JP2022535392A - ８５０～９５０ｎｍでのＬｉＤＡＲ用途のための硬化光学窓 - Google Patents

８５０～９５０ｎｍでのＬｉＤＡＲ用途のための硬化光学窓 Download PDF

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Abstract

Figure 2022535392000001
検出システムのための窓が提供される。その窓は、所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有する基板と；その基板上に配置された層状膜であって、その層状膜は、高屈折率材料と低屈折率材料の交互の層を含み、その高屈折率材料は低屈折率材料よりも高い屈折率を有し、層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、その交互の層の厚さは、この窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜とを備える。この窓は、バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、その層状膜で、少なくとも１０ＧＰａの硬度をさらに有する。

Description

関連出願の説明
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１９年６月５日に出願された米国仮特許出願第６２／８５７５０７号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、８５０～９５０ｎｍでのＬｉＤＡＲ用途のための硬化光学窓に関する。
光検出と測距（「ＬｉＤＡＲ」）システムは、レーザおよびセンサを備える。レーザはレーザビームを放射し、そのレーザビームは物体に反射することがあり、センサは、反射したレーザビームを検出する。レーザビームは、視野に亘り物体を検出するために放射状範囲に亘り、パルス状であるか、または他の様式で分布している。その物体に関する情報は、検出された反射レーザビームの性質から解読することができる。レーザビームから物体の距離は、レーザビームの放射から反射レーザビームの検出までの飛行時間から決定できる。物体が動いている場合、物体の経路および速度は、反射され、時間の関数として検出されている放射レーザビームの半径方向位置におけるシフト、並びにドップラー周波数測定値から決定できる。
車両は、ＬｉＤＡＲシステムの潜在的な用途である。このＬｉＤＡＲシステムは、支援される、半自動、または全自動運転を可能にする空間マッピング性能を提供する。従来、レーザエミッタおよびセンサが、車両の屋根、または車両の低い前方部分に搭載されている。９０５ｎｍまたは１５５０ｎｍの、またはそれらに近いものなど、可視光の範囲から外れた波長を有する電磁放射線を放射するレーザが、車両用ＬｉＤＡＲ用途に検討されている。レーザおよびセンサを石や他の物体の衝撃から保護するために、レーザおよびセンサと、そのレーザおよびセンサの見通し線にある外部環境との間に窓が配置されている。
しかしながら、衝突する石や他の物体は、窓に引っかき傷を付けたり、他のタイプの損傷を与え、これにより、窓が、放射され反射したレーザビームを散乱させ、したがって、ＬｉＤＡＲシステムの有効性が損なわれるという点で問題がある。
本開示は、窓に硬度および耐引掻性を提供する材料の１つ以上の層を備えた、窓用の層状膜を提供する。この層状膜は、異なる屈折率を有する材料（硬度および耐引掻性を提供する材料を含む）の交互の層をさらに備え、よって、交互の層の数およびそれらの厚さは、その窓が、９０５ｎｍの波長（およびその前後の波長）の高い透過率および低い反射率を有するように構成することができる。交互の層の数およびそれらの厚さは、さらに、その窓が、可視光波長の低い透過率および高い反射率を有するように構成することができる。
本開示の実施の形態によれば、検出システムのための窓が提供される。この窓は、所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有する基板と；その基板上に配置された層状膜であって、その層状膜は、高屈折率材料と低屈折率材料の交互の層を含み、その高屈折率材料は低屈折率材料よりも高い屈折率を有し、層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、その交互の層の厚さは、この窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜とを備える。この窓は、バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、その層状膜で、少なくとも１０ＧＰａの硬度をさらに有する。
本開示の別の実施の形態によれば、検出システムのための窓が提供される。その窓は、所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有するガラス基板と；そのガラス基板上に配置された層状膜であって、その層状膜は、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２の少なくとも７の交互の層を含み、Ｓｉ３Ｎ４の層は、ＳｉＯ２の層よりも高い屈折率を有し、層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、その交互の層の厚さは、この窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜とを備える。この窓は、バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、その層状膜で、少なくとも８ＧＰａの硬度をさらに有する。
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたような実施の形態を実施することによって認識されるであろう。
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示に過ぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する意図があることが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
車両の屋根に搭載されたＬｉＤＡＲシステムおよび車両の前方部分に搭載されたＬｉＤＡＲシステムを有する車両の側面図 窓を通って電磁放射線を放射する電磁放射線エミッタおよびセンサを示し、この放射線が、反射放射線として物体に反射し、その反射放射線が窓を通って、電磁放射線エミッタおよびセンサにより検出されることを示す、図１のＬｉＤＡＲシステムの一方の概念図 第一面とその第一面の前で放射された放射線と遭遇する第二面を持つガラス基板、および第一面の上と、必要に応じて、第二面の上の層状膜を有する、図２の窓を示す、図２の区域ＩＩＩの断面図 高屈折率材料および低屈折率材料の交互の層を備えた、ガラス基板の第一面上に配置された層状膜を示す、図３の区域ＩＶの断面図 実施例１に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の２０００ｎｍ厚の層を有する層状膜の七（７）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍを含む８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９５％超の透過率の百分率を示すグラフ 図５Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、約７５０ｎｍから約１６００ｎｍまたはそれ以上の範囲の波長について、８５％超の透過率の百分率であるが、約３００ｎｍから約７００ｎｍの可視範囲内の波長について透過率の百分率が振動して減少している、透過率の百分率を示すグラフ 図５Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、全ての入射角について、９０５ｎｍの波長について、０．４％未満であり、全ての入射角について、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長範囲について、約０．８％未満の反射率の百分率を示すグラフ 実施例１Ａに述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の５０００ｎｍ厚の層を有する層状膜の七（７）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍを含む８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９５％超の透過率の百分率を示すグラフ 図６Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、約７５０ｎｍから約１６００ｎｍまたはそれ以上の範囲の波長について、８５％超の透過率の百分率であるが、約３００ｎｍから約７００ｎｍの可視範囲内の波長について透過率の百分率が振動して減少している、透過率の百分率を示すグラフ 図６Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍの波長について、０．４％未満であり、８°から２５°の全ての入射角について、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長範囲について、約０．８％未満の反射率の百分率を示すグラフ 実施例２に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の２０００ｎｍ厚の層を有する層状膜の九（９）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍを含む８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９５％超の透過率の百分率を示すグラフ 図７Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、約７５０ｎｍから約１６００ｎｍまたはそれ以上の範囲の波長について、８５％超の透過率の百分率であるが、約３００ｎｍから約７００ｎｍの可視範囲内の波長について透過率の百分率が振動して減少している、透過率の百分率を示すグラフ 図７Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍの波長について、０．２％未満であり、８°から２５°の全ての入射角について、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長範囲について、約１．０％未満の反射率の百分率を示すグラフ 実施例３に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の２０００ｎｍ厚の層を有する層状膜の十一（１１）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍを含む８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９５％超の透過率の百分率を示すグラフ 図８Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、約７５０ｎｍから約１６００ｎｍまたはそれ以上の範囲の波長について、８５％超の透過率の百分率であるが、約３００ｎｍから約７００ｎｍの可視範囲内の波長について透過率の百分率が振動して減少している、透過率の百分率を示すグラフ 図８Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、全ての入射角について、９０５ｎｍの波長について、０．２％未満であり、全ての入射角について、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長範囲について、約１．２％未満の反射率の百分率を示すグラフ 実施例４に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の１９５５ｎｍ厚の層を有する層状膜の七（７）層の実施の形態を備えた窓の末端（最外）面を通る透過率の百分率のグラフであって、０°の入射角でほぼ１００％であるが、入射角が変わるにつれて著しく変化する透過率を示すグラフ 図９Ａに記載された窓の末端（最外）面を通る透過率の百分率のグラフであって、０°から２５°の全ての入射角について、約５００ｎｍから約１６００ｎｍまたはそれ以上の範囲の波長について、６０％超の透過率の百分率であるが、約３００ｎｍから約５００ｎｍの可視範囲内の波長について透過率の百分率が振動して減少している、透過率の百分率を示すグラフ 図９Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、０°の入射角で、９０５ｎｍの波長について、０％に近いが、入射角が変わるにつれて著しく変化する反射率の百分率を示すグラフ 実施例４に述べられたような、Ｓｉ３Ｎ４の１９５５ｎｍ厚の層の代わりに、Ｓｉ３Ｎ４の１２６．５ｎｍ厚の層を有する層状膜（実施例４Ｄ）の七（７）層の実施の形態を備えた窓の末端（最外）面を通る透過率の百分率のグラフであって、０°の入射角でほぼ１００％であるが、入射角および波長が変わるにつれて著しく変化する透過率を示すグラフ 図１０Ａに記載された窓の末端（最外）面を通る透過率の百分率のグラフであって、０°から２５°の全ての入射角について、約４００ｎｍから約１６００ｎｍまたはそれ以上の範囲の波長について、６０％超の透過率の百分率であるが、波長の関数として９０％を超えて振動している、透過率の百分率を示すグラフ 図１０Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、０°の入射角で、９０５ｎｍの波長について、０％に近いが、入射角が変わるにつれて、また波長が変わるにつれて著しく変化する反射率の百分率を示すグラフ 実施例５に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の５０８７ｎｍ厚の層を有する層状膜の二十一（２１）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、８°から２５°の全ての入射角について、９０５ｎｍを含む約８２０ｎｍから約９２０ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９４．５％超の透過率の百分率であるが、約９２０ｎｍから１０００ｎｍの波長範囲内で９２％超に減少する透過率の百分率を示すグラフ 図１１Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、０°から２５°の全ての入射角について、約７５０ｎｍから約１８００ｎｍの範囲内の波長について、８０％超の透過率の百分率であるが、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍの可視範囲内の波長について約３０％未満である透過率の百分率を示すグラフ 図１１Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、０°から２５°の全ての入射角について、約８２０ｎｍから約９２０ｎｍの波長範囲について、１．５％未満であり、０°から２５°の全ての入射角について、９２０ｎｍから１０００ｎｍの波長範囲について、約４％未満の反射率の百分率を示すグラフ 図１１Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、０°から２５°の全ての入射角について、約４００ｎｍから約７００ｎｍの可視光範囲内の波長について、６０％を超える反射率の百分率を示すグラフ 実施例６に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の２２７０ｎｍ厚の層を有する層状膜の三十一（３１）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、９０５ｎｍを含む約８７０ｎｍから約９３０ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９３．５％超の透過率の百分率であるが、その波長範囲から外れた波長について、減少した透過率の百分率を示すグラフ 図１２Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約８５０ｎｍから約１８００ｎｍの範囲の波長について、７５％超の透過率の百分率であるが、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの可視範囲内の波長について約３０％未満である透過率の百分率を示すグラフ 図１２Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約８７５ｎｍから約９２５ｎｍの波長範囲について、３％未満であるが、その波長範囲から外れた波長について、増加した反射率の百分率を示すグラフ 図１２Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、約８７５ｎｍから約１８００ｎｍの範囲内の波長について、２０％未満の反射率の百分率であるが、約４００ｎｍから約７００ｎｍの範囲内の波長について、７０％を超える反射率の百分率を示すグラフ 実施例７に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の５１３０ｎｍ厚の層を有する層状膜の五十一（５１）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、９０５ｎｍを含む約８７０ｎｍから約９３０ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る９３．５％超の透過率の百分率であるが、その波長範囲から外れた波長について、減少した透過率の百分率を示すグラフ 図１３Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約８５０ｎｍから約１８００ｎｍの範囲内の波長について、７５％超の透過率の百分率であるが、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの可視範囲内の波長について約３０％未満である透過率の百分率を示すグラフ 図１３Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約８７５ｎｍから約９２５ｎｍの波長範囲について、３％未満であるが、その波長範囲から外れた波長について、増加した反射率の百分率を示すグラフ 図１３Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、約８７５ｎｍから約１８００ｎｍの範囲内の波長について、２０％未満の反射率の百分率であるが、約４００ｎｍから約７００ｎｍの範囲内の波長について、７０％を超える反射率の百分率を示すグラフ 実施例８に述べられたような、硬度および耐引掻性を与えるＳｉ３Ｎ４の５０００ｎｍ厚の層を有する第一面上の層状膜の九（９）層の実施の形態、および第二面上の第２の層状膜の八十一（８１）層の実施の形態を備えた窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、９０５ｎｍを含む約８７５ｎｍから約９４０ｎｍの範囲内の波長について、窓を通る約９９％超の透過率の百分率であるが、その波長範囲から外れた波長について、減少した透過率の百分率を示すグラフ 図１４Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約８００ｎｍから約１５５０ｎｍの範囲内の波長について、８０％超の透過率の百分率であるが、約４００ｎｍから約７５０ｎｍの可視範囲内の波長について約１０％未満である透過率の百分率を示すグラフ 図１４Ａに記載された窓を通る透過率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約４２０ｎｍから約７００ｎｍの範囲内の波長について、３％未満の透過率の百分率を示すグラフ 図１４Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、２５°までの全ての入射角について、約９００ｎｍから約９４０ｎｍの波長範囲について、１％未満であるが、その波長範囲から外れた波長について、増加した反射率の百分率を示すグラフ 図１４Ａに記載された窓からの反射率の百分率のグラフであって、約８５０ｎｍから約１６００ｎｍの範囲内の波長について、約２０％未満の反射率の百分率であるが、約４５０ｎｍから約７５０ｎｍの範囲内の波長について、９５％を超える反射率の百分率を示すグラフ
ここで、その例が添付図面に示されている、本願の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を称するために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。
ここで図１を参照すると、車両１０は、１つ以上のＬｉＤＡＲシステム１２を備えている。１つ以上のＬｉＤＡＲシステム１２は、車両１０上またはその中のどこにでも配置することができる。例えば、１つ以上のＬｉＤＡＲシステム１２は、車両１０の屋根１４および／または車両１０の前方部分１６の上に配置することができる。
ここで図２を参照すると、１つ以上のＬｉＤＡＲシステム１２の各々は、当該技術分野で公知のような、電磁放射線エミッタおよびセンサ１８を備え、これは外囲器２０内に包囲されることがある。電磁放射線エミッタおよびセンサ１８は、ある波長または波長範囲を有する電磁放射線２２を放射する。放射された放射線２２は、窓２４を通って外囲器２０から出る。外部環境２６にある物体（図示せず）が、放射された放射線２２の経路にある場合、放射された放射線２２は、その物体で反射し、反射した放射線２８として電磁放射線エミッタおよびセンサ１８に戻る。反射した放射線２８は、再び窓２４を通過して、電磁放射線エミッタおよびセンサ１８に到達する。実施の形態において、放射された放射線２２および反射した放射線２８は、９０５ｎｍまたは１５５０ｎｍ、もしくは９０５ｎｍまたは１５５０ｎｍの波長のいずれかを含む範囲の波長を有する。反射した放射線２８以外の電磁放射線（可視スペクトルの波長を有する電磁放射線など）は、ここに記載されるような窓２４の光学的性質に応じて、窓２４を通過してもしなくてもよい。ここに用いられているように、「可視スペクトル」という用語は、人の目に見える電磁スペクトルの部分を称するために使用され、一般に、約３８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線を称する。
ここで図３を参照すると、１つ以上のＬｉＤＡＲシステム１２の各々のための窓２４は、基板３０を備える。基板３０は、第一面３２および第二面３４を有する。第一面３２および第二面３４は、基板３０の主面である。第一面３２は外部環境２６に最も近い。第二面３４は、電磁放射線エミッタおよびセンサ１８に最も近い。放射された放射線２２は、第一面３２の前に第二面３４と遭遇する。反射した放射線２８は、第二面３４の前に第一面３２と遭遇する。基板３０は、基板３０の第一面３２上に配置された層状膜３６を備え、いくつかの実施の形態において、第２の層状膜３８が、基板３０の第二面３４上に配置されている。
ここに用いられているように、「配置する」という用語は、当該技術分野で公知の任意の方法を使用して、表面上に材料を、被覆すること、堆積させること、および／または形成することを含む。配置された材料は、ここに定義されるような、層を構成することがある。「上に配置された」という句は、材料が表面と直接接触するように表面上に材料を形成する例を含み、また、配置される材料と表面との間に１つ以上の介在材料を有して、材料が表面上に形成される例も含む。その介在材料は、ここに定義されるような、層を構成することがある。
基板３０は、ガラス基板であって差し支えない。そのガラス基板は、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスの組成物を有し得るが、他のガラス組成物も考えられる。そのようなガラス組成物は、イオン交換過程によって、化学的に強化することができる。いくつかの変種において、その組成物は、リチウムイオンを含まないことがある。
基板３０に適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、アルミナ、少なくとも１種類のアルカリ金属、およびいくつかの実施の形態において、５０モル％超のＳｉＯ２、他の実施の形態において、少なくとも５８モル％のＳｉＯ２、およびさらに他の実施の形態において、少なくとも６０モル％のＳｉＯ２を含み、ここで、比（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ改質剤（すなわち、改質剤の合計）は１より大きく、これらの成分の比は、モル％で表され、改質剤は、アルカリ金属酸化物である。この組成物は、特別な実施の形態において、５８～７２モル％のＳｉＯ２、９～１７モル％のＡｌ２Ｏ３、２～１２モル％のＢ２Ｏ３、８～１６モル％のＮａ２Ｏ、および０～４モル％のＫ２Ｏを含み、比（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ改質剤（すなわち、改質剤の合計）は１より大きい。
基板３０のための別の適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、６４～６８モル％のＳｉＯ２、１２～１６モル％のＮａ２Ｏ、８～１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０～３モル％のＢ２Ｏ３、２～５モル％のＫ２Ｏ、４～６モル％のＭｇＯ、および０～５モル％のＣａＯを含み、ここで、６６モル％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦６９モル％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０モル％、５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８モル％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）－Ａｌ２Ｏ３≦２モル％、２モル％≦Ｎａ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３≦６モル％、および４モル％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）－Ａｌ２Ｏ３≦１０モル％である。
基板３０の別の適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、２モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２、または４モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２を含む。
ガラス組成物の一例は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＮａ２Ｏを含み、ここで、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）≧６６モル％、およびＮａ２Ｏ≧９モル％である。１つの実施の形態において、その組成物は、少なくとも６質量％の酸化アルミニウムを含む。さらなる実施の形態において、その組成物は、少なくとも５質量％のアルカリ土類酸化物を含む。適切な組成物は、いくつかの実施の形態において、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの内の少なくとも１つをさらに含む。特別な実施の形態において、基板３０の組成物は、６１～７５モル％のＳｉＯ２、７～１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０～１２モル％のＢ２Ｏ３、９～２１モル％のＮａ２Ｏ、０～４モル％のＫ２Ｏ、０～７モル％のＭｇＯ、および０～３モル％のＣａＯを含む。
基板３０に適したさらなる例示の組成物は、６０～７０モル％のＳｉＯ２、６～１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０～１５モル％のＢ２Ｏ３、０～１５モル％のＬｉ２Ｏ、０～２０モル％のＮａ２Ｏ、０～１０モル％のＫ２Ｏ、０～８モル％のＭｇＯ、０～１０モル％のＣａＯ、０～５モル％のＺｒＯ２、０～１モル％のＳｎＯ２、０～１モル％のＣｅＯ２、５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み、ここで、１２モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦２０モル％、および０モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦１０モル％である。
基板３０に適したまたさらなる例示の組成物は、６３．５～６６．５モル％のＳｉＯ２、８～１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０～３モル％のＢ２Ｏ３、０～５モル％のＬｉ２Ｏ、８～１８モル％のＮａ２Ｏ、０～５モル％のＫ２Ｏ、１～７モル％のＭｇＯ、０～２．５モル％のＣａＯ、０～３モル％のＺｒＯ２、０．０５～０．２５モル％のＳｎＯ２、０．０５～０．５モル％のＣｅＯ２、５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み、ここで、１４モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦１８モル％、および２モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦７モル％である。
基板３０は、実質的に平面またはシート状であることがあるが、他の実施の形態では、湾曲した、もしくは他のやり方で形成されたまたは形作られた基板を利用してもよい。基板３０の長さおよび幅は、窓２４に要求される寸法にしたがって様々であり得る。基板３０は、フロートガラス法、並びにフュージョンドロー法およびスロットドロー法等のダウンドロー法などの様々な方法を使用して形成することができる。基板３０は、非強化状態で使用することができる。
基板３０を形成するガラスは、第一面３２と隣接する領域および／または第二面３４と隣接する領域を圧縮応力（「ＣＳ」）下にするように変更することができる。そのような状況において、圧縮応力下にある領域は、第一面３２および／または第二面３４から圧縮深さまで延在する。この圧縮応力の発生により、中央張力または中心応力（ＣＴ）と称される、中央領域の中心に最大値を有する、引張応力下にある中央領域がさらに生じる。この中央領域は、前記圧縮深さの間に延在し、引張応力下にある。中央領域の引張応力は、圧縮応力下にある領域の圧縮応力と釣り合うまたはその圧縮応力に対抗する。ここに用いられているように、「圧縮深さ」および「ＤＯＣ」という用語は、基板３０内の応力が圧縮応力から引張応力に変化する深さを称する。圧縮深さでは、応力は正の（圧縮）応力から負の（引張）応力に交差し、それゆえ、ゼロの値を有する。この圧縮深さは、基板３０の第一面３２および／または第二面３４の鋭い衝撃により導入される傷の伝搬から基板３０を保護し、一方で、圧縮応力は、傷が成長し、圧縮深さを貫通する可能性を最小にする。実施の形態において、圧縮深さは、各々、少なくとも２０μｍである。実施の形態において、それらの領域内の最大圧縮応力ＣＳの絶対値は、少なくとも２００ＭＰａ、約４００ＭＰａまで、または約１０００ＭＰａまでである。実施の形態において、それらの領域内の最大圧縮応力の絶対値は、少なくとも６００ＭＰａである。
圧縮応力下にある領域を有する基板３０に関する詳細かつ正確な応力プロファイル（深さの関数としての応力）を推論する２つの方法が、「Systems and Methods for Measuring the Stress Profile of Ion-Exchanged Glass」と題し、２０１２年５月３日にDouglas Clippinger Allan等により出願され、同じ名称を有し、２０１１年５月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／４８９８００号に優先権を主張する、米国特許第９１４０５４３号明細書に開示されている。これらの文献の内容がここに全て引用される。
実施の形態において、圧縮応力下にある基板３０の領域を生成する工程は、基板３０にイオン交換化学調質過程（化学調質は、しばしば、「化学強化」と称される）を施す工程を含む。イオン交換化学調質過程において、基板３０の第一面３２、第二面３４にあるまたはその近くにあるイオンは、同じ価数または酸化状態を通常有するより大きいイオンにより置換－または交換－される。基板３０が、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、アルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス、またはアルカリケイ酸塩ガラスを含む、から実質的になる、またはからなる実施の形態において、ガラスの表面層内のイオンおよびより大きいイオンは、Ｎａ＋（ガラス中にＬｉ＋が存在する場合）、Ｋ＋、Ｒｂ＋、およびＣｓ＋などの一価のアルカリ金属陽イオンである。あるいは、第一面３２および第二面３４内にある、そこにあるまたはその近くにある一価の陽イオンは、Ａｇ＋などの、アルカリ金属陽イオン以外の一価の陽イオンと置換されることもある。
実施の形態において、イオン交換過程は、基板３０を、その基板３０中のより小さいイオンと交換されるべきより大きいイオンを含有する溶融塩浴中に浸漬することによって行われる。以下に限られないが、浴の組成と温度、浸漬時間、（複数の）塩浴中のガラスの浸漬回数、複数の塩浴の使用、および徐冷、洗浄などの追加の工程を含む、イオン交換過程に関するパラメータは、一般に、基板３０の組成並びに強化操作から生じる基板３０の所望の圧縮深さおよび圧縮応力によって決まることが、当業者により認識されるであろう。一例として、アルカリ金属含有ガラス基板のイオン交換は、以下に限られないが、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などの塩を含有する少なくとも１つの溶融塩浴中の浸漬により行われることがある。実施の形態において、その溶融塩浴は、硝酸カリウム（０～１００質量％）、硝酸ナトリウム（０～１００質量％）、および硝酸リチウム（０～１２質量％）を含み、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの合計濃度は、８８質量％から１００質量％の範囲内の質量百分率を有する。実施の形態において、溶融塩浴の温度は、典型的に、約３５０℃から約５００℃までの範囲にあり、一方で、浸漬時間は、約２０分から約１０時間を含む、約１５分から約４０時間に及ぶ。しかしながら、先に記載されたものと異なる温度と浸漬時間を使用してもよい。基板３０は、表面傷の影響を除去するまたは低下させるために、酸磨きされるか、または他のやり方で処理されることがある。
基板３０は、第一面３２と第二面３４との間の最短の直線距離として定義される厚さ３５を有する。実施の形態において、基板３０の厚さ３５は、約１００μｍと約５ｍｍの間である。１つ以上の実施の形態による基板３０は、約１００μｍから約５００μｍ（例えば、１００、２００、３００、４００、または５００μｍ）に及ぶ物理的厚さ３５を有し得る。他の実施の形態において、厚さ３５は、約５００μｍから約１０００μｍ（例えば、５００、６００、７００、８００、９００、または１０００μｍ）に及ぶ。厚さ３５は、約１ｍｍ超（例えば、約２、３、４、または５ｍｍ）であることがある。１つ以上の具体的な実施の形態において、厚さ３５は、２ｍｍ以下または１ｍｍ未満である。基板３０に適した市販の組成物は、Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）Ｇｌａｓｓ（約８５０ＭＰａのＣＳ、約４０マイクロメートルのＤＯＣ、および１．０ミリメートル（ｍｍ）の厚さ３５を有する、Ｃｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８）である。
ガラスの代わりに、またはガラスに加えて、基板３０は、可視光吸収性、ＩＲ透過性材料層を含み得る、またはその材料層であり得る。そのような材料の例としては、商標名Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）ＩＲアクリル３１４３およびＣＹＲＯのＡＣＲＹＬＩＴＥ（登録商標）ＩＲアクリル１１４６でｅＰｌａｓｔｉｃｓから市販されているものなどの、赤外波長透過性、可視波長吸収性アクリルシートが挙げられる。「Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ」ＩＲアクリル３１４３は、約７００ｎｍ以下（可視スペクトル内）の波長を有する電磁放射線について、１％未満（少なくとも１０％未満）の透過率を有するが、８００ｎｍから約１１００ｎｍの範囲内（９０５ｎｍを含む）の波長について、約９０％（８５％超）の透過率を有する。
１つ以上の実施の形態において、基板３０は、約１．４５から約１．５５の範囲の屈折率を示す。ここに用いられているように、「屈折率」は、９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての材料（ここでは、基板３０）の屈折率を称する。ここでは、「refractive index」および「index of refraction」（屈折率）は同意語として使用される。
ここで図４を参照すると、層状膜３６（および存在する場合には、第２の層状膜３８）は、高屈折率材料４０および低屈折率材料４２の交互の層を含む。ここに用いられているように、「高屈折率」および「低屈折率」という用語は、互いに対する屈折率の値を称する。実施の形態において、高屈折率材料４０は、約１．７から約３．０の屈折率を有する。実施の形態において、低屈折率材料４２は、約１．３から約１．６の屈折率を有する。他の実施の形態において、低屈折率材料４２は、約１．３から約１．７の屈折率を有し、一方で、高屈折率材料４０は、約１．７から約２．５の屈折率を有する。高屈折率材料４０と低屈折率材料４２の屈折率の差は、約０．１０以上、０．２０以上、０．３以上、０．４以上、またさらには０．５以上であることがある。高屈折率材料４０と低屈折率材料４２の屈折率の差のために、交互の層の数（数量）およびそれらの厚さをうまく利用すると、層状膜３６を通る波長の範囲内の電磁放射線の選択的な透過、および層状膜３６からの波長の範囲内の電磁放射線の選択的な反射を可能にできる。それゆえ、層状膜３６は、第２の層状膜３８と共に、所定の光学的性質を有する薄膜光学フィルタである。
低屈折率材料４２内にまたはそれとして使用するのに適した材料のいくつかの例に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＳｉＯ、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２、ＤｙＦ３、ＹｂＦ３、ＹＦ３、およびＣｅＦ３がある。低屈折率材料４２内にまたはそれとして使用する材料の窒素含有量は最小にされることがある（例えば、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、およびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙなどの材料において）。例えば、窒素含有量は、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、およびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙなどの材料において、２０原子パーセント未満の窒素、または１０原子パーセント未満の窒素であり得る。
高屈折率材料４０内にまたはそれとして使用するのに適した材料のいくつかの例に、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｏＯ３、およびダイヤモンド状炭素がある。高屈折率材料４０の材料の酸素含有量は、特に、ＳｉＮｘまたはＡｌＮｘ材料において、最小にされることがある。ＡｌＯｘＮｙ材料は、酸素ドープされたＡｌＮｘと考えられることがある、すなわち、それらは、ＡｌＮｘ結晶構造（例えば、ウルツ鉱）を有し、ＡｌＯＮ結晶構造を有する必要はないであろう。高屈折率材料４０内にまたはそれとして使用する例示のＡｌＯｘＮｙ材料は、約０原子％から約２０原子％の酸素、または約５原子％から約１５原子％の酸素を含む一方で、３０原子％から約５０原子％の窒素を含むことがある。高屈折率材料４０内にまたはそれとして使用する例示のＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙは、約１０原子％から約３０原子％または約１５原子％から約２５原子％のケイ素、約２０原子％から約４０原子％または約２５原子％から約３５原子％のアルミニウム、約０原子％から約２０原子％または約１原子％から約２０原子％の酸素、および約３０原子％から約５０原子％の窒素を含むことがある。先の材料は、約３０質量％まで水素化されることがある。高屈折率材料４０および低屈折率材料４２の屈折率は、互いに対して相対的であるので、同じ材料（Ａｌ２Ｏ３など）が、低屈折率材料４２に選択された材料の屈折率に応じて、高屈折率材料４０に適していることがあり得、あるいは、高屈折率材料４０に選択された材料の屈折率に応じて、低屈折率材料４２に適していることがあり得る。
実施の形態において、低屈折率材料４２はＳｉＯ２であり、高屈折率材料４０は、Ｓｉ３Ｎ４である。Ｓｉ３Ｎ４の高屈折率材料４０の層は、高硬度を示す。
高屈折率材料４０および低屈折率材料４２の交互の層の数は、特に限定されない。実施の形態において、層状膜３６内の交互の層の数は、７以上、９以上、１１以上、２１以上、３１以上、５１以上、および８１以上である。一般に、層状膜３６（および、利用されている場合には、第２の層状膜３８）内の層の数が多いほど、１つ以上の特定の波長または波長範囲に合わせられる透過率および反射率特性がより狭くなり得る。
反射した放射線２８は、窓２４と相互作用する際に、層状膜３６の末端面４４と最初に遭遇し、この末端面４４は、外部環境２６に曝されていることがある。実施の形態において、低屈折率材料４２の層は、外部環境２６内の空気の屈折率により密接に一致し、それゆえ、末端面４４からの入射電磁放射線（反射した放射線２８かそうでないかに拘わらず）の反射を減少させるように末端面４４を提供する。末端面４４を与える低屈折率材料４２の層は、基板３０から最も遠い層状膜３６の層である。同様に、実施の形態において、低屈折率材料４２がＳｉＯ２である場合、低屈折率材料４２の層は、基板３０の第一面３２上に直接配置され、この基板は、典型的に、大きいモルパーセントでＳｉＯ２を含む。理論で束縛するものではないが、ＳｉＯ２の低屈折率材料４２と基板３０との間の類似の化学組成により、そのＳｉＯ２が基板３０にうまく結合することができると考えられる。この場合、低屈折率材料４２のこの層は、基板３０に最も近い層状膜３６の層である。
比較的高い屈折率を有する材料は、多くの場合、耐引掻性を与える比較的高い硬度を同時に有する。高屈折率材料４０の厚さは、層状膜３６の第２の層でかそうでないかに拘わらず、窓２４の耐引掻性および／または損傷抵抗を増加させるように最大にすることができる。実施の形態において、この最大厚の高屈折率材料４０は、層状膜３６の厚さの５０％以上、６０％以上、７０％以上、またさらには８０％以上の厚さを有する。窓２４に耐引掻性および／または損傷抵抗を与えるように選択される高屈折率材料４０の厚さは、窓２４の目的の用途の関数として選択することができる。例えば、車両１０の屋根１４で利用される窓２４の層状膜３６は、車両１０の前方部分１６で利用される窓２４の層状膜３６と異なる硬度および耐引掻性の要件、およびそれゆえ、高屈折率材料４０の最大厚の層について異なる厚さを有するであろう。層状膜３６の残りの層の各々の数量および厚さは、窓２４にここに記載されたような所望の光学的性質を与えるように構成することができる。言い換えると、層状膜３６の残りの層の数量および厚さは、窓２４にここに記載されたような所望の反射率および透過率の光学的性質を与えるために、窓２４に耐引掻性および／または損傷抵抗を与えるように最大にされた高屈折率材料４０の選択された厚さに合わせるように構成することができる。一般に、全体としての層状膜３６（およびそれゆえ窓２４）の反射率および透過率の性質は、高屈折率材料４０の最大厚の層の厚さに対するそれらの性質の感度を最小にするように構成することができる。層状膜３６に加え、第２の層状膜３８が利用される場合、層状膜３６と第２の層状膜３８の両方の層の数量、並びに層状膜３６と第２の層状膜３８の両方の交互の層の厚さは、窓２４が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長（９０５ｎｍなど）を有する電磁放射線に関する所望の透過率および／または反射率の百分率を有するように構成される。高屈折率材料４０の最大厚の層は、層状膜３６で配置することができ、第２の層状膜３８は、層状膜３６よりも大きい数の交互の層を含むことができる。
高屈折率材料４０の最大厚の層の厚さおよび層状膜３６内の位置は、層状膜３６およびそれゆえ、全体としての窓２４に所望のレベルの硬度および耐引掻性を与えるように最適化することができる。実施の形態において、窓２４に硬度および耐引掻性を与える層として働く高屈折率材料４０の最大厚の層は、１９５０ｎｍから５１５０ｎｍの範囲内の厚さなど、５００ｎｍと１００００ｎｍとの間の厚さを有する。高屈折率材料４０の硬度は、具体的に特徴付けられることがある。いくつかの実施の形態において、バーコビッチ圧子硬度試験で測定される、高屈折率材料４０の最大厚の層の最大硬度は、５０ｎｍから１０００ｎｍの１つ以上の圧入深さ（末端面４４から測定して）で、約８ＧＰａ以上、約１０ＧＰａ以上、約１２ＧＰａ以上、約１５ＧＰａ以上、または約１８ＧＰａ以上であることがある。これらのレベルの硬度は、上述したように、車両１０が動いている間に遭遇する、砂、小石、破片、および他の物体からの衝撃損傷に対する抵抗を与える。したがって、これらのレベルの硬度は、衝撃損傷がそうしなければ生じるであろう、ＬｉＤＡＲシステム１２の光散乱および性能の低下を少なくするか、または防ぐ。ここに用いられているように、「バーコビッチ圧子硬度試験」は、ダイヤモンド製バーコビッチ圧子で表面に窪みを付けることによって、表面上の材料の硬度を測定する工程を含む。このバーコビッチ圧子硬度試験は、ダイヤモンド製バーコビッチ圧子で基板３０の末端面４４に窪みを付けて、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲（もしくは層状膜３６の全厚さ、いずれか小さい方）の圧入深さまで窪みを形成する工程、および一般に、Ｏｌｉｖｅｒ，Ｗ．Ｃ．およびＰｈａｒｒ，Ｇ．Ｍ．の「An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments」、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，第７巻，Ｎｏ．６，１９９２年，１５６４～１５８３頁；およびＯｌｉｖｅｒ，Ｗ．Ｃ．およびＰｈａｒｒ，Ｇ．Ｍ．の「Measurement of Hardness and Elastic Modulus by Instrument Indentation: Advances in Understanding and Refinements to Methodology」、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，第１９巻，Ｎｏ．１，２００４年，３～２０頁に述べられた方法を使用して、全圧入深さ範囲に沿った、この圧入深さ範囲のある区分（例えば、約１００ｎｍから約６００ｎｍの範囲内）に沿って、この圧入から最大硬度を測定する工程を含む。ここに用いられているように、硬度は、平均硬度ではなく、最大硬度を称する。
１つの実施の形態において、末端面４４を与える低屈折率材料４２は、問題の電磁放射線の９０５ｎｍの波長の５０％未満、または４５％未満、または４０％未満、または３５％未満、または３０％未満、または２５％未満、または１５％未満、または１０％未満、または５％未満、または４％未満、または３％未満、または２％未満、そしてさらには１．２％未満の厚さを有する。例えば、９０５ｎｍの５％未満の厚さは、４５．２５ｎｍ未満である。実施の形態において、末端面４４を与える低屈折率材料４２の厚さは、１３０ｎｍと１８０ｎｍの間である。末端面４４を与える低屈折率材料４２の厚さを最小にすることにより、末端面４４を与える低屈折率材料４２の直接下に設けられる高屈折率材料４０により与えられる耐引掻性および／または損傷抵抗が向上する。先に述べたように、実施の形態において、窓２４に最大硬度を与える高屈折率材料４０の層は、外部環境２６から層状膜３６の２番目の層、すなわち、窓２４の末端面４４を与える低屈折率材料４２の層に隣接した層である。
層状膜３６は厚さ４６を有する。層状膜３６の厚さ４６は、ここに記載された透過率および反射率特性をまだ与えながら、約１μｍ以上であることがある。実施の形態において、厚さ４６は、約１μｍから約１０μｍを含む、１μｍから２０μｍの範囲にある。約１μｍの下限は、硬度および耐引掻性をまだ与えるほぼ最小厚さ４６である。厚さ４６の上限は、基板３０上に層状膜３６の層を配置するのに必要な費用と時間により制限される。加えて、厚さ４６の上限は、層状膜３６が基板３０を反らせるのを防ぐために制限され、これは、基板３０の厚さに依存する。
高屈折率材料４０の最大厚により硬度および耐引掻性を与えることによって、発明の概要に述べられた課題を解決しながら、層状膜３６は、窓２４を通る９０５ｎｍの波長を有する反射した放射線２８の透過率も最大にする。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の透過率を最大にし、ある場合には、１５５０ｎｍの波長、または１５００ｎｍから１６００ｎｍの範囲内の透過率を最大にする。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、８０％超の、または９０％超の、９４％超の、または９５％超の、またさらには９８％超の、９０５ｎｍの波長の、または８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長の平均透過率を有する。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、８０％超の、または９０％超の、９４％超の、または９５％超の、またさらには９８％超の、１５５０ｎｍの波長の、または１５００ｎｍから１６００ｎｍの範囲内の波長の平均透過率をさらに有する。「透過率」という用語は、材料（例えば、窓２４、基板３０、層状膜３６、またはその部分）を透過する所定の波長範囲内の入射光パワーの百分率を称する。
それに加え、層状膜３６は、９０５ｎｍの波長を有する反射した放射線２８の反射率を最小にする。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長の反射率を最小にし、ある場合には、１５５０ｎｍの波長、または１５００ｎｍから１６００ｎｍの範囲内の波長の反射率を最小にする。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、０°から８°、０°から１５°、または０°から２５°の入射角範囲に亘り、５％未満の、または３％未満の、または２％未満の、または１％未満の、または０．８％未満の、またさらには０．６％未満の、９０５ｎｍの波長、または８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長の平均反射率を有する。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、０°から８°、０°から１５°、または０°から２５°の入射角範囲に亘り、５％未満の、または３％未満の、または２％未満の、または１％未満の、またさらには０．６％未満の、１５５０ｎｍの波長の、または１５００ｎｍから１６００ｎｍの範囲内の波長の平均反射率をさらに有する。実施の形態において、窓２４は、層状膜３６を介して、０°の入射角で、またはその近くで、９５０ｎｍおよび１５５０ｎｍの両方で２％未満（１％未満など）の反射率を有する。「反射率」という用語は、同様に、材料（例えば、窓２４、基板３０、層状膜３６、またはその部分）から反射する所定の波長範囲内の入射光パワーの百分率として定義される。
実施の形態において、窓２４は、可視光領域内の波長（４５０ｎｍから６５０ｎｍ、または３８０ｎｍから７００ｎｍなど）の透過率を５％未満、または３％未満、またさらには１％未満に減少させるために、有機染料、干渉鏡層、またはその２つの組合せをさらに含む。可視領域内の波長を吸収するが、９０５ｎｍおよび１５５０ｎｍを透過させる有機染料の例に、商標名８００ｎｍ Ｌｏｎｇ ＰａｓｓおよびＡＧ－３００－８００ｎｍ ＩｎｋでＡｄａｍ Ｇａｔｅｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるものがある。
実施の形態において、窓２４は、反射層状膜３６を介して、可視光範囲内の波長（例えば、３００ｎｍから８００ｎｍ、または３５０ｎｍから７５０ｎｍ、または４００ｎｍから７００ｎｍ、または５００ｎｍから７００ｎｍ、または５５０～７００ｎｍの範囲内の波長）の反射率をさらに最大にする。例えば、実施の形態において、窓２４は、反射層状膜３６を介して、０°から８°、０°から１５°、または０°から２５°の入射角範囲に亘り、８０％超の、または９０％超の、または９５％超の、またさらには９７％超の可視範囲での平均反射率を有する。実施の形態において、窓２４は、反射層状膜３６を介して、２０％未満、１０％未満、５％未満、またさらには３％未満の、可視範囲内の波長の平均透過率をさらに有する。可視範囲内の波長の反射率が増加するにつれて、および／または透過率が減少するにつれて、それらの波長が、電磁放射線エミッタおよびセンサ１８：（ａ）と干渉するノイズ、および（ｂ）を加熱する熱源：の機能を果たす能力が低下する。
層状膜３６および第２の層状膜３８の層（すなわち、高屈折率材料４０および低屈折率材料４２の層）は、不連続堆積過程または連続堆積過程を含む、当該技術分野で公知のどの方法により形成されてもよい。１つ以上の実施の形態において、その層は、連続堆積過程のみ、また代わりに、不連続堆積過程のみを使用して形成されることがある。
以下の実施例は、ここに記載された窓２４の実施の形態を通る（それゆえ、層状膜３６および基板３０を通るものを含む）９０５ｎｍの波長を有する反射した放射線２８の透過率、並びに窓２４の末端面４４で９０５ｎｍの波長を有する反射した放射線２８の反射防止性を実証するためにコンピュータ支援モデル化を使用した、全てモデル化された実施例である。
層状膜３６の高屈折率材料４０および低屈折率材料４２の交互の層の各々、並びに基板３０の屈折率（波長の関数として）は、反応性スパッタリングにより製造された単層実験試料から分光偏光解析法を使用して測定した。次に、このようにして測定された屈折率を使用して、モデル化実施例の透過および反射スペクトルを計算した。モデル化実施例では、便宜上、それらの記述的表における１つの屈折率値を使用し、これは、約９５０ｎｍの波長での屈折率分散曲線から選択された一点に対応する。実施例から明らかになるように、基板３０の所定の厚さ３５および硬度と耐引掻性を与える高屈折率材料４０の層の所定の最大厚を想定して、層状膜３６内の高屈折率材料４０および低屈折率材料４２の交互の層の数量および厚さは、窓２４に所望の平均透過率値および平均反射率値を与えるように構成することができる。圧入硬度値も、下記にモデル化した実施例と類似の（正確に同じではない）性質を有する多層積層体について、実験的に製造した単層膜から測定した。この実験的硬度情報は、最大圧入硬度値、および５００ｎｍの圧入深さでの硬度値が、実施例１および実施例１Ａについて、約１６ＧＰａより高く、実施例２および実施例３について約１５ＧＰａより高く、実施例４について約１８ＧＰａより高く、実施例５～７について約１６ＧＰａより高く、実施例８について約１５ＧＰａより高いという予測を高い確信の度合いで可能にする。
実施例１－実施例１の窓２４は、表１に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０（「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ（Ｃｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８））上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の七（７）の交互の層の層状膜３６を備えた。
Figure 2022535392000002
基板３０の第一面３２は、９０５ｎｍの波長で、入射する反射した放射線２８の約４％を反射する。それゆえ、基板３０を備えた窓２４を通る見込まれる最高の透過率は、約９６％である。図５Ａに再現された波長および入射角（「ＡＯＩ」）の関数としての窓２４を通る（末端面４４に向かい、基板３０の第二面３４を通って入射する）透過率の百分率のグラフに示されるように、層状膜３６は、入射角に応じて、９０５ｎｍで、透過率を、見込まれる最高値の９６％から、９５．６％と９５．８％との間まで、わずかしか減少させない。図５Ｂに再現されたグラフに示されるように、実施例１の窓２４は、約９０５ｎｍでピーク透過率を有し、入射する電磁放射線の波長が可視光スペクトル（７４０ｎｍから３８０ｎｍに至るまで）を通じて短くなるにつれて、透過率は下方に振動するが、まだ約５０％を上回ったままである。そのような場合、窓２４は、先に述べたように、可視光領域（４５０ｎｍから６５０ｎｍ、または３８０ｎｍから７００ｎｍなど）内の波長の透過率を、５％未満、または３％未満、またさらには１％未満に減少させるために、有機染料、干渉鏡層、またはこれら２つの組合せをさらに備えることができるであろう。図５Ｃに再現されたグラフは、層状膜３６が、９０５ｎｍの波長を有する反射した放射線２８の０．２％と０．４％の間（入射角に依存する）を、末端面４４から最小にしか反射しないことを示す。実施例１の窓２４は、９０５ｎｍ辺りで最適化された上述した透過率および反射率特性を提供しつつ、さらに、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）の最も厚い最外層（層２）で耐引掻性を与え、下に層状になっている層状膜３６の他の層の大半を保護する。
実施例１Ａ－実施例１Ａの窓２４は、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）の最外層の厚さを除いて、実施例１と同じであり、この最外層の厚さは、２０００ｎｍから５０００ｎｍに増加されていた。実施例１Ａの窓２４の構成が、下記の表１Ａに示されている。
Figure 2022535392000003
実施例１Ａに関する図６Ａ～６Ｃで再現されたグラフおよび実施例１に関する図５Ａ～５Ｃで再現されたグラフを比較すると、高屈折率材料４０の最外層の厚さが増加したことにより、波長の９０５ｎｍからのずれが大きくなるにつれて、より強い偏差と振動が生じたことが明らかになる。実施例１Ａの窓２４は、９０５ｎｍ辺りで最適化された上述した透過率および反射率特性を与えつつ、さらに、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）の最も厚い最外層（層２）で耐引掻性を与え、下に層状になっている層状膜３６の他の層の大半を保護する。
実施例２－実施例２の窓２４は、表２に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０（「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ（Ｃｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８））上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の九（９）の交互の層の層状膜３６を備えた。
Figure 2022535392000004
図７Ａに再現されたグラフは、波長が、９０５ｎｍの波長での９６％に近い適切な最大値から離れて増減するにつれて、図５Ａに示された実施例１に関するよりも、大きい比率の透過率の減少を示す。図７Ｂに再現されたグラフに示されるように、実施例２の窓２４は、重ねて、約９０５ｎｍでピーク透過率を有し、入射する電磁放射線の波長が可視光スペクトル（７４０ｎｍから３８０ｎｍに至るまで）を通じて短くなるにつれて、透過率は、先の場合と同様に、下方に振動する。下方の振動は、実施例１と比べて実施例２においてより強く、交互の層の数およびそれらの厚さは、波長が可視スペクトルを通じて短くなるにつれて、窓２４を通る透過率の減少を大きくするように構成できることを示す。図７Ｃで再現されたグラフは、層状膜３６が、９０５ｎｍの波長を有する反射した放射線２８の約０％と０．２％の間（入射角に依存する）を、末端面４４から最小にしか反射しないことを示す。実施例１に関する図５Ｃおよび実施例２に関する図７Ｃを比較すると、実施例２の層状膜３６は、実施例１の窓２４（約０．２％以上）よりも低い反射率（８°から２５°の入射角について、０．２％未満）を有する窓２４を提供することが明らかになる。波長が９０５ｎｍから離れて増減するにつれて、反射率は増加し、おそらく、層状膜３６の追加の層の関数として、実施例１（図５Ｃ）におけるよりもより大幅に増加する。実施例２の窓２４は、９０５ｎｍ辺りで最適化された上述した透過率および反射率特性を与えつつ、さらに、耐引掻性を提供する。
実施例３－実施例３の窓２４は、表３に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０（「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ（Ｃｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８））上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の十一（１１）の交互の層の層状膜３６を備えた。
Figure 2022535392000005
実施例３について図８Ａ～８Ｃで再現されたグラフと、実施例１について図５Ａ～５Ｃで再現されたグラフと、実施例２について図７Ａ～７Ｃで再現されたグラフとを比較すると、層状膜３６内の高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の層の数を増加させると、９０５ｎｍ辺りを中心とする最大透過率および最小反射率の帯域が狭くなり、波長が９０５ｎｍから離れるにつれて、透過率はより大幅に減少し、反射率は減少することが明らかになる。実施例３の窓２４は、９０５ｎｍ辺りで最適化された上述した透過率および反射率特性を与えつつ、さらに、耐引掻性を与える。
実施例４－実施例４および４Ｄの窓２４は、表４に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０（「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ（Ｃｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８））上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の七（７）の交互の層の層状膜３６を備えた。実施例４および４Ｄは、末端面４４を与える低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の厚さを１０ｎｍ（９０５ｎｍの波長の約１．１％）に減少させる。実施例４において、末端面４４を与える低屈折率材料４２の直接下にある高屈折率材料４０の第２の層の厚さは、１９５５ｎｍ（層状膜３６の厚さの約８２％）である。実施例４Ｄにおいて、末端面４４を与える低屈折率材料４２の直接下にある高屈折率材料４０の第２の層の厚さは、１２６．５ｎｍ（層状膜３６の厚さの約２３％）である。
Figure 2022535392000006
図９Ａ（実施例４について）および１０Ａ（実施例４Ｄについて）で再現されたグラフが示すように、実施例４Ｄに対して実施例４の先の表において層２の厚さを増加させると、窓２４が任意の所定の透過率の百分率より多く（９０％超など）透過させる９０５ｎｍ辺りの波長の範囲が狭くなり、入射角に対する感度が大きくなった。図９Ａおよび１０Ａのグラフは、末端面４４のみであり、先の他の実施例におけるような窓２４全体を通らない透過率についてであることに留意のこと。同様に、図９Ｂおよび１０Ｂで再現されたグラフの比較により、実施例４における層２の厚さが大きくなると、波長の関数として、末端面４４を通る透過率の感度が大きくなったことが示される。図９Ｃおよび１０Ｃで再現されたグラフの比較により、実施例４における層２の厚さが大きくなると、波長の関数として、末端面４４からの反射率の感度が大きくなったことが明らかになる。実施例４Ｄと比べて大きい、実施例４における層２の厚さは、それにもかかわらず、ゼロ度（０°）の入射角で、９０５ｎｍの波長を有する、入射する反射した放射線２８の透過率を最大にし、反射率を最小にするように他の層の数量と厚さを構成することができることを示す実証している。しかしながら、実施例４における層２の厚さがより大きくなると、ゼロ度（０°）からの入射角および９０５ｎｍからの波長の逸脱に対する感度が大きくなる。
実施例５－実施例５の窓２４は、表５に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の二十一（２１）の交互の層の層状膜３６を備えた。
Figure 2022535392000007
図１１Ａで再現されたグラフにより、実施例５の窓２４は、０°から２５°の範囲の入射角に亘り、９０５ｎｍの波長について、窓２４を通る高い透過率（＞９４．５％）を与えることが明らかになる。図１１Ｂで再現されたグラフにより、実施例５の窓は、特に、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長内の、可視光の減少した透過率を同時に与え、ここで、それらの波長の可視光のたった５から３０パーセントくらいしか、窓２４を透過しないことが明らかになる。図１１Ｃで再現されたグラフにより、実施例５における窓２４は、０°から２５°の入射角の全てについて、９０５ｎｍの波長をほとんど反射しない（１．５％、＜１％、またさらには＜０．５％）ことが明らかになる。図１１Ｄで再現されたグラフにより、実施例５における窓２４は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長範囲の可視光を６０％と９０％との間だけ反射する一方で、０°から８°の入射角で、９０５ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長で、１％未満を含む、８００ｎｍ～１８００ｎｍの全波長範囲に亘りわずかしか（２０％未満）入射する電磁放射線を反射しないことが明らかになる。実施例５の窓２４は、９０５ｎｍ辺りで最適化された上述した透過率および反射率特性を与えつつ、さらに、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）の最も厚い最外層（層２）で耐引掻性を与え、下に層状になっている層状膜３６の他の層の大半を保護する。
実施例６－実施例６の窓２４は、表６に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の三十一（３１）の交互の層の層状膜３６を備えた。
Figure 2022535392000008
図１２Ａで再現されたグラフにより、実施例６の窓２４は、０°から８°の入射角について、９０５ｎｍの波長で、高い透過率（＞９５％）を与え、その透過率は、約８７０ｎｍより短い波長について、急に低下することが明らかになる。図１２Ｂで再現されたグラフにより、実施例６の窓２４は、約４００ｎｍと７４０ｎｍの間の広い可視光波長範囲に亘り可視光の３０％未満しか透過させない一方で、９０５ｎｍでの高い透過率について最適化されていることが明らかになる。図１２Ｃで再現されたグラフにより、末端面４４は、０°と１５°の間の入射角について、９０５ｎｍの波長の１％未満しか反射させない一方で、２５°以下の全ての入射角について、９０５ｎｍの波長の３％未満しか反射させず、８７５ｎｍから９２５ｎｍの近似範囲から大幅に外れると、反射率は増加することが明らかになる。図１２Ｄで再現されたグラフにより、末端面４４は、４５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内の可視光の６５％超を反射し、この範囲内の様々な波長について、９０％を超えてピークとなることが明らかになる。それに加え、末端面４４は、８００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲内の波長について、２５％未満の反射率を有し、０°と８°の間の入射角で、１５５０ｎｍの波長で、反射率は２％未満である。実施例６の窓２４は、９０５ｎｍ辺りで最適化された上述した透過率および反射率特性、並びに１５５０ｎｍでも低い反射率を与えつつ、さらに、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）の最も厚い最外層（層２）で耐引掻性を与え、下に層状になっている層状膜３６の他の層の大半を保護する。
実施例７－実施例７の窓２４は、表７に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の五十一（５１）の交互の層の層状膜３６を備えた。
Figure 2022535392000009
Figure 2022535392000010
図１３Ａで再現されたグラフにより、実施例７の窓２４は、９０５ｎｍの波長および約８７５ｎｍから約９２０ｎｍのその前後の波長について、０°から２５°の全ての入射角で、９５％超の透過率を有することが明らかになる。図１３Ｂで再現されたグラフにより、実施例７の窓２４は、約８７０ｎｍから約１８００ｎｍの波長範囲について、８０％超の透過率を有するが、３８０ｎｍから７００ｎｍの可視波長範囲において２０％未満の透過率を有することが明らかになる。図１３Ｃで再現されたグラフにより、末端面４４は、０°から２５°の全ての入射角で、９０５ｎｍの波長について、１％未満の反射率を有することが明らかになる。図１３Ｄで再現されたグラフにより、末端面４４は、８００ｎｍから１８００ｎｍの波長範囲に亘りずっと１５％未満の反射率を有し、０°から１５°の入射角について、１５５０ｎｍの波長で、反射率は５％未満であることが明らかになる。それに加え、末端面４４は、４５０ｎｍから７００ｎｍの可視波長範囲について、８０％超の反射率を有し、約９８％の反射率がピークとなる。
実施例８－実施例８の窓２４は、表８に示されるように、強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０の第一面３２上に配置され、互いに重ねて連続的に配置された、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）および低屈折率材料４２（ＳｉＯ２）の九（９）の交互の層の層状膜３６を備えた。それに加え、実施例８の窓２４は、表８に示されるように、この強化されたアルミノケイ酸塩ガラス基板３０の第二面３４上に配置された八十一（８１）の交互の層の第２の層状膜３８を備えた。
Figure 2022535392000011
Figure 2022535392000012
実施例８の窓２４は、窓２４の耐引掻性および耐衝撃性を最大にするために、基板３０の第一面３２上に、高屈折率材料４０（Ｓｉ３Ｎ４）の比較的厚い層４を有する層状膜３６を配置できることを実証している。それに加え、実施例８の窓２４は、第２の層状膜３８が提供する光学フィルタ層の大半を、基板３０の相対的にずっと大きい厚さの下に配置し、それにより、保護できることを実証している。それゆえ、この第２の層状膜３８は、層状膜３６におけるように、耐引掻性および耐衝撃性を与えるために、高屈折率材料４０の比較的厚い層を有する必要はない。むしろ、第２の層状膜３８は、可視範囲内の波長の反射を促進する光学的層化の機能を果たすことができる。
両面反射率および透過率が、この両面が被覆された実施例にとって最も適した測定基準である。図１４Ａ～１４Ｅで再現されたグラフにより、４５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲内の９０％超、５００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の９５％超、５００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の９７％超、および９８％を超えるピークなど、可視スペクトル内の波長の高い反射率が明らかになる。両面透過率は、２５°までの全ての入射角について、３７０ｎｍから７７０ｎｍの可視波長について、１０％未満であり、４００ｎｍから７００ｎｍの波長について、３．２％未満である。しかしながら、両面透過率は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲に亘りずっと、７８％超である。それに加え、これらのグラフは、１５°までの全ての入射角について、８００ｎｍから１６００ｎｍの範囲内の波長の２２％未満であり、２５°までの全ての入射角について、９０５ｎｍの波長で１％未満の反射率を明らかにする。
本開示の態様（１）は、検出システムのための窓において、所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有する基板；その基板上に配置された層状膜であって、高屈折率材料および低屈折率材料の交互の層を含み、この高屈折率材料はこの低屈折率材料よりも高い屈折率を有し、この層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、その交互の層の厚さは、この窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜；およびバーコビッチ圧子硬度試験で測定して、その層状膜での少なくとも１０ＧＰａの硬度を有する窓に関する。
態様（２）は、前記基板がガラス基板である、態様（１）の窓に関する。
態様（３）は、前記ガラス基板が、表面および圧縮応力下にあるその表面と隣接した領域を有する、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスである、態様（２）の窓に関する。
態様（４）は、前記基板の厚さが、約１ｍｍと約５ｍｍの間である、態様（１）から（３）のいずれか１つの窓に関する。
態様（５）は、前記ガラス基板が約１ｍｍの厚さを有し、前記圧縮応力が少なくとも６００ＭＰａの最大絶対値を有し、圧縮応力下にある前記領域が少なくとも２０μｍの圧縮深さを有する、態様（３）の窓に関する。
態様（６）は、前記基板が、可視スペクトル内のある範囲の波長についての１％未満の透過率、および９０５ｎｍの波長での８５％超の透過率を有するアクリルシートを含む、態様（１）の窓に関する。
態様（７）は、前記基板の屈折率が約１．４５から約１．５５であり、前記高屈折率材料の屈折率が約１．７から約３．０であり、前記低屈折率材料の屈折率が約１．３から約１．６である、態様（１）から（６）のいずれか１つの窓に関する。
態様（８）は、前記層状膜がある数量の層を含み、その層の数量、並びに前記交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも９５％の透過率を有するように構成されている、態様（１）から（７）のいずれか１つの窓に関する。
態様（９）は、前記低屈折率材料が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ、およびＳｉＯｘＮｙの内の１つ以上を含み、前記高屈折率材料が、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、およびＡｌＯｘＮｙの内の１つ以上を含み、この高屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の酸素含有量が、この低屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の酸素含有量より少なく、この高屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の窒素含有量が、この低屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の窒素含有量より多い、態様（１）から（８）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１０）は、前記基板がガラス基板であり、前記低屈折率材料がＳｉＯ２であり、前記高屈折率材料がＳｉ３Ｎ４である、態様（１）から（９）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１１）は、前記基板がガラス基板であり、そのガラス基板に最も近い層状膜の層が低屈折率材料であり、そのガラス基板から最も遠い層状膜の層が低屈折率材料である、態様（１）から（１０）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１２）は、前記層状膜が厚さを有し、その層状膜は、層状膜の厚さの５０％以上である厚さを有する高屈折率材料の層を含む、態様（１）から（１１）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１３）は、前記層状膜の厚さの５０％以上である厚さを有する高屈折率材料の層が、約５００ｎｍと約１０，０００ｎｍの間の厚さを有する、態様（１２）の窓に関する。
態様（１４）は、前記ガラス基板から最も遠い層状膜の層が、この窓の末端面材料を形成し、この窓の末端面材料が、約１３０ｎｍと約１８０ｎｍの間の厚さを有し、前記低屈折率材料から作られている、態様（１）から（１３）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１５）は、前記層状膜の厚さが約１μｍと約１０μｍの間である、態様（１３）の窓に関する。
態様（１６）は、前記ガラス基板から最も遠い層状膜の層が、この窓の末端面材料を形成し、この窓の末端面材料が、低屈折率材料から作られ、この層状膜中の高屈折率材料の最も厚い層が、この窓の末端面材料と隣接している、態様（１）から（１５）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１７）は、前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、（ａ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての９５％超の平均透過率、および（ｂ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての０°から８°の入射角での１％未満の平均反射率を有するように構成されている、態様（１）から（１６）のいずれか１つの窓に関する。
態様（１８）は、前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、１５５０ｎｍの波長を有する電磁放射線について８０％超の平均透過率を有するように構成されている、態様（１７）の窓に関する。
態様（１９）は、前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について、０°から８°の範囲内の入射角で、８０％超の平均反射率を有するように構成されている、態様（１７）の窓に関する。
態様（２０）は、前記基板が、層状膜が上に配置される第一面、および第２の層状膜が上に配置される第二面を有し、この第２の層状膜は、高屈折率材料および低屈折率材料の交互の層を含み、層状膜および第２の層状膜の両方とも、各々が厚さを有するある数量の層を含み、層状膜および第２の層状膜の両方の層の数量、並びに層状膜および第２の層状膜の両方の交互の層の厚さは、この窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されており、この層状膜は、窓の高屈折率材料の最も厚い層を含む、態様（１）から（１９）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２１）は、前記検出システムがＬｉＤＡＲシステムを含む、態様（１）から（２０）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２２）は、検出システムのための窓において、所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有するガラス基板；そのガラス基板上に配置された層状膜であって、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２の少なくとも７の交互の層を含み、Ｓｉ３Ｎ４の層は、ＳｉＯ２の層よりも高い屈折率を有し、この層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、その交互の層の厚さは、この窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜；およびバーコビッチ圧子硬度試験で測定して、その層状膜での少なくとも８ＧＰａの硬度を有する窓に関する。
態様（２３）は、バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、その層状膜での硬度が、少なくとも１０ＧＰａである、態様（２２）の窓に関する。
態様（２４）は、前記ガラス基板から最も遠いＳｉＯ２の層が、窓の末端面材料から作られ、その層状膜におけるＳｉ３Ｎ４の最も厚い層が、その末端面材料と隣接している、態様（２２）から（２３）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２５）は、前記層状膜におけるＳｉ３Ｎ４の最も厚い層が、約５００ｎｍから約１０，０００ｎｍの範囲内の厚さを有する、態様（２２）から（２４）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２６）は、前記交互の層の厚さが、前記窓が、（ａ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての９５％超の平均透過率、および（ｂ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての０°から８°の範囲内の入射角での１％未満の平均反射率を有するように構成されている、態様（２２）から（２５）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２７）は、前記交互の層の厚さが、前記窓が、１５５０ｎｍの波長を有する電磁放射線について８０％超の平均透過率を有するように構成されている、態様（２２）から（２５）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２８）は、前記交互の層の厚さが、前記窓が、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について、０°から８°の範囲内の入射角で、８０％超の平均反射率を有するように構成されている、態様（２２）から（２５）のいずれか１つの窓に関する。
態様（２９）は、前記検出システムがＬｉＤＡＲシステムを含む、態様（２２）から（２８）のいずれか１つの窓に関する。
請求項の精神または範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
検出システムのための窓において、
所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有する基板、
前記基板上に配置された層状膜であって、高屈折率材料および低屈折率材料の交互の層を含み、該高屈折率材料は該低屈折率材料よりも高い屈折率を有し、該層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、該交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜、および
バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、前記層状膜での少なくとも１０ＧＰａの硬度、
を有する窓。
実施形態２
前記基板がガラス基板である、実施形態１に記載の窓。
実施形態３
前記ガラス基板が、表面および圧縮応力下にある該表面と隣接した領域を有する、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスである、実施形態２に記載の窓。
実施形態４
前記基板の厚さが、約１ｍｍと約５ｍｍの間である、実施形態１から３のいずれか１つに記載の窓。
実施形態５
前記ガラス基板が約１ｍｍの厚さを有し、前記圧縮応力が少なくとも６００ＭＰａの最大絶対値を有し、圧縮応力下にある前記領域が少なくとも２０μｍの圧縮深さを有する、実施形態３に記載の窓。
実施形態６
前記基板が、可視スペクトル内のある範囲の波長についての１％未満の透過率、および９０５ｎｍの波長での８５％超の透過率を有するアクリルシートを含む、実施形態１に記載の窓。
実施形態７
前記基板の屈折率が約１．４５から約１．５５であり、
前記高屈折率材料の屈折率が約１．７から約３．０であり、
前記低屈折率材料の屈折率が約１．３から約１．６である、
実施形態１から６のいずれか１つに記載の窓。
実施形態８
前記層状膜がある数量の層を含み、該層の数量、並びに前記交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも９５％の透過率を有するように構成されている、実施形態１から７のいずれか１つに記載の窓。
実施形態９
前記低屈折率材料が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ、およびＳｉＯｘＮｙの内の１つ以上を含み、前記高屈折率材料が、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、およびＡｌＯｘＮｙの内の１つ以上を含み、該高屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の酸素含有量が、該低屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の酸素含有量より少なく、該高屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の窒素含有量が、該低屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の窒素含有量より多い、実施形態１から８のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１０
前記基板がガラス基板であり、
前記低屈折率材料がＳｉＯ２であり、
前記高屈折率材料がＳｉ３Ｎ４である、
実施形態１から９のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１１
前記基板がガラス基板であり、
前記ガラス基板に最も近い前記層状膜の層が前記低屈折率材料であり、
前記ガラス基板から最も遠い前記層状膜の層が前記低屈折率材料である、
実施形態１から１０のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１２
前記層状膜が厚さを有し、該層状膜は、該層状膜の厚さの５０％以上である厚さを有する前記高屈折率材料の層を含む、実施形態１から１１のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１３
前記層状膜の厚さの５０％以上である厚さを有する前記高屈折率材料の層が、約５００ｎｍと約１０，０００ｎｍの間の厚さを有する、実施形態１２に記載の窓。
実施形態１４
前記ガラス基板から最も遠い前記層状膜の層が、前記窓の末端面材料を形成し、該窓の該末端面材料が、約１３０ｎｍと約１８０ｎｍの間の厚さを有し、前記低屈折率材料から作られている、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１５
前記層状膜の厚さが約１μｍと約１０μｍの間である、実施形態１３に記載の窓。
実施形態１６
前記ガラス基板から最も遠い前記層状膜の層が、前記窓の末端面材料を形成し、該窓の該末端面材料が、前記低屈折率材料から作られ、前記層状膜中の前記高屈折率材料の最も厚い層が、該窓の該末端面材料と隣接している、実施形態１から１５のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１７
前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、（ａ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての９５％超の平均透過率、および（ｂ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての０°から８°の入射角での１％未満の平均反射率を有するように構成されている、実施形態１から１６のいずれか１つに記載の窓。
実施形態１８
前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、１５５０ｎｍの波長を有する電磁放射線について８０％超の平均透過率を有するように構成されている、実施形態１７に記載の窓。
実施形態１９
前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について、０°から８°の範囲内の入射角で、８０％超の平均反射率を有するように構成されている、実施形態１７に記載の窓。
実施形態２０
前記基板が、前記層状膜が上に配置される第一面、および第２の層状膜が上に配置される第二面を有し、該第２の層状膜は、前記高屈折率材料および前記低屈折率材料の交互の層を含み、
前記層状膜および前記第２の層状膜の両方とも、各々が厚さを有するある数量の層を含み、該層状膜および該第２の層状膜の両方の層の数量、並びに該層状膜および該第２の層状膜の両方の交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されており、
前記層状膜は、前記窓の前記高屈折率材料の最も厚い層を含む、
実施形態１から１９のいずれか１つに記載の窓。
実施形態２１
前記検出システムがＬｉＤＡＲシステムを含む、実施形態１から２０のいずれか１つに記載の窓。
実施形態２２
検出システムのための窓において、
所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有するガラス基板、
前記ガラス基板上に配置された層状膜であって、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＯ２の少なくとも７の交互の層を含み、Ｓｉ３Ｎ４の層は、ＳｉＯ２の層よりも高い屈折率を有し、該層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、該交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜、および
バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、前記層状膜での少なくとも８ＧＰａの硬度、
を有する窓。
実施形態２３
バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、前記層状膜での硬度が、少なくとも１０ＧＰａである、実施形態２２に記載の窓。
実施形態２４
前記ガラス基板から最も遠い前記ＳｉＯ２の層が、前記窓の末端面材料から作られ、該層状膜におけるＳｉ３Ｎ４の最も厚い層が、該末端面材料と隣接している、実施形態２２または２３に記載の窓。
実施形態２５
前記層状膜におけるＳｉ３Ｎ４の最も厚い層が、約５００ｎｍから約１０，０００ｎｍの範囲内の厚さを有する、実施形態２２から２４のいずれか１つに記載の窓。
実施形態２６
前記交互の層の厚さが、前記窓が、（ａ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての９５％超の平均透過率、および（ｂ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての０°から８°の範囲内の入射角での１％未満の平均反射率を有するように構成されている、実施形態２２から２５のいずれか１つに記載の窓。
実施形態２７
前記交互の層の厚さが、前記窓が、１５５０ｎｍの波長を有する電磁放射線について８０％超の平均透過率を有するように構成されている、実施形態２２から２５のいずれか１つに記載の窓。
実施形態２８
前記交互の層の厚さが、前記窓が、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について、０°から８°の範囲内の入射角で、８０％超の平均反射率を有するように構成されている、実施形態２２から２５のいずれか１つに記載の窓。
実施形態２９
前記検出システムがＬｉＤＡＲシステムを含む、実施形態２２から２８のいずれか１つに記載の窓。
１０ 車両
１２ ＬｉＤＡＲシステム
１４ 屋根
１６ 前方部分
１８ 電磁放射線エミッタおよびセンサ
２０ 外囲器
２２ 電磁放射線
２４ 窓
２６ 外部環境
２８ 反射した放射線
３０ 基板
３２ 第一面
３４ 第二面
３６ 層状膜
３８ 第２の層状膜
４０ 高屈折率材料
４２ 低屈折率材料
４４ 末端面

Claims (10)

  1. 検出システムのための窓において、
    所定の厚さおよび９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線に関する屈折率を有する基板、
    前記基板上に配置された層状膜であって、高屈折率材料および低屈折率材料の交互の層を含み、該高屈折率材料は該低屈折率材料よりも高い屈折率を有し、該層状膜の交互の層の各層は厚さを有し、該交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されている、層状膜、および
    バーコビッチ圧子硬度試験で測定して、前記層状膜での少なくとも１０ＧＰａの硬度、
    を有する窓。
  2. 前記基板が、表面および圧縮応力下にある該表面と隣接した領域を有する、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスまたはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスから形成されたガラス基板であり、該ガラス基板が、約１ｍｍと約５ｍｍの間または約１ｍｍの厚さを有し、前記圧縮応力が少なくとも６００ＭＰａの最大絶対値を有し、圧縮応力下にある前記領域が少なくとも２０μｍの圧縮深さを有する、請求項１記載の窓。
  3. 前記基板が、可視スペクトル内のある範囲の波長についての１％未満の透過率、および９０５ｎｍの波長での８５％超の透過率を有するアクリルシートを含む、請求項１記載の窓。
  4. 前記層状膜がある数量の層を含み、該層の数量、並びに前記交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも９５％の透過率を有するように構成されている、請求項１から３いずれか１項記載の窓。
  5. 前記低屈折率材料が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙ、およびＳｉＯｘＮｙの内の１つ以上を含み、前記高屈折率材料が、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、およびＡｌＯｘＮｙの内の１つ以上を含み、該高屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の酸素含有量が、該低屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の酸素含有量より少なく、該高屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の窒素含有量が、該低屈折率材料に関するＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙ中の窒素含有量より多い、請求項１から４いずれか１項記載の窓。
  6. 前記層状膜が厚さを有し、該層状膜は、該層状膜の厚さの５０％以上である厚さを有する前記高屈折率材料の層を含む、請求項１から５いずれか１項記載の窓。
  7. 前記高屈折率材料の層が、約５００ｎｍと約１０，０００ｎｍの間の厚さを有する、請求項６記載の窓。
  8. 前記ガラス基板から最も遠い前記層状膜の層が、前記窓の末端面材料を形成し、該窓の該末端面材料が、前記低屈折率材料から作られ、前記層状膜中の前記高屈折率材料の最も厚い層が、該窓の該末端面材料と隣接している、請求項１から７いずれか１項記載の窓。
  9. 前記層状膜の交互の層の厚さが、前記窓が、（ａ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての９５％超の平均透過率、（ｂ）９０５ｎｍの波長を有する電磁放射線についての０°から８°の入射角での１％未満の平均反射率、（ｃ）１５５０ｎｍの波長を有する電磁放射線についての８０％超の平均透過率、および（ｄ）４００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線についての、０°から８°の範囲内の入射角での、８０％超の平均反射率を有するように構成されている、請求項１から８いずれか１項記載の窓。
  10. 前記基板が、前記層状膜が上に配置される第一面、および第２の層状膜が上に配置される第二面を有し、該第２の層状膜は、前記高屈折率材料および前記低屈折率材料の交互の層を含み、
    前記層状膜および前記第２の層状膜の両方とも、各々が厚さを有するある数量の層を含み、該層状膜および該第２の層状膜の両方の層の数量、並びに該層状膜および該第２の層状膜の両方の交互の層の厚さは、前記窓が、８５０ｎｍから９５０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射線について少なくとも８０％の透過率を有するように構成されており、
    前記層状膜は、前記窓の前記高屈折率材料の最も厚い層を含む、
    請求項１から９いずれか１項記載の窓。
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