JPH0843607A - 光学フィルター装置及びその製造方法 - Google Patents

光学フィルター装置及びその製造方法

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JPH0843607A
JPH0843607A JP7086797A JP8679795A JPH0843607A JP H0843607 A JPH0843607 A JP H0843607A JP 7086797 A JP7086797 A JP 7086797A JP 8679795 A JP8679795 A JP 8679795A JP H0843607 A JPH0843607 A JP H0843607A
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  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 不透明パターンが一側方のみから見える光フ
ィルタ装置及びその製造法を提供する。 【構成】 光学フィルター装置が透明基体と光学的コー
ティング膜を含む少なくとも２つの光学フィルター要素
から構成され、光学的コーティング膜は代表的には少な
くとも２つの被覆光学薄フィルムからなる。コーティン
グ膜は第１パターン領域と第１領域に隣接する第２周囲
領域とを決定する。第１領域は第２領域と実質的に同一
の光透過率特性と、少なくとも可視スペクトル帯域で異
なる光反射率特性とを有する。第１領域と第２領域の相
違は光学フィルター装置の一側方から見た時に視覚的に
認識され、光学フィルター装置の反対側から見た時には
実質的に見えない。その結果、着色パターン又はロゴは
フィルター装置の一側方から見た時にのみ見える。本発
明は装置の製造方法に展開される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は種々の反射特性及び均
一な透過特性を有する光学フィルター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】店舗の
窓、サングラス、ウインドスクリーン及び他の透明な構
造体における全ての形模様（パターン）、表示（サイ
ン）及び標識（ロゴ）は構造体の両側から見た時に見る
ことができる。多くの場合、そのような形模様、標識及
び表示は一側方から見た時にのみ見えるのが望ましい。
例えば、一対のサングラスや自動車のウインドスクリー
ンを通して見た時に人の視界が妨げられないのが望まし
いが、外側から見た時に見えるようにしたステッカー、
写し絵（ディーカル）及び他の不透明な標識や画像（イ
メージ）はサングラスをかけた人の視界やウインドスク
リーンを通して見る人の視野を妨げてしまう。
【０００３】米国特許第４，９２５，７０５号は１また
は複数の領域に形成された積上げ層の製造方法を開示し
ている。その層は領域を決定するマスクを介して基体上
に印刷される。印刷領域は透明基体上に印刷画像を形成
すべく結合し、基体の印刷側から見ると見ることができ
るが、反対側から見るとドットマトリックスがその人の
目に近く、そのドット上に目の焦点を結ぶことが出来な
いことに起因して実質的に見ることができない。上述の
装置はマトリックスがガラスの光の通過を制限し、又焦
点上の問題を生じる傾向があるので、光学的には好まし
くない。その結果、かかるガラスはサングラスとしては
用いることができず、単に目新しさや奇抜さをアピール
するだけである。米国特許第４，６１９，５０４号は模
様（マーキング）を有する眼科レンズ及び模様の製造方
法を開示している。除去可能な付着物質がレンズ表面に
所定のパターンで設けられ、反射防止膜が実質的にレン
ズ体表面の外側領域に直接に設けられる。除去可能な物
質はその後に除去され、模様は非反射膜によって包囲さ
れた反射パターンによって決定される。この種の模様は
模様の光学的中立性に起因して容易に識別されず、広告
目的よりもむしろ確認のために専ら用いられるようにデ
ザインされる。
【０００４】本発明の目的は、形模様・表示・標識など
の不透明パターンが透明な構造体の一側方からのみ見え
る光フィルター装置及びその製造法を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の作用効果】本発
明の第１の態様によれば、少なくとも２つの光学フィル
ター要素から構成される光学フィルター装置が提供さ
れ、光学フィルター要素は第１領域と第１領域に隣接す
る第２領域とを決定し、第１領域は第２領域と実質的に
同一の光透過率特性を有するが、少なくとも可視スペク
トル帯域で種々の光反射率特性を有し、これにより第１
領域と第２領域の相違は光学フィルター装置の一側方か
ら見た時に視覚的に認識されるが、光学フィルター装置
の反対側から見た時には実質的に見えない。
【０００６】好ましくは、光学フィルター装置の一側方
はパターン側とし、光学フィルター装置の反対側は非パ
ターン側とし、又第１領域と第２領域との相違は反射光
中で光学フィルター装置の非パターン側から見た時には
実質的に見えない。
【０００７】本発明の好ましい形態においては、光学フ
ィルター要素は透明基体及び透明基体に所定パターンで
設けられた少なくとも１つの光学的コーティング膜を含
む。
【０００８】コーティング膜は典型的には複数の被覆光
学的薄フィルムを含み、これらは金属薄フィルム、絶縁
物薄フィルム、金属−絶縁物混合物で構成される混合薄
フィルムあるいは上記薄フィルムの結合物の形態をな
す。
【０００９】本発明の１つの形態においては、光学フィ
ルター装置は下方の金属薄フィルムと上方の絶縁物薄フ
ィルムとから構成され、金属薄フィルムの厚みはフィル
ター装置の透過率を決定し、絶縁物薄フィルムの厚みは
第１領域又は第２領域の反射の色彩を決定し、光学フィ
ルター装置は金属薄フィルムと基体との間に介在され、
背後側又は逆方向側の反射を減少させる少なくとも１つ
の下方絶縁物薄フィルムを含む。
【００１０】本発明の他の形態においては、光学薄フィ
ルムは絶縁物薄フィルムのスタック（積上げ）から構成
され、スタック内の隣接した薄フィルムは異なる屈折率
を有する。
【００１１】透明基体はスペクトル帯域における透過性
の不均一さを減少すべく設けられる必須のフィルター手
段を包含し、透過性の色彩バランスを与える。
【００１２】本発明は光学フィルター装置の製造方法に
展開され、その製造方法は：光学的基体を設け；光学的
コーティング膜を選択し、基体の一方の面にそれを設
け；コーティング膜に所定のパターンを形成して第１領
域及び第２の領域を決定する；工程から構成され、これ
により第１領域は実質的に同一の透過率特性を有する
が、第２領域と複合化されて少なくとも可視スペクトル
帯域において種々の光学的反射率特性を有し、第１領域
と第２領域間の相違は光学フィルター装置の一方から見
た時には視覚的に認めうるが、光学フィルター装置の反
対側から見た時には実質的に視覚的に認めることができ
ない。
【００１３】好ましくは、光学的コーティング膜と基体
とは反射光中でフィルター装置の反対側から見た時に第
１及び第２の両領域の背後側の反射率が実質的に同一で
あるように選択される。
【００１４】光学的コーティング膜は便宜的には少なく
とも２つの被覆光学薄フィルムから構成され、光学的コ
ーティング膜を設ける工程は基体に薄フィルム層を設
け、上記パターンを決定するマスクを用いて少なくとも
１つの薄フィルム層をマスキングし、マスクを除去する
工程で構成される。
【００１５】本方法は光学的薄フィルム層の厚みを監視
し、所望の光学的透過率特性及び反射率特性を実現する
工程を含む。
【００１６】さらに、本方法は参照光源、透過光センサ
ー及び反射光センサーを設け、光源と反射光センサーと
の間にモニター基体を介在させ、連続沈着プロセスにお
いてモニター基体上に少なくとも１つの光学薄フィルム
層を沈着させ、沈着プロセス中に透過光及び反射光を測
定し、所望の光学的透過率特性及び反射率特性が達成さ
れた時に沈着プロセスを終了する工程を含む。
【００１７】代表的には、本方法はモニター基体の領域
に少なくとも１つの基体を設け、その基体にモニター基
体と同一の沈着プロセスを受けさせる工程をさらに含
む。
【００１８】本方法は代表的には透過色の不均一なスペ
クトル帯域を検知し、フィルター手段を有する基体を設
けてそのスペクトル帯域における透過色の不均一さを減
少させる工程を含む。
【００１９】薄フィルム層は蒸着プロセス、写真リソグ
ラフプロセス、浸漬プロセス、スプレープロセスあるい
はスパッタリングプロセスによって設けることができ
る。
【００２０】“形模様（パターン）”の語は模様（マー
キング）、標識（ロゴ）、絵（ピクチャー）、装置（デ
バイス）あるいは他の類似物のいかなる形態をも意味し
ていることを理解されなければならない。
【００２１】
【実施例】まず、図１ないし図３によれば、比較の目的
のためにのみ提供されたものであるが、一枚のガラス等
の透明基体１０は３つの不透明ストリップ１２で構成す
るパターンを有して設けられている。図１及び図２から
明らかなように、パターンはガラスの両側から見た時に
明瞭に見ることができる。
【００２２】図３において、パターン１２の反射率２０
と背景ガラス１０の反射率２２とは異なっている。パタ
ーンを通過した光の透過率２４は効果的にゼロであり、
背景又は周囲領域の透過率２６とは実質的に異なってい
る。さらに、背景の逆透過率２８は実質的にパターン１
２の逆透過率３０とは明らかに異なっている。
【００２３】さて、図４ないし図６によれば、ガラスシ
ート１４が示され、これは周囲領域によって囲まれた３
つのストリップ１６で形成されたパターン領域を有し、
ガラスシート１４とストリップ１６とは本発明のフィル
ター装置を構成する。図４から明らかなように、ストリ
ップ１６は反射光の中で明瞭に見ることができる。しか
し、ガラスシートが回転され、フィルター装置１８が反
対側から見られた時にはパターン領域１６は図５に示さ
れるように周囲領域と一体となって見えなくなる。これ
は図１〜図３の従来例の場合と同様に、パターンの反射
率３２と背景又は周囲領域の反射率３４がどのように異
なるかを図示する図６において理解される。しかし、パ
ターン１６を通過した光の透過率３６は実質的に周囲領
域を通過した光の透過率３８と同一である。その結果、
パターン１６はガラスの反対側から見た時には実質的に
見えなくなる。
【００２４】次の特徴として、背景の背面側反射率又は
逆反射率４０はパターン領域１６の背後側反射率４２と
一致する。これは図５に示されるように、ガラスの反対
側から見た時にパターンをさらに見えなくさせる。
【００２５】パターン１６が透明性を有する結果、パタ
ーンを形成するために用いる材料は透明、又は少なくと
も部分的に透明であり、色彩の選択性を有なければなら
ないことは明らかである。光学的薄フィルムは光干渉現
象を示し、種々の反射率を生じるが、実質的に同一の透
過率特性を依然として保持する。かかるフィルムは層間
の光干渉を許容するのに十分な薄さに設定され、代表的
には５０〜１００ｎｍの規模である。
【００２６】光学的薄フィルムは４つのカテゴリー、特
に絶縁物フィルム、金属フィルム、金属／絶縁物の結合
物及び金属／絶縁物の混合物に分類することができる。
【００２７】絶縁物フィルムは極めて低い導電性を有す
る絶縁体である。代表的な材料は石英、酸化アルミニウ
ム、フッ化マグネシウム及びその類似物を含む。これら
のフィルムは光学的な吸収性を持たず、層の反射率とそ
の厚みとによって特定される。図７から明らかなよう
に、基体上の絶縁物システムの所望スペクトルの反射特
性及び透過特性は複数の絶縁物薄フィルム層４４Ａ〜４
４Ｉの積層によって実現され、それらは絶縁物薄フィル
ムスタック４８を形成するように透明基体上に順次積層
された配列において異なる屈折率及び厚みを有する。代
表的には略２．３５の高屈折率を有するＴｉＯ2 層及び
略１．４５の低屈折率を有するＳｉＯ2 層を交互に積層
したものが設けられる。
【００２８】理論的にはどのような反射率特性も実現で
きる。しかしながら、反射率は非吸収であり、透過率と
同様に、薄フィルムシステムの両側で実質的に同一であ
り、反射の色彩は透過において失われるので、パターン
及び背景基体を通して見る色彩バランスは基体中の何ら
かのフィルター手段によって実現されなければならない
ということが分かる。図１３には赤色を反射する薄フィ
ルムフィルター装置の透過率及び反射率のグラフ５８及
び６０がそれぞれ示されている。この装置は透明ガラス
基体上に交互に形成した高屈折率及び低屈折率の薄フィ
ルム層で構成され、反射においては赤色、透過において
は青色／緑色が現れる。
【００２９】青−緑色パターンの透過率と透明背景の透
過率との間には明らかに顕著な相違が存在することがわ
かる。不均一さが最大となるスペクトル帯域を除くこと
によって色彩バランスが可能となる。着色フィルターガ
ラスが基体として用いられ、背景を通過した赤色スペク
トル帯をが吸収すると透過性バランスが得られることが
図１４に図示されている。基体を通過した透過率は破線
６２でプロットされ、基体及びパターンの両者を通過し
た透過率は実線６４で示されている。全可視波長につい
て両曲線がほぼ一致していることが明瞭に現れている。
絶縁体薄フィルムシステムとともにフィルター機能を有
する基体を使用するというこの概念は他の色彩にも同様
に展開できる。
【００３０】多層光学フィルターシステムは通常はいわ
ゆる物理的蒸着法（ＰＶＤ）によって製作され、その製
作法では材料は高真空下で蒸発され、制御された方法で
基体上に凝縮される。その方法に代え、スパッタリング
法、マグネトロンスパッタリング法、イオンアシストＰ
ＶＤ法、化学浸漬処理あるいはスプレー処理が使用でき
る。
【００３１】使用可能な光学的薄フィルムの第２のカテ
ゴリーは金属フィルムからなり、高導電性及び光学的吸
収特性及び複雑な反射屈折率によって特徴づけられる。
代表的な金属フィルムはクロム、アルミニウム、銀、ニ
ッケル及びその類似物を含む。絶縁フィルムの場合と同
様に、クロム等の金属フィルムの透過率は見る方向とは
無関係である。同様のことは金属フィルムの反射率につ
いては言えず、空気側からの反射性は金属層における吸
収性及び基体における空気の屈折率の差に起因して典型
的には基体側からの反射性よりも高い。
【００３２】他の光学的薄フィルム装置は図８に示さ
れ、薄フィルムスタック５０からなり、これは上方及び
下方の絶縁物層５４、５６間にサンドイッチされた金属
層５２から構成される。絶縁物層を付加することによ
り、色彩及び層の一方からの反射の程度を層の他方から
の反射性の場合と同様に、層の透過性をほとんど変化さ
せることなく変化させることができる。上方の絶縁物層
５６の厚みは反射の色彩を決定する一方、金属層の厚み
はスタックの透過性の値を決定する。金属層５２の下方
に絶縁物層５４を挿入することにより、背後側反射率又
は逆反射率は調整することができる。
【００３３】また、金属層５２は暗色背景を与える金属
／絶縁物の混合物によって置換し又は引き立てることが
できる。金属／絶縁物の混合物の頂部上に絶縁層を付加
することにより、高反射性のパターンを製造することが
できる。
【００３４】また、図９ないし図１２によれば、本発明
の基本的な実施例によるフィルター装置の製造に関連す
る工程が示される。第１の工程として、金属Ｃｒ層５２
Ａが基体４６上に蒸着される。次に、除去可能なインク
又はその類似物にて形成されるマスキング層５７がＣｒ
層５２ａ上に所定のパターンで沈着される。そして、Ｓ
ｉＯで形成される上方絶縁物層５６Ａがパターン領域を
マスクするのに役立つマスキング層５７を有するＣｒ層
５２Ａ上に沈着される。最後の工程として、図１２から
明らかなように、マスキング層５７が除去され、周囲領
域５７Ｂと隣接するパターン領域５７Ｂが決定される。
【００３５】他のデザインは基体として用いられるスコ
ットＢＫ７ガラスを備え、金属薄フィルム層としてのＣ
ｒ及び絶縁物薄フィルム層としてのＳｉＯの光学的パラ
メータに基づいてなされる。この材料を選択した理由は
Ｃｒ及びＳｉＯが固くて耐久性のある層を形成し、扱い
やすく、Ｃｒ及びＳｉＯの両者の光学的パラメータがよ
く知られて高い信頼性のある理論的シミュレーションが
行えるからである。
【００３６】５５０ｎｍで３０％の透過率がフィルター
の透過率の標準として採用され、その透過率はフィルタ
ー基体と組合わされて、サングラスに関連する透過率の
値である１０％ないし２０％の範囲内となる。
【００３７】数限りない色彩が光学的薄フィルム技術に
よって製造できるが、背景の色彩は簡単に得られる４例
のカテゴリー、特に基体を上方から見た時の概ねの色相
を示す灰色、青銅色、紫色及び青色に分類される。
【００３８】次に、上記実現された最も簡単な実際的デ
ザインが表１に示される。これらのデザインは透過率に
関してほとんど一致し、容易に適用される。
【００３９】
【表１】
【００４０】反射率及び透過率のデータは図１５及び図
１６に各々示される。逆反射率（基体背面から見た時の
反射率）は図１７に示されている。図１５ないし図１８
の全てのグラフにおいて、灰色の図表は実線で示され、
青銅色の図表は三角形を結ぶ線で示され、紫色の図表は
×を結ぶ線で示され、青色の図表は円形を結ぶ線で示さ
れる。
【００４１】灰色及び青色フィルターのための透過性バ
ランスは全可視スペクトルにわたって比較的良好である
が、灰色と他の２つの色彩との間の透過性バランスは次
第に悪くなり、十分な色彩バランスを得るためにはある
種のフィルターが必要である。逆反射率は灰色フィルタ
ーと他の三色のデザインとの間で大きく異なり、他の三
色の逆反射率はかなり一致している。
【００４２】逆反射性におけるこの相違はほぼ５０％の
透過性を有する灰色濃度の基体を用いるか、又は基体の
背面側に反射性の相違を隠すように軟反射層を設けるこ
とにより、隠すことができる。
【００４３】Ｃｒのベース層が全領域上にわたって設け
られ、標識（ロゴ）領域がマスクされ、ＳｉＯ層を有す
るＣｒのマッチング層が背景の陰影を形成するためにコ
ーティングされる。スペクトルの青色帯域を除去する着
色基体は透過率の均一性に役立つ。１又は複数の付加的
なマッチング層が透過率を一致させるために必要であ
る。パターン下方に特定の層を付加することにより、透
過率のスペクトル特性の何らかの制御が可能となる。
【００４４】図１７に示されるように、３つの異なる色
彩の背景上の灰色ロゴの逆反射率はかなり異なり、その
一致は灰色濃度の基体を用いる重マスキングによっての
み実現できる。表１及び図１７に示されるように、異な
る背景上に着色パターン又はロゴを備えると、逆反射性
の一致は飛躍的に改善され、灰色濃度の基体を用いたマ
スキングは必要でなくなる。この逆反射性の一致におけ
る否定的な点はフィルター基体で覆うことなく使用する
と煩わしくなるような比較的高い反射率であることであ
る。
【００４５】下記の表は図８に示されるように、下方Ｓ
ｉＯ層５４を付加して逆反射率を減少させた前述の３つ
の色彩のデザイン及び灰色のデザインを示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】図１８はこれら４つのデザインの逆反射率
を示し、逆反射率において５５０ｎｍで４０％近くから
約１５％まで減少し、灰色のデザインよりも低くなって
いることが容易に認識されることが示されている。
【００４８】２又はそれ以上のマスキング手順を用いる
ことにより、１つの背景上に２又はそれ以上の異なる色
彩を有するパターン又はロゴを形成することができる。
表２によれば、層２及び層３は表１について説明された
ように、共通層として共動することができ、ロゴ及び背
景の色彩はそれ故に層１の厚みによって決定される。例
えば、青色又は紫色の着色ロゴは黄金色の着色背景上に
形成できる。
【００４９】背景における色彩の変更はコーティング工
程中に基体の前方に回転するか又は静止したマスクを使
用し、絶縁物層の厚みの変化を生じさせることにより達
成できる。この処理は透過率において変化を生じさせ
る。従って、マスクは金属層がコーティングされる間は
取り除かれなければならない。
【００５０】フィルターデザインの入光側媒体が出光側
媒体と同様に形成されると、後述の表に説明されるよう
に、異なる反射率で同一の透過率を有する対称的なデザ
インを設計することができる。
【００５１】
【表３】
【００５２】２つのデザインの透過率は同一であるが、
反射率は異なり、一方から見たときに色彩のコントラス
トを与える。
【００５３】図１９は２つのデザインの透過率と反射率
を示し、その一方は青銅色の反射を、他方はライトブル
ーの反射を有する。共通の透過率の図表は６６で示さ
れ、青銅色の反射率の図表は６８で示され、青色の反射
率の図表は７０で示される。ＳｉＯ層の厚みは反射の色
彩を決定する。
【００５４】さて、図２１によれば、実験的なコーティ
ング設備８０の要部概略図が示され、真空ポンプに接続
される出口８４と３つの窓８６、８８、９０を有する真
空チャンバーから構成される。調整可能な光源９２が窓
８６に結合され、ランプ９４、焦点レンズ９６及び背景
との干渉を除去する光チョッパー９８から構成される。
光学的検知装置１００は窓８８に結合され、フィルター
１０２、レンズ１０４及び検知器１０６を含む。類似の
光学的検知装置１０８は窓９０に結合され、反射光を検
知するように配列されている。
【００５５】チャンバーは回転する基体ホルダー又はカ
ラットを保持し、これは破線１１０で示されるととも
に、少なくとも１つの基体１１２を担持している。ガラ
ス又は適切なプラスチック材料で形成される透明なモニ
ター基体１１４はカラットの中央で固定マウント上に担
持され、光学的な透過及び検知装置の焦点を構成してい
る。グロー放電電極１１６がチャンバー内に収容され、
基体のコーティングに先立ってエレクトロン衝撃によっ
て前処理としてのクリーニングのために用いられ、基体
への層の付着性を改善するようになっている。２つの抵
抗加熱蒸発源がチャンバー内に収容され、その１つは１
１８で示されている。水晶厚みモニター装置１２２は基
体１１２に隣接するとともに、モニター装置１２６に接
続されたセンサーヘッド１２４で構成されている。中央
制御測定装置１２８は発光器をコントロールするととも
に光学的検知装置１００及び１０８からの光学的な入力
を受けて処理する。
【００５６】Ｃｒは平坦なタングステンボートから蒸発
され、ＳｉＯは折り畳み式のモリブデン又はタングステ
ンボートから蒸発される。真空チャンバー内の圧力は
０．０１Ｐａ以下であり、Ｃｒ及びＳｉＯは１秒間当た
り略１ｎｍの蒸発率でもってコーティングされる。グロ
ー放電は各コーティングがなされる前に略５秒間行わ
れ、モニター基体１１４上の各種の層の厚みの値はモニ
ター装置１２２、又は発光器９２と受光器１００及び１
０８からなる光学的モニターシステムによってモニター
され、目盛の読み取りによって決定される。
【００５７】下記の表４は表１の理論的デザインに基づ
いてなされた最初の実験的デザインが描かれている。
【００５８】
【表４】
【００５９】着色背景上の灰色パターン又はロゴは次の
方法で形成される。第１に、１４．９ｎｍのＳｉＯ層が
基体の全面にわたって形成される。従って、ロゴデザイ
ン又はパターンは基体上にマスクを配置するか、ロゴを
塗布するか、印刷用写植文字（商標名：レトラセット）
あるいはその類似物のような伝達媒体を用いてロゴを形
成するかのいずれか１つで形成される。次に、付加的な
Ｃｒ層が透過の不一致性を修正するためにコーティング
され、ＳｉＯ層が実質的に正確な背景色を作るために設
けられる。そして、ロゴを決定するマスキングがアセト
ン等の適切な溶媒によって除去される。
【００６０】着色ロゴが着色背景に設けられた他の適用
例においては、表４に示された３つの異なる色彩がデザ
インとして用いられた。Ｃｒ層は５５０ｎｍで３０％の
透過率を基準とするために厚みにおいて異なっているこ
とが表４から認めることができる。
【００６１】図１５にもどって説明すれば、表４に示さ
れたデザインのためのスペクトル透過率曲線が図示され
る。透過率は５５０ｎｍで一致しているが、スペクトル
の不一致性が存在していることが明らかに分かる。手順
を簡素化するために、表４における全てのＣｒ層は同じ
厚みに形成され、後述のデザインとなる。
【００６２】
【表５】
【００６３】さて、図２０によれば、上記デザインを用
いて得られた種々の透過率の値が上述の場合と同様に、
青銅色、紫色及び青色のフィルターに関する図表として
示されている。透過率は５５０ｎｍでわずかに一致しな
いが、フィルター装置の機能に明らかに影響を与えるほ
どではない。最も薄いＳｉＯ層と結合されたＣｒ層は共
通層として働き、その後パターンが、続いてＳｉＯ層が
設けられる。
【００６４】いかなるコーティング膜が設けられる前
に、各種の材料の厚みを決定することが必要である。こ
れは任意の厚みのＣｒをコーティングし、透過率を測定
し、透過率が５５０ｎｍで約３０％となるように修正す
ることによって実現できる。他のどのような透過率の値
も層の厚みをわずかに変化させることによって実現する
ことができる。
【００６５】ＳｉＯの決定はＣｒ層上に任意の厚みをコ
ーティングし、スペクトル反射率を測定し、背景の正確
な色彩が実現できるまで厚みを調整することによって行
われる。背景上における正確な付加的Ｃｒ層の一致はロ
ゴ及び背景の透過率が一致するまでこの層を調整するこ
とにより同様に行われなければならない。この決定手順
は他の着色背景のコーティング膜にも同様に適用でき、
その結果として他の背景のための厚みの再決定が必要と
なる。
【００６６】後述する工程が着色背景上に灰色のロゴ又
はパターンを設けるために用いられた。 1) 基体が薄板製フィルターフローキャビネット内でエ
タノール又はアセトンを用いて清浄にされた。 2) 清浄となった基体は真空チャンバー内に装填され
た。 3) 真空チャンバーは０．０１Ｐａ以下の真空に排気さ
れた。 4) コーティングの直前に、基体が約５秒間グロー放電
下に置かれた。 5) １４．９ｎｍのＣｒ層が水晶モニターを用いてコン
トロールされるか、又は光学モニターを用いて３０％の
透過率となるまで、略１．０ｎｍ／秒の速度でコーティ
ングされた。 6) コーティング設備が大気に解放された。 7) パターンを決定するマスクが設けられた。 8) 基体が再び装填された。 9) 真空設備が再び０．０１Ｐａ以下まで排気された。 10) グロー放電が約２秒間行われた。 11) 再度、水晶モニターを用いるか、又は透過率が略
２０％となるまで光学的モニターを用い、１０．５ｎ
ｍ、１０ｎｍ又は７．５ｎｍの付加的Ｃｒ層がコーティ
ングされた。その後、４２ｎｍ、５５ｎｍ又は７２ｎｍ
のＳｉＯ層がコーティングされ、その厚みは目盛付水晶
モニターか、又は反射信号が特定の狭帯域フィルターを
介して最小となるまで反射モードの光学的モニターで監
視された。 12) コーティング設備が大気に解放された。 13) 基体が真空チャンバーから取り出された。 14) マスクが除去された。
【００６７】なお、真空中において基体の前方で動かせ
ることができるような別体の機械的マスクパターンが用
いられるならば、工程6)ないし工程10) は不用とでき
る。
【００６８】同様のプロセスは異なる着色背景又は基体
上の着色ロゴからなるフィルター装置を製作するために
用いることができ、その場合における共通層は２１．３
ｎｍのＣｒ層と４２ｎｍのＳｉＯ層である。そして、背
景色はパターン領域によって囲まれた付加的ＳｉＯ層の
厚みによって決定される。このプロセスは紫色及び青色
の背景上に青銅色のロゴを設けるのに特に適用される。
【００６９】特定の背景上に複数の着色ロゴを設けるに
は複数のマスキングプロセスを必要とする。２１．３ｎ
ｍのＣｒ層は共通層である。背景の色彩はＳｉＯの一定
の厚みによって決定される。次に、第１のマスキング工
程が行われ、続いて第１のロゴの色彩を決定する他のＳ
ｉＯ層の適用が行われる。第２のマスキング工程が行わ
れ、付加的なＳｉＯ層が第２ロゴの色彩を決定するため
に設けられる。このプロセスはさらに他のロゴの色彩を
形成するために繰り返すことができる。
【００７０】硫化亜鉛、二酸化ジルコンあるいはその他
の類似物等、Ｃｒ及びＳｉＯと類似の光学特性を有する
他の材料が用いることができる。
【００７１】上述のいくつかのデザインは小さな不一致
さを有し、それはフィルターの光学的機能に影響を与え
るほどのものではないが、人間の目には捕らえられる。
このように十分な注意を払うことなく２つのデザインを
完全に整合させることは比較的難しい。そのようなデザ
インはサングラスの用途に用いられ、パターンと周囲と
の間との境界は焦点から外れ、結果的にあらゆる実際的
な用途においては見えることはない。
【００７２】マスキング手順は後述の技術を用いること
によって行うことができる。 (a) 形状をカットする機械的マスク； (b) 塗布され、その後溶媒によって除去されるマスク； (c) インクジェット印刷技術又はレーザープリンタによ
ってプリントされるマスク； (d) シルクスクリーン技術を用いることによって設けら
れるマスク； (e) フォトエッチング技術等の写真プロセス； (f) 他のオブスキュレーション技術。
【００７３】本発明の光学フィルター装置は種々な用途
を有する。代表的な例は：自動車、機関車、飛行機、ボ
ート及び他の形態の陸上、海上及び空中の移動手段のウ
インドスクリーン及び窓；ヘルメット又は類似物のため
のバイザー、サングラス、ゴーグル、スペクタクル及び
可能な場合にはコンタクトレンズ；窓、店頭、スライデ
ィングドア及び広告パネルを含む建築構造上のあらゆる
形態のガラス；カメラ、望遠鏡、双眼鏡及びその類似物
に用いられる光学レンズ及びフィルター；ライト、電
球、ランプ及びその類似物；透明なプラスチックフィル
ム及び天窓やサンルーフ等の他の透明構造体；を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 透明基体上の従来の不透明パターンを示す概
略正面図である。
【図２】 透明基体上の従来の不透明パターンを示す概
略背面図である。
【図３】 透明基体上の従来の不透明パターンの概略側
面図である。
【図４】 本発明のフィルター装置を示す概略正面図で
ある。
【図５】 本発明のフィルター装置を示す概略背面図で
ある。
【図６】 本発明のフィルター装置を示す概略側面図で
ある。
【図７】 本発明の一実施例によるフィルター装置を構
成する多層絶縁物スタックを示す断面側面図である。
【図８】 本発明の他の実施例によるフィルター装置の
金属及び絶縁物の多層スタックを示す図である。
【図９】 本発明のさらに他の実施例による金属及び絶
縁物の二層スタックの製造工程を示す図である。
【図１０】 二層スタックの次の製造工程を示す図であ
る。
【図１１】 二層スタックのさらに次の製造工程を示す
図である。
【図１２】 二層スタックのさらにまた次の製造工程を
示す図である。
【図１３】 赤色を反射する薄フィルム絶縁物スタック
における透過率及び反射率を示すグラフ図である。
【図１４】 基体として着色フィルターガラスを用いた
透過性の一致を示すグラフ図である。
【図１５】 灰色、青銅色、紫色及び青色のロゴの反射
率を示すグラフ図である。
【図１６】 灰色、青銅色、紫色及び青色のロゴの透過
率を示すグラフ図である。
【図１７】 着色ロゴの逆反射率を示すグラフ図であ
る。
【図１８】 図１８は反射防止層と共働する着色ロゴの
逆反射率を示すグラフ図である。
【図１９】 実質的に対称な光学フィルター装置に有用
な埋設されたパターンデザインにおける透過率及び反射
率を示すグラフ図である。
【図２０】 青銅色フィルター、紫色スィルター及び青
色フィルターのために標準化されていない透過率の値を
示すグラフ図である。
【図２１】 実験的コーティング装置を示す要部概略図
である。
【符号の説明】
１４ ガラスシート １６ パターン １８ フィルター装置 ３２ パターンの
反射率 ３４ 背景又は周囲領域の反射率 ３６ パターンの透過率 ３８ 背景又は周囲領域の透過率 ４０ 背景又は周囲領域の逆反射率 ４２ パターンの逆反射率 ４４Ａ〜４４Ｉ 絶縁物薄フィルム層 ４６ 基体 ４８ 絶縁物薄フ
ィルムスタック ５０ 薄フィルムスタック ５２ 金属層 ５４ 絶縁物層 ５６ 絶縁物層 ５７ マスキング
層 ８０ コーティング設備 ８２ 真空チャン
バー ９２ 参照光源 １００ 検知装置 １０８ 検知装置 １１０ カラット １１２ 基体 １１４ モニター
基体 １２２ 水晶厚みモニター装置 １２８ 中央制御測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドメニコ・オルツィ 南アフリカ共和国サンドトン、アソール、 フォレスト・ロード100番 (72)発明者 エティエンヌ・セロン 南アフリカ共和国プレトリア、メイヤーズ パーク、ウォーターメイヤー・ストリート 173番

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つの光学フィルター要素か
    ら構成される光学フィルター装置であって、光学フィル
    ター要素は第１領域と第１領域に隣接する第２領域とを
    決定し、第１領域は第２領域と実質的に同一の光透過率
    特性と、少なくとも可視スペクトル帯域で異なる光反射
    率特性とを有し、これにより第１領域と第２領域の相違
    は光学フィルター装置の一側方から見た時に視覚的に認
    識され、光学フィルター装置の反対側から見た時には実
    質的に見えない光学フィルター装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の光学フィルター装置にお
    いて、光学フィルター装置の一側方はパターン側であ
    り、光学フィルター装置の反対側は非パターン側であ
    り、第１領域と第２領域との相違は反射光中で光学フィ
    ルター装置の非パターン側から見た時には実質的に見え
    ない光学フィルター装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の光学フィルター装
    置において、光学フィルター要素は１つの透明基体と基
    体に所定のパターンで設けられた少なくとも１つの光学
    コーティング膜とを含む光学フィルター装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の光学フィルター装置にお
    いて、光学コーティング膜は複数の被覆光学薄フィルム
    を含む光学フィルター装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の光学フィルター装置にお
    いて、光学薄フィルムは少なくとも１つの金属薄フィル
    ムを含む光学フィルター装置。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の光学フィルター装
    置において、光学薄フィルムは少なくとも１つの絶縁物
    薄フィルムからなる光学フィルター装置。
  7. 【請求項７】 請求項４ないし６のいずれかに記載の光
    学フィルター装置おいて、光学薄フィルムは少なくとも
    １つの金属−絶縁物の混合物からなる混合物薄フィルム
    を含む光学フィルター装置。
  8. 【請求項８】 請求項５記載の光学フィルター装置にお
    いて、下方金属薄フィルムと上方絶縁物薄フィルムから
    構成され、金属薄フィルムの厚みがフィルター装置の透
    過率を決定し、絶縁物薄フィルムの厚みが第１領域又は
    第２領域の反射色を決定する光学フィルター装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の光学フィルター装置にお
    いて、金属薄フィルムと基体との間に介在された少なく
    とも１つの下方絶縁物薄フィルムを含み、背後側反射性
    又は逆反射性を現象させる光学的フィルター装置。
  10. 【請求項１０】 請求項６記載の光学フィルター装置に
    おいて、光学薄フィルムが絶縁物薄フィルムのスタック
    から構成され、スタック内の隣接した薄フィルムは異な
    る屈折率を有する光学フィルター装置。
  11. 【請求項１１】 請求項３記載の光学フィルター装置に
    おいて、透明基体はスペクトル帯域における透過性の不
    均一さを減少すべく設けられる必須のフィルター手段と
    共動し、透過性の色彩バランスを与える光学フィルター
    装置。
  12. 【請求項１２】 光学的基体を設け；光学的コーティン
    グ膜を選択し、基体の一方の面にそれを設け；コーティ
    ング膜に所定のパターンを形成して第１領域及び第２の
    領域を決定する；工程から構成され、これにより第１領
    域は実質的に同一の透過率特性を有するが、第２領域と
    複合化されて少なくとも可視スペクトル帯域において異
    なる光学的反射率特性を有し、第１領域と第２領域間の
    相違は光学フィルター装置の一方から見た時には視覚的
    に認めうるが、光学フィルター装置の反対側から見た時
    には実質的に視覚的に認めることができない光学フィル
    ター装置の製造方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の製造方法において、
    光学的コーティング膜と基体とは反射光中でフィルター
    装置の反対側から見た時に第１及び第２の両領域の背後
    側の反射率が実質的に同一であるように選択される光学
    フィルター装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１２又は１３記載の製造方法に
    おいて、上記光学的コーティング膜は少なくとも２つの
    被覆光学薄フィルム層からなり、光学的コーティング膜
    を設ける工程は基体に薄フィルム層を設け、上記パター
    ンを決定するマスクを用いて少なくとも１つの薄フィル
    ム層をマスキングし、マスクを除去する工程からなる光
    学フィルター装置の製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の製造方法において、
    上記光学薄フィルム層が絶縁物フィルム、金属フィルム
    及び金属−絶縁物フィルムからなる群から選ばれる光学
    フィルター装置の製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１４又は１５記載の製造方法に
    おいて、光学的薄フィルム層の厚みをモニターし、所望
    の光学的透過率特性及び反射率特性を実現する工程を含
    む光学フィルター装置の製造方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１４ないし１６のいずれかに記
    載の製造方法において、参照光源、透過光センサー及び
    反射光センサーを設け、光源と反射光センサーとの間に
    モニター基体を介在させ、連続沈着プロセスにおいてモ
    ニター基体上に少なくとも１つの光学薄フィルム層を沈
    着させ、沈着プロセス中に透過光及び反射光を測定し、
    所望の光学的透過率特性及び反射率特性が達成された時
    に沈着プロセスを終了する工程を含む光学フィルター装
    置の製造方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の製造方法において、
    モニター基体の領域に少なくとも１つの基体を設け、そ
    の基体にモニター基体と同一の沈着プロセスを受けさせ
    る工程を含む光学フィルター装置の製造方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１２ないし１８のいずれかに記
    載の製造方法において、透過色の不均一なスペクトル帯
    域を検知し、フィルター手段を有する基体を設けてその
    スペクトル帯域における透過色の不均一さを減少させる
    工程を含む光学フィルター装置の製造方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１２ないし１６のいずれかに記
    載の製造方法において、薄フィルム層は蒸着プロセス、
    写真リソグラフプロセス、浸漬プロセス、スプレープロ
    セスあるいはスパッタリングプロセスによって設けられ
    る光学フィルター装置の製造方法。
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