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JP2007058184A - Neutral density filter - Google Patents

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JP2007058184A
JP2007058184A JP2006194961A JP2006194961A JP2007058184A JP 2007058184 A JP2007058184 A JP 2007058184A JP 2006194961 A JP2006194961 A JP 2006194961A JP 2006194961 A JP2006194961 A JP 2006194961A JP 2007058184 A JP2007058184 A JP 2007058184A
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JP
Japan
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film layer
filter
refractive index
substrate
layer
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Pending
Application number
JP2006194961A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Hayashi
信裕 林
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.)
Asia Optical Co Inc
Original Assignee
Asia Optical Co Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a neutral density filter (an ND filter) excellent in a flatness characteristic and a spectral characteristic. <P>SOLUTION: The ND filter 1 comprises: a substrate 10; and a plurality of film layers 20 which have constitution of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L, and are formed on one surface of the substrate 10. An H layer in film layer structure denotes a high refractive index film layer with an iron nickel chromium alloy as a film material, an L layer in the film layer structure denotes a low refractive index film layer consisting of SiO<SB>2</SB>, an M layer in the film layer structure denotes an intermediate film layer which is directly formed on one surface of the substrate 10 as a film layer formed on the substrate 10 first and which has a refractive index in a range between that of the high refractive index film layer and that of the substrate 10, an mH layer in the film layer structure is a density adjusting layer of the ND filter 1 and an (m) denotes a value determined by density and spectral transmittance of the ND filter 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、光学フィルタに関し、特にスペクトル透過率の平坦度が、極めて好ましいNDフィルタ(Neutral Density Filter)に関する。   The present invention relates to an optical filter, and more particularly to an ND filter (Neutral Density Filter) having a very favorable spectral transmittance flatness.

光学フィルタは、例えば、プロジェクタ、従来のスチールカメラ、デジタルカメラ、携帯電話機、天体観測用望遠鏡などの光学器材に幅広く応用されていて、これら光学器材にそれぞれ異なる光学的効果を付与する目的で使用されている。光学フィルタをスペクトル特性によって分類すると、バスフィルタ、カットフィルタ、2方向分光フィルタ、反射フィルタ、NDフィルタなどに分けられる。NDフィルタは、所定の光学的密度を具え、光学機器に入射し、感光フィルムもしくは電荷結合素子などの固体感光ユニットに至る光の量を減少させるものであって、その光学密度の違いによって、減光作用もそれぞれ異なる。但し、その密度の高さがどのように変わろうといずれも光線の色彩分布を変更するものではない。例えば、太陽の光線が強い環境下で撮影を行う場合、しぼり値を大きくしようとしても、シャッター速度の設定に制限があり、十分なシャッター速度が得られなければレンズにNDフィルタを取り付けることによって減光の作用が得られる。   Optical filters are widely applied to optical equipment such as projectors, conventional still cameras, digital cameras, mobile phones, and astronomical observation telescopes, and are used for the purpose of imparting different optical effects to these optical equipments. ing. When optical filters are classified according to spectral characteristics, they are divided into bass filters, cut filters, two-way spectral filters, reflection filters, ND filters, and the like. The ND filter has a predetermined optical density and decreases the amount of light incident on an optical device and reaching a solid photosensitive unit such as a photosensitive film or a charge-coupled device. Each light action is also different. However, no matter how the density changes, it does not change the color distribution of light rays. For example, when shooting in an environment where the sun's rays are strong, even if you try to increase the aperture value, there is a limit to the shutter speed setting. If sufficient shutter speed cannot be obtained, an ND filter is attached to the lens. The effect of light is obtained.

密度が固定的なNDフィルタは、すべての波長の光線についてこれを一律減衰させる。即ち、可視光線の範囲内に存在するすべてのスペクトルはいずれも同様の透過率を有する。固定的な密度を具えるNDフィルタについてはアメリカ合衆国特許第5,715,103号、第6,842,302B2号、第6,842,301B2号に開示される内容を参考にすることができる。   An ND filter with a fixed density attenuates it uniformly for all wavelengths of light. That is, all the spectra existing in the visible light range have the same transmittance. Regarding the ND filter having a fixed density, the contents disclosed in US Pat. Nos. 5,715,103, 6,842,302B2, and 6,842,301B2 can be referred to.

アメリカ合衆国特許第5,715,103号に開示されるNDフィルタは、基板上に多層反射防止フィルム層によって構成される絶縁フィルム層を形成してなる。該多層反射防止フィルム層は、Al2O3(酸化アルミニウム)、MgF2(フッ化マグネシウム)、SiO2(二酸化ケイ素)などの材料から選択される。また、フィルタの空気と接触する側の面にはMgF2フィルム層が形成される。   The ND filter disclosed in US Pat. No. 5,715,103 is formed by forming an insulating film layer composed of a multilayer antireflection film layer on a substrate. The multilayer antireflection film layer is selected from materials such as Al2O3 (aluminum oxide), MgF2 (magnesium fluoride), and SiO2 (silicon dioxide). An MgF2 film layer is formed on the surface of the filter that comes into contact with air.

アメリカ合衆国特許第6,842,302B2号、第6,842,301B2号に開示されるNDフィルタは、透過性のプラスティック基板上にニッケルクロム合金フィルム層とSiO2フィルム層を設け、且つ上面にMgF2フィルム層を設けてなる。該ニッケルクロム合金フィルム層は、90%のニッケルと、10%のクロムを含んでなる。また、SiO2フィルム層は、反射防止フィルム層とする。しかしながら、ニッケルクロム合金フィルム層と、SiO2フィルム層とを結合させて構成したNDフィルタは安定性に欠けるのみならず、対応する製造工程が比較的複雑である。   In the ND filter disclosed in US Pat. Nos. 6,842,302B2 and 6,842,301B2, a nickel chromium alloy film layer and a SiO2 film layer are provided on a transparent plastic substrate, and an MgF2 film layer is provided on the upper surface. Is provided. The nickel chromium alloy film layer comprises 90% nickel and 10% chromium. The SiO2 film layer is an antireflection film layer. However, an ND filter constituted by combining a nickel chromium alloy film layer and a SiO2 film layer lacks stability, and the corresponding manufacturing process is relatively complicated.

上述するNDフィルタの製造過程における鍍金工程は、酸素が不充分な雰囲気でTiO2(酸化チタン)の吸収効果を発生させた後、Al2O3、MgF2を互いに組み合わせて完成させる方式を採用する。但し、上述する従来の技術においてはフィルムの配列構造が対象をなすか、否かについては言及していない。また、係る鍍金工程は、製造工程が複雑になるのみならず、酸素の不足によって、TiO2の吸収量が不安定になることを考慮し、詳細に計算しなければならない。これは製品の分光効果に対して負の影響を容易に発生させることになる。   The plating process in the manufacturing process of the ND filter described above employs a method in which an absorption effect of TiO2 (titanium oxide) is generated in an atmosphere where oxygen is insufficient, and then Al2O3 and MgF2 are combined with each other and completed. However, in the above-described conventional technology, no mention is made as to whether or not the film arrangement structure is a target. In addition, the plating process must be calculated in detail in consideration of not only that the manufacturing process is complicated, but also that the amount of TiO2 absorbed becomes unstable due to lack of oxygen. This will easily generate a negative impact on the spectral effect of the product.

近来、撮影器材の敏感性が高まるにつれて、NDフィルタの濃度が高められるようになってきた。これは、NDフィルタの濃度を高めることによって、光線の透過率をさらに低くし、しぼりの開口を増大させるためである。   In recent years, as the sensitivity of imaging equipment has increased, the density of ND filters has been increased. This is because by increasing the density of the ND filter, the light transmittance is further lowered and the aperture of the aperture is increased.

既存するNDフィルタについて言えば、その透過率と平坦度に対する要求は、最大透過率値(Tmax)と最少透過率値(Tmin)の差値が平均透過率値(Tavg)×8%である。即ち、(Tmax−Tmin)<Tavg*8%である。しかも、入射光線の波長範囲を400〜700nmとして計算した場合、高濃度のNDフィルタは平均透過率値(Tavg)が低濃度のNDフィルタの平均透過率値(Tavg)に比して低くなる。よって、高濃度NDフィルタにおける(Tmax−Tmin)の差値が、低濃度NDフィルタにおける(Tmax−Tmin)の差値に比して更に低くなる。たとえばNDフィルタの密度が0.8とした場合、その平均透過率値(Tavg)が15.8であって、その平坦度(Tmax−Tmin)の差値が1.25%より低くなる。NDフィルタの密度が1.6であって、透過率値が(Tavg)が2.5である場合、その平坦度(Tmax−Tmin)の差値は0.2%より低くなる。
アメリカ合衆国特許第5,715,103号 アメリカ合衆国特許第6,842,302B2号 アメリカ合衆国特許第6,842,301B2号
Speaking of existing ND filters, the requirement for the transmittance and flatness is that the difference between the maximum transmittance value (Tmax) and the minimum transmittance value (Tmin) is an average transmittance value (Tavg) × 8%. That is, (Tmax−Tmin) <Tavg * 8%. In addition, when the wavelength range of incident light is calculated as 400 to 700 nm, the high-concentration ND filter has a lower average transmittance value (Tavg) than the average transmittance value (Tavg) of the low-density ND filter. Therefore, the difference value of (Tmax−Tmin) in the high density ND filter is further lower than the difference value of (Tmax−Tmin) in the low density ND filter. For example, when the density of the ND filter is 0.8, the average transmittance value (Tavg) is 15.8, and the difference value of the flatness (Tmax−Tmin) is lower than 1.25%. When the density of the ND filter is 1.6 and the transmittance value (Tavg) is 2.5, the flatness (Tmax−Tmin) difference value is lower than 0.2%.
United States Patent No. 5,715,103 United States Patent No. 6,842,302B2 United States Patent No. 6,842,301B2

この発明は、平坦度特性と分光特性にすぐれたNDフィルタを提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an ND filter having excellent flatness characteristics and spectral characteristics.

そこで、本発明の発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、基板と、該基板の表面に形成される複数のフィルム層とによってなり、かつ該フィルム層の構造が0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであって、該フィルム層構造におけるH層が高屈折率フィルム層を表し、かつ該高屈折率フィルム層が鉄ニッケルクロム合金をフィルム材とし、該フィルム層構造におけるL層が低屈折率フィルム層を表し、かつ該低屈折率フィルム層がSiO2を材質とし、該フィルム層構造におけるM層が、屈折率が該高屈折率フィルム層と該基板との間の範囲にある中間フィルム層を表し、かつ該中間フィルム層を該基板に最初に形成するフィルム層として該基板の一方の表面に直接形成し、該フィルム層構造におけるmH層が該NDフィルタの濃度調整層であって、かつ該mが該NDフィルタの濃度とスペクトル透過率によって確定される値であるNDフィルタによって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。 Accordingly, the inventors of the present invention have made extensive studies in view of the drawbacks found in the prior art, and as a result, the substrate comprises a substrate and a plurality of film layers formed on the surface of the substrate, and the structure of the film layer. Is 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L, the H layer in the film layer structure represents a high refractive index film layer, and the high refractive index film layer is made of iron nickel chrome alloy as a film material, and the film layer The L layer in the structure represents a low refractive index film layer, the low refractive index film layer is made of SiO2, and the M layer in the film layer structure has a refractive index between the high refractive index film layer and the substrate. And the intermediate film layer is formed directly on one surface of the substrate as a film layer that is first formed on the substrate, in the film layer structure. Based on such knowledge, the mH layer is a density adjustment layer of the ND filter, and the m is a value determined by the density and spectral transmittance of the ND filter, and the problem can be solved by the ND filter. The present invention has been completed.

以下、この発明について具体的に説明する。
請求項1に記載する記載するNDフィルタは、基板と、構造が0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであって、前記基板の一方の面に形成される複数のフィルム層とによってなるNDフィルタであって、前記フィルム層構造におけるH層が高屈折率フィルム層を表し、かつ前記高屈折率フィルム層が鉄ニッケルクロム合金をフィルム材とし、前記フィルム層構造におけるL層が低屈折率フィルム層を表し、かつ前記低屈折率フィルム層がSiO2を材質とし、前記フィルム層構造におけるM層が、屈折率が前記高屈折率フィルム層と前記基板との間の範囲にある中間フィルム層を表し、かつ前記中間フィルム層を前記基板に最初に形成するフィルム層として前記基板の一方の表面に直接形成し、前記フィルム層構造におけるmH層が前記NDフィルタの濃度調整層であって、かつ前記mが前記NDフィルタの濃度とスペクトル透過率によって確定される値である。
The present invention will be specifically described below.
The ND filter described in claim 1 is an ND filter including a substrate and a plurality of film layers having a structure of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L and formed on one surface of the substrate. The H layer in the film layer structure represents a high refractive index film layer, the high refractive index film layer is made of iron nickel chrome alloy as a film material, and the L layer in the film layer structure is a low refractive index film layer. And the low refractive index film layer is made of SiO2, and the M layer in the film layer structure represents an intermediate film layer having a refractive index in the range between the high refractive index film layer and the substrate, and The intermediate film layer is directly formed on one surface of the substrate as a film layer that is first formed on the substrate, and the mH in the film layer structure is formed. There a concentration adjusting layer of the ND filter, and is a value wherein m is determined by the concentration and spectral transmittance of the ND filter.

請求項2に記載するNDフィルタは、請求項1における基板の他方の面に構造が0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであるフィルム層を形成する。 The ND filter according to claim 2 forms a film layer having a structure of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L on the other surface of the substrate according to claim 1.

請求項3に記載するNDフィルタは、請求項1、もしくは請求項2におけるフィルム層構造のm値が前記NDフィルタのスペクトル透過率と正比例の関係にあり、濃度が高くなるにつれて前記m値が大きくなり、かつスペクトル透過率が低くなる。 In the ND filter according to claim 3, the m value of the film layer structure according to claim 1 or 2 is directly proportional to the spectral transmittance of the ND filter, and the m value increases as the density increases. And the spectral transmittance is low.

請求項4に記載するNDフィルタは、請求項3におけるNDレンズのスペクトル透過率値が2.5%下がった場合、前記m値が本来の数値に1.4を掛けた数値である。 In the ND filter according to claim 4, when the spectral transmittance value of the ND lens in claim 3 is reduced by 2.5%, the m value is a value obtained by multiplying the original value by 1.4.

請求項5に記載するNDフィルタは、請求項1、もしくは請求項2における中間フィルム層の材料の屈折率が、1.8〜2.2の間である。 In the ND filter according to claim 5, the refractive index of the material of the intermediate film layer according to claim 1 or 2 is between 1.8 and 2.2.

請求項6に記載するNDフィルタは、請求項5におけるNDフィルタの高屈折率フィルム層の鉄、ニッケル、クロムの含有量が、それぞれ鉄≦1%、ニッケル≧75%、クロム≦19.2%である。 The ND filter according to claim 6 has iron, nickel, and chromium contents in the high refractive index film layer of the ND filter according to claim 5, wherein iron ≦ 1%, nickel ≧ 75%, and chromium ≦ 19.2%, respectively. It is.

請求項7に記載するNDフィルタは、請求項6におけるNDフィルタの基板が透過性プラスティック材によってなる。 In the ND filter according to claim 7, the substrate of the ND filter according to claim 6 is made of a transmissive plastic material.

請求項8に記載するNDフィルタは、請求項6におけるNDフィルタの基板がPET(ポリエチレンテレフタレート)によってなる。 In the ND filter according to claim 8, the substrate of the ND filter according to claim 6 is made of PET (polyethylene terephthalate).

請求項9に記載するNDフィルタは、基板と、前記基板の両面に形成される複数のフィルム層とによってなるNDフィルタであって、前記基板の両面に形成されるフィルム層は、それぞれ構造が同様であって、かついずれも材料の屈折率が1.8〜2.2の間である中間フィルム層を前記基板に最初に形成する層として直接前記基板の表面に形成し、さらに低屈折率フィルム層と、高屈折率フィルム層とを交互に前記中間層フィルム上に積層する。 The ND filter according to claim 9 is an ND filter including a substrate and a plurality of film layers formed on both surfaces of the substrate, and the film layers formed on both surfaces of the substrate have the same structure. An intermediate film layer in which the refractive index of the material is between 1.8 and 2.2 is directly formed on the surface of the substrate as a first layer formed on the substrate, and further a low refractive index film Layers and high refractive index film layers are alternately laminated on the intermediate layer film.

請求項10に記載するNDフィルタは、基板の両面に形成するフィルム層の構造が、いずれも0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであって、前記フィルム層構造におけるM層が、中間フィルム層を表し、前記フィルム層構造におけるH層が高屈折率フィルム層を表し、前記フィルム層構造におけるL層が低屈折率フィルム層を表し、前記フィルム層構造におけるmが、前記NDフィルタの濃度とスペクトル透過率によって確定される値である。 In the ND filter according to claim 10, the structures of the film layers formed on both sides of the substrate are all 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L, and the M layer in the film layer structure is an intermediate film layer. H layer in the film layer structure represents a high refractive index film layer, L layer in the film layer structure represents a low refractive index film layer, and m in the film layer structure represents the density and spectral transmission of the ND filter. It is a value determined by the rate.

請求項11に記載するNDフィルタは、請求項10における高屈折率フィルムが、鉄、ニッケル、クロムをフィルム材とする。 In an ND filter according to an eleventh aspect, the high refractive index film according to the tenth aspect uses iron, nickel, and chromium as a film material.

請求項12に記載するNDフィルタは、請求項11における高屈折率フィルムの鉄、ニッケル、クロムの含有量が、鉄≦1%、ニッケル≧75%、クロム≦19.2%である。 In an ND filter according to a twelfth aspect, the iron, nickel, and chrome contents of the high refractive index film according to the eleventh aspect are iron ≦ 1%, nickel ≧ 75%, and chromium ≦ 19.2%.

請求項13に記載のNDフィルタは、請求項10における低屈折率フィルム層の材質がSiO2である。 In the ND filter according to claim 13, the material of the low refractive index film layer according to claim 10 is SiO2.

請求項14記載するNDフィルタは、請求項10における基板がPETか、PC(ポリカーボネート)か、その他プラスティック材か、ガラス材か、もしくはその他透過性を有する材料から選択される。 The ND filter according to claim 14 is selected from the group consisting of PET, PC (polycarbonate), other plastic materials, glass materials, and other transparent materials in claim 10.

請求項15記載するNDフィルタは、請求項1、もしくは10におけるフィルム層構造のmH層が前記NDフィルタの濃度調整層であって、濃度が高くなるにつれて前記m値が大きくなり、かつスペクトル透過率が低くなる。 The ND filter according to claim 15 is the density adjusting layer of the ND filter, wherein the mH layer of the film layer structure according to claim 1 or 10 is such that the m value increases as the density increases, and the spectral transmittance. Becomes lower.

請求項16記載するNDフィルタは、請求項15におけるフィルム層構造のm値がスペクトル透過率と正比例の関係にある。 In an ND filter according to a sixteenth aspect, the m value of the film layer structure according to the fifteenth aspect is directly proportional to the spectral transmittance.

請求項17記載するNDフィルタは、請求項16におけるNDフィルタの透過率が10%を上限値とし、かつm値は透過率が2.5%下がる毎に本来の数値に1.4を掛けて得る。 The ND filter described in claim 17 has an upper limit of 10% for the transmittance of the ND filter in claim 16, and the m value is multiplied by 1.4 to the original value every time the transmittance decreases by 2.5%. obtain.

この発明のNDフィルタは、好ましい平坦度特性と分光特性を得ることができ、異なるスペクトルの透過率のもとで優れたスペクトル特性をえることができるという利点を有する。   The ND filter of the present invention has an advantage that preferable flatness characteristics and spectral characteristics can be obtained, and excellent spectral characteristics can be obtained under different spectral transmittances.

この発明は、平坦度特性と分光特性にすぐれたNDフィルタを提供するものであって、基板と、構造が0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであって、該基板の一方の面に形成される複数のフィルム層とによってなる。該フィルム層構造におけるH層は高屈折率フィルム層を表し、かつ該高屈折率フィルム層が鉄ニッケルクロム合金をフィルム材とし、該フィルム層構造におけるL層は低屈折率フィルム層を表し、かつ該低屈折率フィルム層がSiO2を材質とし、該フィルム層構造におけるM層は、屈折率が該高屈折率フィルム層と該基板との間の範囲にある中間フィルム層を表し、かつ該中間フィルム層を該基板に最初に形成するフィルム層として該基板の一方の表面に直接形成し、該フィルム層構造におけるmH層は該NDフィルタの濃度調整層であって、かつ該mが該NDフィルタの濃度とスペクトル透過率によって確定される値である。
かかるNDフィルタの構造と特徴を詳述するために具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
The present invention provides an ND filter having excellent flatness characteristics and spectral characteristics, and has a substrate and a structure of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L, and is formed on one surface of the substrate. And a plurality of film layers. The H layer in the film layer structure represents a high refractive index film layer, and the high refractive index film layer uses an iron-nickel-chromium alloy film material, the L layer in the film layer structure represents a low refractive index film layer, and The low refractive index film layer is made of SiO2, and the M layer in the film layer structure represents an intermediate film layer having a refractive index in the range between the high refractive index film layer and the substrate, and the intermediate film Forming a layer directly on one surface of the substrate as a film layer first formed on the substrate, the mH layer in the film layer structure being the density adjusting layer of the ND filter, and the m being the ND filter It is a value determined by density and spectral transmittance.
In order to explain the structure and characteristics of the ND filter in detail, a specific example will be given and described below with reference to the drawings.

図1に開示するように、この発明によるNDフィルタ1は、高濃度のNDフィルタであって、基板10と、基板10上に鍍金される複数のフィルム層20とを含む。この発明を実際に実施する場合、フィルム層は基板10の1面のみに形成するか、もしくは両面に形成してもよい。説明を簡略化するために、図1においては基板の一方の面のみにフィルム層を形成する実施例を開示する。   As shown in FIG. 1, the ND filter 1 according to the present invention is a high-density ND filter, and includes a substrate 10 and a plurality of film layers 20 plated on the substrate 10. When this invention is actually carried out, the film layer may be formed on only one surface of the substrate 10 or on both surfaces. In order to simplify the explanation, FIG. 1 discloses an embodiment in which a film layer is formed only on one surface of a substrate.

NDフィルタ1における基板10は、ガラス基板か、透過性のプラスティック基板か、アクリル材による基板か、もしくはその他透過性の基板を用いる。実施例において基板10は、PET基板を採用する。基板10の厚さは、約100μmである。但し、すでに述べたように基板10は、PC、もしくはその他プラスティック材料か、ガラス材か、またはその他透明の材料を用いることができる。   The substrate 10 in the ND filter 1 is a glass substrate, a transmissive plastic substrate, a substrate made of an acrylic material, or other transmissive substrate. In the embodiment, the substrate 10 is a PET substrate. The thickness of the substrate 10 is about 100 μm. However, as described above, the substrate 10 can be made of PC, other plastic material, glass material, or other transparent material.

上述するフィルム層20は、0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lの積層方式で基板10上に鍍金される。該H層は、高屈折率フィルム層を表し、鉄ニッケルクロム合金をフィルム材とする。また、該Hによって表されるフィルム層における鉄、ニッケル、クロムの含有量は、鉄≦1%、ニッケル≧75%、クロム≦19.2%である。また、1Hの光学的厚さは、0.20nmであって、物理的厚さが40nm、中心波長が440nmである。L層は、低屈折率フィルム層を表す。該低屈折率フィルム層は、SiO2を材質とし、1Lの光学的厚さが、0.20nm、物理的厚さが60nm、中心波長が440nmである。また、M層は、屈折率がHで表される高屈折率フィルム層とPETによってなる基板10との間の範囲にある中間フィルム層Mを表し、その屈折率nは、1.8〜2.2となる。   The film layer 20 described above is plated on the substrate 10 by a lamination method of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L. The H layer represents a high refractive index film layer, and an iron nickel chrome alloy is used as a film material. The contents of iron, nickel, and chromium in the film layer represented by H are iron ≦ 1%, nickel ≧ 75%, and chromium ≦ 19.2%. The optical thickness of 1H is 0.20 nm, the physical thickness is 40 nm, and the center wavelength is 440 nm. The L layer represents a low refractive index film layer. The low refractive index film layer is made of SiO 2 and has an optical thickness of 1 L of 0.20 nm, a physical thickness of 60 nm, and a center wavelength of 440 nm. The M layer represents the intermediate film layer M in the range between the high refractive index film layer having a refractive index represented by H and the substrate 10 made of PET, and the refractive index n is 1.8-2. .2.

実施例において中間フィルム層Mを最初に形成する層とし、基板10上に直接鍍金する。さらに、低屈折率フィルム層Lと、高屈折率フィルム層Hとを交互に該中間フィルム層M上に積層する。係る方式によって形成されるフィルム層20の構造は、第1フィルム層が中間フィルム層Mであって、第2フィルム層が低屈折率フィルム層Lであって、第3フィルム層が高屈折率フィルム層Hであって、第4フィルム層が低屈折率フィルム層Lであり、第5フィルム層が高屈折率フィルム層Hであり、第6フィルム層が低屈折率フィルム層Lである。   In the embodiment, the intermediate film layer M is a layer to be formed first, and is plated directly on the substrate 10. Further, the low refractive index film layer L and the high refractive index film layer H are alternately laminated on the intermediate film layer M. The structure of the film layer 20 formed by such a method is that the first film layer is the intermediate film layer M, the second film layer is the low refractive index film layer L, and the third film layer is the high refractive index film. The fourth film layer is a low refractive index film layer L, the fifth film layer is a high refractive index film layer H, and the sixth film layer is a low refractive index film layer L.

第1フィルム層(0.4M)の中間フィルム層Mは、0.4倍の4分の1波長フィルムを基板上に鍍金する。第2フィルム層(3L)の低屈折率フィルム層Lは、3倍の4分の1波長フィルムを第1フィルム層上に鍍金する。第3フィルム層(mH)の高屈折率フィルム層Hは、m倍の4分の1波長フィルムを第2フィルム層上に鍍金する。該フィルム層(mH)は、フィルタ濃度調整層であって、m値は、濃度の必要、及びスペクトル透過率の要求に基づいて決める(後述する)。第4フィルム層(1.25L)の低屈折率フィルム層Lは、1.25倍の4分の1波長フィルムを第3フィルム層上に鍍金する。第5フィルム層(0.25H)の高屈折率フィルム層Hは、0.25倍の4分の1波長フィルムを第4フィルム層上に鍍金する。第6フィルム層(1.25L)の低屈折率フィルム層Lは、1.25倍の4分の1波長フィルムを第5フィルム層上に鍍金する。係る方式でフィルム層を積層することによって、好ましいスペクトル特性のNDフィルタを得ることができる。   The intermediate film layer M of the first film layer (0.4M) plating a 0.4 times quarter wave film on the substrate. The low-refractive index film layer L of the second film layer (3L) plating a triple quarter-wave film on the first film layer. The high refractive index film layer H of the third film layer (mH) plating a m-fold quarter-wave film on the second film layer. The film layer (mH) is a filter density adjusting layer, and the m value is determined based on the necessity of density and the requirement of spectral transmittance (described later). The low refractive index film layer L of the fourth film layer (1.25L) plating a 1.25-fold quarter-wave film on the third film layer. The high refractive index film layer H of the fifth film layer (0.25H) plating a 0.25-fold quarter-wave film on the fourth film layer. The low refractive index film layer L of the sixth film layer (1.25L) plating a 1.25-fold quarter-wave film on the fifth film layer. By laminating the film layers in such a manner, an ND filter having preferable spectral characteristics can be obtained.

上述するフィルム層20におけるそれぞれのフィルム層は膜厚の具体的な数値を具体的な要求と応用する環境によって設定する。   Each film layer in the above-described film layer 20 sets a specific numerical value of the film thickness according to a specific requirement and an environment to be applied.

上述するフィルム層20における第3フィルム層(mH)は、濃度調整層であって、濃度が高くなるにつれてm値も大きくなり、また、濃度が濃くなるにつれてスペクトル透過率T(%)も低くなる。T(%)とm値は、正比例の関係にあり、T(%)値が2.5%下がった場合、m値は本来の数値に1.4を掛ける。好ましくは、フィルム層の設計値を入力するプログラムを用いて計算しNDフィルタが好ましい透過率の平坦度を得られるようにする。   The third film layer (mH) in the film layer 20 described above is a density adjusting layer, and the m value increases as the density increases, and the spectral transmittance T (%) decreases as the density increases. . T (%) and the m value are in a directly proportional relationship. When the T (%) value decreases by 2.5%, the m value multiplies the original numerical value by 1.4. Preferably, the ND filter is calculated by using a program for inputting the design value of the film layer so that a preferable flatness of transmittance can be obtained.

T=10%を基準とし、両者の間の比例関係を説明すると、次に掲げる通りである。
T=10% → m=0.4
T=7.5% → m=0.55
T=5% → m=0.75
T=2.5% → m=1.05
T=1% → m=1.5
Based on T = 10% as a reference, the proportional relationship between the two will be described as follows.
T = 10% → m = 0.4
T = 7.5% → m = 0.55
T = 5% → m = 0.75
T = 2.5% → m = 1.05
T = 1% → m = 1.5

図2に、スペクトル透過率をT=10%でNDフィルタ1のフィルム層20を設計した場合、波長の範囲が400〜700nmの間で得られるスペクトル透過率特性のグラフを開示する。スペクトル反射率の特性に係るグラフを図3に、開示する。当然のことながら、スペクトル透過率が例えば、7.5%、5%、2.5%、1%、もしくはその他値であっても、好ましいスペクトル透過率の平坦度特性が得られる。これらに関するグラフは省略する。   FIG. 2 discloses a graph of spectral transmittance characteristics obtained when the spectral transmittance is T = 10% and the film layer 20 of the ND filter 1 is designed within a wavelength range of 400 to 700 nm. A graph relating to the characteristics of spectral reflectance is disclosed in FIG. Of course, even if the spectral transmittance is, for example, 7.5%, 5%, 2.5%, 1%, or other values, a preferable flatness characteristic of the spectral transmittance can be obtained. The graph regarding these is omitted.

上述する鍍金の過程においては一般的な蒸着方式を採用して鍍金する。鍍金の工程においては、製造工程の条件に基づきこの発明によるNDフィルタの分光平坦度を調整することができる。例えば、NDフィルタの第1面に鍍金を行うことによって、(Tmax−Tmin)<1%及びR<2%が得られる。Tmaxは、入射光線がNDフィルタを通過する最大透過率値であって、Tminは、入射する光線がNDフィルタを通過する最少透過率値を表す。Rは、反射率を表す。波長の範囲が400〜700nmの間の実際の透過率の平坦度特性は、図4に開示するとおりである。   In the plating process described above, plating is performed using a general vapor deposition method. In the plating process, the spectral flatness of the ND filter according to the present invention can be adjusted based on the manufacturing process conditions. For example, (Tmax−Tmin) <1% and R <2% are obtained by plating the first surface of the ND filter. Tmax is the maximum transmittance value through which incident light passes through the ND filter, and Tmin represents the minimum transmittance value through which incident light passes through the ND filter. R represents the reflectance. The flatness characteristic of the actual transmittance in the wavelength range of 400 to 700 nm is as disclosed in FIG.

上述する設計値によってさらに一歩進んで好ましい平坦度特性を得るために、この発明においては両面に鍍金したNDフィルタ1としてもよい。係る形式によって、(Tmax−Tmin)<0.5%の平坦度特性(図5参照)及びR<2%の反射率特性(図6参照)が得られる。即ち、基板10の他方の面にフィルム層20と同様の構造を有するフィルム層を形成し、両面にフィルム層を形成する設計によって互いに分光スペクトルを補うことによって更に好ましい透過光線の平坦度特性が得られる。   In order to obtain a preferable flatness characteristic by going further one step according to the design value described above, the ND filter 1 plated on both sides may be used in the present invention. According to such a format, a flatness characteristic (see FIG. 5) of (Tmax−Tmin) <0.5% and a reflectance characteristic (see FIG. 6) of R <2% are obtained. In other words, by forming a film layer having the same structure as the film layer 20 on the other surface of the substrate 10 and complementing each other's spectral spectrum by the design of forming the film layer on both surfaces, a more preferable transmitted light flatness characteristic is obtained. It is done.

以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。 The above is a preferred embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention. Therefore, any modifications or changes that can be made by those skilled in the art, which are made within the spirit of the present invention and have an equivalent effect on the present invention, shall belong to the scope of the claims of the present invention. To do.

この発明のNDフィルタの断面構造を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the cross-section of the ND filter of this invention. 図1に開示するNDフィルタのフィルム層のスペクトルに透過率をT=10%とした場合、波長の範囲が400〜700nmの間で得られるスペクトル透過率特性を示したグラフである。It is the graph which showed the spectrum transmittance | permeability characteristic obtained when the transmittance | permeability is set to T = 10% in the spectrum of the film layer of the ND filter disclosed in FIG. 1 within the wavelength range of 400-700 nm. 図1に開示するNDフィルタのスペクトル反射率の特性を示したグラフである。It is the graph which showed the characteristic of the spectral reflectance of the ND filter disclosed in FIG. 図1に開示するNDフィルタの波長の範囲が400〜700nmの間の実際の透過率の平坦度特性を示したグラフである。It is the graph which showed the flatness characteristic of the actual transmittance | permeability when the wavelength range of the ND filter disclosed in FIG. 1 is 400-700 nm. 図1に開示するNDフィルムを両面に鍍金した場合の平坦度特性を示したグラフである。It is the graph which showed the flatness characteristic at the time of plating the ND film disclosed in FIG. 1 on both surfaces. 図1に開示するNDフィルムを両面に鍍金した場合の反射率特性を示したグラフである。It is the graph which showed the reflectance characteristic at the time of plating the ND film disclosed in FIG. 1 on both surfaces.

符号の説明Explanation of symbols

1 NDフィルタ
10 基板
20 フィルム層

1 ND filter 10 Substrate 20 Film layer

Claims (17)

基板と、構造が0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであって、前記基板の一方の面に形成される複数のフィルム層とによってなるNDフィルタであって、
前記フィルム層構造におけるH層が高屈折率フィルム層を表し、かつ前記高屈折率フィルム層が鉄ニッケルクロム合金をフィルム材とし、
前記フィルム層構造におけるL層が低屈折率フィルム層を表し、かつ前記低屈折率フィルム層がSiO2を材質とし、
前記フィルム層構造におけるM層が、屈折率が前記高屈折率フィルム層と前記基板との間の範囲にある中間フィルム層を表し、かつ前記中間フィルム層を前記基板に最初に形成するフィルム層として前記基板の一方の表面に直接形成し、
前記フィルム層構造におけるmH層が前記NDフィルタの濃度調整層であって、かつ前記mが前記NDフィルタの濃度とスペクトル透過率によって確定される値であることを特徴とするNDフィルタ。
An ND filter comprising a substrate and a plurality of film layers having a structure of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L and formed on one surface of the substrate;
The H layer in the film layer structure represents a high refractive index film layer, and the high refractive index film layer is an iron nickel chrome alloy film material,
L layer in the film layer structure represents a low refractive index film layer, and the low refractive index film layer is made of SiO2,
The M layer in the film layer structure represents an intermediate film layer having a refractive index in the range between the high refractive index film layer and the substrate, and the intermediate film layer is first formed on the substrate as a film layer Forming directly on one surface of the substrate,
The ND filter, wherein the mH layer in the film layer structure is a density adjustment layer of the ND filter, and the m is a value determined by the density and spectral transmittance of the ND filter.
前記基板の他方の面に構造が0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであるフィルム層を形成することを特徴とする請求項1に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 1, wherein a film layer having a structure of 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L is formed on the other surface of the substrate. 前記フィルム層構造におけるm値が前記NDフィルタのスペクトル透過率と正比例の関係にあり、濃度が高くなるにつれて前記m値が大きくなり、かつスペクトル透過率が低くなることを特徴とする請求項1、もしくは請求項2に記載のNDフィルタ。 The m value in the film layer structure is directly proportional to the spectral transmittance of the ND filter, and the m value increases and the spectral transmittance decreases as the density increases. Alternatively, the ND filter according to claim 2. 前記NDレンズのスペクトル透過率値が2.5%下がった場合、前記m値が本来の数値に1.4を掛けた数値であることを特徴とする請求項3に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 3, wherein when the spectral transmittance value of the ND lens decreases by 2.5%, the m value is a value obtained by multiplying an original value by 1.4. 前記中間フィルム層の材料の屈折率が、1.8〜2.2の間であることを特徴とする請求項1、もしくは請求項2に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 1, wherein a refractive index of a material of the intermediate film layer is between 1.8 and 2.2. 前記NDフィルタにおける前記高屈折率フィルム層の鉄、ニッケル、クロムの含有量が、それぞれ鉄≦1%、ニッケル≧75%、クロム≦19.2%であることを特徴とする請求項5に記載のNDフィルタ。 6. The content of iron, nickel, and chromium in the high refractive index film layer in the ND filter is iron ≦ 1%, nickel ≧ 75%, and chromium ≦ 19.2%, respectively. ND filter. 前記NDフィルタにおける前記基板が透過性プラスティック材によってなることを特徴とする請求項6に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 6, wherein the substrate in the ND filter is made of a transmissive plastic material. 前記NDフィルタにおける前記基板がPETによってなることを特徴とする請求項6に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 6, wherein the substrate in the ND filter is made of PET. 基板と、前記基板の両面に形成される複数のフィルム層とによってなるNDフィルタであって、
前記基板の両面に形成されるフィルム層は、それぞれ構造が同様であって、かついずれも材料の屈折率が1.8〜2.2の間である中間フィルム層を前記基板に最初に形成する層として直接前記基板の表面に形成し、さらに低屈折率フィルム層と、高屈折率フィルム層とを交互に前記中間層フィルム上に積層することを特徴とするNDフィルタ。
An ND filter comprising a substrate and a plurality of film layers formed on both sides of the substrate,
The film layers formed on both surfaces of the substrate are each formed in an intermediate film layer having the same structure and the refractive index of the material between 1.8 and 2.2. The ND filter is formed directly on the surface of the substrate as a layer, and further, a low refractive index film layer and a high refractive index film layer are alternately laminated on the intermediate layer film.
前記基板の両面に形成するフィルム層の構造が、いずれも0.4M3LmH1.25L0.25H1.25Lであって、
前記フィルム層構造におけるM層が、中間フィルム層を表し、
前記フィルム層構造におけるH層が高屈折率フィルム層を表し、
前記フィルム層構造におけるL層が低屈折率フィルム層を表し、
前記フィルム層構造におけるmが、前記NDフィルタの濃度とスペクトル透過率によって確定される値であることを特徴とする請求項9に記載のNDフィルタ。
The structures of the film layers formed on both sides of the substrate are all 0.4M3LmH1.25L0.25H1.25L,
M layer in the film layer structure represents an intermediate film layer,
The H layer in the film layer structure represents a high refractive index film layer,
L layer in the film layer structure represents a low refractive index film layer,
The ND filter according to claim 9, wherein m in the film layer structure is a value determined by the density and spectral transmittance of the ND filter.
前記高屈折率フィルム層が、鉄、ニッケル、クロムをフィルム材とすることを特徴とする請求高10に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 10, wherein the high refractive index film layer uses iron, nickel, or chromium as a film material. 前記高屈折率フィルム層における鉄、ニッケル、クロムの含有量が、鉄≦1%、ニッケル≧75%、クロム≦19.2%であることを特徴とする請求項11に記載のNDフィルタ。 12. The ND filter according to claim 11, wherein the content of iron, nickel, and chromium in the high refractive index film layer is iron ≦ 1%, nickel ≧ 75%, and chromium ≦ 19.2%. 前記低屈折率フィルム層の材質がSiO2であることを特徴とする請求項10に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 10, wherein a material of the low refractive index film layer is SiO 2. 前記基板がPETか、PCか、その他プラスティック材か、ガラス材か、もしくはその他透過性を有する材料から選択されることを特徴とする請求項10に記載のNDフィルタ。 11. The ND filter according to claim 10, wherein the substrate is selected from PET, PC, other plastic materials, glass materials, and other materials having transparency. 前記フィルム層構造におけるmH層が前記NDフィルタの濃度調整層であって、濃度が高くなるにつれて前記m値が大きくなり、かつスペクトル透過率が低くなることを特徴とする請求項1、もしくは請求項10に記載のNDフィルタ。 The mH layer in the film layer structure is a density adjusting layer of the ND filter, and as the density increases, the m value increases and the spectral transmittance decreases. The ND filter according to 10. 前記フィルム層構造におけるm値がスペクトル透過率と正比例の関係にあることを特徴とする請求項15に記載のNDフィルタ。 The ND filter according to claim 15, wherein the m value in the film layer structure is directly proportional to the spectral transmittance. 前記NDフィルタの透過率が10%を上限値とし、かつm値は透過率が2.5%下がる毎に本来の数値に1.4を掛けて得ることを特徴とする請求項16に記載のNDフィルタ。
The transmittance of the ND filter is 10% as an upper limit value, and the m value is obtained by multiplying an original value by 1.4 every time the transmittance decreases by 2.5%. ND filter.
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