(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部フィルター端と上部フィルター端を有する光学バンドパスフィルターの製造方法であって、
少なくとも２種の無機組成材料を含む少なくとも１つの無機薄膜を付着させること、ここで第１の材料は前記下部フィルター端の上方のスペクトル位置にスペクトル吸収端を有し、第２の材料は前記下部フィルター端の下方のスペクトル位置にスペクトル吸収端を有する、
前記無機薄膜の得られるスペクトル吸収端が前記下部フィルター端にスペクトル位置を有するように、前記無機薄膜内で前記の２種の無機組成材料の比を選択すること、
追加薄膜を付着させ、前記少なくとも２種の無機組成材料を含む少なくとも１つの無機薄膜を含む前記追加薄膜における干渉により前記上部フィルター端を設定すること
の工程を含む方法。
【請求項２】
ＵＶＡスペクトル領域とＵＶＢスペクトル領域の間に所要のスペクトル位置を設定する工程をさらに含み、セルジオキシド及び二酸化珪素ではない少なくとも２種の無機組成材料を選択することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記無機組成材料の少なくとも１種として金属もしくは合金の酸化物、オキシ窒化物、硫化物またはフッ化物の少なくとも１種を選択する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記無機薄膜の吸収端のスペクトル位置を
前記無機組成材料中の前記金属合金の金属の比、
前記無機組成材料中の前記酸化物の含量、
前記無機組成材料中の前記オキシ窒化物の含量、
前記無機組成材料中の前記硫化物の含量、
前記無機組成材料中の前記フッ化物の含量、
前記無機組成材料中の前記オキシ窒化物における酸素に対する窒素の比
のうち少なくとも１つを調整することにより調整する工程をさらに含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記無機組成材料の少なくとも１種としてＮｂ2Ｏ5を選択し、ＵＶＢとＵＶＡスペクトル領域の間に所要のスペクトル位置を設定する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
さらなる無機組成材料としてＴａ2Ｏ5を提供する工程を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記無機組成材料のＮｂ2Ｏ5以外の材料としてＴａ2Ｏ5を提供する工程を含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記無機組成材料中に少なくとも５０重量％のＮｂ2Ｏ5を提供する工程をさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記無機組成材料中に少なくとも６０重量％のＮｂ2Ｏ5を提供する工程をさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項１０】
前記無機組成材料中に少なくとも７０重量％のＮｂ2Ｏ5を提供する工程をさらに含む、請求項５記載の方法。
【請求項１１】
前記無機組成材料中に約７０重量％のＮｂ2Ｏ5及び約３０重量％のＴａ2Ｏ5を提供することによりＵＶＡとＵＶＢスペクトル領域の間のスペクトル位置に前記無機薄膜の吸収端を与える工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
無機組成材料中にＴａＯxＮy、ＨｆＯxＮy、ＺｒＯxＮyの少なくとも１種を提供する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記ｘとｙの比ｙ／ｘの選択により、前記無機薄膜の吸収端のスペクトル位置を設定する工程をさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１種の無機組成材料の他の材料に対する少なくとも１種の前記オキシ窒化物の比を選択することにより前記無機組成材料の比を選択して前記無機薄膜の吸収端のスペクトル位置を設定する工程をさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記無機組成材料中にＨｆＯxＮyを提供し、ｙ／（ｘ＋ｙ）を
０．２５≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．５
に設定する工程をさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
ｙ／（ｘ＋ｙ）を
０．２５≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．４５
に設定する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
ｙ／（ｘ＋ｙ）を約０．３５に設定し、前記所要のスペクトル位置をＵＶＡとＵＶＢスペクトル領域の間に設定する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
無機組成材料の主要成分としてＺｒＯxＮyを提供し、前記所要のスペクトル位置をＵＶＡとＵＶＢスペクトル領域の間に設定する、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
無機組成材料の主要成分としてＴａＯxＮyを提供し、前記所要のスペクトル位置をＵＶＡとＵＶＢスペクトル領域の間に設定する工程を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
前記無機組成材料に少なくとも１種のＴｉＯ2及びＺｎＳを提供する、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
下部フィルター端と上部フィルター端を有する光学バンドパスフィルターであって、少なくとも１つの光学薄膜を含み、この薄膜の材料の組成によって規定されるこの薄膜の材料の吸収端が前記バンドパスフィルターの下部フィルター端であり、この光学バンドパスフィルターはさらに追加薄膜を含み、この追加薄膜は前記少なくとも１つの光学薄膜と一緒になって、前記バンドパスフィルターの上部フィルター端を干渉によって規定する、光学バンドパスフィルター。
【請求項２２】
干渉薄膜フィルターを含み、前記吸収端を決定する前記光学薄膜が同時に前記干渉フィルターのスペクトル特性を決定する薄膜である、請求項２１記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２３】
干渉によって決定されるフィルター端が前記吸収端によって決定される前記フィルター端とは異なるスペクトル領域に位置している、請求項２１記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２４】
前記光学バンドパスフィルターがＵＶＡスペクトル領域で光を透過する透過バンドパスフィルターであり、前記吸収端がＵＶＢスペクトル領域に向かうフィルター端を決定し、可視及び／又は近赤外スペクトル領域の光線を阻止する前記バンドパスフィルターの長波長に向かうフィルター端を決定する薄膜干渉層をさらに含む、請求項２１記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２５】
前記フィルター端を決定する吸収端がＵＶＢ及びＵＶＡスペクトル領域の間の領域に位置し、前記光学薄膜が３１５nmにおいて最大限１％、３４０nm、即ち、直接色素形成曲線の最大波長において少なくとも４０％の透過率を示す、請求項２１記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２６】
前記３４０nmにおける透過率が４２％である、請求項２５記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２７】
透過率が４５０nmにおいて最大限１５％である、請求項２５記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２８】
前記透過率が最大限１２％である、請求項２７記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項２９】
４５０nmよりも長い波長の光の透過率が最大１５％であり、９００nmまたはそれ以下の波長の光に対して最大１２％である、請求項２５記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３０】
前記吸収端が３１５nmの波長の光に対して最大限１０％の透過率を決定する、請求項２１記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３１】
前記吸収端が３１５nmの波長の光に対して最大限８％の透過率を決定する、請求項３０記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３２】
ＵＶＡスペクトル領域内の光に対する透過率が少なくとも８５％である、請求項３０記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３３】
ＵＶＡスペクトル領域内の光に対する透過率が少なくとも８８％である、請求項３２記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３４】
ＵＶＡスペクトル領域内の光に対する透過率が少なくとも８９％である、請求項３３記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３５】
ＵＶＡスペクトル領域内の前記光が３７０nmの波長を有する、請求項３２記載の光学バンドパスフィルター。
【請求項３６】
ＵＶＡスペクトル領域内の前記光が４００nm以下の波長を有する、請求項３２記載の光学バンドパスフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は新規な光学フィルター、より具体的には日焼けや治療のために適切な波長の光を透過する光学フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
本発明は下記事項に係わる：
ａ）請求項１に前提概念として記載したフィルター端(Filterkante) を所要のスペクトル位置に設定する方法；
ｂ）請求項２に前提概念として記載した薄膜系のフィルター端を設定する方法；
ｃ）請求項３に前提概念として記載した光学帯域フィルター(optischen Bandpassfilters) の製法；
ｄ）請求項４から６までに記載の上記方法の組合わせ；
ｅ）請求項１８に前提概念として記載したフィルター端のスペクトル位置を決定するための光学薄膜；
ｆ）請求項１９に前提概念として記載した光学薄膜；
ｇ）上記光学薄膜の性質を組合わせた請求項１８に記載の光学薄膜；
ｈ）このような薄膜を有する請求項２８に記載の光学構造素子(optisches Bauelment) ；
ｉ）請求項２９に前提概念として記載した光学帯域フィルター；
ｋ）上記光学構造素子の性質を請求項３０に記載したように組合わせた光学構造素子；
ｌ）請求項３７に記載の上記構造素子の利用；
ｍ）このような構造素子を有する請求項３８に記載の肌焼き装置。
【０００３】
美容効果（肌をキツネ色に焼くこと）及び治療効果を発生させる装置には特にＵＶ−高圧バーナー(brenner) が使用されている。所要の日焼け効果を得るのに必要なＵＶＡ−線と共にこの種のバーナーはＵＶＣ−，ＵＶＢ−、可視及び近赤外領域の光線をも放射する。上記領域は下記のように画定される：
ＵＶＣ：              １００nm≦λ≦２８０nm；
ＵＶＢ：              ２８０nm≦λ≦３１５nm；
ＵＶＡ：              ３１５nm≦λ≦３８０nm；
可視光線（ＶＩＳ）：  ３８０nm≦λ≦７８０nm；
近赤外線（ＮＩＲ）：  ７８０nm≦λ≦１．４μｍ。
【０００４】
健康上の理由からＵＶＣ−，ＵＶＢ−線は望ましくなく、快適性の理由から可視領域及び近赤外領域の光線は強過ぎる。そこで、上記ＵＶ−バーナーでは放射される光線をフィルター処理し、所要のＵＶＡ−領域の光線を最大透過率で透過させるのが普通である。
このようなフィルターに種々のいわゆるＵＶ−ガラス、例えばＤｅｕｔｓｃｈｅ  Ｓｐｅｚｉａｌｇｌａｓ社のＵＶｉｓｏ１またはＭ−ＵＧ２を使用することは公知である。このようなＵＶ−ガラスを使用する際には使用すべきＵＶＡ−領域に直ぐ隣接する紅疹誘発性のＵＶＢ−光線を充分に阻止するため対応の吸収端を有する透明ガラスを使用しなければならない。
【０００５】
このＵＶ−ガラスの欠点はある程度のソラリゼーション、即ち、照射線量の影響による透過比の変化があるだけでなく、利用すべきＵＶＡ−光線の透過量が少ない。透明ガラスのソラリゼーションは吸収端を比較的長い波長へ移動させることになり、その結果、使用に際してＵＶＡ−光線の量が制御不能な状態で低下する。ＵＶＡ−透過率は比較的低いから、例えば２ないし４kWの高出力ＵＶ−灯を使用することが必要になる。その結果、装置の冷却コストが極めて高くなり、エネルギー消費量も増大する。
【０００６】
最近、屈折率の高い膜と低い膜、例えばＴａ2 Ｏ5 膜とＳｉＯ2 膜とを重ね合わせた本願出願人の開発による多重膜干渉フィルターが使用されている。このフィルターはＵＶＡ−フィルターとして従来よりもはるかに高いＵＶＡ−透過を可能にする。
この種の干渉フィルターでは金属酸化物薄膜を使用するからソラリゼーションは起こらない。ＵＶ−ガラスに対するこの干渉フィルターの他の長所は薄膜材料がほとんど非吸収性であるから極めて高いＵＶＡ−透過率が得られ、干渉現象を利用することで可視光線及びＵＶＢ−光線に対するフィルター端を極めて急な勾配に設定することができることにある。薄膜の厚さを変化させることにより、透過曲線の色素形成曲線とのたたみこみが最大となって日焼け効果が最適化され、紅疹曲線とのたたみこみが最小となってサンバーンが防止されるようにフィルター端をスペクトル設定することができる。
【０００７】
上記色素形成曲線及び紅疹曲線の定義についてはＤＩＮ５０３１第１０部及びＤＩＮ５０５０を参照されたい。
このような干渉フィルターを使用すると共にコーティングされたＵＶＡ−レフレクタを利用することにより、特にＵＶＡ−透過率が高くなるから公知ＵＶ−照射装置の必要出力を著しく小さくすることができた。
【０００８】
このような干渉フィルターではガラス基板の両面を多重薄膜系で被覆する。即ち、ＵＶＢ−及びＵＶＣ−光線を阻止する膜と、可視光線及び近赤外線を阻止する膜である。従って、この多重薄膜系の欠点として、比較的多数の膜、即ち、約７０層の膜を設ける必要があり、製造コストが比較的高くなる。
本発明の目的はこのような欠点を克服することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
この目的は請求項２に特徴として記載した構成により上記ｂ）の方法によって達成される。
上記目的は特に透過フィルターを利用する肌焼き装置及び治療装置における必要条件を満たすために設定された目的であるが、基本的にはＵＶＡ−領域を透過または反射させ、これに隣接するＵＶＢ−領域をフィルターアウトするため上記ＵＶ−スペクトル領域間にフィルター端が設定されるような用途に本発明の方法を利用することができる。
【００１０】
純粋な干渉フィルターによる上記公知フィルターリング方法とは異なり、本発明では本質的には干渉現象を利用するのではなく、透過または反射させるべきスペクトル領域と阻止すべきスペクトル領域の間に位置する薄膜材料固有の吸収端によってフィルター端を設定する。
前記フィルター端を設定するため、本発明の方法では適当に選択かつ組成された材料から成る単一層の薄膜を極めて小さい形状で設けるだけでよい。可視光線及び近赤外線を阻止するため特に治療及び肌焼き装置の使用に際して見られるようにその他のスペクトル条件を考慮しなければならないフィルター素子を構成する場合、本発明が利用する薄膜材料の固有吸収端は従来主として他の満たすべきスペクトル条件のため必要であった干渉薄膜数を著しく少なくするのに効果的である。その結果、本発明の光学薄膜フィルター素子、及びこれに含まれる透過フィルター、選択ミラーなどを極めて低いコストで製造することができる。
【００１１】
純粋な干渉フィルターの場合、干渉膜の厚さを選択することによってフィルター端の正確なスペクトル位置を設定することができる。
主として材料のスペクトル吸収端を利用することによって透過または反射させるべきＵＶＡ−スペクトル領域とフィルターアウトすべきＵＶＢ−スペクトル領域の間にフィルター端を設定するという上記目的の解決に際して、上記材料の組成を変化させることで上記位置を正確に設定できるとの所見を得た。
【００１２】
この所見をさらに敷衍し、上記（ａ）に記載した方法から、所定のスペクトル位置に選択自在にフィルター端を設定するという本発明の他の方法が可能となる。即ち、（ａ）に記載した上記方法を起点として請求項１に特徴として記載した構成によって達成される。
なお、ここにいう薄膜とは例えばＰＶＤ−法、ＣＶＤ−法またはＰＥＣＶＤ−法のような真空蒸着法によって形成される薄膜を意味する。また、このような薄膜は大気圧以上の圧力下におけるＣＶＤ−法によっても形成することができる。
【００１３】
“吸収フィルター" 及び干渉フィルターを組合わせた光学フィルターはフランス追加特許公開明細書362412号（米国特許第4158133 号）及びフランス追加特許公開明細書626981号から公知である。薄膜材料の吸収端を利用するという本発明の原理とは異なり、これらの公知技術では吸収フィルターとして干渉薄膜フィルター系とは別に着色ガラスを使用する。従って、これらの公知技術は上述したいわゆるＵＶ−ガラスでＵＶ−光線に関して犯したのと同じあやまちを繰返えしている。
【００１４】
また、公知技術として、EP-A-0410160号（米国特許第5138485 号）をも参照されたい。
上記第１目的の解決から得られた所見は請求項３に記載した特徴を有する上記（ｃ）に記載したような光学薄膜帯域フィルターの製法を提供する可能性にもつながる。
【００１５】
即ち、必要な干渉薄膜数がはるかに少なくてすむから干渉だけに依存する薄膜帯域フィルターよりもはるかに低コストの薄膜帯域フィルターが提供される。
請求項４から６までに記載した好ましくは組合わされた３通りの本発明方法はいずれも薄膜材料の固有吸収端をフィルター端の設定に利用するという点で共通である。
【００１６】
現時点ではその他の材料も除外できないが、好ましくは金属の酸化物、オキシ窒化物、硫化物またはフッ化物または合金を上記薄膜の組成に少なくとも加えるのが好ましいことが判明した。
請求項８には吸収端のスペクトル位置設定を薄膜材料の組成における合金比及び／または少なくとも１種類の酸化物及び／またはオキシ窒化物及び／または硫化物及び／またはフッ化物の含有比を変化させること及び／またはオキシ窒化物における窒素と酸素の比ｘ／ｙを変化させることによって行うのが好ましいと記載されている。
【００１７】
吸収端のスペクトル位置を設定するために成分比が利用される材料成分を云々する場合、例えば種々の結晶が材料中に並存する材料の多相混合物も例えば（Ｍｅ1 ，Ｍｅ2 ）Ｏx の形態を取る酸化物のような単相混合結晶が存在する場合も含まれる。そこで総括的に材料の “組成" と呼称する。
特に上記薄膜材料の吸収端位置をほぼＵＶＢ−及びＵＶＡ−領域の間に設定するには請求項９から１２までに記載の実施態様が好ましい。
【００１８】
Ｔａ2 Ｏ5 と共に、少なくとも主要成分として、好ましくは大部分を占める成分としてＮｂ2 Ｏ5 を含む薄膜材料における吸収端微調整にはある程度の確率で下記物質のいずれか１つまたは２つ以上も好適である：
ＨｆＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＳｃＯ2 ，ＭｇＦ2 ，ＺｎＳまたはその他のフッ化物または硫化物。
【００１９】
特にほぼＵＶＢ−及びＵＶＡ−スペクトル領域の間に吸収端を設定するための他の好ましい実施態様を請求項１３に記載した。即ち、薄膜材料組成の主要部分、好ましくは大部分を占める成分として少なくとも１種類のオキシ窒化物、好ましくはＴａＯx Ｎy ，ＨｆＯx Ｎy ，ＺｒＯx Ｎy の少なくとも１つを使用すると共に、比ｙ／ｘ及び／または必要に応じて少なくとも１種類のオキシ窒化物と他の１つの成分、例えば酸化物との組成比によって材料の吸収端のスペクトル位置を設定することができる。
【００２０】
材料組成の少なくとも主要成分、好ましくは大部分を占める成分としてＨｆＯx Ｎy を使用した場合、請求項１４に記載したように吸収端をＵＶＢ−及びＵＶＡ−領域の間に設定するため比ｙ／（ｘ＋ｙ）を選択するのが好ましいことが判明した。
請求項１５から１７までに記載したように、上記薄膜材料の吸収端位置を特にＵＶＡ−及びＵＶＢ−領域の間に設定するため組成中に個別にまたは他の成分に対して所定の比率で添加するにはオキシ窒化ジルコニア、オキシ窒化タンタル、酸化チタンまたは硫化亜鉛が好適であることも判明した。
【００２１】
頭書の目的に沿ってＵＶＢ−スペクトル領域の光を阻止し、ＵＶＡ−スペクトル領域の光を透過させる光学薄膜は請求項１９に特徴として記載した構成を有する。
フィルター端のスペクトル位置を基本的には透過すべきスペクトル領域と阻止すべきスペクトル領域の間に設定するための光学薄膜は請求項１８に特徴として記載した構成をも有する。即ち、薄膜材料の吸収定数のスペクトル位置をその組成を選択することによって両領域の間の所要スペクトル位置に設定する。好ましくは以上に述べた２つの光学薄膜の性質を請求項２０に記載したように組合わせて使用し、請求項１９に記載した光学薄膜において吸収端位置をＵＶＡ−及びＵＶＢ−領域の間に設定するため請求項１９に記載の設定方法を採用する。
【００２２】
上記光学薄膜の好ましい実施態様を請求項２１から２７に記載した。
このような本発明の薄膜を使用して請求項２８に記載したように少なくとも１つのこのような薄膜を有する、または請求項２９に記載したように主として薄膜材料の吸収端によってフィルター端を比較的短い波長の側に、主として干渉膜における干渉によってフィルター端を比較的長い波長の側にそれぞれ設定する光学薄膜帯域通過素子を含む光学構造素子を提案する。
【００２３】
請求項３０に記載したように、好ましくは前記帯域通過構造素子において吸収端の微調整を、従って比較的短い波長の側へのフィルター端の微調整を、上記本発明の薄膜を使用する請求項２８に記載の光学構造素子の性質を組合わせることによって達成する。
上記光学構造素子の好ましい実施態様を請求項３１から３６までに特徴として記載した構成を有し、この構成素子の好ましい利用を請求項３７に記載した。
【００２４】
本発明の方法またはこの方法によって得られる光学構造素子は光線をフィルターリングするための製造及び材料コストを軽減するから、その分だけ製造コストが低く、従って市場価値が高く、しかも低出力ＵＶ−照射装置を採用できる請求項３８に記載した肌焼き装置が得られる。
【００２５】
【実施例】
添付図面に沿って本発明の実施例を以下に説明する。
図１には本発明に使用される好ましい材料、即ち、Ｎｂ2 Ｏ5 における透過率動向を示した。この透過率曲線は石英ガラスを基板とする厚さｄ＝２００nmのＮｂ2 Ｏ5 単一層について記録したものである。判り易くするため図１の波長軸に頭書したスペクトル領域を記入してある。
【００２６】
このグラフから明らかなように、約３４８nmの波長の光ではＮｂ2 Ｏ5 の固有吸収端Ｋは５０％値を通過する。即ち、３４８nmにおいて吸収及び残留反射が約５０％となる。Ｎｂ2 Ｏ5 の場合、最小膜厚は１０nmであるが２００nm以上の厚さが好ましい。
本発明の材料を２層以上の膜から成る多重膜系の形で使用する場合、上記厚さは上記材料から成る多重膜の合計厚さである。
【００２７】
Ｎｂ2 Ｏ5 の固有吸収性向だけでもＵＶＡ−領域における透過率が高い場合、ＵＶＢ−スペクトル領域が充分に阻止される。ＵＶＡ−及びＵＶＢ−領域の間に上述の極限値を設定した場合、即ち、３１５nmにおいては９２％以上の吸収及び残留反射に対応して透過率は８％以下であり、３７０nmの波長では透過率が約８８％、吸収及び残留反射は約１２％となる。
【００２８】
図２には使用された基板としての石英ガラス（ＨＥＲＡＳＩＬ）の透過率動向を示した。
図３には約７０％のＮｂ2 Ｏ5 及び約３０％のＴａ2 Ｏ5 から成るＵＶＢ−／ＵＶＡ−分離用の好ましい材料混合物に関して、ＢＫ−７−ガラスを基板とする厚さ３００nmの単一層として形成し、これに垂直に光源が入射する場合の図１と同様の透過率動向を示した。このグラフから明らかなように、臨界波長３１５nmにおける吸収及び残留反射は約９６％であり、約３９０nmの波長において吸収及び残留反射率は最小となり、これに対応して透過率は約８９％の最大値を示す。５０％透過点または吸収及び残留反射点は約３３８nmに現われる。
【００２９】
この材料混合物では最小膜厚が１０nmであるが２５０nm以上であることが好ましい。
本発明の材料を２層以上の膜から成る多重膜系として使用する場合、上記膜厚は上記材料から成る多重膜の合計厚さである。
図４はＢＫ−７−ガラスの透過率動向を示す。
【００３０】
約７０％のＮｂ2 Ｏ5 及び約３０％のＴａ2 Ｏ5 から成る本発明の好ましい材料を使用して図７に示すようなスペクトル透過特性を有する透過フィルターをDesag 社製の透明ガラス（Ｓｏｌａｄｕｒ）を基板として構成した。この透過フィルターは特にＵＶ−美容または治療用肌焼き装置の必要条件を満たすように構成した。即ち、ＵＶＢ−及びＵＶＣ−領域を阻止すると共に、可視領域及び近赤外領域の光線をも阻止するように構成した。Ｓｏｌａｄｕｒ−ガラス基板の片面だけをコーティングし、固有の吸収端を有する本発明の材料をＵＶＢ−及びＵＶＡ−領域の間にフィルター端を設定するのに利用すると同時に高屈折率の干渉膜材料として利用し、低屈折率膜をＳｉＯ2 で形成した。このフィルターはガラスを基板として下記のように構成する：
0003970942.tif 000002
材料混合物（Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｔａ2 Ｏ5 ）とＳｉＯ2 をそれぞれ電子ビーム蒸着することによって干渉フィルター膜を形成した。
【００３１】
本発明の材料から干渉膜を形成する方法はほかにもあり、当業者にとって熟知の任意の方法を採用すればよい。干渉膜は例えば下記の方法で形成することができる：
0003970942.tif 000003
【００３２】
膜は反応的に形成してもよいし、実施例のように非反応的に形成してもよい。
材料混合はそれぞれの混合材料ごとに別々の供給源を設けることによって混合してもよいが、実施例のように混合材料を１つの供給源から供給するようにしてもよい。
図５には本発明のフィルターの透過率曲線を実線（ａ）で示した。ここでは帯域フィルター端は主として使用混合物（Ｎｂ2 Ｏ5 ，Ｔａ2 Ｏ5 ）の吸収端によって図３と同様にＵＶＡ−領域とＵＶＢ−領域の間に設定され、ＵＶＡ−領域を可視領域側に画定するフィルター端は上記膜シーケンスの干渉作用によって設定される。従って、本発明ではこのような光学帯域透過素子において、主として使用材料、即ち、ここでは上記混合物の吸収端によってフィルター端が比較的小さい波長の側に設定され、干渉作用によってフィルター端が比較的大きい波長の側に設定される。この場合、吸収端が利用される上記材料から成る単数または複数の膜を好ましくは干渉膜、さらに好ましくは屈折率の高い材料の干渉膜としても利用する。
ただし、本発明に使用される材料とは必ずしも一致しない２種類の材料を干渉膜系として使用し、必要量を阻止するように厚さを設定された少なくとも１層の本発明の材料から成る膜を追加してもよい。
【００３３】
図５には頭書したように使用基板の両面に形成した２つの多重膜系から成る公知ＵＶ−フィルターの透過率曲線を破線（ｂ）で示した。破線（ｂ）に対応する公知の対照フィルターは下記のように構成されている。
0003970942.tif 000004
0003970942.tif 000005
図６には本発明のフィルターの図５（ａ）に示したような透過特性（ａ）を実線で示した。
【００３４】
図６に破線で示したのは上記フィルターの材料として約６０重量％のＮｂ2 Ｏ5 と約４０重量％のＴａ2 Ｏ5 を使用した場合の透過率動向である。材料に固有の吸収端に起因するＵＶＡとＵＶＢの間のフィルター端移動はグラフからも明らかであり、図５に示したフィルター（ａ）に比較してさらに大きい波長の側（ｂ）へずれている。
【００３５】
上記材料配合を最適化することによりＵＶＡ−透過率を最大に、ＵＶＢ−透過率を最小にすることができる。図５に示す２つのフィルター、即ち、公知のフィルター（ｂ）と本発明のフィルター（ａ）においてＵＶＢ−領域、ＵＶＡ−領域及び近赤外領域における透過出力をそれぞれ測定し、ＵＶＡ−領域における透過出力をＤＩＮ５０３１第１０部に規定の色素形成曲線と照合すれば、本発明のフィルターで得られる色素形成は図５の公知対照フィルター（ｂ）で得られる色素形成よりもすぐれ、本発明のフィルターにおけるＵＶＢ−領域透過出力は対照フィルターの場合よりも約２５％少なく、本発明のフィルターにおける近赤外線透過出力は約２０％少ないことが判る。
【００３６】
従って、本発明では基板両面に干渉膜系を有する公知の干渉ＵＶ−フィルターと少なくとも同じ必要条件を満たすフィルター、特に肌焼き装置用ＵＶ−フィルターを公知フィルターよりも低いコストで製造できる。
図７には透明ガラス（ＳＯＬＡＤＵＲ）の透過率動向を示した。
ＨｆＯx Ｎy 及びＺｒＯx Ｎy から成る膜も検討した。例として下記表に検討したＨｆＯx Ｎy を示す：
0003970942.tif 000006
上記ＨｆＯx Ｎy −膜の１０％及び５０％透過値を図８に示した。同様に膜中の窒素量の変化に応じてＺｒＯx Ｎy で得られる１０％／５０％透過値も記入し、対照値として図１に示したＮｂ2 Ｏ5 及び図３に示したＮｂ2 Ｏ5 ／Ｔａ2 Ｏ5 の１０％／５０％透過値も記入してある。
【００３７】
図８から明らかなように、特にＵＶＡ−スペクトル領域からＵＶＢ−スペクトル領域を分離するにはオキシ窒化物も使用し、吸収端の位置を比ｙ／ｘによって微調整すればよい。その他のスペクトル領域における他の条件を満たすためにはその他の材料、特に酸化物、硫化物、フッ化物及びオキシ窒化物またはこれらの混合物を使用するか、これらの物質を個別に他の材料と混合したものを使用すればよい。
【００３８】
図８は本発明が材料成分、ここでは窒素と酸素の比率を変えることによって材料に固有の吸収端を微調整できることをも示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】固有の吸収端を有し、ＵＶＢ−／ＵＶＡ−分離のために利用される本発明の好ましい材料、即ち、石英ガラス（ＨＥＲＡＳＩＬ）を基板とするＮｂ2 Ｏ5 の光波長に応じた透過率の動向を示すグラフである。
【図２】石英ガラス（ＨＥＲＡＳＩＬ）の透過率動向を示すグラフである。
【図３】本発明に利用される他の好ましい材料、即ち、ＢＫ−７−ガラスを基板とする約７０重量％のＮｂ2 Ｏ5 及び約３０重量％のＴａ2 Ｏ5 から成る薄膜材料混合物の透過率曲線を示す図１と同様のグラフである。
【図４】ＢＫ−７−ガラスの透過率曲線を示すグラフである。
【図５】特に肌焼き装置の必要条件を満たすように透過フィルターとして構成された本発明の光学構造素子の透過率動向を示すグラフ、及び比較のため本願出願人によって開発された干渉現象だけに依存する公知フィルター素子の動向を示すグラフでをる。
【図６】図５（ａ）に示した本発明の光学透過フィルターの透過率動向を示すと共に、本発明に使用される材料の混合比を変えることによってずれた、主として材料混合物の吸収端によって決定されるＵＶＡ−及びＵＶＢ−領域間のフィルター端を破線で示すグラフである。
【図７】透明ガラス（ＳＯＬＡＤＵＲ）の透過率を示すグラフである。
【図８】Ｎｂ2 Ｏ5 とＮｂ2 Ｏ5 （７０％）／Ｔａ2 Ｏ5 （３０％）との比較においてｙ／ｘ比の変化に伴なうＨｆＯx Ｎy 及びＺｒＯx Ｎy の５０％透過点及び１０％透過点の分布を示すグラフである。
【図９】ｙ／ｘ比が異なるＨｆＯx Ｎy −膜の１つの透過率動向を示すグラフである。
【図１０】ｙ／ｘ比が異なるＨｆＯx Ｎy −膜の１つの透過率動向を示すグラフである。
【図１１】ｙ／ｘ比が異なるＨｆＯx Ｎy −膜の１つの透過率動向を示すグラフである。
【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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