(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基体と、第１反射領域と該第１反射領域に隣接する第２反射領域とを画成すべく前記基体上に所定パターンにて形成された少なくとも一つの光学コーティング膜とからなり、前記第１反射領域は第２反射領域と実質的に同一の光透過率特性を有するが、可視スペクトル帯域の少なくとも一部分で異なる光反射率特性を有してなる光学フィルター装置において、
前記第１反射領域は、フィルター装置の反射側からの光の第１可視波長域または色の少なくとも一部分を反射するように配置されており、また、前記第２反射領域は、フィルター装置の反射側からの光の第２可視波長域または色の少なくとも一部分を反射するように配置されており、前記第１及び第２反射領域を画成する前記光学コーティング膜は光学薄膜からなり、
前記第１及び第２反射領域を介して透過した可視光の透過ミスマッチを補償する透過性バランス化手段を設けて、第１及び第２反射領域の色彩差が光学フィルター装置の反射側から見ると視覚的に認識されるが、光学フィルター装置の前記反射側とは反対側から見るとほぼ視覚的に認識されないように構成されており、
前記透過性バランス化手段が、
(ａ)前記基体を覆い、前記光学コーティング膜によってもたらされる透過性の不均衡を補償して透過性色彩を均衡化すべく、前記第１及び第２反射領域において異なった厚みを有する透過性バランス化層と、
(ｂ)スペクトル領域での前記光学コーティング膜によってもたらされる透過性の不均衡を補償して、完璧な透過性色彩を均衡化するようにした吸収特性を有する材料からなる透明基体と、
からなる群から選ばれてなることを特徴とするフィルター装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルター装置において、前記第１反射領域は第１光学コーティング膜により覆われており、該第１光学コーティング膜は、金属薄膜を含み、該金属薄膜には少なくとも第１透明光学薄膜が覆っており、この第１透明光学薄膜の厚みが、第１反射領域から反射される光の特定色を定めるようになっていると共に、前記第２反射領域は、少なくとも金属薄膜を含む第２光学コーティング膜により覆われていることを特徴とする光学フィルター装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学フィルター装置において、前記金属薄膜は、前記透過性バランス化層を構成するが、所定厚みが互いに異なる第１及び第２金属薄膜であることを特徴とする光学フィルター装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光学フィルター装置において、前記第２光学コーティング膜が、前記第２金属薄膜を覆う少なくとも一つの第２光学薄膜を含み、前記第２光学薄膜の厚みは、前記第１透明光学薄膜の厚みとは異なる厚みであって、該第２光学薄膜の厚みで第２反射領域から反射される光の特定色が定まることを特徴とする光学フィルター装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光学フィルター装置において、前記第１透明光学薄膜が絶縁体薄膜の積層体からなり、該積層体における連続する薄膜が異なった屈折率を有していることを特徴とするフィルター装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光学フィルター装置において、前記光学コーティング膜が金属と絶縁体の混合物からなる少なくとも１つの混合薄膜からなることを特徴とする光学フィルター装置。
【請求項７】
請求項３に記載の光学フィルター装置において、前記第１及び第２金属薄膜と基体との間に少なくとも一つの下層絶縁体薄膜を設けて、基体背面から入射した光の反射を減少させたことを特徴とするフィルター装置。
【請求項８】
光学フィルター装置を製造する方法であって、
透明基体を用意するステップと、
光学コーティング膜を選択して、選択した光学コーティング膜を前記基体の一方の面に設けるステップと、
第１領域は、第２領域とはほぼ同一の光学透過特性を有しているが、可視光スペクトルの少なくとも一部分にわたって異なった光学反射特性を有している前記第１領域及び第２の領域を画成すべく前記光学コーティング膜に所定のパターンを形成するステップとからなる光学フィルター装置の形成方法において、
前記第１反射領域は、フィルター装置の反射側からの光の第１可視波長域または色の少なくとも一部分を反射するように配置されており、また、前記第２反射領域は、フィルター装置の反射側からの光の第２可視波長域または色の少なくとも一部分を反射するように配置されており、前記第１及び第２反射領域を画成する前記光学コーティング膜は光学薄膜からなり、
前記第１及び第２反射領域を介して透過した可視光の、光学コーティング膜に起因する透過ミスマッチを補償するステップを設けて、第１及び第２反射領域の色彩差が光学フィルター装置の反射側から見ると視覚的に認識されるが、光学フィルター装置の前記反射側とは反対側から見るとほぼ視覚的に認識されないように構成されており、
前記補償するステップが、
(ａ)前記光学コーティング膜によりもたらされる透過性の不均衡を補償して透過性色彩を均衡化すべく、前記第１及び第２反射領域において異なった厚みを有する透過性バランス化層を前記光学コーティング膜に含めるステップと、
(ｂ)スペクトル領域での前記光学コーティング膜によりもたらされる透過性の不均衡を補償して、完璧な透過性色彩を均衡化するようにした吸収特性を有する材料からなる透明基体を一つ選択するステップと、
からなる群から選ばれてなることを特徴とするフィルター装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の製造方法において、光学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領域の基体背面から入射した光の反射光の反射率と第２領域の基体背面から入射した光の反射光の反射率とが互いに実質的に同一であるように選択されていることを特徴とする光学フィルター装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の製造方法において、前記光学コーティング膜は少なくとも２つの被覆光学薄膜からなり、光学コーティング膜を設ける前記ステップは、前記基体に薄膜を設け、前記パターンを決定するマスクを用いて少なくとも１つの薄膜をマスキングし、マスクを除去することを特徴とする光学フィルター装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造方法において、前記光学薄膜が絶縁物薄膜、金属薄膜及び金属−絶縁物薄膜からなる群から選ばれていることを特徴とする光学フィルター装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の製造方法において、光学薄膜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ステップを設けてなることを特徴とする光学フィルター装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０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るステップと、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るステップと、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つの光学薄膜を沈着させるステップと、沈着プロセス中に透過光及び反射光を測定するステップと、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ステップとを更に設けたことを特徴とする光学フィルター装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に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ステップを更に設けたことを特徴とする光学フィルター装置の製造方法。
【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つの光学コーティング膜を含む。
【０００８】
光学コーティング膜は典型的には複数の被覆光学薄膜を含み、これらは金属薄膜、絶縁物薄膜、金属−絶縁物混合物で構成される混合薄膜あるいは上記薄膜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膜と上方の絶縁物薄膜とから構成され、金属薄膜の厚みはフィルター装置の透過率を決定し、絶縁物薄膜の厚みは第１領域又は第２領域の反射の色彩を決定する。また、光学フィルター装置は金属薄膜と基体との間に介在し、基体背面から入射した光の反射を減少させる少なくとも１つの下方の絶縁物薄膜を含んでもよい。
【００１０】
本発明の他の形態においては、光学薄膜は絶縁物薄膜のスタック（積上げ）から構成され、スタック内の隣接した薄膜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、
光学的基体を設ける工程と、
光学コーティング膜を選択し、基体の一方の面にそれを設ける工程と、
光学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と
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の両領域の基体背面から入射した光の反射光の反射率が互いに実質的に同一であるように選択される。
【００１４】
光学コーティング膜は便宜的には少なくとも２つの被覆光学薄膜から構成され、光学コーティング膜を設ける工程は、基体に薄膜を設け、上記パターンを決定するマスクを用いて少なくとも１つの薄膜をマスキングし、マスクを除去する工程で構成される。
【００１５】
本方法は光学薄膜の厚みを監視し、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つの光学薄膜を沈着させ、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】
また、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】
さらに、本方法は、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】
薄膜は蒸着プロセス、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の光の反射光２０の反射率と背景ガラス１０の光の反射光２２の反射率とは異なっている。パターンを通過した光の透過率２４は事実上ゼロであり、背景又は周囲領域の光の透過光２６の透過率とは実質的に異なっている。さらに、背景の基体背面から入射した光の反射光２８の反射率は実質的にパターン１２の基体背面から入射した光の反射光３０の反射率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、パターンへ入射した光の反射光３２の反射率と背景又は周囲領域へ入射した光の反射光３４の反射率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、背景の基体背面から入射した光の反射光４０の反射率はパターン領域１６の基体背面から入射した光の反射光４２の反射率と一致する。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、色彩の選択性を有しなければならないことは明らかである。光学薄膜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。かかる薄膜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】
光学薄膜は４つのカテゴリー、特に絶縁物薄膜、金属薄膜、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】
絶縁物薄膜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。これらの薄膜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膜４４Ａ〜４４Ｉの積層によって実現され、それらは絶縁物薄膜スタック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、薄膜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膜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膜で構成され、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得られる。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。基体を通過した光の透過率は破線６２でプロットされ、基体及びパターンの両者を通過した光の透過率は実線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。絶縁体薄膜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ＰＶＤ法、化学浸漬処理あるいはスプレー処理が使用できる。
【００３１】
使用可能な光学薄膜の第２のカテゴリーは金属薄膜からなり、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。代表的な金属薄膜はクロム、アルミニウム、銀、ニッケル及びその類似物を含む。絶縁物薄膜の場合と同様に、クロム等の金属薄膜の透過率は見る方向とは無関係である。同様のことは金属薄膜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と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】
他の光学薄膜デバイスは図８に示され、薄膜スタック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、基体背面から入射した光の反射光の反射率を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５２Ａが基体４６上に蒸着される（図９）。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（図１０）。そして、ＳｉＯ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の周囲の（を有する）Ｃｒ層５２Ａ上に沈着される（図１１）。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（第１反射領域）と隣接するパターン領域５７Ａ（第２反射領域）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、金属薄膜としてのＣｒ及び絶縁物薄膜としての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薄膜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】
0003739435.tif 000002
【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。基体背面から入射した光の反射光の反射率は図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、背景の色彩が灰色の図表は実線で示され、背景の色彩が青銅色の図表は三角形（▲）を結ぶ線で示され、背景の色彩が紫色の図表は×を結ぶ線で示され、背景の色彩が青色の図表は円形（●）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。基体背面から入射した光の反射光の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、他の三色の基体背面から入射した光の反射光の反射率はかなり一致している。
【００４２】
基体背面から入射した光の反射光の反射率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基体背面から入射した光の反射光の反射率（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、基体背面から入射した光の反射光の反射率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。この基体背面から入射した光の反射光の反射率の一致における欠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ＳｉＯ層５４を付加して基体背面から入射した光の反射光の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】
0003739435.tif 000003
【００４７】
図１８はこれら４つのデザインの基体背面から入射した光の反射光の反射率（逆反射率）を示し、基体背面から入射した光の反射光の反射率において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】
0003739435.tif 000004
【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１１８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１０８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】
0003739435.tif 000005
【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Ｃｒ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１６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】
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【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、１０．５ｎｍ、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２１．３ｎｍ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。２１．３ｎｍ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ＳｉＯ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】  赤色を反射する絶縁物薄膜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】  着色ロゴの基体背面から入射した光の反射光の反射率（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基体背面から入射した光の反射光の反射率（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    パターンへ入射した光の反射光
３４    背景又は周囲領域へ入射した光の反射光
３６    パターンへ入射した光の透過光
３８    背景又は周囲領域へ入射した光の透過光
４０    背景又は周囲領域の基体背面から入射した光の反射光
４２    パターンの基体背面から入射した光の反射光
４４Ａ〜４４Ｉ    絶縁物薄膜
４６    基体                    ４８    絶縁物薄膜スタック
５０    薄膜スタック
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
【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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