JP2002535735A - 多層光フィルタ - Google Patents
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Abstract
Description
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
クから成る。
に全体にわたって延びている。
。
領域に少なくとも1つのパスバンドを含む。
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。
、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。
、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。
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。
に組み込まれている。
、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。
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。
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。
ない。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(Thin-Film Optical Filters )』第2版,マクミラン社,1986を参照され
たい。
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。
により追加のパスバンド8を導入してもよい。
。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。
、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 28
HL8H(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。
,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。
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。
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。
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。
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。
。
、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。
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。
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。
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。
0-6mとの間の位置決めを必要とする。正味の青色の効果は、0.42×10-6 m〜0.49×10-6mのパスバンドで得られる。
おいて適当な自由度をもたらす上で重要である。
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。
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。
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。
を示す図である。
性を示す図である。
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。
Claims (17)
- 【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1組のマルチプル半波長スペーサ層(2)を有する光
フィルタ(1)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(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、請求項1記載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。 - 【請求項9】 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の光フィルタ手段は、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の光フィルタ手段は、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、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フィルタ手段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の光フィルタ手段は、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。
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