DE971398C - Sonnenschutzbrille - Google Patents

Description

• Sonnenschutzbrille Will man bei Sonnenschutzbrillen mit Hilfe von im Hochvakuum aufgedampften oder durch Kathodenzerstäubung aufgetragenen dünnen Schichten auf Glas eine bestimmte Absorptionscharakteristik im Sichtbaren und in den angrenzenden ultravioletten und ultraroten Spektralbereichen erhalten, so stehen grundsätzlich drei Wege zur Verfügung. Nach dem ersten wählt man Stoffe aus, die, ohne eine metallische Reflexion zu besitzen, eine mehr oder weniger frequen zabhängige Absorption aufweisen. Ein anderes Verfahren besteht darin, in einen d.ielektrischen und halbleitenden Stoff durch gleichzeitiges Verdampfen oder gleichzeitige Kathodenzerstäubung Metallteilchen einzu,lagern. Ein dritter Weg besteht schließlich darin, absorbierende Metallschichten in Verbindung mit nichtmetallischen Schichten, also mit nicht- oder halbleitenden Schichten, anzuwenden.
• Bei diesem Verfahren erfolgt die AbsoTption durch die aufgetragenen Metallschichten, während die d.ielektrischen Schichten zur Reflexionsverminderung der äußeren. Grenzflächer. und zur Beeinflusseng des, Farbtons des durchgehenden Lichtes durch Interferenz dienen. Gegenüber den beiden zuerst genannten Wegen weist dieses Verfahren verschiedene technische Vorteile auf, was diie Veranlassung für eine weitere Beschäftigung mit ihm gab.
• Es zeigte sich, daß es besondere technische Vorteile insbesondere hinsichtlich dar wunschgemäßen Festlegung des zu absorbierenden. Spektral,bereiches unter möglichst weitgehender Vermeidung der Reflexion bringt, wenn die gesamte Schichtenfolge aus mindestens zwei dünnen Teilfolgen besteht, die durch eine dielektrische Schicht verbunden sind.
• Als Metalle kommen neben. Eisen, Nickel und Vanadin beispielsweise weiterhin Metalle wie Beryllium. Titan, Zirkon und Chrom sowie Metalle der seltenen Erden, z. B. Neodym, oder Cer-Mischmetalle oder Halbleiter wie Silizium oder Germanium in Betracht. Es handelt sich hierbei im Gegensatz zu den bekannten Durchlässigkeitsinterferenzfiltern, die der Aussonderung sehr schmaler Spektralgebiete mit möglichst verschwindender Absorption dienen, um solche Metalle, die bei geringem Reflexionsvermögen eine vergleichsweise hohe Absorption. besitzen.
• Als Beispiele für die dielektrischen Schichten werden die Oxyde hervorgehoben, insbesondere die harten Oxyde des Berylliums, Aluminiums, Siliziums, Thoriums und Tantal.s. Hierzu wären noch als weitere Beispiele zu nennen die Oxyde des Zirkons, und Eisens sowie ferner Silikate, Wolframate und Fluoride, wie beispielsweise das Magnesiumfluorid.
• Zweckmäßig wird die dem Auge des Brillenträgers zugekehrte konkave Fläche mit den Schichten belegt.
• Besonders bewährt hat sich die Kombination einer Schlicht eines Metalls aus der Gruppe der seltenen Erden, z. B. Neodym, oder eines Cer-Mischmetalls mit einer reflexvermindernden dielektrischen Schicht aus Aluminiumoxyd. Diese Vereinigung zeichnet sich durch eine äußerst wirksame Reflexverminderung aus. Als sehr wertvoll hat seich weiterhin die Vereinigung einer metallischen Schicht aus Titan mit einer reflexvermindernden Schicht aus. Tantalpentoxyd herausgestellt. Zur Verringerung der Reflexion durch das Glas hindurch kann hierbei zunächst eine Siliziumschicht geeigneter Dicke aufgedampft werden, so daß dann die Reihenfolge Silizium-Titan-Tantalpentoxyd vorliegt.
• Besondere technische Vorteile bietet es, eine Metallschicht, z. B. Chromnickel, zwischen zwei verschiedene Dielektrika, z. B. Magnesiumfluorid und Aluminiumoxyd, einzubetten. Umgekehrt lassen sich zwei dielektrische Schichten aus, dem gleichen Stoff, z. B. Magnes;iumfluorid oder Siliziumdioxyd, und zwei Schichten aus verschiedenen Metallen, z. B. Chromnickel und Titan, derart vereinigen, d-aß zunächst der Glasoberfläche eine dielektrische Schicht aufgebracht wird.
• Der Vorschlag der Erfindung, diaß die gesamte Schichtenfolge aus mindestens zwei Teilfolgen besteht, die durch eine dielektrische Schicht verbunden sind, wird. beispielsweise in, der Form durchgeführt, daß eine erste Schichtenteil.folge auf dem Glas aus einer zwischen zwei dielektrischen Schichten eingebetteten Metallschicht und eine zweite Teilfolge aus einer nach. dem Auge zu mit einer dielektrischen Schicht überzogenen Meta11-schicht besteht. Ein Beispiel für diese Kombination aus drei dielektrischen und zwei Metallschichten stellt beispielsweise die Schichtenfolge Sidiziumdioxyd - Beryllium - S il'iziumdioxyd - Titan -Sili.z.iumdioxvd dar.
• Besonders bewährt hat es sich, die erste Schichtenteilfolge auf dem Glas aus zwei Metallschichten herzustellen, die eine delektrische Schicht einschließen, und eine zweite Schichtenteilfolge aus zwei dielektrischen Schichten, die durch eine dritte Metallschicht voneinander getrennt sind.
• Die Dicke der mittleren dielektrischen Schicht bestimmt in beiden Fällen den Farbton des durchgehenden Lichtes.. Die dem Auge zunächst liegende Metallschicht und die Brechzahl der darauffolgenden, äußeren, Schicht werden so gewählt, daß sich eine maximale Reflexverminderung erzielen läßt. Die Gesamtabsorption ist durch die Dicke der Metaldschich;ten zu bestimmen. Die Dicken der dielektrischen Schichten sollen, um -bei veränderter Gesamtabsorption - keine Änderung des Farbtons zu ergeben, der jeweiligen Dicke der Metallschichten angepaßt werden. Die Bestimmung der Dicke der Metallschichten erfolgt durch photometrische Messungen der Absorption. während des Aufbaus: der Schicht; die Dicken der dielektrischen Schichten werden durch Beobachtung der Interferenzfarben beurteilt.
• In dem an zweiter Stelle besprochenen wertvollen Beispiel werden für die drei metallischen Schichten vorteilhaft mindestens zwei verschiedene Metalle verwendet, deren Schichtdicke von der Glas- zur Augenseite beispielsweise linear, quadratisch oder exponentiell zunimmt. Wie bereits angedeutet, werden die drei dielektrischen Schichten nach Brechzahl und Dicke so ausgewählt, daß sich eine wirksame Reflexverminderung der Außenflächen und der gewünschte Farbton in der Durchsicht ergibt.
• Eine bewährte Schichtenfolge liegt beispielsweise vor in der Reihenfolge Titan, das unmittelbar auf der Glasoberfläche aufgetragen ist, sodann, durch eine dünne dielektrische Schicht verbunden, Chrom und schließlich, durch eine etwas dickere diel@ektrische Schicht verbunden, hierüber ein Cer-Mischmeta:ll, wobei sich die Dicken der Metallschichten: etwa wie i ::2: 3 verhalten. Als Werkstoff für die drei dielektrischen Schichten, die zwischen den Metallen und auf der dem Auge zugewandten Seite angeordnet sind, haben sich hierbei S:iiliziumdioxyd und Alumnniumoxyd: bewährt. Die Dicke dieser dielektrischen Schichten in der Reihenfolge vom Glas zum Auge liegt bei der ersten Schicht vorteilhaft zwischen 5o und i5o mNt, bei der zweiten Schicht zwischen 5oo und 6oo ml, und bei der dritten Schicht zwischen ioo und r5o m[t.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sonnenschutzbrille mit gewöhnlichen Brillengläsern. mit durch Verdampfung im Hochvakuum oder Kathodenzerstäubung aufgebrachten Mehrfachschichten, die abwechselnd aus dünnen Schichten aus Metallen und aus dielektrischen Schichten besteben., dadurch gekennzeichnet, daß die gesamtc Schichtenfolge aus mindestens zwei dünnen Teilfolgen besteht, die durch eine dielektrische Schicht verbunden sind.
2. 2. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall mit geringem Reflexionsvermögen und vergleichsweise hoher Absorption Beryllium, Silizium, Titan, Zirkon, Germanium, Vanadin, Chrom, Eisen, Nickel, ein Metall der seltenen Erden, z. B. Neod:ym, oder ein Cer-Mischmetall verwendet werden.
3. 3. SonnenschutzbrillenachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als dielektrische Schichten Oxyde, insbesondere die harten Oxyde des Berylkurns, Aluminiums, Siliziums, Zirkons, Thoriums, Eisens und Tantals benutzt werden, ferner Silikate, Wolframate und Fluoride, beispielsweise Magnesiumfluorid. q.. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine metallische Schicht aus der Gruppe der seltenen Erden als eine reflexvermindernde dielektrische Schicht eine Schicht aus Aluminiumoxyd trägt. 5. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine metallische Schicht aus Titan eine reflexvermindernde Schicht aus Tantalpentoxyd trägt. 6. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine metallische Schicht, z. B. aus Chromnickel, zwischen zwei verschiedenen Dielektrika, z. B. Magnesium.. fluori-d und. Aluminiumoxyd, eingebettet ist. 7. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei dielektrische Schichten aus dem gleichen Stoff, z. B. Magnesiumfluorid oder Siliziumdioxyd, und zwei Schichten aus verschiedenen Metallen, z. B. Chromnickel und Titan, verwendet werden, wobei zunächst der Glasoberfläche eine dielektrische Schicht liegt. B. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schichtenteilfolge auf dem Glas aus einer zwischen zwei dielektrischen Schichten eingebetteten Metallschicht und eine zweite Teilfolge aus einer nach dem Auge zu mit einer die:lektrischen Schicht überzogenen Metallschicht besteht. g. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i und 8, gekennzeichnet durch eine Schichtenfolge Siliiziumdioxyd-Bery llium-Siliziumdioxyd-Titan-Sildziumdioxyd. io. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Sch,ichtenteilfolge auf dem Glas aus zwei Metallschichten besteht, die eine dielektrische Schicht einschließen! und eine zweite Schichtenteilfolge aus zwei dielektrischen Schichten, die durch eine dritte Metallschicht voneinander getrennt sind. i i. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i und io, dadurch gekennzeichnet, daß die SchichtendIcke der drei metallischen Schichten, für die mindestens zwei verschiedene Metalle verwendet werden, von der Glas- zur Augenseite linear, quadratisch oder exponentiell zunimmt und. daß die drei dielektrischen Schichten nach Brechzahl und Dicke so ausgewählt sind, daß sich eine wirksame Reflexverminderung der Außenflächen und der gewünschte Farbton in der Durchsicht ergibt. 12. Sonnenschutzbrille nach Anspruch i, io und i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der drei Metallschichten, die der Reihe nach aus Titan, Chrom und Cer-Mischmetall bestehen, sich etwa wie i :2: 3 verhalten und die Dicke der drei. dielektrischen Schichten, für die als Werkstoff Si,liziumdioxyd und Aluminiumoxyd benutzt wird, der Reihe nach zwischen 5o und i5o m[,, zwischen 5oo und 6oo my und zwischen ioo und 150 m,u beträgt.