(57)【要約】  本発明は、基板（２０）と、基板（２０）の少なくとも１つの表面（２２）上の干渉反射低減層システム（１０）とを備える光学素子（１００）に関する。層システム（１０）は、少なくとも４つの連続する層パケット（４２、４４、４６、４８）から成るスタック（４０）を含み、各層パケット（４２、４４、４６、４８）は、第１の光学的厚さ（ｔ１）を有する第１の副層（６０）と、第１の光学的厚さ（ｔ１）とは異なる第２の光学的厚さ（ｔ２）を有する第２の副層（６２）とを含む。基板に相対的近い各第１の副層（６０）の屈折率（ｎ１）は、それぞれのスタック（４０）の、基板から相対的に遠い各第２の副層（６２）の屈折率（ｎ２）よりも大きく、層システム（１０）は、ある明度（Ｌ＊）、ある彩度（Ｃ＊）、およびある色相角（ｈ）の残留反射色を有する。層システム（１０）への表面法線（７０）に対して、境界値が０°および３０°である視野角（ＡＯＩ）の範囲における残留反射色の色相角（ｈ）の変化（Δｈ）の絶対値は、当該視野角（ＡＯＩ）の範囲における彩度（Ｃ＊）の変化（ΔＣ＊）の絶対値よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２０）と、前記基板（２０）の少なくとも１つの表面（２２）上の干渉反射低減層システム（１０）とを備える光学素子（１００）であって、
前記層システム（１０）が、少なくとも４つの連続する層パケット（４２、４４、４６、４８）のスタック（４０）を含み、各層パケット（４２、４４、４６、４８）が、第１の光学的厚さ（ｔ１）を有する第１の副層（６０）と、前記第１の光学的厚さ（ｔ１）とは異なる第２の光学的厚さ（ｔ２）を有する第２の副層（６２）と、を備え、
前記基板に相対的に近いそれぞれの前記第１の副層（６０）の屈折率（ｎ１）が、前記基板から相対的に遠い、前記スタック（４０）のそれぞれの前記第２の副層（６２）の屈折率（ｎ２）よりも高く、
前記層システム（１０）が、ある明度（Ｌ＊）、ある彩度（Ｃ＊）およびある色相角（ｈ）の残留反射色を有する、光学素子（１００）において、
前記層システム（１０）への表面法線（７０）に対して、境界値が０°および３０°である視野角（ＡＯＩ）の間隔における前記残留反射色の前記色相角（ｈ）の変化（Δｈ）の絶対値は、前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における前記彩度（Ｃ＊）の変化（ΔＣ＊）の絶対値よりも小さいことを特徴とする、
光学素子（１００）。
【請求項２】
前記視野角（ＡＯＩ）の上側境界値における前記彩度（Ｃ＊）が最大で１６の値を有すること、および／または、前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における前記彩度（Ｃ＊）の最大値が最大で１６であることを特徴とする、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記境界値が０°および３０°である前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における前記色相角（ｈ）は、最大で１５°、好ましくは最大で１０°変化することを特徴とする、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記層システム（１０）への前記表面法線（７０）に対して、視野角（ＡＯＩ）が０°から３０°〜４５°の上側境界値の境界視野角（θ）までである第２の間隔における前記色相角（ｈ）の前記変化（Δｈ）の前記絶対値は、前記視野角（ＡＯＩ）の前記第２の間隔における前記彩度（Ｃ＊）の変化（ΔＣ＊）の前記絶対値よりも小さく、前記境界視野角（θ）における前記彩度（Ｃ＊）の前記絶対値は、少なくとも２であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第２の間隔における前記色相角（ｈ）は、最大で２０°、好ましくは最大で１５°変化することを特徴とする、請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記境界値が０°および３０°である前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における明所視反射率（Ｒｖ）が最大で１．５％、好ましくは最大で１．２％であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記境界値が０°および３０°である前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における暗所視反射率（Ｒｖ’）が最大で１．５％、好ましくは最大で１．２％であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第１の副層（６０）が高屈折率材料から形成され、特に化合物Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ５、Ｐｒ２Ｏ３、ＰｒＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＩｎＳｎ酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、ＺｎＳおよび/またはそれらの変形物、特にそれらの他の酸化状態のうちの１つまたは複数から形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第２の副層（６２）が低屈折率材料から形成され、特に化合物ＭｇＦ２、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、純粋な形態および／もしくはフッ素化誘導体であるＡｌ、シラン、シロキサンを添加したＳｉＯ２または添加していないＳｉＯ２のうちの１つから形成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
少なくとも複数の前記第１の副層（６０）は、同じ第１の材料から形成され、複数の前記第２の副層（６２）は、少なくとも主に同じ第２の材料から形成されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
特に請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学素子（１００）を設計する方法であって、前記光学素子（１００）は、基板（２０）と、前記基板（２０）の少なくとも１つの表面（２２）上の干渉反射低減層システム（１０）と、を備え、
前記層システム（１０）は、少なくとも４つの連続する層パケット（４２、４４、４６、４８）のスタック（４０）を含み、各層パケット（４２、４４、４６、４８）は、第１の光学的厚さ（ｔ１）を有する第１の副層（６０）と、前記第１の光学的厚さ（ｔ１）とは異なる第２の光学的厚さ（ｔ２）を有する第２の副層（６２）と、を備え、
前記基板に相対的に近いそれぞれの前記第１の副層（６０）の屈折率（ｎ１）は、前記基板から相対的に遠い、前記スタック（４０）のそれぞれの前記第２の副層（６２）の屈折率（ｎ２）よりも高く、
前記層システムは、ある明度（Ｌ＊）、ある彩度（Ｃ＊）、およびある色相角（ｈ）の残留反射色を有し、
前記層システム（１０）への表面法線（７０）に対して、境界値が０°および３０°である視野角（ＡＯＩ）の間隔における前記残留反射色の前記色相角（ｈ）の変化（Δｈ）の絶対値は、前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における前記彩度（Ｃ＊）の変化（ΔＣ＊）の絶対値よりも小さく、以下のステップ、すなわち、
少なくとも高屈折率副層（６０）のための第１の材料および低屈折率副層（６２）のための第２の材料、前記副層（６０、６２）を有する所望の層パケット（４２、４４、４６、４８、５０）の数、前記副層（６０、６２）の厚さの開始値を含む層設計を定義するステップ（Ｓ１００）と、
０°および３０°の境界値を有する視野角（ＡＯＩ）の間隔の少なくとも境界値における、明度（Ｌ＊）、彩度（Ｃ＊）、および色相角（ｈ）を含む目標色値を定義するステップ（Ｓ１０２）と、
最適化目標に到達するまで単層厚を変化させるための最適化方法を実行するステップ（Ｓ１０４）と、
が実施される、方法。
【請求項１２】
前記視野角（ＡＯＩ）の上側境界値における前記彩度（Ｃ＊）に対して最大で１６の値が選択されること、および／または、前記彩度（Ｃ＊）に対して、最大で１６の前記視野角（ＡＯＩ）の前記間隔における最大値が選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記間隔の前記境界値における前記目標色値は、等しいかまたは類似するように選択されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層パケットのスタックを備えた光学素子、および当該光学素子を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から知られているものなど、干渉反射防止機能を備えた既知の光学要素は、通常、規格ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１３−１０に従って計算される約１％の光反射率を有する。残りの残留反射の色は、見る角度が変わると強い変化を示す。この変化は、実質的に視覚的なカラースケール全体に及ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１６／１１０３３９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、残留反射の色において、小さい視野角依存変化しか示さない干渉反射低減層システムを備えた光学素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、独立請求項の特徴によって解決される。本発明の好ましい実施形態および利点は、さらなる特許請求項、本説明、および図面から明らかになるであろう。
【０００６】
特に明記しない限り、本開示において使用される用語は、ドイツ規格協会の規格ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１３−１０（ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１２（Ｄ／Ｅ））およびｔｈｅ  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １１６６４−４：２０１２−０６（ＥＮ  ＩＳＯ  １１６６４−４：２０１１）の意味において理解されるべきである。
【０００７】
ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１３−１０のセクション４．２によれば、可視光、可視放射線、または可視波長範囲という用語は、それぞれ、人間に光の知覚を直接引き起こすことが可能である光学的放射に関連する。可視放射線は一般に４００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲を指す。
【０００８】
本開示の文脈において、可視放射線は、好ましくは、人間の眼の最大感度に対応する、それぞれ４００ｎｍまたは４６０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲を指すことができる。これにより、フィルタ特性とスルーレートの設計の設計柔軟性を同時に高めることができる。
【０００９】
規格ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１３−１０のセクション１５．１によると、スペクトル反射率、反射率（reflectance）または反射率（reflectivity）という用語は、それぞれ、特定の波長（λ）の入射放射パワーに対する、各材料、表面、またはコーティングのそれぞれによって反射されるスペクトル放射パワーの比を指す。本事例において、反射率は、単一の副層の反射率ではなく、複数の高屈折率副層および低屈折率副層を備えたコーティング全体の反射率を指す。
【００１０】
本発明は、基板と、基板の少なくとも１つの表面上の干渉反射低減層システムとを備える光学素子に基づいており、層システムは、少なくとも４つの連続する層パケットのスタックを含み、各層パケットは、第１の光学的厚さを有する第１の副層と、第１の光学的厚さとは異なる第２の光学的厚さを有する第２の副層とを備え、基板に相対的に近いそれぞれの第１の副層の屈折率は、基板から相対的に遠い、スタックのそれぞれの第２の副層の屈折率よりも高く、層システムは、ある明度、ある彩度、およびある色相角の残留反射色を有する。
【００１１】
層システムへの表面法線に対して、境界値が０°および３０°である視野角の間隔における残留反射色の色相角の変化の絶対値は、当該視野角の間隔における彩度の変化の絶対値よりも小さいことが提案される。
【００１２】
彩度は、色飽和度としても表記することができる。色相角は、色角としても表記することができる。
【００１３】
有利なことに、副層の層厚を変えることによって、視野角が大きく変化しても残留反射色が変化しないか、またはわずかにしか変化しない、色が安定した層システムを提供することができる。有利なことに、広い視野角範囲にわたる彩度と色相角との適切な組み合わせによって、色が安定した残留反射色を達成することができる。
【００１４】
スタック内の複数の層パケットの、基板に相対的に近い複数の第１の副層は、同じ第１の材料から形成することができる。
【００１５】
基板から相対的に遠い複数の第２の副層も、第１の副層の第１の材料とは異なる同じ第２の材料から作製することができる。第２の副層に匹敵する屈折特性を有する第３の材料の機能層が、基板から最も遠い層パケット内の、第１の副層と第２の副層との間に配置されることが可能にされ得る。計算の目的で、必要に応じて、機能層を第２の副層に関連付けることができる。代替的に、第１の副層の材料は、スタック内で変化し得る。同様に、代替的に、第２の副層が形成される材料がスタック内で変化することが可能にされ得る。
【００１６】
有利には、層システムは、４つまたは５つの層パケットを含むことができる。好ましくは、５つの層パケットが提供される。６つ以上の層パケットを提供することもできる。
【００１７】
光学素子の好ましい実施形態によれば、視野角の上側境界値（上限値）における彩度は、最大で１６の値を有することができる。代替的または付加的に、上記視野角の間隔における彩度の最大値は最大で１６であり得る。これにより、色相角の端においてだけでなく、残留反射に対して高い色恒常性を有するすべての反射色を実現することが可能である。
【００１８】
光学素子の好ましい実施形態によれば、境界値が０°および３０°である視野角の間隔における色相角は、最大で１５°、好ましくは最大で１０°変化することができる。光学系の残留反射の色の印象は、大きい範囲の視野角にわたって観察者にとって完全にまたはほとんど変化しないままである。
【００１９】
光学素子の好ましい実施形態によれば、層システムへの表面法線に対して、０°から上側境界値が３０°から４５°である境界視野角までの視野角の第２の間隔における色相角の変化の絶対値は、視野角の第２の間隔における彩度の変化の絶対値よりも小さくすることができ、境界視野角における彩度の絶対値は、少なくとも２に等しくなり得る。
【００２０】
特に、第２の間隔における色相角ｈは、最大で２０°、好ましくは最大で１５°変化することができる。有利なことに、視野角の変動が大きい場合でも、色が安定した残留反射色が得られる。
【００２１】
光学素子の好ましい実施形態によれば、境界値が０°および３０°である視野角の間隔における明所視反射率は、最大で１．５％、好ましくは最大で１．２％であり得る。
【００２２】
光学素子の好ましい実施形態によれば、境界値が０°および３０°である視野角の間隔における暗所視反射率は、最大で１．５％、好ましくは最大で１．２％であり得る。
【００２３】
光学素子の好ましい実施形態によれば、第１の副層は、高屈折率材料から形成することができる。
【００２４】
有利には、第１の副層は、化合物Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ５、Ｐｒ２Ｏ３、ＰｒＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＩｎＳｎ酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、ＺｎＳおよび/またはそれらの変形物、特にそれらの他の酸化状態のうちの少なくとも１つまたは複数を有することができる。
【００２５】
２つ以上の化合物が第１の副層に含まれる場合、これらは、例えば、複数の層内に適用することができ、または、例えば、同時適用によって、混合して１つの層内に提供することもできる。
【００２６】
これらの材料は、コーティング眼鏡レンズなどの、光学素子に配置するための高標準屈折率材料として知られている。しかしながら、より高い屈折率の副層はまた、副層全体の屈折率が１．６よりも大きく、好ましくは少なくとも１．７、より好ましくは少なくとも１．８、最も好ましくは少なくとも１．９である限り、ＳｉＯ２または他のより低い屈折率の材料を含むこともできる。
【００２７】
光学素子の好ましい実施形態によれば、第２の副層は、低屈折率材料から形成することができる。
【００２８】
より低い屈折率の副層は、ＭｇＦ２、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、または、純粋な形態もしくはフッ素化誘導体であるＡｌ、シラン、シロキサンを添加したＳｉＯ２の材料のうちの少なくとも１つを有することができる。ただし、より低い屈折率の副層は、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３との混合物を含むこともできる。好ましくは、より低い屈折率の副層は、少なくとも８０重量％のＳｉＯ２、より好ましくは少なくとも９０重量％のＳｉＯ２を含むことができる。
【００２９】
好ましくは、低屈折副層の屈折率は、最大で１．５５、好ましくは最大で１．４８、特に好ましくは最大で１．４である。これらの屈折率の値は、２５℃の温度、および、５５０ｎｍの使用される光強度の基準波長における標準状態での表記である。
【００３０】
異なる屈折率を有する層材料の典型的な例は、屈折率１．４６の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、屈折率１．７の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、屈折率２．０５の二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、屈折率２．１の酸化プラセオジミウムチタン（ＰｒＴｉＯ３）、屈折率が各々２．３の酸化チタン（ＴｉＯ２）および硫化亜鉛（ＺｎＳ）である。これらの値は、コーティング方法および層厚に応じて最大１０％変動する可能性のある平均値を表す。
【００３１】
一般的な光学ガラスの屈折率は１．５〜２．０である。したがって、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの屈折率が１．５未満の層材料は、光学ガラスと組み合わせて低屈折率材料として表記され、ＺｒＯ２、ＰｒＴｉＯ３、ＴｉＯ２、ＺｎＳなどの屈折率が２．０より大きい層材料は、光学ガラスと組み合わせて高屈折率材料として表記される。
【００３２】
第１の副層および第２の副層の高屈折率材料と低屈折率材料との間の屈折率の差は、コーティング方法および層厚に応じて、好ましくは少なくとも０．２から少なくとも０．５である。
【００３３】
このタイプのコーティングに使用される材料は、例えば、ＰＶＤ法（ＰＶＤ＝物理気相成長）またはＣＶＤ法（ＣＶＤ＝化学気相成長）によって光学系の基板に適用される典型的な材料である。
【００３４】
光学素子の好ましい実施形態によれば、少なくとも複数の第１の副層は、同じ第１の材料から形成することができ、複数の第２の副層は、少なくとも主に同じ第２の材料から形成することができる。
【００３５】
任意選択的に、複数の第２の副層は、同じ第２の材料から形成することができ、基板から最も遠い層パケット内にのみ、第１の副層と第２の副層との間に機能層を有することができる。機能層は低い屈折率を有することができ、必要に応じて計算目的で第２の副層に追加することができる。
【００３６】
本発明の別の態様によれば、本発明による光学素子を設計するための方法が提案される。
【００３７】
光学素子は、基板と、基板の少なくとも１つの表面上の干渉反射低減層システムとを備え、層システムは、少なくとも４つの連続する層パケットのスタックを含み、各層パケットは、第１の光学的厚さを有する第１の副層と、第１の光学的厚さとは異なる第２の光学的厚さを有する第２の副層とを備え、基板に相対的に近いそれぞれの第１の副層の屈折率は、スタックの基板から相対的に遠いそれぞれの第２の副層の屈折率よりも高く、層システムは、ある明度、ある彩度、およびある色相角の残留反射色を有する。層システムへの表面法線に対して、境界値が０°および３０°である視野角の間隔における残留反射色の色相角の変化の絶対値は、当該視野角の間隔における彩度の変化の絶対値よりも小さい。
【００３８】
この方法では、以下のステップ、すなわち、少なくとも高屈折率副層のための第１の材料および低屈折率副層のための第２の材料、複数の副層を有する複数の所望の層パケットの数、副層の厚さの開始値を含む層設計を定義するステップと、０°および３０°の境界値を有する視野角の間隔の少なくとも境界値における、明度、彩度、および色相角を含む目標色値を定義するステップと、最適化目標に到達するまで単層厚を変化させるための最適化方法を実行するステップが実施される。
【００３９】
好ましい実施形態によれば、最大１６の値が、視野角の上側境界値における彩度に対して選択され得る。代替的または付加的に、最大１６の視野角の間隔における最大値が彩度に対して選択され得る。これにより、色相角の端においてだけでなく、残留反射に対して高い色恒常性を有するすべての反射色を実現することが可能である。
【００４０】
好ましい実施形態によれば、上記間隔の境界値における目標色値は、等しいかまたは類似するように選択することができる。
【００４１】
特に、異なる残留反射色の色相角の最大偏差を指定することができる。
【００４２】
残留反射色が青色の場合、０°〜３０°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝４°、特に好ましくは最大でΔｈ＝３．５°であり得る。０°〜３３°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．５°であり得る。
【００４３】
残留反射色が緑色の場合、０°〜３０°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝３°、特に好ましくは最大でΔｈ＝２°であり得る。０°〜４５°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．６°であり得る。
【００４４】
残留反射色が黄色の場合、０°〜３０°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝１．５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝０．９°であり得る。０°〜４５°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．６°であり得る。
【００４５】
残留反射色が赤色の場合、０°〜３０°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝６°、特に好ましくは最大でΔｈ＝５．３°であり得る。０°〜４５°の視野角の間隔における色相角の好ましい許容可能な変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝２０°、特に好ましくは最大でΔｈ＝１６．８°であり得る。
【００４６】
さらなる利点は、以下の図面の説明から生じる。図には、本発明の例示的な実施形態が示されている。図、本明細書、および特許請求の範囲は、多数の機能を組み合わせにおいて含む。当業者にはまた、特徴を個別に検討し、それらを組み合わせて有用なさらなる組み合わせを形成することも好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】層システムが基板上に４つの層パケットを有する本発明の例示的な実施形態を示す図である。
【図２】層システムが基板上に５つの層パケットを有する本発明の例示的な実施形態を示す図である。
【図３】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で青色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図４】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図３のグラフの詳細を示す図である。
【図５】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図６】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図７】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図８】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図９】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で緑色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図１０】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図９のグラフの詳細を示す図である。
【図１１】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図１２】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図１３】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図１４】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図１５】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で黄色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図１６】３８０ｎｍ〜７８０の波長範囲における図１５のグラフの詳細を示す図である。
【図１７】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図１８】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図１９】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図２０】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図２１】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で赤色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図２２】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図２１のグラフの詳細を示す図である。
【図２３】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図２４】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図２５】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図２６】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図２７】０°〜３０°の視野角の第１の間隔における、異なる残留反射色を有する本発明による層システムおよび従来技術による層システム上の測定値を有する極座標図である。
【図２８】０°〜４５°の視野角のさらなる間隔における図２７による極座標図である。
【図２９】本発明による層システムを設計するための好都合な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図では、同じ種類のまたは同じ効果を有する構成要素に同じ符号が付されている。これらの図は単なる例であり、限定的なものとして理解されるべきではない。
【００４９】
「左」、「右」、「上」、「下」、「前」、「背後」、「後」などの、以下で使用される方向の用語は、図面の単に理解を深める役割を果たすに過ぎず、決して一般性の限定を表すことを意図したものではない。表現された構成要素および要素、それらの設計ならびに使用は、当業者の考慮事項の意味で変化する可能性があり、それぞれの用途に適合させることができる。
【００５０】
図１および図２は、本発明の例示的な実施形態による、例示的な光学素子１００、例えば眼鏡レンズを示す。
【００５１】
図１では、光学素子１００は、基板２０の表面２２上に４つの層パケット４２、４４、４６、４８のスタック４０を備えた層システム１０を備える。
【００５２】
図２では、光学素子１００は、基板２０の表面２２上に５つの層パケット４２、４４、４６、４８、５０のスタック４０を備えた層システム１０を備える。
【００５３】
層パケット４２、４４、４６、４８、５０の数が異なること（図１の４つおよび図２の５つ）を除いて、図１に関連する一般的および特定的な性質のさらなる説明は、特に明記しない限り図２の実施形態にも当てはまる。
【００５４】
層システムは、表面法線７０から測定される、０°から例えば３０°の境界角までの視野角ＡＯＩによって観察者によって見られる。
【００５５】
基板２０は、例えば、プラスチック、特に眼鏡レンズのための透明プラスチックである。
【００５６】
特に、本開示の文脈における眼鏡レンズという用語は、規格ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１３−１０のセクション８．１．１３によるコーティングされた眼鏡レンズを指し、したがって、その特性のうちの１つまたは複数を変更するために１つまたは複数の表面コーティングが適用された眼鏡レンズを指す。
【００５７】
好ましくは、そのような眼鏡レンズは、特に眼鏡（矯正ありおよび矯正なし）、サングラス、スキーゴーグル、作業用ゴーグル、および頭部装着型ディスプレイデバイス（いわゆる「ヘッドマウントディスプレイ」）と接続されている眼鏡として有利に展開することができる。
【００５８】
本開示の文脈において、眼鏡レンズという用語は、半完成眼鏡レンズ製品、特に、規格ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １３６６６：２０１３−１０のセクション８．４．２による眼鏡レンズブランクまたは半完成眼鏡レンズ製品、すなわち、光学的に仕上げられた表面が１つしかないレンズブランクまたはブランクをさらに含むことができる。
【００５９】
図１および図２の実施形態を参照すると、基板２０の反対側の表面２４は、任意選択的に、別の、類似のもしくは同一の層システム１０を有してもよく、コーティングを有しなくてもよく、または保護コーティングのみを有してもよい。
【００６０】
基板２０上の最下層として、層システム１０は、通常、例えば、スタック４０の接着を改善するための、および／または基板２０の擦過傷保護としての、単層または多層の中間層３２を有する。この中間層３２は、例えば、準化学量論的な低屈折率の金属酸化物、クロム、シラン、またはシロキサンから成ることができる。中間層３２は、さらなる考察には関係がない。
【００６１】
図１において、中間層３２上に、スタック４０の４つの層パケット４２、４４、４６、４８が連続して配置され、各層パケット４２、４４、４６、４８は、基板に相対的に近い副層６０と、それに続く、基板から相対的に遠い副層６２とから成る。
【００６２】
好ましくは、基板に相対的に近い副層６０の各々は、同一の第１の材料から形成される。好ましくは、第１の材料は、第１の屈折率ｎ１を有する相対的に高い屈折率の材料である。
【００６３】
好ましくは、基板から相対的に遠い副層６２の各々は、同一の第２の材料から形成される。好ましくは、第２の材料は、第２の屈折率ｎ２を有する相対的に低い屈折率の材料である。屈折率ｎ１は、屈折率ｎ２よりも大きく、好ましくは、屈折率ｎ１、ｎ２の差は、少なくとも０．２、好ましくは最大で少なくとも０．５である。
【００６４】
副層６０、６２の順序はスタック４０内で同じままであり、その結果、各層パケット４２、４４、４６、４８において、基板に相対的に近いそれぞれの副層６０は常に相対的に高い屈折率の層であり、基板から相対的に遠いそれぞれの副層６２は、常に副層６０、６２のうちの低い屈折率の層である。
【００６５】
特に、相対的に高い屈折率の副層６０は、高屈折率の材料の層であり得、相対的に低い屈折率の副層６２は、低屈折率の材料の層であり得る。
【００６６】
スタック４０内の層パケット４２、４４、４６、４８は、それぞれの厚さ、および／または、各層パケット４２、４４、４６、４８内の単一の副層６０、６２の厚さのみが異なる。
【００６７】
それ自体知られている方法において、スタック４０は、例えば、層システム１０を維持する役割を果たすカバー層３４によって終端している。カバー層３４は、スタック４０の最上層パケット４８の最後の光学的に関連する副層６２に設けられ、フッ素含有分子を含むことができる。カバー層３４は、通常、スタック４０に改善されたメンテナンス特性を与え、特性は、典型的には１５ｍＮ／ｍ未満の表面エネルギーにおける撥水および撥油機能などである。
【００６８】
カバー層３４は、さらなる考察には関係がない。
【００６９】
基板から最も遠い最上層パケット４８（または図２においては層パケット５０のそれぞれ）は、任意選択で、基板に相対的に近い副層６０と基板から相対的に遠い副層６２との間に機能層６４を有し、機能層は、例えば、電気伝導率の増加のために、機械的応力の均等化のために、または拡散バリアとして作用することができる。この機能層６４は、低屈折率材料から形成することができ、例えばアルミニウムなどの他の金属酸化物と合金化することができる。光学特性の計算目的およびシミュレーション目的のために、機能層６４を、基板から最も遠い最上層パケット４８（または図２においては層パケット５０のそれぞれ）の相対的に低い屈折率の副層６２に追加することができ、または、必要に応じて、たとえば、層厚が比較的薄い場合は無視することができる。
【００７０】
層システム１０のスタック４０の光学特性は、それ自体知られている計算方法および／または最適化方法によってシミュレートすることができる。このとき、層システム１０は、層パケット４２、４４、４６、４８の単一の副層６０、６２の決定された層厚で生成される。
【００７１】
光学層システム１０の製造において、層システム１０のその光学特性は、副層６０、６２の製造中に調整される。例えば、以下に簡潔に概説されるＷＯ２０１６／１１０３３９Ａ１から知られている方法を使用することができる。既知の方法によって、使用する材料は同じまま、層厚を変更するだけで、ミラーリングまたは反射低減などのさまざまな光学効果を材料システムにおいて実現することができる。ただし、他の方法も可能である。
【００７２】
材料を同じままにしながら、ＷＯ２０１６／１１０３３９Ａ１に記載されているように層パケットの厚さを変えることにより、特に反射低減効果のために、異なる反射率を達成することができる。これは、パラメータσをそれぞれ最小化または最適化することによって実現される。パラメータσは、このとき、スタック４０内の、図１による４つの層パケット４２、４４、４６、４８それぞれの、または図２による５つの層パケット４２、４４、４６、４８、５０それぞれの、副層６０、６２の層厚の関数、または、副層６０、６２の光学的厚さｔ１、ｔ２の比の関数である。
【００７３】
特定の波長λにおいて、層の光学的厚さｔは、ＦＷＯＴ（全波光学的厚さ）とも呼ばれ、以下のように決定される。
【００７４】
2022500690.tif 000003
【００７５】
式中、ｄは層厚を表し、λは設計波長を表し、ｎは副層６０、６２の屈折率を表す。
【００７６】
スタック４０による反射低減効果は、反射率Ｒｍとパラメータσとの積が１よりも小さく設定されている場合、スタック４０の予め決定することが可能な反射率Ｒｍに対して達成することができる。
【００７７】
2022500690.tif 000004
【００７８】
反射率（reflectance）とも呼ばれる反射率（reflectivity）Ｒｍは、ここでは、エネルギー量としての光ビームの反射強度と入射強度との比を表す。反射率Ｒｍは、３８０ｎｍ〜８００ｎｍまでの光の範囲にわたって好都合に平均化され、１００％で表記される。
【００７９】
このような条件Ｒｍ・σ＜１は、層システム１０を生成する方法の最適化プロセスの境界条件として適用することができる。
【００８０】
層パケット４２、４４、４６、４８の第１の副層６０および第２の副層６２の光学的厚さｔ１、ｔ２は、最適化方法によって、好ましくは変分計算によってパラメータσを決定することによって決定される。
【００８１】
その中で、好ましくは、４つの層パケット４２、４４、４６、４８がスタック４０にあるときのそれぞれの副層６０、６２の厚さは、それぞれの層パケット４２、４４、４６、４８のそれぞれの相対的に高い屈折率の第１の副層６０の第１の光学的厚さｔ１および相対的に低い屈折率の第２の副層６２の第２の光学的厚さｔ２の商ｖｉ（ｉ＝１、２、３、４）の関数として形成される。
【００８２】
インデックスｉ＝１、２、３、４は、基板２０上の層パケット４２、４４、４６、４８の順序を表す。したがって、ｖ１は、基板に最も近い層パケット４２を表し、ｖ４は、基板から最も遠い層パケット４８を表す。
【００８３】
４つの連続する層パケット４２、４４、４６、４８から成るスタックの場合、パラメータσは以下の式から決定することができる。
【００８４】
2022500690.tif 000005
【００８５】
第１の副層６０および第２の副層６２は、このように計算されたパラメータ、特にスタック４０の副層６０、６２の光学的厚さｔ１、ｔ２で生成される。
【００８６】
有利な実施形態では、図２による層システム１０において、５つの連続する層パケット４２、４４、４６、４８、５０を有するスタック４０のパラメータσは、以下の関係から決定することができる。
【００８７】
2022500690.tif 000006
【００８８】
式中、ｉは２〜ｎｍａｘ＝５までである。
【００８９】
インデックスｉ＝１、２、３、４、５は、基板２０上の層パケット４２、４４、４６、４８、５０の順序を表す。したがって、ｖ１は、基板に最も近い層パケット４２を表し、ｖ５は、基板から最も遠い層パケット５０を表す。
【００９０】
ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １  １６６４−４：２０１２−０６（ＥＮ  ＩＳＯ  １１６６４−４：２０１１）に記載されているように、デカルト座標のいわゆるＣＩＥ−Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間（単純化ＣＩＥＬａｂ色空間）において知覚的に関連する色を指定することが知られている。
【００９１】
Ｌ＊はＣＩＥＬａｂ明度、ａ＊、ｂ＊はＣＩＥＬａｂ座標、Ｃ＊はＣＩＥＬａｂ彩度、ｈａｂはＣＩＥＬａｂ色相角である。
【００９２】
Ｌ＊軸は、０〜１００の値によって色の明度（輝度）を表す。Ｌ＊軸は、ゼロ点においてａ＊ｂ＊平面に垂直である。黒色（Ｌ＊＝０）端点と白色（Ｌ＊＝１００）端点との間にすべての無彩色（灰色の色調）が含まれているため、これはニュートラルグレー軸とも呼ばれる。
【００９３】
ａ＊軸上で、緑色と赤色とは互いに反対にあり、ｂ＊軸は青色と黄色の間に延在する。補色の色調は、中心において互いに１８０度反対になっている。すなわち、座標原点ａ＊＝０、ｂ＊＝０は灰色である。
【００９４】
ａ＊軸は、色の緑色成分または赤色成分を表す。負の値は緑色を表し、正の値は赤色を表す。ｂ＊軸は、色の青色成分または黄色成分を表す。負の値は青色を表し、正の値は黄色を表す。
【００９５】
ａ＊値は約−１７０〜＋１００の範囲で変動し、ｂ＊値は−１００〜＋１５０の範囲で変動し、特定の色調の中間の明度においてのみ、最大値に達する。ＣＩＥＬａｂ色体は、中間の明度範囲内で最大の範囲を有するが、この範囲は、色の範囲に応じて高さおよびサイズが異なる。
【００９６】
ＣＩＥＬａｂ色相角ｈａｂは、ａ＊とｂ＊の両方が正の場合は０°〜９０°でなければならず、ｂ＊が正かつａ＊が負の場合は９０°〜１８０°でなければならず、ａ＊とｂ＊の両方が負の場合は１８０°〜２７０°でなければならず、ｂ＊が負かつａ＊が正の場合は２７０°〜３６０°でなければならない。
【００９７】
ＣＩＥ−Ｌ＊Ｃ＊ｈ色空間（単純化ＣＩＥＬＣｈ色空間）では、ＣＩＥＬａｂ色空間のデカルト座標が極座標に変換される。円筒座標Ｃ＊（彩度、相対色飽和度、中心におけるＬ軸からの距離）およびｈ（色相角、ＣＩＥＬａｂ色円内の色調の角度）が指定される。ＣＩＥＬａｂの明度Ｌ＊は変更されないままである。
【００９８】
色相角ｈは、ａ＊軸およびｂ＊軸から得られる。
【００９９】
2022500690.tif 000007
【０１００】
ここでの色相角ｈは、反射低減層システム１０の残留反射の色を表す。
【０１０１】
彩度Ｃ＊は以下のようになる。
【０１０２】
2022500690.tif 000008
【０１０３】
彩度Ｃ＊は色深度とも呼ばれる。
【０１０４】
既知の反射低減コーティングでは、残留反射の色は、層システム１０（ＡＯＩ＝０°）への光の垂直入射に対して最適化されており、視野角ＡＯＩの変化に応じて大きく変化する。
【０１０５】
青色、緑色、黄色、赤色の様々な残留反射色について以下の図に示すように、本発明による層システム１０は、視野角ＡＯＩが０°〜３０°の範囲内で変化しても、ほぼ色が安定している４つの層パケット４２、４４、４６、４８または５つの層パケット４２、４４、４６、４８、５０によって形成することができる。言い換えれば、観察者がこの角度間隔内の視野角ＡＯＩで光学素子１００を見るとき、残留反射の色印象は実質的に変化しない。
【０１０６】
図３〜図８は、残留反射色が青色である本発明による層システム１０の値を示している。
【０１０７】
図３は、２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲における本発明による層システム１０のパーセントでの反射率Ｒを示し、図４は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図３のグラフの詳細を示す。層システム１０の反射率Ｒは、層システム１０の上面視で、すなわち、表面法線７０から測定される、約０°の小さい角度ＡＯＩにおいて決定される（図１、図２）。
【０１０８】
図５は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた彩度Ｃ＊の変化を示し、図６は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた明度Ｌ＊の変化を示し、図７は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた色相角ｈの変化を示している。図８は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示している。
【０１０９】
反射率Ｒは、２８０ｎｍで約５５％から低下し、約３８０ｎｍで小さい最大値になり、約７３０ｎｍで再びゆっくりと上昇する（図３）。見てわかるように、反射率Ｒは４８０ｎｍ〜７８０ｎｍでは非常に低く、１％未満である（図４）。５３０ｎｍ〜７３０ｎｍでは、反射率Ｒは部分的にさらに０．５％未満である。
【０１１０】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、彩度Ｃ＊は０°における約６．５から３０°における約２．５まで低下し、約４２°で０に低下し、その後上昇する（図５）。４５°において、彩度Ｃ＊の値は約１である。青色のＡＯＩ間隔における彩度Ｃ＊の最高値はＣ＊＝７である。彩度Ｃ＊の最高値は、ＡＯＩ間隔の下側境界値にある。
【０１１１】
０°〜２５°のＡＯＩ間隔では、明度Ｌ＊はわずかな低下でほとんど変化せず、そして、３０°における約Ｌ＊＝４．５から４５°における約Ｌ＊＝８まで上昇する（図６）。
【０１１２】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、色相角ｈは０°〜３０°で約ｈ＝２７２°からｈ＝２６８°のわずか上までわずかに低下し、その後ＡＯＩ＝４０°においてｈ＝２６０°までより急激に低下する（図７）。
【０１１３】
残留反射色が青色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝４°、特に好ましくは最大でΔｈ＝３．５°である。０°≦ＡＯＩ≦３３°での色相角ｈの変化は、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．５°である。
【０１１４】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の曲線は実質的には変化せず、それぞれ０．５（Ｒｖ）および０．７〜０．６（Ｒｖ’）のままであり、ＡＯＩ＝３０°〜４５°で１の値まで上昇する（図８）。
【０１１５】
図９〜図１４は、残留反射色が緑色である本発明による層システム１０の値を示している。
【０１１６】
図９は、２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲における本発明による層システム１０のパーセントでの反射率Ｒを示し、図１０は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図９のグラフの詳細を示す。層システム１０の反射率Ｒは、層システム１０の上面視で、すなわち、表面法線７０から測定される、約０°の小さい角度ＡＯＩにおいて決定される（図１、２）。
【０１１７】
図１１は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた彩度Ｃ＊の変化を示し、図１２は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた明度Ｌ＊の変化を示し、図１３は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた色相角ｈの変化を示している。図１４は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示している。
【０１１８】
反射率Ｒは、２８０ｎｍで約５５％から低下し、約３８０ｎｍで小さい最大値になり、約７３０ｎｍにおいて再びゆっくりと上昇する（図９）。見てわかるように、反射率Ｒは４３０ｎｍ〜７３０ｎｍでは非常に低く、１％未満である（図１１）。約５３０ｎｍおよび約６００ｎｍ〜約７００ｎｍでは、反射率Ｒは部分的にさらに０．５％未満である。
【０１１９】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、彩度Ｃ＊は０°における約Ｃ＊＝５から３０°における約Ｃ＊＝６まで上昇し、わずかに上昇し続け、その後４０°で低下する（図１１）。４５°では、彩度Ｃ＊の値は約５である。緑色のＡＯＩ間隔における彩度Ｃ＊の最高値はＣ＊＝７である。彩度Ｃ＊の最高値は、ＡＯＩ間隔の上側境界値の近くにある。
【０１２０】
０°〜３０°のＡＯＩ間隔では、明度Ｌ＊はＬ＊＝５．５でほぼ一定であり、２５°において上昇し始め、４５°においてＬ＊＝１０に達する（図１２）。
【０１２１】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、色相角ｈは０°〜２０°の間で約ｈ＝１４７°でほぼ一定であり、２０°からわずかに上昇し始め、ＡＯＩ＝４０°においてｈ＝１５５°をわずかに超える（図１３）。
【０１２２】
残留反射色が緑色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくはΔｈ＝２°である。０°≦ＡＯＩ≦４５°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．６°である。
【０１２３】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の曲線は実質的に等しく、０°〜３０°の間でほぼ一定であり、両方ともそれぞれ０．６（Ｒｖ）および０．７〜０．６（Ｒｖ’）のままである。曲線はＡＯＩ＝３０°〜４５°の間で１．５の値まで上昇する（図１４）。
【０１２４】
図１５〜図２０は、残留反射色が黄色である本発明による層システム１０の値を示している。
【０１２５】
図１５は、２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲における本発明による層システム１０のパーセントでの反射率Ｒを示し、図１６は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図９のグラフの詳細を示す。層システム１０の反射率Ｒは、層システム１０の上面視で、すなわち、表面法線７０から測定される、約０°の小さい角度ＡＯＩにおいて決定される（図１、図２）。
【０１２６】
図１７は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた彩度Ｃ＊の変化を示し、図１８は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた明度Ｌ＊の変化を示し、図１９は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた色相角ｈの変化を示している。図２０は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示している。
【０１２７】
反射率Ｒは、２８０ｎｍにおける約２０％から低下し、約３３０ｎｍでちょうど３０％を超えるわずかにより高い最大値になり、その後は低いままで、約６８０°において再びゆっくりと上昇する（図１５）。見てわかるように、反射率Ｒは４３０ｎｍ〜５８０ｎｍでは非常に低く、１％未満である（図１６）。
【０１２８】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、彩度Ｃ＊は０°における約６．５から３０°における約９までゆっくりと上昇し、約３５°において１０の最大値を有し、その後再び低下する（図１７）。４５°において、彩度Ｃ＊の値は８である。黄色のＡＯＩ間隔における彩度Ｃ＊の最高値はＣ＊＝１０であるかまたはわずかに下回る。彩度Ｃ＊の最高値は、ＡＯＩ間隔の上側境界値よりもわずかに下にある。
【０１２９】
０°〜２５°のＡＯＩ間隔では、明度Ｌ＊は０°における約Ｌ＊＝６．５および約３５°におけるＬ＊＝１０のわずかな上昇を示し、その後ゆっくりと再び低下する（図１８）。
【０１３０】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、色相角ｈは０°〜３０°の間で約ｈ＝８４°から約ｈ＝８３°までわずかに低下し、その後３５°からより急激に低下する（図１９）。
【０１３１】
残留反射色が黄色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝１．５°、特に好ましくはΔｈ＝０．９°である。０°≦ＡＯＩ≦４５°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．６°である。
【０１３２】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の曲線は互いに平行に延び、２０°までわずかにのみ上昇し、それぞれ０．５（Ｒｖ）および０．７〜０．６（Ｒｖ’）のままであり、ＡＯＩ＝３０°〜４５°で２の値まで上昇する（図２０）。
【０１３３】
図２１〜図２６は、残留反射色が赤色である本発明による層システム１０の値を示している。
【０１３４】
図２１は、２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲における本発明による層システム１０のパーセントでの反射率Ｒを示し、図２２は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図９のグラフの詳細を示す。層システム１０の反射率Ｒは、層システム１０の上面視で、すなわち、表面法線７０から測定される、約０°の小さい角度ＡＯＩにおいて決定される（図１、２）。
【０１３５】
図２３は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた彩度Ｃ＊の変化を示し、図２４は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた明度Ｌ＊の変化を示し、図２５は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた色相角ｈの変化を示している。図２６は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の１つを示している。
【０１３６】
反射率Ｒは、約３３０ｎｍで約２０％の最大値を示し、その後低い値に低下し、約５３０ｎｍにおいて再びゆっくりと上昇する（図２１）。見てわかるように、反射率Ｒは４３０ｎｍ〜６００ｎｍでは非常に低く、０．５％を下回る（図２２）。
【０１３７】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、彩度Ｃ＊は０°における約Ｃ＊＝４から３０°における約Ｃ＊＝１０まで上昇し、その後３５°〜４５°の間で一定のままである（図２３）。４５°において、彩度Ｃ＊の値は、最大１４、たとえば１３〜１４である。赤色のＡＯＩ間隔における彩度Ｃ＊の最高値はＣ＊＝１３である。彩度Ｃ＊の最高値は、ＡＯＩ間隔の上側境界値に近いところにある。
【０１３８】
０°〜２５°のＡＯＩ間隔では、明度Ｌ＊はほとんど変化せず、約Ｌ＊３のわずかな上昇があり、２０°における約Ｌ＊＝４から４５°における約Ｌ＊＝１４まで上昇する（図２４）。
【０１３９】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、色相角ｈは０°〜３０°で約ｈ＝１０°からｈ＝１６°のわずか上までわずかに上昇し、その後ＡＯＩ＝４０°でｈ＝２０°までより急激に低下する（図２５）。
【０１４０】
残留反射色が赤色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝６°、特に好ましくは最大でΔｈ＝５．３°である。０°≦ＡＯＩ≦４５°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくはΔｈ＝２０°、特に好ましくは最大でΔｈ＝１６．８°である。
【０１４１】
０°〜４５°のＡＯＩ間隔では、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の曲線は０°〜２０°において実質的には変化せず、両方とも０．３５において開始するが、曲線（Ｒｖ）が曲線（Ｒｖ’）よりも上昇する。それらは、ＡＯＩ＝３０°〜４５°において１の値に上昇する（図２６）。
【０１４２】
以下の表１に、４つの層パケット４２、４４、４６、４８を備えた層システムの層厚を例として示す。
【０１４３】
2022500690.tif 000009
【０１４４】
基板に相対的に近い高屈折率副層６０および基板から相対的に遠い低屈折率副層６２の層材料が同じままである場合、残留反射の色は、副層６０、６２の層厚を変更するだけで達成できることが分かる。例えば、Ｔａ２Ｏ５はすべての高屈折率副層６０に使用され、ＳｉＯ２は低屈折率副層６２に使用される。
【０１４５】
基板から最も遠い層パケット４８においてのみ、好ましくは低屈折率機能層６４が第１の副層６０と第２の副層６２との間に配置される。これは、例えば、電気伝導率の増加のために、機械的応力の均等化のために、および／または拡散バリアとして、機能する。
【０１４６】
残留反射色が青色、緑色、黄色、赤色である本発明による層システム１０の結果と、０°〜３０°の視野角間隔における従来の既知の層システムの残留反射色との間の差を、極座標表現において図２７に見ることができる。図２８は、０°〜４５°のより大きい視野角間隔における同じ表現を示している。
【０１４７】
両方の図からわかるように、高い色一貫性を有する種々の反射色を実現することができる。視野角ＡＯＩの上側境界値での、最大１６、特に好ましくは最大１４の彩度Ｃ＊の比較的低い値に起因して、残留反射の色の定義が達成される。
【０１４８】
これらの２つの極座標図では、色角ｈは０°〜３６０°の図の角度であり、彩度Ｃ＊は０〜１４の値の半径として与えられる。
【０１４９】
ここで、ＢＬは青色の残留反射色の変化を示し、ＧＲは緑色の残留反射色の変化を示し、ＧＥは黄色の残留反射色の変化を示し、ＲＯは赤色の残留反射色の変化を示し、ＰＲは従来技術による層システムの残留反射色の変化を示す。
【０１５０】
図２８において、測定点の横にある小さい矢印は、それぞれ０°から３０°への、および、０°から４５°への視野角ＡＯＩの変化の方向を示している。本発明による層システム１０の異なる残留反射色の測定値は、実質的に、図の中心を通る直線上に延在する。この図において、直線はさまざまな残留反射色を示している。
【０１５１】
他方、反射低減コーティングを施した市販の従来技術の眼鏡レンズの０°における典型的な緑色の残留反射色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、典型的にはΔｈ＝１２７．２°である。残留反射の色は、緑色から青色を介して赤色に変化する。
【０１５２】
０°≦ＡＯＩ≦４５°での色相角ｈの変化は、典型的には１６１．７°である。
【０１５３】
残留反射色が青色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝４°、特に好ましくは最大でΔｈ＝３．５°である。０°≦ＡＯＩ≦３３°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．５°である。
【０１５４】
残留反射色が緑色の場合、０°＜ＡＯＩ＜３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝３°、特に好ましくは最大でΔｈ＝２°である。０°＜ＡＯＩ＜４５°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．６°である。
【０１５５】
残留反射色が黄色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝１．５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝０．９°である。０°≦ＡＯＩ≦４５°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝５°、特に好ましくは最大でΔｈ＝４．６°である。
【０１５６】
残留反射色が赤色の場合、０°≦ＡＯＩ≦３０°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝６°、特に好ましくは最大でΔｈ＝５．３°である。０°≦ＡＯＩ≦４５°での色相角ｈの変化Δｈは、好ましくは最大でΔｈ＝２０°、特に好ましくは最大でΔｈ＝１６．８°である。
【０１５７】
図２９は、本発明による光学素子１００を設計するための好都合な方法のフローチャートを示している。
【０１５８】
本発明による光学素子１００を設計するための方法において、層設計は、ステップＳ１００で定義される。層設計は、少なくとも、高屈折率副層６０のための第１の材料および低屈折率副層６２のための第２の材料、副層６０、６２を有する所望の層パケット４２、４４、４６、４８、または４２、４４、４６、４８、５０の数、副層６０、６２の厚さの開始値などを含む。
【０１５９】
ステップＳ１０２において、目標色値が定義される。目標色値は、０°および３０°の境界値を有する視野角ＡＯＩの間隔の少なくとも境界値における、明度Ｌ＊、彩度Ｃ＊、および色相角ｈを含む。任意選択的に、最適化仕様として反射率曲線を特定することができるが、視野角０°および３０°の境界値における目標色値を特定することが好ましい。
【０１６０】
ステップＳ１０４において、最適化目標に到達するまで、単層厚を変化させるための最適化方法が実行される。次に、最適化方法は、最適化目標（色安定性）に達するまで単層厚を変化させる。
【０１６１】
有利には、目標色値は、間隔の境界値に等しいか、または可能な限り類似するように選択され、好ましくは、色相角ｈの前述の変化Δｈのみが許容される。
【０１６２】
典型的には、適応シンプレックスアルゴリズムを計算方法として使用することができるが、他の既知のシミュレーション方法も同様に適し得る。例えば、市販のシミュレーションソフトウェア「Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ＭａｃＬｅｏｄ」または光学層の製造のための他のよく知られたシミュレーションソフトウェアなど、そのような最適化方法のためのシミュレーションソフトウェアは、様々な製造業者から市販されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年5月14日(2021.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
【図１】層システムが基板上に４つの層パケットを有する本発明の例示的な実施形態を示す図である。
【図２】層システムが基板上に５つの層パケットを有する本発明の例示的な実施形態を示す図である。
【図３】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で青色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図４】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図３のグラフの詳細を示す図である。
【図５】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図６】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図７】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図８】図３による、０°〜４５°の入射角に応じた、青色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図９】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で緑色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図１０】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図９のグラフの詳細を示す図である。
【図１１】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図１２】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図１３】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図１４】図９による、０°〜４５°の入射角に応じた、緑色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図１５】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で黄色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図１６】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図１５のグラフの詳細を示す図である。
【図１７】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図１８】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図１９】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図２０】図１５による、０°〜４５°の入射角に応じた、黄色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図２１】２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長範囲内で赤色の残留反射色を有する本発明による層システムの反射率を示す図である。
【図２２】３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における図２１のグラフの詳細を示す図である。
【図２３】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色の彩度Ｃ＊の変化を示す図である。
【図２４】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色の明度Ｌ＊の変化を示す図である。
【図２５】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色による色相角ｈの変化を示す図である。
【図２６】図２１による、０°〜４５°の入射角に応じた、赤色の残留反射色による明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示す図である。
【図２７】０°〜３０°の視野角の第１の間隔における、異なる残留反射色を有する本発明による層システムおよび従来技術による層システム上の測定値を有する極座標図である。
【図２８】０°〜４５°の視野角のさらなる間隔における図２７による極座標図である。
【図２９】本発明による層システムを設計するための好都合な方法を示す図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
反射率Ｒは、２８０ｎｍにおける約２０％から低下し、約３３０ｎｍでちょうど３０％を超えるわずかにより高い最大値になり、その後は低いままで、約６８０ｎｍにおいて再びゆっくりと上昇する（図１５）。見てわかるように、反射率Ｒは４３０ｎｍ〜５８０ｎｍでは非常に低く、１％未満である（図１６）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
図２３は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた彩度Ｃ＊の変化を示し、図２４は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた明度Ｌ＊の変化を示し、図２５は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた色相角ｈの変化を示している。図２６は、０°〜４５°の視野角ＡＯＩに応じた、明所視反射率Ｒｖおよび暗所視反射率Ｒｖ’の変化を示している。
【国際調査報告】
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