(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのコンポーネント共振器を備えた密接共振結合型ファブリペローエタロンを有していて、各コンポーネント共振器が、２つの部分反射ミラー（３）相互間にスペーサ層（２）を有する光フィルタ（１）において、前記複数のスペーサ層の一方だけにマルチプル四分の一波長厚さの単一層（20）を追加することにより、前記追加層（20）は、スペーサ（２）の屈折率とは著しく相違する屈折率を有し、
前記複数のスペーサ層の間の結合度は、前記コンポーネント共振器の共振の分割を誘起することを特徴とする光フィルタ。
【請求項２】
部分反射ミラーは、薄い金属層から成ることを特徴とする請求項１記載の光フィルタ。
【請求項３】
部分反射ミラーは、誘電体の四分の一波長スタックから成ることを特徴とする請求項１記載の光フィルタ。
【請求項４】
最少透過軌跡は、電磁スペクトルの可視部分の実質的に全体にわたって延びていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一に記載の光フィルタ。
【請求項５】
最少透過軌跡は、４００nm〜７００nmの波長範囲にわたって延びていることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一に記載の光フィルタ。
【請求項６】
透過率対波長特性は、電磁スペクトルの近赤外領域に少なくとも１つのパスバンドを含むことを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一に記載の光フィルタ。
【請求項７】
フィルタの正味の集積昼間視透過率は、２５％よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のうち何れか一に記載の光フィルタ。
【請求項８】
請求項１記載の光フィルタを有する第１の光学装置を通して見たときに本物であることが分かるよう物品をマーキングする方法であって、物品又はその包装材に、請求項１記載の光フィルタを有する第２の光学装置を組み込む工程を有し、第２の光学装置は、第１の光学装置を通して見たときに色合いの顕著な変化が観察されるように構成されていることを特徴とする方法。
【請求項９】
光学装置は、個々の外観においては本質的に無色であるが、透過の際に合わせて見ると強烈な色合いを帯びるよう構成されていることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
第１及び第２の光学装置の透過率対波長特性は、実質的に相補するよう構成されていて、第１の光学装置を通して見ると第２の光学装置は本質的に黒色に見えるようになっていることを特徴とする請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
第１及び第２の光学装置の透過率対波長特性は、選択された波長では実質的に同一であるように構成されていて、第１の光学装置を通して見ると第２の光学装置は色相の顕著な変化を呈するようになっていることを特徴とする請求項８又は９記載の方法。
【請求項１２】
第２の光学装置は、物品又はその包装材に貼付されるラベルに組み込まれていることを特徴とする請求項８〜１１のうち何れか一に記載の方法。
【請求項１３】
第２の光学装置は、塗料中に組み込まれていることを特徴とする請求項８〜１２のうち何れか一に記載の方法。
【請求項１４】
第２の光学装置は、ポリマーフィルム上に被着され、その後、ポリマーフィルムは、物品又はその包装材、或いは物品又はその包装材に貼付されるラベルに付着されていることを特徴とする請求項８〜１２のうち何れか一に記載の方法。
【請求項１５】
光学装置のうち少なくとも一方は、複数の光フィルタから得られ、該光フィルタは、ポリマーフィルムの層上に被着され、その後、前記層は互いに積層されて光学装置を構成していることを特徴とする請求項８〜１４のうち何れか一に記載の方法。
【請求項１６】
第１の光学装置と第２の光学装置の両方は、物品又はその包装材、或いは物品又はその包装材に貼付されるラベルに付着されていることを特徴とする請求項８〜１５のうち何れか一に記載の方法。
【請求項１７】
第１の光学装置は、一つの眼鏡に組み込まれていることを特徴とする請求項８〜１５のうち何れか一に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、本物の物品と偽物の物品をこっそりと識別することに関し、特に小売り業者に適している（しかしながら、これには限られない）。
【０００２】
イギリス国特許第２，３０２，３０８号は、うわべからではそれとは分からない手段によって検査できる偽装ラベル貼りシステムを用いて物品を保護する技術を開示している。この技術は、物品（又は、その包装材）に光フィルタを組み込み、次に、第２のフィルタを用いて観察することによりこれを検査又は検証する（物品が本物であることを証明する）方式を利用している。代表的には、光フィルタの各々の透過率対波長特性が、少なくとも１つの山（ピーク）又は谷を呈する。第２のフィルタの設計は、これが第１のフィルタと相補するようなものであり、これらの組合せは、２つの個々のフィルタのいずれにもない光学的効果を生じさせる。
【０００３】
米国特許第２，３０２，３０８号は、上述の技術に用いられるのに適した種々の光フィルタを記載しており、かかる光フィルタとしては、ファブリペローエタロン又は分配型ブラッグレフレクタを利用した従来型薄膜フィルタが挙げられる。これら装置の構造は、当業者には周知であり、例えば全誘電体型ファブリペローエタロン設計を記載した米国特許第４，７５６，６０２号を参照されたい。
【０００４】
フィルタの光学特性は、例えば、結合型ファブリペローエタロン又はマルチプル共振器ファブリペローエタロンに基づくフィルタを用いてより複雑なフィルタ構造を採用することにより高めることができる。この場合もまた、かかる装置の構造は、当業者には周知である。
【０００５】
例えば、米国特許第４，７５６，６０２号は、シングル全誘電体型ファブリペローエタロンの考えを発展させて従来型結合共振器ファブリペローエタロンを利用した単一の透過率ピークを呈する狭帯域フィルタを開示している。同様に、米国特許第５，４１０，４３１号は、上述の技術に用いられるのに適した千鳥状結合型共振器設計を記載しており、イギリス国特許第１，３０６，３３５号は、マルチプルファブリペローエタロン設計を用いた別の将来性のあるフィルタ構造を記載している。
【０００６】
イギリス国特許第２，３０２，３０８号は、例えばラベルの反射特性を斜めの目視位置の関数として変調する上述の技術を用いることにより他の重要な光学的効果が可能であることを示唆している。イギリス国特許第１，２７０，０４２号は、パスバンドが単一入射角についてのみ存在するようにする多層バンドパスフィルタを開示している。
【０００７】
イギリス国特許第２，３０２，３０８号に記載された他の例は、本質的に中性のスペクトル特性をもたらすことができる高透過率櫛形フィルタを利用している。
【０００８】
しかしながら、上述のフィルタに必要な材料の全厚は、１０×１０-6ｍという大きなものであるのがよく、このことは、標準の工業的生産方法を用いてこれらを実現する上で相当な障害をもたらすことになる。また、シングル全誘電帯型ファブリペローフィルタの動作波長の有効範囲は、パスバンド中のピークの各側に現れる透過率の望ましくない側波帯によって幾分制限される。特定のフィルタについての透過率対波長特性を参照すると、望ましくない側波帯の制約を受ける波長の範囲は、フィルタの実用的な動作範囲を定める。この範囲は、最小透過率の軌跡として定められ、フィルタの構成によりフィルタごとに様々である。上述のフィルタによって示される最小透過率の幅の狭い軌跡は、フィルタを実際に使うことができる波長範囲を減少させるという効果をもっている。
【０００９】
さらに、上述のフィルタの正味の集積昼間視透過率が低い場合が多く、上記方法により得られる光学的効果の明るさを減少させると共に達成可能な色効果の範囲を狭める。
【００１０】
本発明は、本物の物品と偽物の物品をこっそりと識別するのに用いられる改良型光フィルタ設計に関する。本発明は、従来の偽造防止技術に用いられる公知の光フィルタに代わる手段を提供するので小売り業者に特に適している。この設計の顕著な利点は、光フィルタが、１０-6ｍ未満の全フィルタ厚みを呈し、それにより、従来型フィルタと比較して工業的生産技術を向上させることにある。さらに、この光フィルタは、最小透過率の広い軌跡を呈し、広い波長範囲にわたって動作を可能にする。フィルタの正味の集積昼間視透過率は高く、利用可能な色効果の範囲を増大させると共に補助手段が利用されていない目によって容易に知覚される明るい光学的効果を生じさせる。
【００１１】
本発明によれば、少なくとも２つのコンポーネント共振器を備えた共振結合型ファブリペローエタロンを有していて、各コンポーネント共振器が、２つの部分反射ミラー相互間に１組のマルチプル半波長スペーサ層を有する光フィルタにおいて、共振器のうちの一方にマルチプル四分の一波長厚さの単一層を追加することにより、この追加層は、スペーサの屈折率とは著しく相違する屈折率を有することを特徴とする光フィルタが提供される。
【００１２】
好ましくは、部分反射ミラーは、薄い金属層又は誘電体の四分の一波長スタックから成る。
【００１３】
好ましい実施形態では、最少透過軌跡は、電磁スペクトルの可視部分の実質的に全体にわたって延びている。
【００１４】
特に、最少透過軌跡は、４００nm〜７００nmの波長範囲にわたって延びている。
【００１５】
さらに好ましい実施形態では、透過率対波長特性は、電磁スペクトルの近赤外領域に少なくとも１つのパスバンドを含む。
【００１６】
好ましくは、フィルタの正味の集積昼間視透過率は、２５％よりも大きい。
【００１７】
本発明の第２の特徴では、上述の光フィルタを有する第１の光フィルタ手段を通して見たときに本物であることが分かるよう物品をマーキングする方法であって、物品又はその包装材に、上述の光フィルタを有する第２の光フィルタ手段を組み込む工程を有し、第２の光フィルタ手段は、第１の光フィルタ手段を通して見たときに色合いの顕著な変化が観察されるように構成されていることを特徴とする方法が提供される。
【００１８】
好ましくは、光フィルタ手段は、個々の外観においては本質的に無色であるが、透過の際に合わせて見ると強烈な色合いを帯びるよう構成されている。
【００１９】
好ましい実施形態では、第１及び第２の光フィルタ手段の透過率対波長特性は、実質的に相補するよう構成されていて、第１の光フィルタ手段を通して見ると第２の光フィルタ手段は本質的に黒色に見えるようになっている。
【００２０】
さらに好ましい実施形態では、第１及び第２の光フィルタ手段の透過率対波長特性は、選択された波長では実質的に同一であるように構成されていて、第１の光フィルタ手段を通して見ると第２の光フィルタ手段は色相の顕著な変化を呈するようになっている。
【００２１】
第２の光フィルタ手段は、塗料中又は物品又はその包装材に貼付されるラベルに組み込まれている。
【００２２】
別の実施形態では、第２の光フィルタ手段は、ポリマーフィルム上に被着され、その後、ポリマーフィルムは、物品又はその包装材、或いは物品又はその包装材に貼付されるラベルに付着されている。
【００２３】
光フィルタ手段のうち少なくとも一方は、複数の光フィルタから得られ、これら光フィルタは、ポリマーフィルムの層上に被着され、その後、この層は互いに積層されて光フィルタ手段を構成している。
【００２４】
好ましい一実施形態では、第１の光フィルタ手段と第２の光フィルタ手段の両方は、物品又はその包装材、或いは物品又はその包装材に貼付されるラベルに付着されている。
【００２５】
第１の光フィルタ手段を一つの眼鏡に組み込むのがよい。
【００２６】
本発明の内容を、添付の図面を参照して以下に説明するが、これは例示に過ぎない。
【００２７】
単一パスバンドを備えた光フィルタを、ファブリペローエタロン（ファブリペロー共振器とも呼ばれる）を用いて実現できる。図１を参照すると、光フィルタ１は、その最も基本的な形態において、２つの部分反射ミラー３相互間に設けられていて、強め合ったり弱め合う干渉のプロセスが生じることができるように配置された誘電体スペーサ層２を有している。このシステム中に光損失が無い場合、この装置が、スペーサ層２の厚さによって定まるその共振波長についてのみ透明であり、これは、厚さが多重半波長である。部分反射ミラーを、金属、例えば銀又はアルミニウムの薄い層を用いて、或いは誘電体の四分の一波長スタックから具体的に構成できる。
【００２８】
この用途の目的のため「部分反射ミラー」という用語は、金属、例えばアルミニウム又は銀の薄い層で作られていても、或いは誘電体の四分の一波長スタックで作られていても、いずれにせよ部分的に反射する表面をさすものとする。
【００２９】
全誘電体型ファブリペローエタロンの場合、部分反射ミラー３は、誘電体の四分の一波長層のスタック４を有する。誘電体は、ガラス又は任意他の適当な材料であるのがよいフィルタ基体５上に被着されている。フィルタは、酸化物、窒化物、硫化物及びフッ化物を含む多種多様な化合物を用いて製作でき、かかる構造及び材料は、当業者には周知である。
【００３０】
ＴｉＯ2  及びＳｉＯ2  を用いる後者の概念を利用したファブリペローエタロンは、図２に概略的に示されている。図２に示す設計のフィルタは、（ＨＬ）ヘ  ２ＨＨ（ＬＨ）ヘ  ２によって示され、ここでＨ及びＬは、それぞれ、高屈折率材料６及び低屈折率材料７の四分の一波長厚さを表している。上述のファブリペローエタロンのスペクトル特性の中心は、図３に示すように０．５×１０-6ｍの設計波長のところにある。
【００３１】
この特定の構成では、半波長スペーサ層２は、高屈折率誘電体から成る。共振器のフィネスは、この例では極めて小さいように故意に選択されており、その結果、約１７nmのパスバンドについて半値全幅（ＦＷＨＭ）のバンド幅が得られている。共振器フィネスは、フィルタパスバンド中の隣り合う縞の間隔と縞の半幅（ピーク透過率の半分のところで測定した縞の幅）の比として定義される。
【００３２】
かかるフィルタは、スペーサ層２について低屈折率材料を用いることによっても製造できることは周知であり、この場合、図４に示すように結果的に得られる設計（ＨＬ）ヘ  ２Ｈ２ＬＨ（ＬＨ）ヘ  ２をもたらすよう四分の一波長の高屈折率材料１０が各誘電体スタックに追加される。
【００３３】
スペーサ層２の厚さを増大させることによりパスバンド８の数を多くすることができることは知られている。図２は、８Ｈスペーサ層２を有する高次フィルタの略図である。高次フィルタの対応のスペクトル特性が図６に示されている。
【００３４】
かかる装置の詳細な説明については、Ｈ．Ａ．マクレオド著『薄膜光フィルタ（Thin-Film Optical Filters ）』第２版，マクミラン社，１９８６を参照されたい。
【００３５】
残念なことに、これら従来型ファブリペローフィルタの最小透過率の軌跡の制限により、これらが実際に用いることができる波長範囲が狭められる。さらに、最小透過率の軌跡は主として、ミラースタック中に存在する誘電体の屈折率の差で定められる。それゆえに、かなり複雑な構造を用いてこれに付随する製造費の増大を招くことをしないで、ミラースタックを設計変更するだけではこの最小透過率の幅を増大させることは極めて困難である。
【００３６】
変形例として、以下の基本形態から成る共振結合型共振器設計を利用することにより追加のパスバンド８を導入してもよい。
【００３７】
レフレクタ｜半波長｜レフレクタ｜半波長｜レフレクタ
この設計のフィルタは、２重半波長（ＧＨＷ）フィルタとしても知られている。同様に、マルチプル共振器と、マルチプル半波長フィルタを形成するよう直列に互いに共振結合してもよい。
【００３８】
２つの共振器相互間の共振結合方式を、比較的短いように構成することができ、その結果、共振器の共振が分割されることになる。図７は、（ＨＬ）ヘ  ２８ＨＬ８Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２の形態の密接結合共振器設計の代表例を示している。
【００３９】
閉鎖結合設計（ＨＬ）ヘ  ２８ＨＬ８Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２の透過率スペクトルは、図８に示されている。単一共振器設計の各パスバンド８は、この場合２つ（８ａ，８ｂ）に分割されている。ただし、フィルタの全厚みはこの場合、増大しており、これに対応してその複雑さが増すと共に製造費が上乗せされる。
【００４０】
一例として、図９に示す（ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２スタックの場合を考えてみる。かかる設計の透過率スペクトルは図１０に示されている。単一低屈折率層２０を設けて（ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２ＨＬ（ＬＨ）ヘ  ２（図１１参照）をもたらすよう設計変更すると、光学透過率は、図１２に示すように別のパスバンド８が追加されることにより高められる。重要なこととして、最小透過率の軌跡は、図１０に示すものと比較して相当広くなっている。当然のことながら、最小透過率の軌跡は、４００nm〜７００nmの範囲の波長をカバーするよう拡張可能であり、この波長範囲は、電磁スペクトルの可視部分が実質的に全体を表している。これは、本発明の設計変更の重要な特徴である。というのは、色合い又は色相の変化を利用する光学的効果は、従来型フィルタを用いた場合よりもより広い波長範囲にわたって実行可能だからである。
【００４１】
共振器内の追加の誘電体層２０の厚さを増大させることにより、パスバンドをさらに追加することができる。図１３は、（ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ６Ｌ（ＬＨ）ヘ  ２に基づくフィルタ設計の略図を示しており、この場合、追加の誘電体層２０は、４つの四分の一波長まで増大されている。
【００４２】
（ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ６Ｌ（ＬＨ）ヘ  ２に基づくフィルタ設計の対応の光学的透過率が図１４に示されている。
【００４３】
図１２に示すフィルタ特性の設計波長をシフトさせると、本質的に無彩色を透過率において達成できる。同様に、かかる効果は、４又は５以上のパスバンドを備えたフィルタの場合にも得ることができる。
【００４４】
光フィルタの正味を集積昼間視透過率は、透過率バンドのバンド幅によって決定され、本発明の設計については２５％を越える。本発明のフィルタの正味の集積昼間視透過率が高いので、従来型フィルタと比較していっそう明るい光学的効果が得られると共に利用可能な色効果の範囲が増大する。
【００４５】
図１２に示すタイプのフィルタの全厚みは、約０．９５×１０-6ｍに過ぎない。
【００４６】
フィルタの２つの変形例が、偽造防止法における使用例として作られ、１つは、透明なラベルに組み込まれるものとして、又は、物品それ自体又はその包装材に取り付けられるものとして（ここで、物品又はその包装材が実質的に透明である）であり、他方は、検証手段として働くものである。両方のフィルタはこれらの個々の外観においては本質的に無色であるが、透過の際に合わせて見ると顕著な色合いを帯びることになる。
【００４７】
２つのフィルタ変形例の透過率対波長特性が相補するように構成されている場合（一方の特性のピークが他方の特性の谷に一致し、逆に一方の特性の谷が、他方の特性のピークに一致している場合）、透明なラベルに組み込まれたフィルタは、認証フィルタを通して見たときに実質的に黒色に見える。
【００４８】
変形例として、２つのフィルタ変形例の透過率対波長特性を関心のある特定の波長についてほぼ同一であるように構成することができる。透過率対波長特性中の選択されたピークは、両方のフィルタの同一波長のところで見えるように定められる。この場合、透明なラベルに組み込まれた或いは物品又はその包装材に取り付けられたフィルタは、認証フィルタを通して見ると顕著な色相を呈する。
【００４９】
特に赤の色合いについては、組合せ型フィルタの正味の効果は、０．６×１０-6ｍ〜０．７×１０-6ｍの透過バンドである。かかる効果は、例えば、図１２及び図１４のフィルタの特性を組み合わせることによって得られる。
【００５０】
緑色について比較すると、総透過バンドは、０．５×１０-6ｍと０．５６×１０-6ｍとの間の位置決めを必要とする。正味の青色の効果は、０．４２×１０-6ｍ〜０．４９×１０-6ｍのパスバンドで得られる。
【００５１】
本発明のフィルタにおける透過最小値幅の向上は、達成可能な色効果の選択において適当な自由度をもたらす上で重要である。
【００５２】
本発明は、補助手段が利用されていない目に見える光学的効果をもたらすが、その用途は、電磁スペクトルの可視部分には制限されない。適用される原理及び観察される効果を可視スペクトル外においても、適当な検出機器を利用することにより得られる。例えば、本発明の広いバンド幅により、フィルタ透過特性を電磁スペクトルの近赤外部分において適合させることができる。したがって、赤外線を用いるフィルタの検証が可能である。フィルタのこっそりと用いられる利用性が高められ、補助手段のない目ではなく機械により検証が可能である。
【００５３】
ラベルに組み込まれるべきフィルタを、フィルタのフレークを塗布が容易なように適当な結合剤中に入れることによって塗料として（例えば、スプレー又はスクリーン印刷により）具体的に構成できる。
【００５４】
変形例として、フィルタをポリマーフィルム上に被着させてもよく、次にこれをラベルに付着させる。フィルタを種々の組合せで選択的に互いに積層して互いに異なる光学的効果を生じさせてもよい。これにより、用いられるフィルタ一式の特性を連続的に変化させる便利な手段が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術で知られている従来の全誘電体型ファブリペローフィルタの概略構造を示す図である。
【図２】  従来技術で知られている形態（ＨＬ）ヘ  ２ＨＨ（ＬＨ）ヘ  ２の従来型ファブリペローエタロンの概略構造を示す図である。
【図３】  ＴｉＯ2  及びＳｉＯ2  を用いて作製され、パスバンドの中心が０．５×１０-6ｍに位置する図２に示す形式の従来型ファブリペローエタロンのスペクトル特性を示す図である。
【図４】  従来技術で知られていて、低屈折率スペーサ層を用いる設計形態（ＨＬ）ヘ  ２Ｈ２ＬＨ（ＬＨ）ヘ  ２の従来型ファブリペローエタロンの略図である。
【図５】  従来技術で知られていて、（ＨＬ）ヘ  ２８Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２スタックを利用した従来型の高次フィルタの略図である。
【図６】  （ＨＬ）ヘ  ２８Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２スタックを利用した高次フィルタのスペクトル特性を示す図である。
【図７】  従来技術で知られている設計（ＨＬ）ヘ  ２８ＨＬ８Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２の閉鎖結合共振器フィルタの略図である。
【図８】  （ＨＬ）ヘ  ２８ＨＬ８Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２スタックを利用した結合共振器設計のスペクトル特性を示す図である。
【図９】  従来技術で知られている従来型（ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２結合共振器設計の略図である。
【図１０】  （ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ（ＬＨ）ヘ  ２結合共振器設計の光伝送特性を示す図である。
【図１１】  （ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２ＨＬ（ＬＨ）ヘ  ２が得られるよう単一の低屈折率層を追加して改造した図９のフィルタの略図である。
【図１２】  形態（ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２ＨＬ（ＬＨ）ヘ  ２の改造フィルタの光伝送特性を示す図である。
【図１３】  （ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ６Ｌ（ＬＨ）ヘ  ２を利用していて、低屈折率層を６つの四分の一波長に増加させた設計のフィルタの略図である。
【図１４】  （ＨＬ）ヘ  ２ＨＬ２Ｈ６Ｌ（ＬＨ）ヘ  ２を利用したフィルタ設計の光伝送特性を示す図である。
【図１】
0004484009.tif 000002
【図２】
0004484009.tif 000003
【図３】
0004484009.tif 000004
【図４】
0004484009.tif 000005
【図５】
0004484009.tif 000006
【図６】
0004484009.tif 000007
【図７】
0004484009.tif 000008
【図８】
0004484009.tif 000009
【図９】
0004484009.tif 000010
【図１０】
0004484009.tif 000011
【図１１】
0004484009.tif 000012
【図１２】
0004484009.tif 000013
【図１３】
0004484009.tif 000014
【図１４】
0004484009.tif 000015