光学フィルタ及びその製造方法
【課題】耐擦傷性に優れ、製造コストを抑制することができる光学フィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】可視光域の光を減衰する光学フィルタ部材１０は、平板状且つ羽根状で所定の硬度を備える平板１１と、平板１１の一部に一点破線で示すように設けられた減光領域を備える。平板１１の少なくとも光学フィルタ１１ａは、透明基板３１と、透明基板３１上に形成されたフィルタ層３２と、フィルタ層３２上に形成されたハードコート層３３と、を備える。ハードコート層３３の硬度は、フィルタ層３２の硬度と比較して高硬度である。したがって、光学フィルタ１１ａは、ハードコート層を備えない光学フィルタと比較して、高い耐擦傷性を備える。また、フィルタ層３２とハードコート層３３とを印刷法又は塗布法により形成するため、製造コストを削減することができる。
【解決手段】可視光域の光を減衰する光学フィルタ部材１０は、平板状且つ羽根状で所定の硬度を備える平板１１と、平板１１の一部に一点破線で示すように設けられた減光領域を備える。平板１１の少なくとも光学フィルタ１１ａは、透明基板３１と、透明基板３１上に形成されたフィルタ層３２と、フィルタ層３２上に形成されたハードコート層３３と、を備える。ハードコート層３３の硬度は、フィルタ層３２の硬度と比較して高硬度である。したがって、光学フィルタ１１ａは、ハードコート層を備えない光学フィルタと比較して、高い耐擦傷性を備える。また、フィルタ層３２とハードコート層３３とを印刷法又は塗布法により形成するため、製造コストを削減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードコート層を備えた光学フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ、ビデオカメラなどの撮像装置には、撮像装置に入る光の強度を特定の比率で減ずる光学フィルタ（ＮＤフィルタ；Neutral Density filter）が用いられている。このような光学フィルタとして、樹脂材料に特定の波長の光を吸収する光束吸収剤を分散させたフィルタや、カーボンナノチューブを分散させたインクをフィルム等の透明機材に印刷又は塗布したフィルタ（特許文献１）等がある。
【特許文献１】特開２００７−１８７９９２号公報（第４頁、１図）
【０００３】
従来の光学フィルタは、透光性を備える透明基板上に特定の波長の光を吸収する光束吸収剤を含有する樹脂からなる樹脂層を形成するか、透明基板の表面に無機材料（金属又は誘電体物質）を蒸着させて無機膜を形成して作成されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、透明基板上に特定の波長の光を吸収する光束吸収剤を含有する樹脂を印刷して作成された光学フィルタは、樹脂の硬度が低いため、耐擦傷性が低いという問題があった。
【０００５】
また、光学フィルタの表面には、照明や太陽光などの外光が反射するのを防ぐために、ＡＲ（Anti-Reflection）コートが施されている。ＡＲコートは、樹脂の表面にフッ化マグネシウムなどを蒸着して作成される。すると、樹脂の耐擦傷性が低いために、樹脂とともにＡＲコートが剥がれてしまうという問題があった。
【０００６】
また、この光学フィルタを作成する際に、透明基板上に印刷した樹脂を熱硬化させて、樹脂層を形成する。このとき、樹脂層の表面に気泡や凹凸が発生する。この凹凸は、樹脂に溶解したバインダ中の溶媒が揮発する際に発生する、又は、樹脂を印刷する際に巻き込まれた気泡による、等の要因により発生すると考えられている。この凹凸が発生するのを抑制するために、樹脂に予め表面改質剤が添加される。この表面改質剤は、光学フィルタの光透過性に影響を与える。したがって、表面改質剤等の添加剤を添加しないことが望ましい。また、この凹凸は、樹脂層上に形成されるＡＲコートに穴を開けてしまうという問題もあった。
【０００７】
また、透明基板と樹脂層とから構成される光学フィルタでは、樹脂層表面で反射した光と、透明基板と樹脂層との界面等の各層間の界面で反射した光とが干渉する。すると、光学フィルタの光反射率は、光の波長に対して周期的に変化する成分が現れる。このような光反射率の周期的に変化する成分を「リップル」という。リップルが発生するということは、光学フィルタの光学的特性が不安定であることを示す。したがって、リップルを抑制することが望ましい。
【０００８】
また、透明基板の表面に金属又は誘電体物質から構成される無機膜を形成して光学フィルタを作成する場合、蒸着機を用いて無機物質を透明基板表面に蒸着して無機膜を形成する必要があった。この蒸着機は、大型の設備であり、高価で、生産性が低い。したがって、蒸着による光学フィルタの製造方法は、製造コストが高く、製造現場のスペースを圧迫してしまうという問題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。本発明は、耐擦傷性に優れた光学フィルタを提供することを目的とする。また、本発明は、製造コストを削減することができる光学フィルタの製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る光学フィルタは、透光性を備える透光性基板と、前記透光性基板上に形成された第１の樹脂から構成されるフィルタ層と、前記フィルタ層上に形成された第２の樹脂から構成されるハードコート層と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記ハードコート層は、光束吸収材を含有してもよい。
【００１２】
例えば、前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記物質の粒径は１〜１００ｎｍであってもよい。
【００１３】
例えば、前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記ハードコート層中に０．１〜２０重量％含有されてもよい。
【００１４】
例えば、前記光束吸収材は色素から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜５重量％含有されてもよい。
【００１５】
例えば、前記色素は、ジイモニウム系色素、フタロシアニン系色素およびシアニン系色素のうち少なくともいずれか１つを含む色素から構成されてもよい。
【００１６】
例えば、前記ハードコート層の厚みは、１〜５０μｍであってもよい。
【００１７】
例えば、前記第２の樹脂は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂およびシリコン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含む樹脂から構成されてもよい。
【００１８】
例えば、前記ハードコート層上に形成された反射防止層を備えてもよい。
【００１９】
また、本発明の第２の観点に係る光学フィルタを製造する方法は、透光性を備える透光性基板の上に、第１の樹脂を印刷してフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程と、前記フィルタ層の上に、第２の樹脂を印刷してハードコート層を形成するハードコート層形成工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
例えば、前記ハードコート層の上に、反射防止層を形成する反射防止層形成工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、耐擦傷性に優れた光学フィルタを提供することができる。また、本発明によれば、製造コストを削減することができる光学フィルタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態に係る光学フィルタ及びその製造方法について、図を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルタ１１ａを備えた光学フィルタ部材１０を図１に示す。図１（ａ）は、光学フィルタ部材１０の構成例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。また、図２は光学フィルタ部材１０を用いた撮像装置２０を模式的に示した図である。
【００２４】
光学フィルタ部材１０は、図１（ａ）に示すように、平板状且つ羽根状で所定の硬度を備える平板１１と、平板１１の一部に一点破線で示すように設けられた光学フィルタ１１ａと、平板１１の一端部に形成された回動ピン１２と、平板１１の一端部に形成され、且つ回動ピン１２と反対の面に突き出して形成された作動ピン１３と、を備える。光学フィルタ部材１０は、図２に示す撮像装置２０内に設置される。
回動ピン１２は、図２に示すようにフィルタ支持基板２３上の穴に嵌合されており、光学フィルタ部材１０の回転中心として機能する。
作動ピン１３は、回動ピン１２とは反対の面に突き出て形成されており、図示しないアクチュエータによって作動させられる。作動ピン１３は、回動ピン１２を中心として光学フィルタ部材１０を回動する。
なお、回動ピン１２と作動ピン１３とは、平板１１と一体的に成形されるか、平板１１に接着剤等で貼り付けられている。
【００２５】
撮像装置２０は、図２に示すように、レンズ２１ａ〜２１ｃと、絞り２２と、光学フィルタ部材１０と、フィルタ支持基板２３と、撮像素子２４と、基板２５とを備える。光学フィルタ部材１０は、この撮像装置２０内でフィルタ支持基板２３上に設置される。光学フィルタ部材１０の回動ピン１２は、フィルタ支持基板２３に設けられた穴に嵌合される。また、作動ピン１３は、図示しないアクチュエータに係合される。光学フィルタ部材１０は、アクチュエータによって作動ピン１３が駆動することで回動ピン１２を中心として回動し、光学フィルタ１１ａがフィルタ支持基板２３の開口部２３ａを遮る、又は開放する。このようにして、光学フィルタ１１ａは、レンズ２１ａと絞り２２から入る光を減衰させる。
【００２６】
光学フィルタ１１ａは、図１（ｂ）に示すように、平板１１を構成する透明基板３１と、染料を含有する樹脂から構成されるフィルタ層３２と、硬度が高く耐擦傷性に優れたハードコート層３３と、から構成される。光学フィルタ１１ａは、光学フィルタ部材１０が図２に示すようにフィルタ支持基板２３の開口部２３ａを遮るように配置された際、開口部２３ａを覆い、絞り２２の開口部２２ａから入る光を減衰させる。従って、光学フィルタ１１ａは、フィルタ支持基板２３の開口部２３ａ及び絞り２２の開口部２２ａと同じか、これらより大きい面積を備える。
また、光学フィルタ１１ａは、図３（ａ）に示すように、フィルタ層３２上に硬度が高く耐擦傷性に優れたハードコート層３３が形成されている。したがって、光学フィルタ１１ａは、光学フィルタ１１ａの光学特性を発現しているフィルタ層３２に傷が入りにくい構造を備えることができる。
【００２７】
また、フィルタ層３２を形成する際に、フィルタ層３２を構成する樹脂を熱硬化させる。このとき、図３（ａ）に示す領域Ａ１を拡大した図３（ｂ）に示すように、フィルタ層３２の表面に凹凸３２ａが発生する。この凹凸３２ａは、フィルタ層３２を構成する樹脂に溶解したバインダ中の溶媒が揮発することにより生じるか、または、フィルタ層３２を印刷する際に樹脂に巻き込まれた気泡による等の原因が考えられる。この凹凸３２ａにより、例えば、フィルタ層３２上にＡＲコートを直接形成すると、ＡＲコートに穴が開く等の不具合が生じる。
そこで、フィルタ層３２上に平坦なハードコート層３３を設ける。これにより、光学フィルタ１１ａの表面は平坦となる。したがって、ハードコート層３３の上にＡＲコート３４を形成することにより、ＡＲコート３４に穴が開くなどの不具合が解消される。
【００２８】
平板１１を構成する透明基板３１は、光学的に透明であれば良く、例えばＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）から構成される。透明基板３１は、例えば、２５〜２００μｍ程度の厚みを備える。
【００２９】
フィルタ層３２は、透明基板３１とハードコート層３３との間に形成される。フィルタ層３２は、光学的に透明なＰＥＴ等の樹脂に、有機導電材料等の所定の染料等が分散されている。ただし、従来添加されていた表面改質剤等の添加剤は添加されない。フィルタ層３２は、例えば、１〜１００μｍ程度の厚みを備える。本実施の形態では、フィルタ層３２は、例えば、１５μｍ程度の厚みを備える。
【００３０】
ハードコート層３３は、例えば、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂から構成される。ハードコート層３３は、フィルタ層３２の上面に、例えば１〜５０μｍ程度の厚みに形成される。また、ハードコート層３３は、本実施の形態では、フィルタ層３２の上に印刷法、塗布法によって形成される。また、フィルタ層３２の表面に生じる凹凸のサイズは、一般にハードコート層３３の厚みに対して微小である。したがって、たとえフィルタ層３２の表面に凹凸が生じても、ハードコート層３３の表面は平滑になる。
【００３１】
ＡＲコート３４は、フッ化アクリレート、シリコン系樹脂から構成される。ＡＲコート３４は、ハードコート層３３の上面に、例えば１００ｎｍ（０．１μｍ）程度の厚みに形成される。
【００３２】
このように、光学フィルタ１１ａは、フィルタ層３２の上に耐擦傷性に優れるハードコート層３３を有している。このため、光学フィルタ１１ａの表面に傷が入りにくい。
【００３３】
また、光学フィルタ１１ａは、フィルタ層３２の上にハードコート層３３を有している。このため、ＡＲコート３４に穴が開く等の不具合が解消される。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る光学フィルタ１１ａの製造方法について説明する。
【００３５】
まず、透明基板を用意する。透明基板は、光学的に透明であればいずれを用いてもよく、例えばＰＥＴから構成される基板を用いる。透明基板は、複数枚の光学フィルタ部材１０を形成可能な面積を備え、例えば１００μｍの厚みを備える。
【００３６】
次に、樹脂中に染料をほぼ均一に分散させる。このとき、表面改質剤等の添加剤を添加しない。その後、透明基板上に印刷法又は塗布法によって樹脂を印刷又は塗布する。続いて、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、フィルタ層を形成する。なお、フィルタ層は、その厚さが例えば１〜１００μｍ程度になるように形成する。また、光学フィルタに要求される特性に応じて、フィルタ層に分散させる染料の種類、量を適宜調節する。
【００３７】
次に、フィルタ層の上面に光学フィルタの形状に対応する開口部を備えるスクリーン印刷版またはメタルマスクを作成する。そして、印刷法又は塗布法を用いてハードコート層を形成するための樹脂をフィルタ層に印刷又は塗布する。続いて、スクリーン印刷版またはメタルマスクを取り外す。そして、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、ハードコート層を形成する。これにより、光学フィルタ１１ａが完成する。なお、ハードコート層の形成に用いる樹脂にも、予め染料を分散させていてもよい。
【００３８】
さらに、光学フィルタ部材１０の形状に切り取り、回動ピン１２、作動ピン１３を接着剤等によって光学フィルタ部材１０に貼り付ける。これによって、光学フィルタ部材１０が完成する。
【００３９】
なお、必要に応じて、ハードコート層の上面に反射防止層であるＡＲコートを施してもよい。
【００４０】
本実施の形態の製造方法では、透明基板上に染料を分散させたフィルタ層を印刷法又は塗布法により形成し、その上にハードコート層を同様に印刷法又は塗布法により形成する。すなわち、光学フィルタを構成する各層は、すべて印刷法又は塗布法によって形成される。印刷法及び塗布法は、蒸着法と比較して安価であり、生産性も高い。したがって、光学フィルタを製造するコストを削減することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光学フィルタ５１ａを備えた光学フィルタ部材５０について図を用いて説明する。本実施の形態の光学フィルタ５１ａが第１の実施の形態の光学フィルタ１１ａと異なる点は、ハードコート層６３が光束吸収剤を含有する樹脂から構成されている点にある。
【００４２】
光透過性を備える複数の層から構成される光学フィルタに外部から光が入射した場合、光学フィルタに反射した光の反射率は、一般的に入射光の波長に対して振幅をもった挙動を示す。
【００４３】
例えば、図４（ａ）に示すように、透明基板と薄層とから構成される光学フィルタに光が入射した場合、光学フィルタに反射した光の反射率は、図４（ｂ）に示すような挙動を示す。このような、波長に対して、入射光の光反射率の周期的に変化する成分を「リップル」という。
【００４４】
以下に、リップルが発生するメカニズムについて説明する。
【００４５】
光学フィルタに入射した光の一部は光学フィルタの表面で反射し、一部は光学フィルタの表面で屈折して薄層に侵入する。
光学フィルタに侵入した光の一部は光学フィルタを構成する薄層と基板との界面で反射し、一部は界面で屈折して基板に侵入する。
薄層と基板との界面で屈折して基板に侵入した光の一部は基板と空気との界面で反射し、一部は空気中へと射出する。
薄層と基板との界面で反射した光と、基板と空気との界面で反射した光と、のそれぞれ一部の光は、薄層表面から射出する。
つまり、光学フィルタに反射する光は主に、薄層表面と、薄層と基板との界面と、基板と空気との界面とのそれぞれの面で反射した光を含む。
この３つの界面で反射した光の位相はそれぞれ異なる。位相が異なる複数の光は、重ね合わせの原理に基づいて、強め合う、又は打ち消し合う。
これにより、光学フィルタに反射した光の反射率は、入射光の波長に依存する振幅をもった挙動を示す。
【００４６】
リップルは、異なる位相を有する光の数が多いほど、より複雑になる。つまり、光学フィルタを構成する層が多くなるほど、より複雑なリップルが発生する。例えば、図５（ａ）に示すように、図４（ａ）で示した２層構造の光学フィルタにさらにハードコート層を設ける。すると、図５（ｂ）に示すように、より複雑なリップルが発生する。
このリップルの発生は、光学フィルタの光学的特性を不安定にするため、好ましくない。
【００４７】
本発明では、従来の光学フィルタの構造にさらにハードコート層を設けている。したがって、本発明の実施の形態に係る光学フィルタは、従来の光学フィルタより多くの層を備える。このため、本発明の実施の形態に係る光学フィルタは、従来の光学フィルタと比較してより複雑なリップルが発生する。
【００４８】
そこで、リップルの発生を抑制するために、本実施の形態に係る光学フィルタでは、ハードコート層を構成する樹脂に、外部から入射した光の光束の一部を吸収する光束吸収剤を混合する。
【００４９】
本実施の形態に係る光学フィルタ部材５１は、図６（ａ）に示すように、光学フィルタ５１ａを備える平板５１と、回動ピン５２と、作動ピン５３とを備え、第１の実施の形態と同様に撮像装置内に設置される。また、平板５１は、図６（ｂ）に示すように、透明基板６１と、フィルタ層６２と、ハードコート層６３とを備える。
【００５０】
透明基板６１は、図６（ｂ）に示すように、第１の実施の形態と同様に、光学的に透明な基板、例えばＰＥＴ等から形成される。透明基板６１は、例えば１００μｍの厚みを備える。
【００５１】
フィルタ層６２は、透明基板６１とハードコート層６３との間に形成される。フィルタ層６２は、光学的に透明なＰＥＴ等の樹脂に、有機導電材料等の所定の染料等が分散されている。また、第１の実施の形態に係る光学フィルタ１１ａと同様に、フィルタ層６２を形成するのに用いる樹脂にも従来添加されていた表面改質剤等の添加剤は添加されていない。フィルタ層６２は、例えば、１〜１００μｍ程度の厚みを備える。フィルタ層６２を厚く形成すれば、光学フィルタ５１ａの光の透過率は低下し、薄く形成すれば透過率は上昇する。したがって、光学フィルタ５１ａに求められる透過率に応じて、適宜フィルタ層６２の厚みを調節する。本実施の形態では、フィルタ層６２は、例えば、１５μｍ程度の厚みを備える。
【００５２】
ハードコート層６３は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂から構成される。ハードコート層６３を形成する樹脂６３ａには、図７に示すように、光学フィルタ５１ａに入射する光を吸収する光束吸収剤６３ｂが分散される。
光束吸収剤６３ｂは、可視光領域の光を吸収する。すると、ハードコート層６３に侵入した光のうち、ハードコート層６３とフィルタ層６２との界面と、フィルタ層６２と透明基板６１との界面と、透明基板６１と空気との界面とのそれぞれの界面で反射した光の一部は、ハードコート層６３に含まれる光束吸収剤６３ｂに吸収される。
これにより、ハートコート層６３に光束吸収剤が含まれない場合と比較して、ハードコート層６３から空気中に射出する光は減少する。したがって、ハードコート層６３の表面で反射した光と干渉する光の量が減少するため、リップルの発生が抑制される。
【００５３】
光束吸収剤６３ｂは、例えばカーボン、Ｎｉ、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」という。）、色素などがある。光学フィルタ１１ａの用途に応じて適宜選択するとよい。また、光束吸収剤６３ｂはカーボン、Ｎｉ等の粒状の物質から構成するときには、粒状の物質の粒径が１〜１００ｎｍのものを用いるとよい。ここで、光束吸収剤６３ｂを分散させる量が少ない場合、十分な減光性を得られないという問題がある。また、光束吸収剤６３ｂを分散させる量が多い場合、粘度が上昇し印刷等が困難になるという問題がある。そこで、光束吸収剤６３ｂは、ハードコート層を構成する樹脂に対し０．１〜２０重量％程度混入するのが好ましい。
光束吸収剤６３ｂとして繊維状のＣＮＴを用いるときには、その外径が1〜１００ｎｍのものを用いて、ハードコート層を構成する樹脂に対して０．１〜２０重量％程度混入するのが好ましい。
光束吸収剤６３ｂとして色素を用いるときは、ハードコート層を構成する樹脂に対して０．０１〜５重量％程度混入するのが好ましい。このような色素としては、ジイモニウム系、フタロシアニン系、シアニン系等の色素を、フィルタ層６２に合わせて適宜に選択することが好ましい。
【００５４】
また、光束吸収剤６３ｂが分散された樹脂６３ａから構成されるハードコート層６３の厚みは、１〜５０μｍが好ましい。ハードコート層６３の厚みが１μｍ以下の場合、ハードコート層６３は、各界面で反射した光を十分に吸収することができず、リップルを抑制することができない。一方、ハードコート層６３の厚みが５０μｍ以上の場合、光学フィルタ５１ａに入射した光がハードコート層６３で過剰に吸収され、光学フィルタ５１ａを透過する光が減少するため、光学フィルタ５１ａの本来の機能を損ねてしまう。
例えば、ハードコート層を構成する樹脂がポリエステルで、光束吸収剤６３ｂがＣＮＴである場合、ディップコーティングによりハードコート層６３を成膜した場合、ハードコート層６３の厚みは５．０μｍ程度となる。
【００５５】
このように本実施の形態に係る光学フィルタ５１ａは、最表面に形成されるハードコート層６３に光束吸収剤６３ｂを含有させることにより、光学フィルタ５１ａを構成する各層間の界面で反射した光が吸収される。すると、光学フィルタ５１ａの表面で反射した光と干渉する光が減少するため、リップルの発生が抑制される。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る光学フィルタ５１ａの製造方法を説明する。
【００５７】
まず、透明基板を用意する。透明基板は、光学的に透明であればいずれを用いてもよく、例えばＰＥＴから構成される基板を用いる。透明基板は、複数枚の光学フィルタ部材５０を形成可能な面積を備え、例えば１００μｍの厚みを備える。
【００５８】
次に、フィルタ層を構成する樹脂中に染料をほぼ均一に分散させる。このとき、表面改質剤等の添加剤を添加しないようにする。その後、透明基板上に印刷法又は塗布法によって樹脂を印刷又は塗布する。続いて、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、フィルタ層を形成する。なお、フィルタ層は、その厚みが例えば１〜１００μｍ程度になるように形成する。また、光学フィルタに要求される特性に応じて、フィルタ層に分散させる染料の種類、量を適宜調節する。
【００５９】
次に、光束吸収剤を樹脂に分散させる。そして、フィルタ層の上面に光学フィルタの形状に対応する開口部を備えるスクリーン印刷版またはメタルマスクを作成し、光束吸収剤を含有する樹脂を印刷法又は塗布法を用いてフィルタ層上に印刷又は塗布する。続いて、スクリーン印刷版またはメタルマスクを取り外す。次に、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、ハードコート層を形成する。そして、光学フィルタ５１ａが完成する。
【００６０】
さらに、光学フィルタ部材５０の形状に切り取り、回動ピン５２、作動ピン５３を接着剤等によって光学フィルタ部材５０に貼り付ける。これにより、光学フィルタ部材５０が完成する。
【００６１】
このように、本実施の形態の製造方法も、第１の実施の形態の製造方法と同様に、光学フィルタ５１ａを構成する各層を形成する工程は、すべて印刷法又は塗布法を用いる。したがって、従来のように蒸着を行う必要がないので、安価に光学フィルタを製造することができる。
【００６２】
本発明は上述した各実施の形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。例えば、回動ピンを回動中心として、作動ピンをアクチュエータによって作動させることによって、光学フィルタ部材を回動させる構成を採って説明したが、これに限られない。例えば、作動ピンのみを備え、作動ピンをアクチュエータ等で回転させることで、光学フィルタ部材を回動させる等、光学フィルタ部材を駆動する構成によって適宜変更することが可能である。また、回動ピンと作動ピンとが同一面上にあってもよい。また、光学フィルタ部材は更にガイドを備えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルタの構成例を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すI−I線断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光学フィルタ部材が搭載された撮像装置を示す図である。
【図３】図３（ａ）はＡＲコートを備えた場合の本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルタの図１（ａ）に示すI−I線断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域Ａ１の拡大図である。
【図４】図４（ａ）はリップルの発生メカニズムを説明するために用いた図である。図４（ｂ）は、光学フィルタに反射した光の光反射率と入射光の波長との関係を示す図である。
【図５】図５（ａ）はリップルの発生メカニズムを説明するために用いた図である。図５（ｂ）は、複数の層を備える光学フィルタに反射した光の光反射率と入射光の波長との関係を示す図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る光学フィルタの構成例を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すII−II線断面図である。
【図７】ハードコート層の内部の微視的な状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，５０・・・光学フィルタ部材
１１，５１・・・平板
１１ａ，５１ａ・・・光学フィルタ
１２，５２・・・回動ピン
１３，５３・・・作動ピン
２０・・・撮像装置
２１ａ〜ｃ・・・レンズ
２２・・・絞り
２２ａ・・・開口部
２３・・・フィルタ支持基板
２３ａ・・・開口部
２４・・・撮像素子
２５・・・基板
３１，６１・・・透明基板
３２，６２・・・フィルタ層
３３，６３・・・ハードコート層
３４・・・ＡＲコート
６３ａ・・・樹脂
６３ｂ・・・光束吸収材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードコート層を備えた光学フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ、ビデオカメラなどの撮像装置には、撮像装置に入る光の強度を特定の比率で減ずる光学フィルタ（ＮＤフィルタ；Neutral Density filter）が用いられている。このような光学フィルタとして、樹脂材料に特定の波長の光を吸収する光束吸収剤を分散させたフィルタや、カーボンナノチューブを分散させたインクをフィルム等の透明機材に印刷又は塗布したフィルタ（特許文献１）等がある。
【特許文献１】特開２００７−１８７９９２号公報（第４頁、１図）
【０００３】
従来の光学フィルタは、透光性を備える透明基板上に特定の波長の光を吸収する光束吸収剤を含有する樹脂からなる樹脂層を形成するか、透明基板の表面に無機材料（金属又は誘電体物質）を蒸着させて無機膜を形成して作成されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、透明基板上に特定の波長の光を吸収する光束吸収剤を含有する樹脂を印刷して作成された光学フィルタは、樹脂の硬度が低いため、耐擦傷性が低いという問題があった。
【０００５】
また、光学フィルタの表面には、照明や太陽光などの外光が反射するのを防ぐために、ＡＲ（Anti-Reflection）コートが施されている。ＡＲコートは、樹脂の表面にフッ化マグネシウムなどを蒸着して作成される。すると、樹脂の耐擦傷性が低いために、樹脂とともにＡＲコートが剥がれてしまうという問題があった。
【０００６】
また、この光学フィルタを作成する際に、透明基板上に印刷した樹脂を熱硬化させて、樹脂層を形成する。このとき、樹脂層の表面に気泡や凹凸が発生する。この凹凸は、樹脂に溶解したバインダ中の溶媒が揮発する際に発生する、又は、樹脂を印刷する際に巻き込まれた気泡による、等の要因により発生すると考えられている。この凹凸が発生するのを抑制するために、樹脂に予め表面改質剤が添加される。この表面改質剤は、光学フィルタの光透過性に影響を与える。したがって、表面改質剤等の添加剤を添加しないことが望ましい。また、この凹凸は、樹脂層上に形成されるＡＲコートに穴を開けてしまうという問題もあった。
【０００７】
また、透明基板と樹脂層とから構成される光学フィルタでは、樹脂層表面で反射した光と、透明基板と樹脂層との界面等の各層間の界面で反射した光とが干渉する。すると、光学フィルタの光反射率は、光の波長に対して周期的に変化する成分が現れる。このような光反射率の周期的に変化する成分を「リップル」という。リップルが発生するということは、光学フィルタの光学的特性が不安定であることを示す。したがって、リップルを抑制することが望ましい。
【０００８】
また、透明基板の表面に金属又は誘電体物質から構成される無機膜を形成して光学フィルタを作成する場合、蒸着機を用いて無機物質を透明基板表面に蒸着して無機膜を形成する必要があった。この蒸着機は、大型の設備であり、高価で、生産性が低い。したがって、蒸着による光学フィルタの製造方法は、製造コストが高く、製造現場のスペースを圧迫してしまうという問題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。本発明は、耐擦傷性に優れた光学フィルタを提供することを目的とする。また、本発明は、製造コストを削減することができる光学フィルタの製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る光学フィルタは、透光性を備える透光性基板と、前記透光性基板上に形成された第１の樹脂から構成されるフィルタ層と、前記フィルタ層上に形成された第２の樹脂から構成されるハードコート層と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記ハードコート層は、光束吸収材を含有してもよい。
【００１２】
例えば、前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記物質の粒径は１〜１００ｎｍであってもよい。
【００１３】
例えば、前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記ハードコート層中に０．１〜２０重量％含有されてもよい。
【００１４】
例えば、前記光束吸収材は色素から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜５重量％含有されてもよい。
【００１５】
例えば、前記色素は、ジイモニウム系色素、フタロシアニン系色素およびシアニン系色素のうち少なくともいずれか１つを含む色素から構成されてもよい。
【００１６】
例えば、前記ハードコート層の厚みは、１〜５０μｍであってもよい。
【００１７】
例えば、前記第２の樹脂は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂およびシリコン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含む樹脂から構成されてもよい。
【００１８】
例えば、前記ハードコート層上に形成された反射防止層を備えてもよい。
【００１９】
また、本発明の第２の観点に係る光学フィルタを製造する方法は、透光性を備える透光性基板の上に、第１の樹脂を印刷してフィルタ層を形成するフィルタ層形成工程と、前記フィルタ層の上に、第２の樹脂を印刷してハードコート層を形成するハードコート層形成工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
例えば、前記ハードコート層の上に、反射防止層を形成する反射防止層形成工程を有してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、耐擦傷性に優れた光学フィルタを提供することができる。また、本発明によれば、製造コストを削減することができる光学フィルタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態に係る光学フィルタ及びその製造方法について、図を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルタ１１ａを備えた光学フィルタ部材１０を図１に示す。図１（ａ）は、光学フィルタ部材１０の構成例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。また、図２は光学フィルタ部材１０を用いた撮像装置２０を模式的に示した図である。
【００２４】
光学フィルタ部材１０は、図１（ａ）に示すように、平板状且つ羽根状で所定の硬度を備える平板１１と、平板１１の一部に一点破線で示すように設けられた光学フィルタ１１ａと、平板１１の一端部に形成された回動ピン１２と、平板１１の一端部に形成され、且つ回動ピン１２と反対の面に突き出して形成された作動ピン１３と、を備える。光学フィルタ部材１０は、図２に示す撮像装置２０内に設置される。
回動ピン１２は、図２に示すようにフィルタ支持基板２３上の穴に嵌合されており、光学フィルタ部材１０の回転中心として機能する。
作動ピン１３は、回動ピン１２とは反対の面に突き出て形成されており、図示しないアクチュエータによって作動させられる。作動ピン１３は、回動ピン１２を中心として光学フィルタ部材１０を回動する。
なお、回動ピン１２と作動ピン１３とは、平板１１と一体的に成形されるか、平板１１に接着剤等で貼り付けられている。
【００２５】
撮像装置２０は、図２に示すように、レンズ２１ａ〜２１ｃと、絞り２２と、光学フィルタ部材１０と、フィルタ支持基板２３と、撮像素子２４と、基板２５とを備える。光学フィルタ部材１０は、この撮像装置２０内でフィルタ支持基板２３上に設置される。光学フィルタ部材１０の回動ピン１２は、フィルタ支持基板２３に設けられた穴に嵌合される。また、作動ピン１３は、図示しないアクチュエータに係合される。光学フィルタ部材１０は、アクチュエータによって作動ピン１３が駆動することで回動ピン１２を中心として回動し、光学フィルタ１１ａがフィルタ支持基板２３の開口部２３ａを遮る、又は開放する。このようにして、光学フィルタ１１ａは、レンズ２１ａと絞り２２から入る光を減衰させる。
【００２６】
光学フィルタ１１ａは、図１（ｂ）に示すように、平板１１を構成する透明基板３１と、染料を含有する樹脂から構成されるフィルタ層３２と、硬度が高く耐擦傷性に優れたハードコート層３３と、から構成される。光学フィルタ１１ａは、光学フィルタ部材１０が図２に示すようにフィルタ支持基板２３の開口部２３ａを遮るように配置された際、開口部２３ａを覆い、絞り２２の開口部２２ａから入る光を減衰させる。従って、光学フィルタ１１ａは、フィルタ支持基板２３の開口部２３ａ及び絞り２２の開口部２２ａと同じか、これらより大きい面積を備える。
また、光学フィルタ１１ａは、図３（ａ）に示すように、フィルタ層３２上に硬度が高く耐擦傷性に優れたハードコート層３３が形成されている。したがって、光学フィルタ１１ａは、光学フィルタ１１ａの光学特性を発現しているフィルタ層３２に傷が入りにくい構造を備えることができる。
【００２７】
また、フィルタ層３２を形成する際に、フィルタ層３２を構成する樹脂を熱硬化させる。このとき、図３（ａ）に示す領域Ａ１を拡大した図３（ｂ）に示すように、フィルタ層３２の表面に凹凸３２ａが発生する。この凹凸３２ａは、フィルタ層３２を構成する樹脂に溶解したバインダ中の溶媒が揮発することにより生じるか、または、フィルタ層３２を印刷する際に樹脂に巻き込まれた気泡による等の原因が考えられる。この凹凸３２ａにより、例えば、フィルタ層３２上にＡＲコートを直接形成すると、ＡＲコートに穴が開く等の不具合が生じる。
そこで、フィルタ層３２上に平坦なハードコート層３３を設ける。これにより、光学フィルタ１１ａの表面は平坦となる。したがって、ハードコート層３３の上にＡＲコート３４を形成することにより、ＡＲコート３４に穴が開くなどの不具合が解消される。
【００２８】
平板１１を構成する透明基板３１は、光学的に透明であれば良く、例えばＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）から構成される。透明基板３１は、例えば、２５〜２００μｍ程度の厚みを備える。
【００２９】
フィルタ層３２は、透明基板３１とハードコート層３３との間に形成される。フィルタ層３２は、光学的に透明なＰＥＴ等の樹脂に、有機導電材料等の所定の染料等が分散されている。ただし、従来添加されていた表面改質剤等の添加剤は添加されない。フィルタ層３２は、例えば、１〜１００μｍ程度の厚みを備える。本実施の形態では、フィルタ層３２は、例えば、１５μｍ程度の厚みを備える。
【００３０】
ハードコート層３３は、例えば、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂から構成される。ハードコート層３３は、フィルタ層３２の上面に、例えば１〜５０μｍ程度の厚みに形成される。また、ハードコート層３３は、本実施の形態では、フィルタ層３２の上に印刷法、塗布法によって形成される。また、フィルタ層３２の表面に生じる凹凸のサイズは、一般にハードコート層３３の厚みに対して微小である。したがって、たとえフィルタ層３２の表面に凹凸が生じても、ハードコート層３３の表面は平滑になる。
【００３１】
ＡＲコート３４は、フッ化アクリレート、シリコン系樹脂から構成される。ＡＲコート３４は、ハードコート層３３の上面に、例えば１００ｎｍ（０．１μｍ）程度の厚みに形成される。
【００３２】
このように、光学フィルタ１１ａは、フィルタ層３２の上に耐擦傷性に優れるハードコート層３３を有している。このため、光学フィルタ１１ａの表面に傷が入りにくい。
【００３３】
また、光学フィルタ１１ａは、フィルタ層３２の上にハードコート層３３を有している。このため、ＡＲコート３４に穴が開く等の不具合が解消される。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る光学フィルタ１１ａの製造方法について説明する。
【００３５】
まず、透明基板を用意する。透明基板は、光学的に透明であればいずれを用いてもよく、例えばＰＥＴから構成される基板を用いる。透明基板は、複数枚の光学フィルタ部材１０を形成可能な面積を備え、例えば１００μｍの厚みを備える。
【００３６】
次に、樹脂中に染料をほぼ均一に分散させる。このとき、表面改質剤等の添加剤を添加しない。その後、透明基板上に印刷法又は塗布法によって樹脂を印刷又は塗布する。続いて、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、フィルタ層を形成する。なお、フィルタ層は、その厚さが例えば１〜１００μｍ程度になるように形成する。また、光学フィルタに要求される特性に応じて、フィルタ層に分散させる染料の種類、量を適宜調節する。
【００３７】
次に、フィルタ層の上面に光学フィルタの形状に対応する開口部を備えるスクリーン印刷版またはメタルマスクを作成する。そして、印刷法又は塗布法を用いてハードコート層を形成するための樹脂をフィルタ層に印刷又は塗布する。続いて、スクリーン印刷版またはメタルマスクを取り外す。そして、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、ハードコート層を形成する。これにより、光学フィルタ１１ａが完成する。なお、ハードコート層の形成に用いる樹脂にも、予め染料を分散させていてもよい。
【００３８】
さらに、光学フィルタ部材１０の形状に切り取り、回動ピン１２、作動ピン１３を接着剤等によって光学フィルタ部材１０に貼り付ける。これによって、光学フィルタ部材１０が完成する。
【００３９】
なお、必要に応じて、ハードコート層の上面に反射防止層であるＡＲコートを施してもよい。
【００４０】
本実施の形態の製造方法では、透明基板上に染料を分散させたフィルタ層を印刷法又は塗布法により形成し、その上にハードコート層を同様に印刷法又は塗布法により形成する。すなわち、光学フィルタを構成する各層は、すべて印刷法又は塗布法によって形成される。印刷法及び塗布法は、蒸着法と比較して安価であり、生産性も高い。したがって、光学フィルタを製造するコストを削減することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光学フィルタ５１ａを備えた光学フィルタ部材５０について図を用いて説明する。本実施の形態の光学フィルタ５１ａが第１の実施の形態の光学フィルタ１１ａと異なる点は、ハードコート層６３が光束吸収剤を含有する樹脂から構成されている点にある。
【００４２】
光透過性を備える複数の層から構成される光学フィルタに外部から光が入射した場合、光学フィルタに反射した光の反射率は、一般的に入射光の波長に対して振幅をもった挙動を示す。
【００４３】
例えば、図４（ａ）に示すように、透明基板と薄層とから構成される光学フィルタに光が入射した場合、光学フィルタに反射した光の反射率は、図４（ｂ）に示すような挙動を示す。このような、波長に対して、入射光の光反射率の周期的に変化する成分を「リップル」という。
【００４４】
以下に、リップルが発生するメカニズムについて説明する。
【００４５】
光学フィルタに入射した光の一部は光学フィルタの表面で反射し、一部は光学フィルタの表面で屈折して薄層に侵入する。
光学フィルタに侵入した光の一部は光学フィルタを構成する薄層と基板との界面で反射し、一部は界面で屈折して基板に侵入する。
薄層と基板との界面で屈折して基板に侵入した光の一部は基板と空気との界面で反射し、一部は空気中へと射出する。
薄層と基板との界面で反射した光と、基板と空気との界面で反射した光と、のそれぞれ一部の光は、薄層表面から射出する。
つまり、光学フィルタに反射する光は主に、薄層表面と、薄層と基板との界面と、基板と空気との界面とのそれぞれの面で反射した光を含む。
この３つの界面で反射した光の位相はそれぞれ異なる。位相が異なる複数の光は、重ね合わせの原理に基づいて、強め合う、又は打ち消し合う。
これにより、光学フィルタに反射した光の反射率は、入射光の波長に依存する振幅をもった挙動を示す。
【００４６】
リップルは、異なる位相を有する光の数が多いほど、より複雑になる。つまり、光学フィルタを構成する層が多くなるほど、より複雑なリップルが発生する。例えば、図５（ａ）に示すように、図４（ａ）で示した２層構造の光学フィルタにさらにハードコート層を設ける。すると、図５（ｂ）に示すように、より複雑なリップルが発生する。
このリップルの発生は、光学フィルタの光学的特性を不安定にするため、好ましくない。
【００４７】
本発明では、従来の光学フィルタの構造にさらにハードコート層を設けている。したがって、本発明の実施の形態に係る光学フィルタは、従来の光学フィルタより多くの層を備える。このため、本発明の実施の形態に係る光学フィルタは、従来の光学フィルタと比較してより複雑なリップルが発生する。
【００４８】
そこで、リップルの発生を抑制するために、本実施の形態に係る光学フィルタでは、ハードコート層を構成する樹脂に、外部から入射した光の光束の一部を吸収する光束吸収剤を混合する。
【００４９】
本実施の形態に係る光学フィルタ部材５１は、図６（ａ）に示すように、光学フィルタ５１ａを備える平板５１と、回動ピン５２と、作動ピン５３とを備え、第１の実施の形態と同様に撮像装置内に設置される。また、平板５１は、図６（ｂ）に示すように、透明基板６１と、フィルタ層６２と、ハードコート層６３とを備える。
【００５０】
透明基板６１は、図６（ｂ）に示すように、第１の実施の形態と同様に、光学的に透明な基板、例えばＰＥＴ等から形成される。透明基板６１は、例えば１００μｍの厚みを備える。
【００５１】
フィルタ層６２は、透明基板６１とハードコート層６３との間に形成される。フィルタ層６２は、光学的に透明なＰＥＴ等の樹脂に、有機導電材料等の所定の染料等が分散されている。また、第１の実施の形態に係る光学フィルタ１１ａと同様に、フィルタ層６２を形成するのに用いる樹脂にも従来添加されていた表面改質剤等の添加剤は添加されていない。フィルタ層６２は、例えば、１〜１００μｍ程度の厚みを備える。フィルタ層６２を厚く形成すれば、光学フィルタ５１ａの光の透過率は低下し、薄く形成すれば透過率は上昇する。したがって、光学フィルタ５１ａに求められる透過率に応じて、適宜フィルタ層６２の厚みを調節する。本実施の形態では、フィルタ層６２は、例えば、１５μｍ程度の厚みを備える。
【００５２】
ハードコート層６３は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂から構成される。ハードコート層６３を形成する樹脂６３ａには、図７に示すように、光学フィルタ５１ａに入射する光を吸収する光束吸収剤６３ｂが分散される。
光束吸収剤６３ｂは、可視光領域の光を吸収する。すると、ハードコート層６３に侵入した光のうち、ハードコート層６３とフィルタ層６２との界面と、フィルタ層６２と透明基板６１との界面と、透明基板６１と空気との界面とのそれぞれの界面で反射した光の一部は、ハードコート層６３に含まれる光束吸収剤６３ｂに吸収される。
これにより、ハートコート層６３に光束吸収剤が含まれない場合と比較して、ハードコート層６３から空気中に射出する光は減少する。したがって、ハードコート層６３の表面で反射した光と干渉する光の量が減少するため、リップルの発生が抑制される。
【００５３】
光束吸収剤６３ｂは、例えばカーボン、Ｎｉ、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」という。）、色素などがある。光学フィルタ１１ａの用途に応じて適宜選択するとよい。また、光束吸収剤６３ｂはカーボン、Ｎｉ等の粒状の物質から構成するときには、粒状の物質の粒径が１〜１００ｎｍのものを用いるとよい。ここで、光束吸収剤６３ｂを分散させる量が少ない場合、十分な減光性を得られないという問題がある。また、光束吸収剤６３ｂを分散させる量が多い場合、粘度が上昇し印刷等が困難になるという問題がある。そこで、光束吸収剤６３ｂは、ハードコート層を構成する樹脂に対し０．１〜２０重量％程度混入するのが好ましい。
光束吸収剤６３ｂとして繊維状のＣＮＴを用いるときには、その外径が1〜１００ｎｍのものを用いて、ハードコート層を構成する樹脂に対して０．１〜２０重量％程度混入するのが好ましい。
光束吸収剤６３ｂとして色素を用いるときは、ハードコート層を構成する樹脂に対して０．０１〜５重量％程度混入するのが好ましい。このような色素としては、ジイモニウム系、フタロシアニン系、シアニン系等の色素を、フィルタ層６２に合わせて適宜に選択することが好ましい。
【００５４】
また、光束吸収剤６３ｂが分散された樹脂６３ａから構成されるハードコート層６３の厚みは、１〜５０μｍが好ましい。ハードコート層６３の厚みが１μｍ以下の場合、ハードコート層６３は、各界面で反射した光を十分に吸収することができず、リップルを抑制することができない。一方、ハードコート層６３の厚みが５０μｍ以上の場合、光学フィルタ５１ａに入射した光がハードコート層６３で過剰に吸収され、光学フィルタ５１ａを透過する光が減少するため、光学フィルタ５１ａの本来の機能を損ねてしまう。
例えば、ハードコート層を構成する樹脂がポリエステルで、光束吸収剤６３ｂがＣＮＴである場合、ディップコーティングによりハードコート層６３を成膜した場合、ハードコート層６３の厚みは５．０μｍ程度となる。
【００５５】
このように本実施の形態に係る光学フィルタ５１ａは、最表面に形成されるハードコート層６３に光束吸収剤６３ｂを含有させることにより、光学フィルタ５１ａを構成する各層間の界面で反射した光が吸収される。すると、光学フィルタ５１ａの表面で反射した光と干渉する光が減少するため、リップルの発生が抑制される。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る光学フィルタ５１ａの製造方法を説明する。
【００５７】
まず、透明基板を用意する。透明基板は、光学的に透明であればいずれを用いてもよく、例えばＰＥＴから構成される基板を用いる。透明基板は、複数枚の光学フィルタ部材５０を形成可能な面積を備え、例えば１００μｍの厚みを備える。
【００５８】
次に、フィルタ層を構成する樹脂中に染料をほぼ均一に分散させる。このとき、表面改質剤等の添加剤を添加しないようにする。その後、透明基板上に印刷法又は塗布法によって樹脂を印刷又は塗布する。続いて、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、フィルタ層を形成する。なお、フィルタ層は、その厚みが例えば１〜１００μｍ程度になるように形成する。また、光学フィルタに要求される特性に応じて、フィルタ層に分散させる染料の種類、量を適宜調節する。
【００５９】
次に、光束吸収剤を樹脂に分散させる。そして、フィルタ層の上面に光学フィルタの形状に対応する開口部を備えるスクリーン印刷版またはメタルマスクを作成し、光束吸収剤を含有する樹脂を印刷法又は塗布法を用いてフィルタ層上に印刷又は塗布する。続いて、スクリーン印刷版またはメタルマスクを取り外す。次に、例えば１００℃程度で約１時間焼成し、ハードコート層を形成する。そして、光学フィルタ５１ａが完成する。
【００６０】
さらに、光学フィルタ部材５０の形状に切り取り、回動ピン５２、作動ピン５３を接着剤等によって光学フィルタ部材５０に貼り付ける。これにより、光学フィルタ部材５０が完成する。
【００６１】
このように、本実施の形態の製造方法も、第１の実施の形態の製造方法と同様に、光学フィルタ５１ａを構成する各層を形成する工程は、すべて印刷法又は塗布法を用いる。したがって、従来のように蒸着を行う必要がないので、安価に光学フィルタを製造することができる。
【００６２】
本発明は上述した各実施の形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。例えば、回動ピンを回動中心として、作動ピンをアクチュエータによって作動させることによって、光学フィルタ部材を回動させる構成を採って説明したが、これに限られない。例えば、作動ピンのみを備え、作動ピンをアクチュエータ等で回転させることで、光学フィルタ部材を回動させる等、光学フィルタ部材を駆動する構成によって適宜変更することが可能である。また、回動ピンと作動ピンとが同一面上にあってもよい。また、光学フィルタ部材は更にガイドを備えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルタの構成例を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すI−I線断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光学フィルタ部材が搭載された撮像装置を示す図である。
【図３】図３（ａ）はＡＲコートを備えた場合の本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルタの図１（ａ）に示すI−I線断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域Ａ１の拡大図である。
【図４】図４（ａ）はリップルの発生メカニズムを説明するために用いた図である。図４（ｂ）は、光学フィルタに反射した光の光反射率と入射光の波長との関係を示す図である。
【図５】図５（ａ）はリップルの発生メカニズムを説明するために用いた図である。図５（ｂ）は、複数の層を備える光学フィルタに反射した光の光反射率と入射光の波長との関係を示す図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る光学フィルタの構成例を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すII−II線断面図である。
【図７】ハードコート層の内部の微視的な状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，５０・・・光学フィルタ部材
１１，５１・・・平板
１１ａ，５１ａ・・・光学フィルタ
１２，５２・・・回動ピン
１３，５３・・・作動ピン
２０・・・撮像装置
２１ａ〜ｃ・・・レンズ
２２・・・絞り
２２ａ・・・開口部
２３・・・フィルタ支持基板
２３ａ・・・開口部
２４・・・撮像素子
２５・・・基板
３１，６１・・・透明基板
３２，６２・・・フィルタ層
３３，６３・・・ハードコート層
３４・・・ＡＲコート
６３ａ・・・樹脂
６３ｂ・・・光束吸収材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を備える透光性基板と、
前記透光性基板上に形成された第１の樹脂から構成されるフィルタ層と、
前記フィルタ層上に形成された第２の樹脂から構成されるハードコート層と、
を備えることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記ハードコート層は、光束吸収材を含有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記物質の粒径は１〜１００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記ハードコート層中に０．１〜２０重量％含有される、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
前記光束吸収材は色素から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜５重量％含有される、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学フィルタ。
【請求項６】
前記色素は、ジイモニウム系色素、フタロシアニン系色素およびシアニン系色素のうち少なくともいずれか１つを含む色素から構成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の光学フィルタ。
【請求項７】
前記ハードコート層の厚みは、１〜５０μｍである、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項８】
前記第２の樹脂は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂およびシリコン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含む樹脂から構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項９】
前記ハードコート層上に形成された反射防止層、
を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１０】
光学フィルタを製造する方法であって、
透光性を備える透光性基板の上に、第１の樹脂を印刷してフィルタ
層を形成するフィルタ層形成工程と、
前記フィルタ層の上に、第２の樹脂を印刷してハードコート層を形成するハードコート層形成工程と、
を有することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記ハードコート層は、光束吸収材を含有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記光束吸収材は、粒状の物質から構成され、前記物質の粒径は１〜１００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記光束吸収材は、粒状の物質から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜２０重量％含有される、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記光束吸収材は、色素から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜５重量％含有される、
ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記色素は、ジイモニウム系色素、フタロシアニン系色素およびシアニン系色素のうち少なくともいずれか１つを含む色素から構成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記ハードコート層の厚みは、１〜５０μｍである、
ことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記第２の樹脂は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびシリコン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含む樹脂から構成される、
ことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記ハードコート層の上に、反射防止層を形成する反射防止層形成工程、
を有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１】
透光性を備える透光性基板と、
前記透光性基板上に形成された第１の樹脂から構成されるフィルタ層と、
前記フィルタ層上に形成された第２の樹脂から構成されるハードコート層と、
を備えることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記ハードコート層は、光束吸収材を含有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記物質の粒径は１〜１００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記光束吸収材は粒状の物質から構成され、前記ハードコート層中に０．１〜２０重量％含有される、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
前記光束吸収材は色素から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜５重量％含有される、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学フィルタ。
【請求項６】
前記色素は、ジイモニウム系色素、フタロシアニン系色素およびシアニン系色素のうち少なくともいずれか１つを含む色素から構成される、
ことを特徴とする請求項５に記載の光学フィルタ。
【請求項７】
前記ハードコート層の厚みは、１〜５０μｍである、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項８】
前記第２の樹脂は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂およびシリコン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含む樹脂から構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項９】
前記ハードコート層上に形成された反射防止層、
を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項１０】
光学フィルタを製造する方法であって、
透光性を備える透光性基板の上に、第１の樹脂を印刷してフィルタ
層を形成するフィルタ層形成工程と、
前記フィルタ層の上に、第２の樹脂を印刷してハードコート層を形成するハードコート層形成工程と、
を有することを特徴とする光学フィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記ハードコート層は、光束吸収材を含有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１２】
前記光束吸収材は、粒状の物質から構成され、前記物質の粒径は１〜１００ｎｍである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１３】
前記光束吸収材は、粒状の物質から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜２０重量％含有される、
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記光束吸収材は、色素から構成され、前記ハードコート層中に０．０１〜５重量％含有される、
ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記色素は、ジイモニウム系色素、フタロシアニン系色素およびシアニン系色素のうち少なくともいずれか１つを含む色素から構成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１６】
前記ハードコート層の厚みは、１〜５０μｍである、
ことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記第２の樹脂は、エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびシリコン系樹脂のうち少なくともいずれか１つを含む樹脂から構成される、
ことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記ハードコート層の上に、反射防止層を形成する反射防止層形成工程、
を有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の光学フィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５８３０６（Ｐ２００９−２５８３０６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６０８２（Ｐ２００８−１０６０８２）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【Ｆターム（参考）】
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