吸収型多層膜ＮＤフィルター
【課題】摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【解決手段】基板１と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層１０と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層２０とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケルを主成分とし、好ましくは、チタン、アルミニウム、バナジウム、タングステン、タンタル、シリコンから選択された１種類以上の元素を添加したニッケル系合金材料からなる金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であるとともに、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層を形成する。
【解決手段】基板１と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層１０と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層２０とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケルを主成分とし、好ましくは、チタン、アルミニウム、バナジウム、タングステン、タンタル、シリコンから選択された１種類以上の元素を添加したニッケル系合金材料からなる金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であるとともに、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、この基板上に透過光量を減衰させる光学多層膜層と、その上に形成された保護膜層とを備える吸収型多層膜ＮＤフィルター（Neutral Density Filter）に係り、特に、摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＤフィルターとは、光線の可視スペクトル域における各波長をほぼ均等に透過するような非選択性の透過率を有する光学フィルターで、透過光量を減衰させる目的でデジタルカメラ等のレンズに装着して用いられる。例えば、晴天下等の光量が多い条件下において、レンズを絞り込んでも露出過多になってしまうときに、光量を制限してより低速でシャッタを切れるようにする場合や、絞りを開放したいがシャッタ速度を最高にしても露出過多になってしまうときに、光量を制限して絞りを開けられるようにする場合に使用されるのが一般的である。
【０００３】
ところで、安価なＮＤフィルターには、ガラスに光吸収材料を添加したガラスフィルター等がある。しかし、これ等ガラスフィルターは可視全域にわたって分光特性が均一となっていない等の問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして吸収型多層膜のＮＤフィルターが知られている。例えば、誘電体膜と金属膜とからなる光学多層膜を用い、それぞれの材料の種類に言及した従来技術として、特許文献１には、Ｎｂの金属膜とＳｉＯ2の誘電体膜とを交互に積層してなる薄膜型ＮＤフィルターが開示されている。
【０００５】
また、金属膜を用いずに、光吸収性のある誘電体膜のみを用いた従来技術として、特許文献２には、層数を７層程度とし、ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3等のチタン酸化物を始めとする光吸収性のある金属酸化物層を用いた多層膜構造の薄膜型ＮＤフィルターが開示されている。
【０００６】
また、本発明者は、特許文献３において、多くの吸収型多層膜ＮＤフィルターの構成材料を検討した結果、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された光学多層膜層であり、該金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、該誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、透過光量を減衰させる光学多層膜層を用いた吸収型多層膜ＮＤフィルターを提案している。
【特許文献１】特開２００２−３５０６１０号公報
【特許文献２】特開平７−６３９１５号公報
【特許文献３】特開２００６−５８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の薄膜型ＮＤフィルターの最外層には、無機硬質膜として知られるＳｉＯ2膜やＡｌ2Ｏ3膜が設けられているが、キズや摩耗に対する耐性の点で必ずしも十分ではなかった。すなわち、前記の無機硬質膜を用いても、光量絞り装置において、光量を絞るたびに、ＮＤフィルターと絞り装置の羽根部分および羽根支持板とに繰り返し生じる摺動摩擦によって、表面にキズが発生するという問題が存在した。
【０００８】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、特に、摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するため、本発明者等が多くの吸収型多層膜ＮＤフィルターの構成材料を検討した結果、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、好ましくは、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル系合金材料からなる金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であるとともに、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層を形成することで、前記の摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターが得られることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の発明は、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、前記保護膜層がダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１１】
本発明の第２の発明は、ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする第１の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１２】
本発明の第３の発明は、摩擦係数が０．２以下であることを特徴とする第１または２の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１３】
本発明の第４の発明は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜が、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル（Ｎｉ）系合金材料からなる金属膜であることを特徴とする第１〜３の発明いずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１４】
本発明の第５の発明は、チタン（Ｔｉ）元素の添加割合が５〜１５重量％、アルミニウム（Ａｌ）元素の添加割合が３〜８重量％、バナジウム（Ｖ）元素の添加割合が３〜９重量％、タングステン（Ｗ）元素の添加割合が１８〜３２重量％、タンタル（Ｔａ）元素の添加割合が２２〜４８重量％、シリコン（Ｓｉ）元素の添加割合が２〜６重量％の範囲にそれぞれ設定されていることを特徴とする第４の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１５】
本発明の第６の発明は、上記基板が樹脂板若しくは樹脂フィルムにより構成されていることを特徴とする第１〜５の発明いずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１６】
本発明の第７の発明は、上記樹脂板若しくは樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルムの単体で構成されるか、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルム単体とこの単体の少なくとも片面を覆うアクリル系有機膜との複合体で構成されていることを特徴とする第６の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターは、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、好ましくは、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル系合金材料からなる金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であるとともに、保護膜層としてダイヤモンドライクカーボン膜からなっており、摺動摩擦によるキズが付きにくくすることが可能である。ダイヤモンドライクカーボン膜は、無機硬質膜として知られるＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3膜がＨｖ＝１０００〜２０００程度の硬度であるのに対し、Ｈｖ＝２５００以上もの極めて高い硬度を有し、摺動摩擦に対して優れた耐性を示す。したがって、吸収型多層膜ＮＤフィルターの最外層に用いることで、キズや磨耗に対する耐性を顕著に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターについて図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターは、基板上に、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、前記保護膜層がダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴としている。
【００２０】
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル（Ｎｉ）系合金材料からなる金属膜であることが好ましい。前記元素のうち１種類の元素を添加する場合、チタン（Ｔｉ）元素の添加割合であれば５〜１５重量％、アルミニウム（Ａｌ）元素の添加割合であれば３〜８重量％、バナジウム（Ｖ）元素の添加割合であれば３〜９重量％、タングステン（Ｗ）元素の添加割合であれば１８〜３２重量％、タンタル（Ｔａ）元素の添加割合であれば２２〜４８重量％、シリコン（Ｓｉ）元素の添加割合であれば２〜６重量％の範囲にそれぞれ設定されていることが好ましい。
【００２１】
図１に本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの具体例を示す。図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターは、基板１の上に光学多層膜層１０と保護膜層２０を設けたものである。
【００２２】
また、図２に、光学多層膜層１０の具体例を示す。光学多層膜層１０は、基板１の上に透過光量を減衰させるために設けられるもので、例えば、任意の層数の金属膜層１１と誘電体膜層１２が交互に積層される。この場合、金属膜１１としては、前記のニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜である。金属膜１１は、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法によって形成される。
【００２３】
また、前記誘電体膜１２としては、低い屈折率の酸化シリコン若しくは酸化アルミニウム膜が好ましい。上記誘電体膜は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法によって形成される。
【００２４】
保護膜層２０は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることが必要である。該ダイヤモンドライクカーボン膜は、黒鉛からなるターゲットを用いてスパッタリング法により成膜されることが好ましい。
【００２５】
スパッタリング法は、蒸着法など、他の成膜プロセスと比較して、膜と基板または異種膜間の密着性、膜表面の平滑性、膜の緻密性などの面に優れ、保護膜層の形成のみならずＮＤフィルターの作製全般において非常に有利である。特に、蒸気圧の低い材料を用いて基板上に膜を形成する場合や、精密な膜厚制御が必要とされる際に有効な薄膜形成手法であり、操作が非常に簡便であることから広範に利用されている。
【００２６】
一般には、約１０Ｐａ以下のアルゴンガス圧のもとで、基板を陽極とし、膜原料となるターゲットを陰極とし、これらの間にグロー放電を起こさせてアルゴンプラズマを発生させ、かつ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させてターゲット成分の粒子をはじき飛ばし、この粒子を基板上に堆積させて成膜する手法である。
【００２７】
上記スパッタリング法はアルゴンプラズマの発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高周波（ＲＦ）スパッタリング法、直流プラズマを用いるものは直流（ＤＣ）スパッタリング法という。また、ターゲットの裏側にマグネットを配置して、アルゴンプラズマをターゲット直上に集中させ、低ガス圧でもアルゴンイオンの衝突効率を上げて成膜する方法をマグネトロンスパッタリング法という。
【００２８】
そして、本発明に係る保護膜層となるダイヤモンドライクカーボン膜は、例えばＡｒ雰囲気中において黒鉛ターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。
【００２９】
ダイヤモンドライクカーボン膜の厚みは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。１ｎｍ未満では、キズや磨耗に対する十分な耐性を得ることができない恐れがあるからである。他方、厚みが１０ｎｍを越えると透過率が減少し、可視光領域で平坦な光学的特性が得られなくなる恐れがあるためである。そして、上記のキズや磨耗に対する耐性や光学的特性等を考慮した場合、保護膜層２０の厚みは２ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００３０】
また、ダイヤモンドライクカーボン膜は、摩擦係数が０．２以下であることが好ましい。０．２以下であれば、十分な摺動性を得ることができる。また、膜の硬度は、摺動摩擦によって生じるキズや磨耗に対する十分な耐性を得るために、Ｈｖ＝２５００以上であることが好ましい。ダイヤモンドライクカーボン膜はｓｐ3混成軌道で表されるσ結合成分とｓｐ2混成軌道で表されるπ結合成分によって構成され、膜の硬さは、両者の成分比率ｓｐ3／ｓｐ2比に依存する。高硬度のダイヤモンドライクカーボン膜を得るためには、ｓｐ3／ｓｐ2比が０．１以上であることが好ましい。
【００３１】
上記基板１としてその材質は特に限定されないが、透明であるものが好ましく、量産性を考慮する場合、ロールコーティング法による成膜が可能な可撓性を有する基板であることが好ましい。可撓性のある基板は、従来のガラス基板等に比べて廉価・軽量・変形性に富むといった点においても優れている。特に、このような基板として、樹脂板若しくは樹脂フィルムが好ましい。
【００３２】
上記基板を構成する具体例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルムの単体が挙げられ、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルム単体とこの単体の片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネン樹脂材料については、代表的なものとして、日本ゼオン社のゼオノア（登録商標）やＪＳＲ社のアートン（登録商標）などが挙げられる。
【００３３】
また、上記基板１は、必要に応じて、ハードコート層がコーティングされて基板強度を向上させたものでもよい。ハードコート層には、例えばアクリル樹脂を用い、基板上に例えば５μｍの厚さでコーティングして形成される。
【００３４】
上述したような吸収型多層膜ＮＤフィルターは、フィルム状の基板に巻取り式ロールコータを用いたロールコーティング法によって形成することも可能である。この方法によって、効率的な量産が可能となる。
【００３５】
そして、光学多層膜層に上述したような構成を採用することにより、４００〜８００ｎｍの可視域全域において反射率が５％以下、かつ、透過率の変動幅が１０％以内である吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供することが可能となる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について具体的に説明する。
【００３７】
（実施例１）
７．５重量％のチタン（Ｔｉ）を含むニッケル（Ｎｉ）系材料からなる金属層と酸化シリコン層が交互に積層された合計４層からなる光学多層膜層と、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層が、基板上に形成された表１に示す構造の吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００３８】
尚、ニッケル系材料ターゲットには、７．５重量％のチタンを含むニッケル合金ターゲット［住友金属鉱山（株）社製］を用いた。７．５重量％のＴｉを含むこのニッケルターゲットは、非磁性用カソード上に設置しても安定して放電することが可能であった。ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜には、黒鉛ターゲット［高純度化学研究所（株）社製］を用いた。
【００３９】
【表１】
【００４０】
具体的には、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム［東洋紡社製］上に、スパッタリング装置（ＵＬＶＡＣ社製）を用いて表１の膜（２）〜（６）を順に成膜を行い、図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００４１】
得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率を自記分光光度計装置［日立製作所製、Ｕ−４０００］を用いて測定した。測定結果を図３に示す。
【００４２】
そして、図３に示されたデータから、可視域（波長４００〜８００ｎｍ）での透過率は１８〜２２％であり、波長に対して平坦性に優れた透過率特性を有していることが確認された。また、可視域における反射率は３％以下であり反射防止効果も良好であった。
【００４３】
次に、このNDフィルター表面の強度を確認するため、実際に光量絞り装置に取り付け、絞りの開閉を２５万回行い摺動させた。その結果、NDフィルターのダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜表面にはキズが発生していないことを確認した。
【００４４】
摩擦試験は、マイクロスクラッチテスターＭＳＴ(ＣＳＭ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製)を用いて行った。荷重値と摩擦力から摩擦係数を求めた。その結果、得られた摩擦係数は０．１５であり、十分に低い摩擦係数を有することが確認された。
【００４５】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜をラマン分光光度計（島津製作所製ＨｏｌｏＬａｂ−５０００）で測定し、ｓｐ3／ｓｐ2比を面積比から求めたところ、０．１以上であることを確認した。
【００４６】
（実施例２）
上記の表の（６）ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層の膜厚を５ｎｍに変更した以外は実施例１と同一の条件で表１の膜（２）〜（６）を順に成膜し、図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００４７】
実施例２に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率の測定結果を図３に示す。図３に示されたデータから、可視域での透過率は１７〜２１％であり、波長に対して平坦性に優れた透過率特性を示していることが確認され、また、可視域における反射率が３％以下であり反射防止効果も良好であった。
【００４８】
実施例1と同様に、NDフィルターを光量絞り装置に取り付け、表面の強度を確認した。その結果、NDフィルターの保護膜表面には、摺動によるキズが発生していないことを確認した。
摩擦係数について、実施例１と同様の方法で測定した。その結果、摩擦係数は０．２０であり、十分に低い摩擦係数を有することが確認された。
実施例１同様、ラマン分光光度計による測定によって、ダイヤモンドライクカーボン膜のｓｐ3／ｓｐ2比を面積比から求めたところ、０．１以上であることを確認した。
【００４９】
（比較例１）
上記の表１の（６）ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層を形成しない以外は実施例１と同一の条件で表１の膜（２）〜（５）を順に成膜し、図１で保護膜層２０を有さない吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
比較例１に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率の測定結果を図４に示す。図４に示されたデータから、可視域での透過率は１８〜２２％であり、波長に対して平坦性に優れた透過率特性を示していることが確認され、また、可視域における反射率が３％以下であり反射防止効果も良好であった。
【００５０】
しかしながら、ＮＤフィルターを光量絞り装置に取り付け、実施例1と同様の方法で、表面の強度を確認したところ、絞り羽根とNDフィルターとの接触軌道上に、摺動による大きなキズが発生していることを確認した。
【００５１】
摩擦係数について、実施例１と同様の方法で表1の膜（５）酸化シリコン膜の表面から測定した。その結果、摩擦係数は０．５０であった。実施例に比較して大きな摩擦係数を有していることが確認された。
【００５２】
（比較例２）
上記の表の（６）ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層の膜厚を１５ｎｍに変更した以外は実施例１と同一の条件で表１の膜（２）〜（６）を順に成膜し、図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００５３】
比較例２に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率の測定結果を図４に示す。図４に示されたデータから、可視域での透過率が１1〜１９％となり、ＮＤフィルターとして必要な透過率特性である波長に対する平坦性が損なわれていることが確認された。また、可視域における反射率も５％以上であり反射防止効果も劣っていた。
【００５４】
摩擦係数について、実施例１と同様の方法で測定した。その結果、摩擦係数に関しては０．１２と十分低い値を示した。
【００５５】
実施例１同様、ラマン分光光度計による測定によって、ダイヤモンドライクカーボン膜のｓｐ3／ｓｐ2比を面積比から求めたところ、０．１以上であることを確認した。高硬度の膜と評価できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの積層構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの光学多層膜層１０の積層構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例１、実施例２の吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率を、自記分光光度計装置を用いて測定した結果を示す図である。
【図４】比較例１の吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率を、自記分光光度計装置を用いて測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 基板
１０ 光学多層膜層
１１ 金属層
１２ 誘電体膜層
２０ 保護膜層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、この基板上に透過光量を減衰させる光学多層膜層と、その上に形成された保護膜層とを備える吸収型多層膜ＮＤフィルター（Neutral Density Filter）に係り、特に、摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＤフィルターとは、光線の可視スペクトル域における各波長をほぼ均等に透過するような非選択性の透過率を有する光学フィルターで、透過光量を減衰させる目的でデジタルカメラ等のレンズに装着して用いられる。例えば、晴天下等の光量が多い条件下において、レンズを絞り込んでも露出過多になってしまうときに、光量を制限してより低速でシャッタを切れるようにする場合や、絞りを開放したいがシャッタ速度を最高にしても露出過多になってしまうときに、光量を制限して絞りを開けられるようにする場合に使用されるのが一般的である。
【０００３】
ところで、安価なＮＤフィルターには、ガラスに光吸収材料を添加したガラスフィルター等がある。しかし、これ等ガラスフィルターは可視全域にわたって分光特性が均一となっていない等の問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして吸収型多層膜のＮＤフィルターが知られている。例えば、誘電体膜と金属膜とからなる光学多層膜を用い、それぞれの材料の種類に言及した従来技術として、特許文献１には、Ｎｂの金属膜とＳｉＯ2の誘電体膜とを交互に積層してなる薄膜型ＮＤフィルターが開示されている。
【０００５】
また、金属膜を用いずに、光吸収性のある誘電体膜のみを用いた従来技術として、特許文献２には、層数を７層程度とし、ＴｉＯ、Ｔｉ2Ｏ3等のチタン酸化物を始めとする光吸収性のある金属酸化物層を用いた多層膜構造の薄膜型ＮＤフィルターが開示されている。
【０００６】
また、本発明者は、特許文献３において、多くの吸収型多層膜ＮＤフィルターの構成材料を検討した結果、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された光学多層膜層であり、該金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、該誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、透過光量を減衰させる光学多層膜層を用いた吸収型多層膜ＮＤフィルターを提案している。
【特許文献１】特開２００２−３５０６１０号公報
【特許文献２】特開平７−６３９１５号公報
【特許文献３】特開２００６−５８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の薄膜型ＮＤフィルターの最外層には、無機硬質膜として知られるＳｉＯ2膜やＡｌ2Ｏ3膜が設けられているが、キズや摩耗に対する耐性の点で必ずしも十分ではなかった。すなわち、前記の無機硬質膜を用いても、光量絞り装置において、光量を絞るたびに、ＮＤフィルターと絞り装置の羽根部分および羽根支持板とに繰り返し生じる摺動摩擦によって、表面にキズが発生するという問題が存在した。
【０００８】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、特に、摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するため、本発明者等が多くの吸収型多層膜ＮＤフィルターの構成材料を検討した結果、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、好ましくは、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル系合金材料からなる金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であるとともに、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層を形成することで、前記の摺動摩擦によるキズがつきにくく、かつ平坦な透過率分光特性が再現性良く得られ、しかも量産性に優れた吸収型多層膜ＮＤフィルターが得られることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の発明は、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、前記保護膜層がダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１１】
本発明の第２の発明は、ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする第１の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１２】
本発明の第３の発明は、摩擦係数が０．２以下であることを特徴とする第１または２の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１３】
本発明の第４の発明は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜が、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル（Ｎｉ）系合金材料からなる金属膜であることを特徴とする第１〜３の発明いずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１４】
本発明の第５の発明は、チタン（Ｔｉ）元素の添加割合が５〜１５重量％、アルミニウム（Ａｌ）元素の添加割合が３〜８重量％、バナジウム（Ｖ）元素の添加割合が３〜９重量％、タングステン（Ｗ）元素の添加割合が１８〜３２重量％、タンタル（Ｔａ）元素の添加割合が２２〜４８重量％、シリコン（Ｓｉ）元素の添加割合が２〜６重量％の範囲にそれぞれ設定されていることを特徴とする第４の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１５】
本発明の第６の発明は、上記基板が樹脂板若しくは樹脂フィルムにより構成されていることを特徴とする第１〜５の発明いずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【００１６】
本発明の第７の発明は、上記樹脂板若しくは樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルムの単体で構成されるか、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルム単体とこの単体の少なくとも片面を覆うアクリル系有機膜との複合体で構成されていることを特徴とする第６の発明に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターは、基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、好ましくは、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル系合金材料からなる金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であるとともに、保護膜層としてダイヤモンドライクカーボン膜からなっており、摺動摩擦によるキズが付きにくくすることが可能である。ダイヤモンドライクカーボン膜は、無機硬質膜として知られるＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3膜がＨｖ＝１０００〜２０００程度の硬度であるのに対し、Ｈｖ＝２５００以上もの極めて高い硬度を有し、摺動摩擦に対して優れた耐性を示す。したがって、吸収型多層膜ＮＤフィルターの最外層に用いることで、キズや磨耗に対する耐性を顕著に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の吸収型多層膜ＮＤフィルターについて図面を用いて詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターは、基板上に、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、前記保護膜層がダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴としている。
【００２０】
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル（Ｎｉ）系合金材料からなる金属膜であることが好ましい。前記元素のうち１種類の元素を添加する場合、チタン（Ｔｉ）元素の添加割合であれば５〜１５重量％、アルミニウム（Ａｌ）元素の添加割合であれば３〜８重量％、バナジウム（Ｖ）元素の添加割合であれば３〜９重量％、タングステン（Ｗ）元素の添加割合であれば１８〜３２重量％、タンタル（Ｔａ）元素の添加割合であれば２２〜４８重量％、シリコン（Ｓｉ）元素の添加割合であれば２〜６重量％の範囲にそれぞれ設定されていることが好ましい。
【００２１】
図１に本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの具体例を示す。図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターは、基板１の上に光学多層膜層１０と保護膜層２０を設けたものである。
【００２２】
また、図２に、光学多層膜層１０の具体例を示す。光学多層膜層１０は、基板１の上に透過光量を減衰させるために設けられるもので、例えば、任意の層数の金属膜層１１と誘電体膜層１２が交互に積層される。この場合、金属膜１１としては、前記のニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜である。金属膜１１は、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法によって形成される。
【００２３】
また、前記誘電体膜１２としては、低い屈折率の酸化シリコン若しくは酸化アルミニウム膜が好ましい。上記誘電体膜は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法によって形成される。
【００２４】
保護膜層２０は、ダイヤモンドライクカーボン膜であることが必要である。該ダイヤモンドライクカーボン膜は、黒鉛からなるターゲットを用いてスパッタリング法により成膜されることが好ましい。
【００２５】
スパッタリング法は、蒸着法など、他の成膜プロセスと比較して、膜と基板または異種膜間の密着性、膜表面の平滑性、膜の緻密性などの面に優れ、保護膜層の形成のみならずＮＤフィルターの作製全般において非常に有利である。特に、蒸気圧の低い材料を用いて基板上に膜を形成する場合や、精密な膜厚制御が必要とされる際に有効な薄膜形成手法であり、操作が非常に簡便であることから広範に利用されている。
【００２６】
一般には、約１０Ｐａ以下のアルゴンガス圧のもとで、基板を陽極とし、膜原料となるターゲットを陰極とし、これらの間にグロー放電を起こさせてアルゴンプラズマを発生させ、かつ、プラズマ中のアルゴン陽イオンを陰極のターゲットに衝突させてターゲット成分の粒子をはじき飛ばし、この粒子を基板上に堆積させて成膜する手法である。
【００２７】
上記スパッタリング法はアルゴンプラズマの発生方法で分類され、高周波プラズマを用いるものは高周波（ＲＦ）スパッタリング法、直流プラズマを用いるものは直流（ＤＣ）スパッタリング法という。また、ターゲットの裏側にマグネットを配置して、アルゴンプラズマをターゲット直上に集中させ、低ガス圧でもアルゴンイオンの衝突効率を上げて成膜する方法をマグネトロンスパッタリング法という。
【００２８】
そして、本発明に係る保護膜層となるダイヤモンドライクカーボン膜は、例えばＡｒ雰囲気中において黒鉛ターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。
【００２９】
ダイヤモンドライクカーボン膜の厚みは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。１ｎｍ未満では、キズや磨耗に対する十分な耐性を得ることができない恐れがあるからである。他方、厚みが１０ｎｍを越えると透過率が減少し、可視光領域で平坦な光学的特性が得られなくなる恐れがあるためである。そして、上記のキズや磨耗に対する耐性や光学的特性等を考慮した場合、保護膜層２０の厚みは２ｎｍ程度であることがより好ましい。
【００３０】
また、ダイヤモンドライクカーボン膜は、摩擦係数が０．２以下であることが好ましい。０．２以下であれば、十分な摺動性を得ることができる。また、膜の硬度は、摺動摩擦によって生じるキズや磨耗に対する十分な耐性を得るために、Ｈｖ＝２５００以上であることが好ましい。ダイヤモンドライクカーボン膜はｓｐ3混成軌道で表されるσ結合成分とｓｐ2混成軌道で表されるπ結合成分によって構成され、膜の硬さは、両者の成分比率ｓｐ3／ｓｐ2比に依存する。高硬度のダイヤモンドライクカーボン膜を得るためには、ｓｐ3／ｓｐ2比が０．１以上であることが好ましい。
【００３１】
上記基板１としてその材質は特に限定されないが、透明であるものが好ましく、量産性を考慮する場合、ロールコーティング法による成膜が可能な可撓性を有する基板であることが好ましい。可撓性のある基板は、従来のガラス基板等に比べて廉価・軽量・変形性に富むといった点においても優れている。特に、このような基板として、樹脂板若しくは樹脂フィルムが好ましい。
【００３２】
上記基板を構成する具体例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルムの単体が挙げられ、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルム単体とこの単体の片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネン樹脂材料については、代表的なものとして、日本ゼオン社のゼオノア（登録商標）やＪＳＲ社のアートン（登録商標）などが挙げられる。
【００３３】
また、上記基板１は、必要に応じて、ハードコート層がコーティングされて基板強度を向上させたものでもよい。ハードコート層には、例えばアクリル樹脂を用い、基板上に例えば５μｍの厚さでコーティングして形成される。
【００３４】
上述したような吸収型多層膜ＮＤフィルターは、フィルム状の基板に巻取り式ロールコータを用いたロールコーティング法によって形成することも可能である。この方法によって、効率的な量産が可能となる。
【００３５】
そして、光学多層膜層に上述したような構成を採用することにより、４００〜８００ｎｍの可視域全域において反射率が５％以下、かつ、透過率の変動幅が１０％以内である吸収型多層膜ＮＤフィルターを提供することが可能となる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について具体的に説明する。
【００３７】
（実施例１）
７．５重量％のチタン（Ｔｉ）を含むニッケル（Ｎｉ）系材料からなる金属層と酸化シリコン層が交互に積層された合計４層からなる光学多層膜層と、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層が、基板上に形成された表１に示す構造の吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００３８】
尚、ニッケル系材料ターゲットには、７．５重量％のチタンを含むニッケル合金ターゲット［住友金属鉱山（株）社製］を用いた。７．５重量％のＴｉを含むこのニッケルターゲットは、非磁性用カソード上に設置しても安定して放電することが可能であった。ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜には、黒鉛ターゲット［高純度化学研究所（株）社製］を用いた。
【００３９】
【表１】
【００４０】
具体的には、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム［東洋紡社製］上に、スパッタリング装置（ＵＬＶＡＣ社製）を用いて表１の膜（２）〜（６）を順に成膜を行い、図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００４１】
得られた吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率を自記分光光度計装置［日立製作所製、Ｕ−４０００］を用いて測定した。測定結果を図３に示す。
【００４２】
そして、図３に示されたデータから、可視域（波長４００〜８００ｎｍ）での透過率は１８〜２２％であり、波長に対して平坦性に優れた透過率特性を有していることが確認された。また、可視域における反射率は３％以下であり反射防止効果も良好であった。
【００４３】
次に、このNDフィルター表面の強度を確認するため、実際に光量絞り装置に取り付け、絞りの開閉を２５万回行い摺動させた。その結果、NDフィルターのダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜表面にはキズが発生していないことを確認した。
【００４４】
摩擦試験は、マイクロスクラッチテスターＭＳＴ(ＣＳＭ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製)を用いて行った。荷重値と摩擦力から摩擦係数を求めた。その結果、得られた摩擦係数は０．１５であり、十分に低い摩擦係数を有することが確認された。
【００４５】
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜をラマン分光光度計（島津製作所製ＨｏｌｏＬａｂ−５０００）で測定し、ｓｐ3／ｓｐ2比を面積比から求めたところ、０．１以上であることを確認した。
【００４６】
（実施例２）
上記の表の（６）ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層の膜厚を５ｎｍに変更した以外は実施例１と同一の条件で表１の膜（２）〜（６）を順に成膜し、図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００４７】
実施例２に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率の測定結果を図３に示す。図３に示されたデータから、可視域での透過率は１７〜２１％であり、波長に対して平坦性に優れた透過率特性を示していることが確認され、また、可視域における反射率が３％以下であり反射防止効果も良好であった。
【００４８】
実施例1と同様に、NDフィルターを光量絞り装置に取り付け、表面の強度を確認した。その結果、NDフィルターの保護膜表面には、摺動によるキズが発生していないことを確認した。
摩擦係数について、実施例１と同様の方法で測定した。その結果、摩擦係数は０．２０であり、十分に低い摩擦係数を有することが確認された。
実施例１同様、ラマン分光光度計による測定によって、ダイヤモンドライクカーボン膜のｓｐ3／ｓｐ2比を面積比から求めたところ、０．１以上であることを確認した。
【００４９】
（比較例１）
上記の表１の（６）ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層を形成しない以外は実施例１と同一の条件で表１の膜（２）〜（５）を順に成膜し、図１で保護膜層２０を有さない吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
比較例１に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率の測定結果を図４に示す。図４に示されたデータから、可視域での透過率は１８〜２２％であり、波長に対して平坦性に優れた透過率特性を示していることが確認され、また、可視域における反射率が３％以下であり反射防止効果も良好であった。
【００５０】
しかしながら、ＮＤフィルターを光量絞り装置に取り付け、実施例1と同様の方法で、表面の強度を確認したところ、絞り羽根とNDフィルターとの接触軌道上に、摺動による大きなキズが発生していることを確認した。
【００５１】
摩擦係数について、実施例１と同様の方法で表1の膜（５）酸化シリコン膜の表面から測定した。その結果、摩擦係数は０．５０であった。実施例に比較して大きな摩擦係数を有していることが確認された。
【００５２】
（比較例２）
上記の表の（６）ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜層の膜厚を１５ｎｍに変更した以外は実施例１と同一の条件で表１の膜（２）〜（６）を順に成膜し、図１に示す吸収型多層膜ＮＤフィルターを作製した。
【００５３】
比較例２に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率の測定結果を図４に示す。図４に示されたデータから、可視域での透過率が１1〜１９％となり、ＮＤフィルターとして必要な透過率特性である波長に対する平坦性が損なわれていることが確認された。また、可視域における反射率も５％以上であり反射防止効果も劣っていた。
【００５４】
摩擦係数について、実施例１と同様の方法で測定した。その結果、摩擦係数に関しては０．１２と十分低い値を示した。
【００５５】
実施例１同様、ラマン分光光度計による測定によって、ダイヤモンドライクカーボン膜のｓｐ3／ｓｐ2比を面積比から求めたところ、０．１以上であることを確認した。高硬度の膜と評価できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの積層構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る吸収型多層膜ＮＤフィルターの光学多層膜層１０の積層構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例１、実施例２の吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率を、自記分光光度計装置を用いて測定した結果を示す図である。
【図４】比較例１の吸収型多層膜ＮＤフィルターの透過率と反射率を、自記分光光度計装置を用いて測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 基板
１０ 光学多層膜層
１１ 金属層
１２ 誘電体膜層
２０ 保護膜層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、前記保護膜層がダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項２】
ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項３】
摩擦係数が０．２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項４】
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜が、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル（Ｎｉ）系合金材料からなる金属膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項５】
チタン（Ｔｉ）元素の添加割合が５〜１５重量％、アルミニウム（Ａｌ）元素の添加割合が３〜８重量％、バナジウム（Ｖ）元素の添加割合が３〜９重量％、タングステン（Ｗ）元素の添加割合が１８〜３２重量％、タンタル（Ｔａ）元素の添加割合が２２〜４８重量％、シリコン（Ｓｉ）元素の添加割合が２〜６重量％の範囲にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項４に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項６】
上記基板が樹脂板若しくは樹脂フィルムにより構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項７】
上記樹脂板若しくは樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルムの単体で構成されるか、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルム単体とこの単体の少なくとも片面を覆うアクリル系有機膜との複合体で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項１】
基板と、金属膜と誘電体膜が交互に積層された、透過光量を減衰させる光学多層膜層と、該光学多層膜層の上に形成された保護膜層とからなる吸収型多層膜ＮＤフィルターにおいて、光学多層膜層の金属膜が、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜であり、光学多層膜層の誘電体膜が酸化シリコン若しくは酸化アルミニウムからなる誘電体膜であり、前記保護膜層がダイヤモンドライクカーボン膜からなることを特徴とする吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項２】
ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項３】
摩擦係数が０．２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項４】
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とした金属膜が、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）から選択された１種類以上の元素を添加したニッケル（Ｎｉ）系合金材料からなる金属膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項５】
チタン（Ｔｉ）元素の添加割合が５〜１５重量％、アルミニウム（Ａｌ）元素の添加割合が３〜８重量％、バナジウム（Ｖ）元素の添加割合が３〜９重量％、タングステン（Ｗ）元素の添加割合が１８〜３２重量％、タンタル（Ｔａ）元素の添加割合が２２〜４８重量％、シリコン（Ｓｉ）元素の添加割合が２〜６重量％の範囲にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項４に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項６】
上記基板が樹脂板若しくは樹脂フィルムにより構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【請求項７】
上記樹脂板若しくは樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）およびノルボルネンの樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルムの単体で構成されるか、あるいは、上記樹脂材料から選択された樹脂板若しくは樹脂フィルム単体とこの単体の少なくとも片面を覆うアクリル系有機膜との複合体で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の吸収型多層膜ＮＤフィルター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４５５９６（Ｐ２００９−１４５５９６Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２４９３（Ｐ２００７−３２２４９３）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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