片。在日本专利文-->献2中，利用Ti的低价氧化物(TiO、Ti2O3、Ti3O5、Ti4O7)，作为由两种以上的Ti金属氧化膜形成的吸收膜的起始原料。但是这些原料本身不稳定，在吸收膜中含有很多低价氧化物等不稳定物质时，会发生光学特性的经时变化。另外，为了获得1.0～3.0范围的衰弱系数k必须在150℃以上的温度成膜，因此在基材使用塑料膜时存在基板损坏较大的问题。而且低价氧化物本身的原料价格也较高。日本专利文献3中，公开了在透明基板上层压光吸收膜和介电膜的薄膜型ND滤光片。光吸收膜是以金属材料作为原料经过蒸镀而形成的膜，其含有在成膜时导入含有氧气的混合气体，并维持一定真空度的状态下所生成的金属材料的氧化物。但是，光吸收膜中含有的金属材料的氧化物的组成不一定明确。解决课题的方法鉴于目前的技术课题，本专利技术的目的是提供低廉而且耐久性优良的薄膜型ND滤光片。为了达到该目的采取了以下方法。即在透明基板上层压光吸收膜和介电膜的ND滤光片，其特征在于，上述光吸收膜的组成为，金属的单体成分1～30重量％及该金属饱和氧化物成分50重量％以上，其他残余成分由含有该金属的低价氧化物的该金属化合物构成。较好为，上述光吸收膜的金属原料选自Ti、Cr、Ni、NiCr、NiFe及NiTi。而且，上述介电膜使用SiO2或者Al2O3。较好为，以一定的膜厚和一定的顺序层压上述光吸收膜及介电膜，赋予防反射性能。或者，也可在与层压有上述光吸收膜和介电膜的透明基板的面相异的面上设置防反射层。这种情况时，上述防反射层可由单层光吸收膜或者单层介电膜形成。或者上述防反射层可由光吸收膜及介电膜的多层形成。或者上述防反射层使用可见光区中透明的热固性的树脂或光固性的树脂，以单层或者多层的形式形成。所涉及的ND滤光片可用于光量节流装置中。专利技术的效果通过本专利技术，制造以含有金属单体的饱和氧化物为主要成分的光吸收膜，再由该吸收膜和介电膜以层压构造制造ND滤光片。即通过以金属的单体成分和其饱和氧化物成分为主，尽量避免含有金属低价氧化物的残余成分，得到具备所需特性和经时稳定的ND滤光片。例如使用金属膜作为起始原料，例如通过将基板温度设置为100℃并添加适量的反应性气体(O2、O2+N2、O2+Ar等)，可在成膜过程中导入金属的饱和氧化物。通过设定合适的成膜条件，可抑制含有金属低价氧化物的残余成分的比例。该ND滤光片由于除了金属单体成分以外饱和氧化物成分占较大比例，因此光吸收膜的厚度可比金属单体的光吸收膜大。由此易于进行ND滤光片的光学-->膜设计，并且也容易控制制造过程，可进一步改善可靠性。以上的专利技术，与只有金属膜构成的ND滤光片相比较，由于含有饱和氧化物，吸收膜的厚度相应变厚，由此容易控制膜厚，从而得到光学特性高的重现性。另外，由于吸收膜中低价氧化物等不稳定的成分较少，因此ND滤光片的可靠性提高，同时由于即使在低温也可调整成膜条件，因此可形成用于获得ND特性的最合适的光吸收膜。而且由于起始原料是低廉的金属，可低成本地制造ND滤光片。附图的简单说明图1是显示本专利技术涉及的ND滤光片的实施方式的层结构的模式断面图。图2是显示制造本专利技术涉及的ND滤光片中用到的真空蒸镀装置的模式框图。图3是显示本专利技术涉及的ND滤光片的成膜条件的表图。图4是显示本专利技术涉及的ND滤光片中所含光吸收膜的组成的XPS谱图。图5是显示本专利技术涉及的ND滤光片中所含光吸收膜的组成的表图。图6是显示本专利技术涉及的ND滤光片中所含光吸收膜的元素组成的表图。图7是显示本专利技术涉及的ND滤光片的光学特性的图。图8是显示将本专利技术涉及的ND滤光片用于照相机用光量节流装置的示例的模式图。图9是显示本专利技术涉及的ND滤光片的另一实施方式的层结构的模式断面图。图10是显示本专利技术涉及的ND滤光片的另一实施方式的层结构的模式断面图。图11是显示将本专利技术涉及的ND滤光片用于照相机用光量节流装置的另一示例的分解斜视模式图。符号的说明0…ND滤光片，1…透明基板，2…介电膜，3…光吸收膜，4…介电膜，5…光吸收膜，6…介电膜，7…防反射层实施专利技术的最佳方式以下参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是显示本专利技术涉及的薄膜型ND滤光片的一实施方式的结构的模式断面图。如图所示，该ND滤光片0是在透明基板1上层压光吸收膜3，5和介电膜2，4，6所成的薄膜型。其特征在于，光吸收膜3，5的组成是，金属单体成分1～30重量％及该金属的饱和氧化物成分50重量％以上，其它残余成分由含有该金属的低价氧化物的该金属的化合物形成。该-->光吸收膜3，5可使用金属材料作为原料通过反应性物理气相沉积(PVD)形成。作为光吸收膜3，5的金属原料，可选自Ti、Cr、Ni等以及NiCr、NiFe、NiTi等合金。另一方面，作为介电膜2，4，6可使用SiO2或者Al203。将光吸收膜3，5以及介电膜2，4，6按照一定的膜厚及一定的顺序层压即可赋予ND滤光片防反射功能。具有该结构的薄膜型ND滤光片可用于光量节流装置中。参照图1，说明ND滤光片0的具体结构。首先，透明基板1由厚度为0.1mm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)形成的。但是，本专利技术并不限定于此，也可使用PET以外的聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜。用于节流光量，较好为PET等聚酯薄膜或聚碳酸酯薄膜，如果用途没有特别限定，则在使用波段中透明的玻璃或者塑料可作为透明基板1使用。在透明基板1上形成的第1层介电膜2是由SiO2形成的，该膜的物理膜厚为59nm。在其上形成的第1层光吸收膜3以金属Ti及其饱和氧化物TiO2作为主要成分，之外的残余成分含有低价氧化物Ti2O3、TiO等以及金属化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＮＤ滤光片，它是由光吸收膜和介电膜在透明基板上层压所得的ＮＤ滤光片，其特征在于，上述光吸收膜的组成为，金属的单体成分为１～３０重量％、该金属的饱和氧化物成分在５０重量％以上、其它的残余成分由含有该金属的低价氧化物的该金属化合物构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-11-14 384438/20031.ND滤光片，它是由光吸收膜和介电膜在透明基板上层压所得的ND滤光片，其特征在于，上述光吸收膜的组成为，金属的单体成分为1～30重量％、该金属的饱和氧化物成分在50重量％以上、其它的残余成分由含有该金属的低价氧化物的该金属化合物构成。2.如权利要求1所述的ND滤光片，其特征还在于，上述光吸收膜的金属原料选自Ti、Cr、Ni、NiCr、NiFe及NiTi。3.如权利要求1或2所述的ND滤光片，其特征还在于，上述介电膜使用SiO2或者Al2O3。4.如权利要求1～3中任一项所述的ND滤光片，其特征还在于，按照一定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：国井弘毅，
申请(专利权)人：日本电产科宝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]