(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有している光学的に透明な複合材料品であって、
光学的に透明な母材（１８）と、
前記母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の光学的に透明な繊維（２０）と、を備えており、
前記繊維（２０）の各々が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な関係に向けられた１対の側面（２８）とを有しており、
前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係にて配置されている複合材料品。
【請求項２】
前記繊維（２０）が、平面（２４）を定めている層を形成しており、
前記繊維（２０）の隣り合う対の各々が、前記側面（２８）の間にすき間（３６）を定めており、
前記すき間（３６）が、前記側面（２８）が前記層の前記平面に垂直な方向に従って見たときに重なり合うようなすき間である請求項１に記載の複合材料品。
【請求項３】
前記繊維（２０）の隣り合う対の前記側面（２８）が、一致する曲面を有している請求項２に記載の複合材料品。
【請求項４】
前記複数の繊維（２０）が、第１および第２の層に配置され、
前記第１の層が、前記第１の層の前記繊維（２０）の前記側面（２８）の間の前記すき間（３６）が、前記第２の層の前記繊維（２０）の前記側面（２８）の間の前記すき間（３６）からオフセットされるように、前記第２の層に対して配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項５】
前記側面（２８）が、前記ベース面に対して角度θに向けられており、
前記角度θは、１０度≦θ≦１７０度、かつ、θ≠９０度である、請求項１から４のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項６】
前記ベース面（２２）が、反対向きの１対の上面（２４）および下面（２６）を含んでおり、
前記繊維（２０）の各々の前記側面（２８）が、互いに非平行な関係に向けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項７】
前記繊維（２０）が、繊維の厚さに対する繊維の幅のアスペクト比を有する細長い断面を有しており、
前記アスペクト比が、３から５００の範囲にある請求項１から６のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項８】
前記母材（１８）が、光学的に透明なポリマー母材を含んでいる請求項１から７のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項９】
前記母材（１８）および前記繊維（２０）の少なくとも一方が、以下の材料のうちの少なくとも１つから形成されており、以下の材料とは、
アクリル、フッ化炭素、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルイミドのうちの少なくとも１つを含む熱可塑性材料、
ポリウレタン、フェノール類、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリエステル、エポキシ、シルセスキオキサンのうちの少なくとも１つを含む熱硬化性材料、
炭素、炭化ケイ素、ホウ素のうちの少なくとも１つを含む無機材料、および
Ｅガラス（アルミノホウケイ酸ガラス）、Ｓガラス（アルミノケイ酸ガラス）、純シリカ、ホウケイ酸ガラス、光学ガラス、セラミックス、ガラス−セラミックスを含むガラスである請求項１から８のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項１０】
前記繊維（２０）が、対象の波長帯において前記母材（１８）の屈折率と実質的に同等の屈折率を有している請求項１から９のいずれか一項に記載の複合材料品。
【請求項１１】
前記母材（１８）と前記繊維（２０）とが、実質的に同等の屈折率の温度係数を有している請求項１０に記載の複合材料品。
【請求項１２】
光学的に透明な複合材料品を製造する方法であって、
複数の光学的に透明な繊維を用意するステップ（３０２）と、
前記繊維を、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な関係に向けられた１対の側面とで形成するステップ（３０４）と、
前記繊維を、光学的に透明な母材に埋め込むステップ（３０６）と、
前記繊維を、層に、該層の平面に垂直な方向に従って見たときに前記側面が互いに重なり合うように配置するステップ（３１４）と、を含む方法。
【請求項１３】
前記繊維を、該繊維の前記側面がすぐ隣の繊維の前記側面に実質的に平行になるように互いに横並びの関係に配置して層を形成するステップ（３１２）をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記側面を、前記ベース面に対して角度θに向けるステップ（３０８）であって、前記角度θは、１０度≦θ≦１７０度、かつ、θ≠９０度である、ステップ（３０８）をさらに含む請求項１２または１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広くには、複合材料に関し、さらに詳しくは、改善された光学性能を有する繊維補強複合材料品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスが、その優れた光学的品質ゆえに、さまざまな用途において透明物として広く使用されている。例えば、ガラスは、窓の材料または建造物の建築材料として一般的に使用されている。また、ガラスは、乗り物の用途における透明物としても一般的に使用されている。残念ながら、ガラスは、比較的密度の高い材料であり、比較的脆いものでもあるため、飛来物などの物体が衝突したときに砕けることがないように充分な強度をもたらすために、比較的大きな厚さが必要とされる。
【０００３】
ガラスに関する重量の不利を回避する試みにおいて、透明物を、ポリマー材料から製造することができる。例えば、透明物を、ガラスよりも密度が低く、適切な光学的特性を有しているアクリルなどの光学的に透明な一枚岩のポリマーで形成することができる。残念ながら、アクリルは、比較的低い強度の材料であるため、高い耐衝撃性が求められる多数の用途には通常は適していない。
【０００４】
ガラスに関する重量の不利および一枚岩のポリマーの強度の制約に鑑みて、製造者は、透明物をガラス繊維で補強されたポリマー材料から製造してもいる。ガラス繊維を、強度および耐衝撃性の向上をもたらすために、有機および／またはポリマー母材に埋め込むことができる。残念ながら、ガラス繊維をポリマー母材に加えることによって、透明物の光学的品質に望ましくない影響が及ぶ可能性がある。例えば、ガラス繊維は、円柱形の構成を有することができるが、円柱形の構成ゆえに、各々のガラス繊維が小さなレンズとして機能する可能性がある。複数のガラス繊維の累積の影響が、透明物を通して視認される物体がぼやけて見える可能性があるなど、光が透明物を通過するときの光の散乱である。
【０００５】
円柱形のガラス繊維によって引き起こされる光の散乱を回避する試みにおいて、製造者は、繊維を、おおむね平坦な上面および下面を持つ細長い断面を有するリボンの形状に製造することができる。所与の層において、そのような繊維が、典型的には互いに間隔を開けて配置され、結果として入射光の一部が繊維を通過することなく繊維の間を通り過ぎる。材料の屈折率に不整合が存在する場合、波面がより高い屈折率を有する材料を通過するときの入射光の光波のより速い位相の進みに起因する透明物の光学への悪影響が存在する。光の平面波の入射の結果として、波面がひずみ、光散乱および像形成時のぼやけにつながる。多層の複合材料パネルにおいては、累積の影響として、入射の波面が透明物の多数の層を通過するにつれて、波面のひずみがどんどん大きくなる。透明物の層の数が多いほど、波面の光学的なひずみの量が多くなり、結果として光散乱およびぼやけが大きくなる。
【０００６】
平坦またはリボン状の繊維に関係するさらなる欠点は、繊維の側面が丸みを帯びる可能性がある点にある。残念なことに、丸みを帯びた側面は、繊維の屈折率が母材の屈折率と異なるとき、望ましくない屈折性の光波の案内を生じさせ、大きな光学的ひずみを引き起こす。製造者は、平坦な上面および下面に対しておおむね垂直に向いた四角形の側面を有する繊維を製造することもできる。残念ながら、側面を斜めから見たとき、繊維および母材の屈折率の差により、屈折および回折の効果に起因する光学的ひずみが生じる。
【０００７】
繊維および母材を、所与の温度においておおむね一致した屈折率を有するように選択することができるが、繊維および母材の屈折率の温度係数が異なる場合、複合材料品の温度変化によって屈折率に差が生じる可能性がある。さらに、繊維および母材の屈折率が、製造時に繊維または母材に持ち込まれる可能性がある残留応力の結果として、相違する可能性がある。
【０００８】
見て取ることができるとおり、繊維および母材の屈折率の相違にもかかわらずに広い温度範囲にわたって改善された光学性能をもたらす繊維の構成を有する透明な複合材料品について、技術的なニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００９】
透明な複合材料品に関する上述のニーズが、表面を有している複合材料品であって、母材に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維を備えている複合材料品を一実施形態において提供する本開示によって、具体的に対処および軽減される。各々の繊維が、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面とを有することができる。前記繊維を、互いに横並びの関係に配置することができる。
【００１０】
また、複合材料品を製造する方法であって、複数の繊維を用意するステップと、前記繊維を、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面とで形成するステップとを含む方法も開示される。この方法は、前記繊維を、層の平面に垂直な方向に従って見たときに前記側面が互いに重なり合うように配置するステップをさらに含むことができる。
【００１１】
さらなる実施形態においては、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面とを備えることができる繊維が開示される。この繊維を、母材に埋め込むことができる。
【００１２】
上述した特徴、機能、および利点を、本開示の種々の実施形態において別個独立に達成することができ、あるいはさらに別の実施形態において組み合わせてもよく、それら実施形態のさらなる詳細を、以下の説明および下記の図面を参照して理解することができる。
【００１３】
本発明のこれらの特徴および他の特徴が、図面を参照することによってさらに明らかになるであろう。図面の全体を通して、同種の参照番号は同種の部分を指している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実質的に光学的に透明な母材と複数の実質的に光学的に透明な繊維とを含む実施形態における複合材料品の斜視図である。
【図２】図１の複合材料品の分解斜視図であり、繊維の複数の層を示している。
【図３】図１の複合材料品の一部分の拡大斜視図であり、母材における繊維の層の配置を示しており、繊維の上面および下面に対して非垂直な状態で向いている各々繊維の側面をさらに示している。
【図４】複合材料品の実施形態の拡大断面図であり、上面および下面に対して非垂直な状態で向いている側面を有する繊維を示しており、各層の側面が、側面の間のすき間を最小にするためにすぐ隣の層の側面に密に近接させて配置されている。
【図５】図４の線５に沿って得た一部分の拡大断面図であり、母材と繊維とで構成された複合材料品を通過する複数の光線が示されており、繊維の側面を通過する光と比べて繊維の主たる部分を通過する光の経路長の相違が最小限であることを示している。
【図６】繊維の側面が複合材料品の表面に対して垂直に向けられており、側面の間のすき間が比較的大きい複合材料品の拡大図であり、光線の光路長が、側面を通過する光線への屈折作用に起因して異なることを示している。
【図７】図６に示した複合材料品と同様の複合材料品の拡大図であり、光線が繊維を通過せずに繊維の間を通過することに起因して繊維を通過する光との位相差を生じさせる位相格子効果を示している。
【図８】或る層の繊維の側面の間のすき間が隣の層の繊維の側面の間のすき間からオフセットされるように配置された層を有する複合材料品の実施形態の断面図である。
【図８Ａ】互いに相補的に形成された非平面の側面を持つ繊維を有している複合材料品の一部分の断面図である。
【図９】三角形の断面を有する繊維を交互に上向きおよび逆さ向きに配置して備えている複合材料品のさらなる実施形態の断面図であり、隣り合う繊維の側面が層の平面に垂直な方向に従って見たときに互いに重なり合っていることを示している。
【図１０Ａ】平行四辺形の断面形状を有する繊維の断面図である。
【図１０Ｂ】台形の断面形状を有する繊維の断面図である。
【図１０Ｃ】三角形の断面形状を有する繊維の断面図である。
【図１０Ｄ】ひし形の断面形状を有する繊維の断面図である。
【図１１】複合材料品の製造方法に含まれることができる１つ以上の作業を含むフロー図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、本開示の好ましい種々の実施形態を説明する目的で提示されている図面を参照すると、複合材料品１０の実施形態が、図１および２に示されている。複合材料品１０を、母材１８と、母材１８に埋め込まれた複数の繊維２０（図２）とを含む繊維補強複合材料パネル１４として製造することができる。複合材料品１０を、母材１８が実質的に透明なポリマー母材１８を含むことができ、繊維２０が実質的に透明な繊維２０を含むことができるよう、光学的に透明な複合材料パネル１４として製造することができる。図１においては、平坦なパネル表面１６を有するパネル１４の構成にて示されているが、複合材料品１０は、限定なく、幅広くさまざまなサイズ、形状、および構成のいずれかにて形成することが可能であり、平坦な表面および／または複合曲率の表面を含むことができる。
【００１６】
好都合には、本明細書に開示の複合材料品１０は、複合材料品１０の光学性能を向上させるように最適化された形状を有する繊維２０を備える。より具体的には、複合材料品１０の繊維２０が、繊維２０の１つ以上のベース面２２（図３）に対して非垂直な状態で向いている側面２８（図３）を備えている。本開示の文脈において、繊維２０のベース面２２は、繊維２０の上面および／または下面２４、２６を含む。例えば、図１０Ａおよび１０Ｂを手短に参照すると、繊維２０が、２つのベース面２２および２つの側面２８によって形成される平行四辺形４２の断面（図１０Ａ）または台形４４の断面（図１０Ｂ）を有するものとして示されている。図１０Ａおよび１０Ｂにおけるベース面２２は、上面２４および下面２６を含む。図１０Ｃが、ベース面２２と１対の側面２８とを有する繊維２０の三角形４６の断面を示している。図１０Ｄが、側面２８だけを有しており、ベース面２２を有していないひし形４８の断面形状を備えるさらなる実施形態の繊維２０を示している。図１０Ａ〜１０Ｄに示した繊維２０は、比較的鋭い角を有するものとして示されているが、本開示が、角が丸みを帯びていても、面取りされていても、斜めにされていても、あるいは他の方法で鋭くない角として設けられていてもよい任意の構成の繊維２０を想定していることに、注意すべきである。
【００１７】
図２を参照すると、複合材料品１０の分解図が示されており、細長い帯として形成され、母材１８内に層５０にて配置された複数の繊維２０が示されている。一実施形態において、繊維２０は、図４に示した繊維２０の上面および下面２４、２６などの１つ以上のベース面２２を備えることができる。図２に示されるとおり、繊維２０を、母材１８において、ベース面２２（例えば、上面および下面２４、２６）が複合材料品１０の表面１２に実質的に平行になるように向けることができ、そのようにすることによって、複合材料品１０の光学性能を改善することができる。
【００１８】
複合材料品１０が、３つの層５０を有するものとして示されているが、任意の数の層を設けることができる。さらに、図２は、各層５０の繊維２０が隣の層５０の繊維２０に対して垂直に向けられている層５０のクロスプライ（ｃｒｏｓｓ−ｐｌｙ）の構成６０を示しているが、層５０を、或る層５０の繊維２０を隣の層５０の繊維２０に対して平行に向けることができる図８に示されるとおりの一方向の構成５８に配置してもよい。さらに、所与の層５０の繊維２０を、隣の層５０の繊維２０に対して任意の角度（例えば、１５°、２２．５°、４５°、６０°、７５°、など）に向けることができる。
【００１９】
図３を参照すると、複合材料品１０の一部分の拡大斜視図が示されており、母材１８における繊維２０の配置が示されている。図３に見て取ることができるとおり、各々の繊維２０が、平行四辺形４２（図１０Ａ）の断面を形成している上面および下面２４、２６ならびに反対向きの側面２８を備えている。しかしながら、繊維２０を、ベース面２２および互いに非平行な状態で向いている１対の側面２８を有する図９および１０Ｃに示した三角形４６の構成など、別の形状および構成にて形成することもできる。さらなる実施形態においては、繊維２０の断面が、図１０Ｂに示されているような台形４４や、図１０Ｄに示されており、以下でさらに詳しく説明されるひし形４８の断面形状を備えることができる。理解できるとおり、繊維２０は、図面に示されている断面形状に限られず、幅広くさまざまな断面形状を備えることができる。好ましくは、繊維２０は、ベース面２２に対して非垂直かつ／または複合材料品１０の表面１２に対して非垂直に向けられた側面２８を有する。
【００２０】
図４を参照すると、繊維２０を含む複合材料品１０の断面図が示されており、各々の繊維２０が、繊維２０の上面および下面２４、２６（すなわち、ベース面２２）に対して非垂直な状態で向いている側面２８を有している。図示のとおり、複合材料品１０の繊維２０を、隣り合う繊維２０の側面２８の間のすき間３６を最小限にするように、横並びの配置にて互いに比較的密に近接させて取り付けることができる。側面２８の間のすき間３６を最小限にすることによって、繊維２０を通過する光の繊維２０の間を通過する光に対する位相差８６（図７）からのひずみを、最小にする。側面２８を繊維２０のベース面２２に対して非垂直な関係に向け、隣り合う繊維２０を互いに密に近接させて配置することによって、回折および屈折の影響ならびに位相差８６（図７）に起因する光学的ひずみが最小化される。好都合なことに、光学的ひずみが、繊維２０および母材１８の屈折率が所与の温度範囲において変化する場合にも最小化される。さらに、側面２８の向きならびに隣り合う繊維２０を互いに密に近接させて配置できる可能性の結果として、複合材料品１０の繊維２０の含有量を、伝統的な繊維補強複合材料の繊維２０の含有量と比べて増やすことができる。繊維２０の比較的密な横並びの間隔の効果として、光学性能を大きく低下させることなく複合材料品１０の機械的性能を高められることを挙げることができる。
【００２１】
図４に見て取ることができるとおり、繊維２０の側面２８を、繊維２０の上面および下面２４、１６に対して非垂直な関係に向けることができる。各々の層５０の繊維２０は、互いに横並びに配置される。一実施形態においては、繊維２０を、隣り合う側面２８の間のすき間３６が最小になるように配置することができる。例えば、層５０の繊維２０を、層の平面５２に実質的に垂直な方向に従って見たときに側面２８が重なり合い３８を有するように横並びに配置することができる。一実施形態においては、隣接して位置する繊維２０を、側面２８の間のすき間３６が繊維の厚さ３０よりも小さくなるように、互いに充分に密に近接させて配置することができる。繊維２０の密な間隔は、さらに詳しく後述されるように、繊維２０の間を通過できる入射光６８の量を最小にする。
【００２２】
再び図４を参照すると、繊維２０の３つの層５０を説明する複合材料品１０の拡大断面図が示されており、各々の層５０の繊維２０が、互いに横並びの関係で、各々の繊維２０の側面２８がすぐ隣の繊維２０の側面２８に実質的に平行に向けられるような様相で配置されている。すでに示したとおり、繊維２０は、好ましくは隣り合う繊維２０の側面２８の間に比較的小さいすき間３６が形成されるように横並びの関係にて配置されている。繊維２０を、繊維２０の層５０によって定められる平面５２に垂直な方向に従って見たときに、側面２８が重なり合い３８を有するように配置することができる。
【００２３】
各々の繊維２０の側面２８を、隣り合う繊維２０を互いに密に近接させて配置することが容易になるよう、実質的に互いに平行に向けることができるが、非平行な側面２８の向きも考えられる。一実施形態においては、繊維２０の側面２８を、繊維２０の上面および／または下面２４、２６に対して約１０°〜１７０°の間の角度θ（図１０Ａ）に向けることができる。しかしながら、側面２８を、上面および下面２４、２６に対して１０°未満または１７０°超の角度θに向けることも可能であると考えられる。さらに、光が側面２８の角度θにおおむね平行な方向に沿って向けられ、後述のとおりの位相格子効果につながりかねない状態において生じる可能性がある光学性能の低下を最小限にする手段として、側面２８の角度θおよび／または隣り合わせに配置される繊維２０の側面２８の角度θを、１つの層５０内の繊維２０の間で変化させることができ、さらには／あるいは複合材料品１０の異なる層５０または異なる部分の繊維２０の間で変化させることができる。
【００２４】
繊維２０の密な近接（図４）は、隣り合う繊維２０の間のすき間３６（図４）を通過する放射（例えば、光）の量を最小化することができる。さらに、層５０の繊維２０の間のすき間３６を最小にすることによって、所与の層５０（図４）を通過する光の光路長７２（図５）の相違を最小化することができる。隣り合う繊維２０の間のすき間３６を最小にすることによって、各々の繊維２０の主たる部分（すなわち、側面２８の間）を通過する光の光路長７２を、層５０の繊維２０の側面２８のうちの１つ以上を通過する光の光路長７２と実質的に同様にすることができ、したがって伝統的な複合材料の繊維２０の配置と比べて光学的ひずみを最小限にすることになる。
【００２５】
さらに図４を参照すると、繊維２０の３つの層５０が示されており、一番上の層５０が、平行四辺形４２の断面にて形成された繊維２０で構成されている。平行四辺形４２の断面を有する各々の繊維２０が、上面および下面２４、２６と、互いに実質的に平行に向けられた反対向きの側面２８とを有している。さらに図４には、台形４４の断面を有する繊維２０で構成された最も下方の層５０が示されている。各々の台形４４の断面は、上面および下面２４、２６と、互いに非平行の関係に向けられた側面２８とを有している。図４の最も下方の層５０の台形４４の断面の繊維２０を、隣り合う繊維２０の側面２８が互いに実質的に平行になるように、交互に表向きおよび裏向きに配置することができる。
【００２６】
さらに図４を参照すると、最も上方の層５０と最も下方の層５０との間の中間層５０を、最も上方または最も下方の層５０の繊維２０と同様の断面形状を有する繊維２０で構成することができるが、中間層５０の繊維２０が、別の断面形状を有してもよい。また、最も上方の層５０と最も下方の層５０との間の中間層５０を、繊維の軸３４を紙面の平面５２に沿って延ばし、図示のように最も上方の層５０および最も下方の層５０の繊維２０の向きに対して垂直に向けることができる。
【００２７】
しかしながら、中間層５０を、最も上方および最も下方の層５０の繊維２０の向きに対して垂直に向けることができる。さらに、いずれかの層５０の繊維２０を、複合材料品１０の表面１２に実質的に平行に向けることができる。例えば、図４の繊維２０の上面および下面２４、２６が、複合材料品の表面１２に実質的に平行に向けられて図示されている。さらに、繊維２０のベース面２２（例えば、上面および下面２４、２６）は、好ましくは図４に示されているように実質的に平面状であるが、繊維２０のうちの１つ以上の上面および／または下面２４、２６が、上面および／または下面２４、２６のわずかに湾曲した形状など、平面状でなくてもよい。しかしながら、実質的に平面状の形状が、光学的ひずみを最小限にするために好ましいと考えられる。
【００２８】
図５を参照すると、複合材料品１０および互いに比較的密に近接して位置する１対の繊維２０の拡大断面図が示されており、複合材料品１０を通過する複数の光線７０がさらに示されている。光線７０の経路長７２が、光線７０が繊維２０の主たる部分（すなわち、側面２８の間）を通過するか否か、または光線７０が繊維２０の側面２８のうちの１つ以上を通過するか否かに応じて異なることを、見て取ることができる。例えば、図５は、母材１８から繊維２０へと通過し、次いで繊維２０から出て母材１８へと進む第１の光線７０Ａを示しており、繊維２０の屈折率に対する母材１８の屈折率の相違に起因して、第１の光線７０Ａの方向に変化が生じている。同様に、第５の光線７０Ｅは、第５の経路長７２Ｅが第１の光線７０Ａの第１の経路長７２Ａと実質的に同等の長さであるように、母材１８から繊維２０へと通過し、次いで繊維２０から出ている。
【００２９】
さらに図５は、第３の経路長７２Ｃに沿って、母材１８を通過して或る１つの繊維２０の側面２８へと進み、次いですき間３６を横切って隣の繊維２０の側面２８に進入し、その後に繊維２０から出て母材１８へと進入する第３の光線７０Ｃを示している。好都合には、側面２８の間のすき間３６を最小限にすることによって、第１および第５の経路長７２Ａ、７２Ｅに対する第３の経路長７２Ｃの差が比較的小さい。第２および第４の光線７０Ｂ、７０Ｄは、或る１つの繊維２０の一方の側面２８に入射し、結果として光路が第１、第３、および第５の経路長７２Ａ、７２Ｃ、７２Ｅと比べて長い。光路長７２の差が、通常は光学的ひずみをもたらすが、図５の構成においては、光学的ひずみが最小化されるよう、端部を通過する光の量を、すき間３６の幅および各層５０におけるすき間３６の総量を最小限にすることによって比較的少なく保つことができる。
【００３０】
図６を参照すると、１対の繊維１２０の側面１２８が繊維１２０の上面および下面１２４、１２６に対しておおむね垂直に向けられている複合材料品１０’の構成が示されている。側面１２８の向きが垂直であることで、斜めまたは側面１２８に平行でない方向に沿って見たときに、各々の繊維１２０の側面１２８がプリズムとして働く。この点に関し、図６が、複合材料品１０’を通過する複数の光線７６を示している。図６において、光線７６の光路長７８が、光線７６が繊維１２０の主たる部分（すなわち、側面１２８の間）を通過するか否か、あるいは光線７６が繊維１２０の側面１２８の１つ以上を通過するか否かに応じて、大きく異なることを見て取ることができる。例えば、図６は、上面１２４において母材１１８から繊維１２０へと進み、次いで下面１２６において繊維１２０を出て再び母材１１８へと進む第１および第４の光線７６Ａ、７６Ｄを示しており、繊維１２０の屈折率に対する母材１８の屈折率の相違に起因して、第１および第４の光線７６Ａ、７６Ｄの方向が変化している。
【００３１】
さらに図６は、側面１２８において繊維１２０の１つに進入し、次いで同じ繊維１２０を繊維１２０の下面１２６において出る第２の光線７６Ｂを示しており、結果として方向の変化が比較的小さく、したがって第１および第４の経路長７８Ａ、７８Ｄに対する第２の経路長７８Ｂの差が小さい。しかしながら、図６は、上面１２４において繊維１２０に進入し、次いで同じ繊維１２０を側面１２８において出る第３の光線７６Ｃを示しており、結果として方向の変化が大きく、第１、第２、および第４の経路長７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｄに対する第３の光線７６Ｃの第３の経路長７８Ｃの差が大きい。図６の第１、第２、および第４の経路長７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｄと比べて大幅に長い第３の経路長７８Ｃの正味の影響は、繊維１２０の側面１２８によって引き起こされる屈折および回折の効果に起因する光学性能の大きな低下である。
【００３２】
図７を参照すると、図６に示した複合材料品と同様の複合材料品１０’の構成が示されており、図７の側面１２８が、垂直に向けられ、側面１２８の間に比較的大きい間隔またはすき間１３６をもたらすように互いに離れて位置している。側面１２８の間のすき間１３６の影響は、位相格子効果に起因する光学性能の低下である。位相格子効果は、光線８０の一部が方向８１に沿ってすき間１３６を通過する一方で、光線８０の残りの部分は母材１１８および繊維１２０の両方を通過し、母材１１８および繊維１２０の各々が異なる屈折率を有しうる結果として、複合材料品１０’の光学性能を低下させる。この点に関し、すき間１３６が、第２の光線８０Ｂが母材１１８の屈折率とは異なる屈折率を有する繊維１２０を通過することなく側面１２８の間を通り過ぎることを可能にする。
【００３３】
技術的に公知のとおり、ｎ（λ，Ｔ）によって表わされる屈折率または屈折指数は、温度Ｔの材料への入射光６８の波長λの関数である。所与の温度Ｔの所与の材料の屈折率を、所与の温度Ｔの所与の材料における所与の波長λの光の速度に対する真空中の同じ波長λの光の速度の比として定義することができる。繊維１２０および母材１１８を、所与の波長について所与の一致点温度における屈折率が同じである材料から選択することができるが、それぞれの材料の屈折率が、温度が前記一致点温度から変化する（すなわち、上昇または低下する）ときに互いに変化し、あるいはお互いから離れる可能性がある。
【００３４】
結果として、図７においては、繊維１２０を通過する光の波長８２が、母材１１８を通過する光の波長８４と異なる。図７に見て取ることができるとおり、第１および第３の光線８０Ａ、８０Ｃの位相が、第１および第３の光線８０Ａ、８０Ｃが母材１１８から繊維１２０へと通過するときに変化し、次いで第１および第３の光線８０Ａ、８０Ｃが再び繊維１２０から母材１１８へと通過するときに変化する。しかしながら、第２の光線８０Ｂの位相は、繊維１２０の間を通過し、繊維１２０を通過しないため、同じ位相のままである。結果として、第２の光線８０Ｂの位相が第１および第３の光線８０Ａ、８０Ｃの位相から相違し、複合材料品１０における大きな光学的ひずみをもたらす。
【００３５】
対照的に、図５は、繊維２０が互いに重なり合い３８（図４）を有する斜めの側面２８を有しており、したがって繊維２０を通過する光線７０の位相差８６（図７）（すなわち、位相格子効果）が最小化される本明細書に開示のとおりの繊維２０の好都合な実施形態を示している。さらに、側面２８の非垂直な向きが、側面２８の密な近接との組み合わせにおいて、各々の光線７０の母材１８における移動距離に対する各々の第１の光線７０Ａの繊維２０の材料における移動距離の差を最小限にする。図５の光線７０の光路長７２の最小限の差は、屈折または回折の影響からの光学的ひずみを最小にする。さらに、本明細書に開示の繊維２０の構成は、好都合なことに、複合材料品１０の温度の変化につれて大きくなる可能性がある繊維２０および母材１８の屈折率の差にかかわらず、光学的ひずみを最小限にする。
【００３６】
一実施形態において、本明細書に開示の複合材料品１０は、対象の波長帯において母材１８の屈折率と実質的に同等の屈折率を有する繊維２０を備えることができる。より具体的には、母材１８および繊維２０が、好ましくは対象の波長帯に関して幅広い温度範囲において相補的または実質的に同等の屈折率を有する。対象の波長帯は、可視スペクトルを含むことができ、さらには／あるいは赤外スペクトルまたは任意の他の波長帯を含むことができる。一実施形態においては、母材１８および繊維２０の屈折率が、母材１８と繊維２０との界面における光の曲がりを最小化または軽減するために、好ましくは所与の温度範囲について対象の波長帯において実質的に同等またはぴったりと整合する。
【００３７】
さらに図５を参照すると、母材１８および繊維２０を、実質的に同等の屈折率の温度係数ｄｎ（λ，Ｔ）／ｄＴを有するように選択することもでき、ここでｄｎ（λ，Ｔ）／ｄＴは、屈折率ｎ（λ，Ｔ）の温度Ｔに関する偏導関数である。或る材料の屈折率の温度係数ｄｎ（λ，Ｔ）／ｄＴを、所与の波長におけるその材料の屈折率のその材料の温度の変化につれての変化と定義することができる。本開示においては、母材１８および繊維２０が、好ましくは、それぞれの屈折率の温度係数も実質的に同等であるように、対象の波長帯に関して幅広い温度範囲において実質的に同等の屈折率を有する。一実施形態においては、母材１８および繊維２０の屈折率および屈折率の温度係数が、好ましくは母材１８および繊維２０の屈折率が或る温度範囲内の少なくとも１つの温度に関して対象の波長帯のうちの所与の波長において同等であるような屈折率および屈折率の温度係数である。
【００３８】
次に図８を参照すると、側面２８が互いに実質的に平行である平行四辺形４２の断面を有する繊維２０を含む複合材料品１０の断面図が示されている。複合材料品１０が、第１の層５４および第２の層５６を含む１対の層５０を備えており、第１の層５４および第２の層５６の各々が、互いに横並びの関係に配置された繊維２０を有している。図８に見て取ることができるとおり、繊維２０は、各々の繊維２０の側面２８がすぐ隣の繊維２０の側面２８に実質的に平行に向けられるように配置されている。第１の層５４が、第１および第２の層５４、５６の少なくとも一方の平面５２に実質的に垂直な方向に従って見たとき、第１の層５４の繊維２０の側面２８のすき間３６が、第２の層５６の繊維２０の側面２８のすき間３６からオフセット４０を有するように、第２の層５６に対して配置されている。一方の層５０のすき間３６を他方の層５０に対して互い違いにし、すなわちオフセット４０を持たせることによって、光学的ひずみが複合材料品１０の全体に分散され、したがって複合材料品１０の任意の１つの地点における光学的ひずみが最小化される。
【００３９】
図８Ａを参照すると、隣接して配置された１対の繊維２０の一部分の断面図が示されており、繊維２０が、非平面の構成にて形成された側面２８を有している。一実施形態においては、側面２８を、図８Ａに示されるとおりの１対の一致する曲面として形成することができる。図示のとおり、側面２８をわずかに湾曲させることができ、一致する形状２９などにて互いに相補的に形成することができる。これに限られるわけではないが、図８Ａの例では、側面２８が、一致する形状２９にて形成され、１つの側面２８が凹状の形状を有し、隣接する１つの側面２８が、凹状の形状に対して相補的な寸法および構成とされた凸状の形状を有している。図８Ａは、単一の曲率にて形成された非平面の側面２８を有する繊維２０を示しているが、側面２８は、複合の曲率を備えてもよく、図示の一致する形状２９に限られない。一実施形態においては、非平面の側面２８を有する繊維２０を、非平面の側面２８の間の視線が阻止されるように、互いに比較的密に近接させて配置することができる。この方法で、光線８０（図７）が繊維１２０を通過することなく繊維１２０（図７）の間を通り過ぎることができ、結果として上述のように繊維１２０を通過する光との位相差が生じる図７に示した実施形態と対照的に、繊維２０の上面または下面２４、２６においてすき間３６（図８）の間に進入しうる光線（図示されていない）が、必ずや繊維２０の側面２８の少なくとも一部分を通過するがゆえに、図７に示したとおりの位相格子効果を、図８Ａに示した繊維２０の構成において大幅に軽減または解消することができる。
【００４０】
図９を参照すると、繊維２０が三角形４６の断面形状を有している複合材料品１０の実施形態が示されている。所与の層５０の三角形４６の繊維２０を、隣り合う繊維２０の側面２８が互いに実質的に平行になるように、交互に表向きおよび裏向きに配置することができる。図９の三角形４６の断面の繊維２０の各々は、等しい長さであり、互いに等しい角度に向けられて二等辺三角形を形成する側面２８を有している。しかしながら、図９に示した三角形４６の断面の繊維２０は、さまざまな別の構成を備えることができ、側面２８の角度が実質的に同等であることに限られない。
【００４１】
図９に示されるとおり、繊維２０を、側面２８の重なり合い３８の結果として側面２８の間のすき間３６が最小化されるように向けることができる。図９は、第１および第２の層５４、５６がクロスプライの構成６０を呈しており、或る層５０の繊維２０が隣の層５０の繊維の軸３４または繊維２０に対して直角に向けられている層５０の配置を示している。しかしながら、層５０は、所与の層５０の繊維２０が隣の層５０の繊維２０に実質的に平行である一方向性の構成５８など、互いに任意の向きに配置することが可能である。
【００４２】
図１０Ａ〜１０Ｄを参照すると、繊維２０の実施形態（ただし、これらに限られるわけではない）の種々の断面形状が示されている。図１０Ａは、上面および下面２４、２６と実質的に平行な側面２８とを有する繊維２０の平行四辺形４２の断面を示している。図１０Ａに見て取ることができるとおり、繊維２０は、好ましくは層５０（図４）におけるすき間３６（図４）の量を最小限にするために比較的高いアスペクト比にて形成されるおおむね細長い断面形状を有している。繊維２０のアスペクト比を、繊維の厚さ３０に対する繊維の幅３２と定義することができる。一実施形態においては、アスペクト比が、約３から約５００までさまざまであってよいが、繊維２０の断面は、任意の値の任意のアスペクト比を有することができる。
【００４３】
繊維の厚さ３０は、約５ミクロンから約５，０００ミクロンまで（０．０００２〜０．２０インチ）の範囲であってよい。しかしながら、繊維２０を、限定なく、任意の繊維厚さ３０にてもたらすことができる。図１０Ａに示されるとおり、側面２８は、繊維２０の上面および／または下面２４、２６に対して約１０°〜約１７０°の範囲にあってよい角度θにて形成されるが、より大きな角度またはより小さな角度も考えられる。図１０Ａは、上面および下面２４、２６を実質的に平面状であるものとして示しているが、上面および下面２４、２６は、わずかに凹、わずかに凸、または冠状など、わずかに湾曲していてもよく、厳密に実質的に平面状または平坦な外形に限られない。
【００４４】
図１０Ｂを参照すると、台形４４の断面にて示されており、互いに実質的に平行な実質的に平面状の上面および下面２４、２６を有している繊維２０のさらなる実施形態が示されている。側面２８が、互いに非平行な状態で向いているものとして示されている。側面２８を、上面および下面２４、２６に対して実質的に等しい角度に向けることができ、異なる方向に延ばすことができる。図１０Ｂの繊維２０の台形４４の断面は、図１０Ａの平行四辺形４２の断面を有する繊維２０について上述したアスペクト比と同様の比較的大きいアスペクト比を備えることができ、これが複合材料品１０の光学性能の改善をもたらすことができる。
【００４５】
図１０Ｃを参照すると、ベース面２２と、上述のように互いに非平行な状態で向いている１対の側面２８とを有している三角形４６の断面の繊維２０の実施形態が示されている。三角形４６の断面を有する繊維２０の層５０を、隣り合う繊維２０の側面２８の間のすき間３６が最小になるような方法で、図９に示されるような横並びの構成に配置することができる。三角形４６の断面を有する繊維２０のアスペクト比は、好ましくはひずみを最小にするように大きい。好都合には、繊維２０の三角形４６の断面は、複合材料品１０を形成するときの繊維２０のお互いに対する位置合わせまたは整列を容易にすることができる。例えば、三角形４６の断面４６を有する一連の繊維２０を、上向きにて、図９に示した配置と同様の互いに横並びの配置にて配置することができる。上向きの一連の三角形４６の断面を有する繊維２０を配置した後で、逆さ向きの一連の三角形４６の断面を有する繊維２０を、三角形４６の断面を有する繊維２０の間に入れ込み、図９に示した繊維の層と同様の繊維２０の層５０を形成することができる。
【００４６】
図１０Ｄを参照すると、ひし形４８の断面形状を備えるさらなる実施形態の繊維２０が示されている。図１０に見て取ることができるとおり、ひし形４８の断面形状を有する繊維２０は、図１０Ａ〜１０Ｃに示した繊維のただ１対の側面２８と対照的に、２対の側面２８を備えることができる。図１０Ｄに示したひし形４８の断面形状を有する繊維２０を、層５０（図９）において、各々の繊維２０を側面２８が複合材料品１０の表面１２に対して非平行に向くように向けることによって配置することができる。
【００４７】
好都合なことに、繊維２０の実施形態の各々において、側面２８の向きが上面および下面２４、２６あるいはベース面２２に対して垂直でないことで、複合材料品１０における繊維２０の量を、丸みを帯びた側面２８を有する繊維２０の量と比べて増やすことが容易になる。一実施形態においては、複合材料品１０を、複合材料品１０の総体積に対する繊維２０の総体積が約１０％から約９０％の範囲またはそれ以上であってよいように構成することができる。しかしながら、繊維２０の体積は、複合材料品１０の総体積の任意の部分を含むことができる。繊維２０の所望の量を、これらに限られるわけではないが光学性能、強度、防弾性能、剛性、重量、および種々の他の因子など、種々のパラメータにもとづいて選択することができる。
【００４８】
母材１８および繊維２０（図１〜５ならびに８および９）を、これらに限られるわけではないが熱可塑性材料、熱硬化性材料、セラミックス、およびガラスなど、任意の適切な材料で形成することができる。繊維２０および母材１８の両方が、好ましくは実質的に光学的に透明な材料で形成されるが、材料が不透明な材料を含んでもよい。この点に関し、繊維２０および母材１８を、実質的に透明から実質的に不透明までの範囲の任意の透明度の水準を有する材料で形成することができる。母材１８および繊維２０を形成できる熱可塑性材料は、アクリル、フッ化炭素、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、およびポリエーテルイミドのうちの少なくとも１つを含むことができる。母材１８および繊維２０を、ポリウレタン、フェノール類、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリエステル、エポキシ、およびシルセスキオキサンのうちの少なくとも１つを含むことができる熱硬化性材料で形成することもできる。さらに、母材１８および／または繊維２０を、これらに限られるわけではないが炭素、炭化ケイ素、およびホウ素を含む無機材料で形成することができる。また、母材１８および繊維２０を、これらに限られるわけではないが、Ｅガラス（アルミノホウケイ酸ガラス）、Ｓガラス（アルミノケイ酸ガラス）、純シリカ、ホウケイ酸ガラス、光学ガラス、セラミックス、およびＲＯＢＡＸ（商標）というガラス−セラミック材料などのガラス−セラミックスを含むことができるガラス複合材で形成することもできる。
【００４９】
複合材料品１０（図１〜５ならびに８および９）を、図１に示したパネル１４の構成や、航空機の風防、天蓋、または窓などの乗り物用の透明物（ただし、これらに限られない）などの他の構成を含むさまざまな構成のいずれかにて構成することができる。さらに、複合材料品１０を、別の乗り物の用途ならびに乗り物以外の用途に使用されるように構成することができる。例えば、複合材料品１０を、構造パネルまたは建物用の建築パネルとして構成することができる。複合材料品１０を、構造または非構造の用途に使用されるように構成することができる。この点に関し、複合材料品１０を、限定なく、任意の用途、システム、サブシステム、構造、設備、および／または装置に使用されるように構成することができる。
【００５０】
図１１を参照すると、複合材料品１０（図１〜５ならびに８および９）の製造方法に含まれることができる１つ以上の作業を説明するフロー図が示されている。この方法のステップ３０２は、複数の繊維２０（図２）を用意することを含むことができる。すでに示したように、繊維２０を、種々の実質的に光学的に透明な材料のいずれかにてもたらすことができる。繊維２０の材料を、複合材料品１０の温度が変化するときの光学的ひずみを最小にするために、母材１８（図１〜５ならびに８および９）に実質的に等しい屈折率の温度係数を有するように選択することができる。
【００５１】
図１１の方法のステップ３０４は、少なくとも１つのベース面２２（図４）とベース面２２に対して非垂直に向けられた１対の側面２８（図４）とを有する繊維２０を形成することを含むことができる。繊維２０を、これらに限られるわけではないが図１０Ａ〜１０Ｄに示した断面形状など、種々の断面形状の選択肢のうちのいずれかに向けることができる。断面形状は、上面および下面２４、２６などのベース面２２を含むことができる。各々の繊維２０の形状は、図１０Ａ〜１０Ｃに示したようにベース面２２に対して非垂直な状態で向いている少なくとも１対の側面２８をさらに含む。側面２８を、ベース面２２ならびに／あるいは上面および下面２４、２６に対して約１０°〜１７０°の間の角度θ（図１０Ａ）に向けることができるが、より大きな角度またはより小さな角度も考えられる。
【００５２】
図１１の方法のステップ３０６は、繊維２０を母材１８に埋め込むことを含むことができる。母材１８は、好ましくは上述した材料と同様の実質的に光学的に透明な材料を含むことができる。さらに、母材１８の材料は、好ましくは上述のように繊維２０の屈折率の温度係数と実質的に同等の屈折率の温度係数である。
【００５３】
図１１のステップ３０８は、ベース面２２ならびに／あるいは上面および下面２４、２６が複合材料品１０の表面１２に実質的に平行になるように繊維２０を向けることを含むことができる。例えば、図４が、複合材料品の表面１２に実質的に平行な向きでの繊維２０の配置を示している。同様に、図９が、各々のベース面２２を複合材料品の実質的に平面状の表面１２に実質的に平行に向けることができる三角形４６の断面形状の複数の繊維２０を示している。
【００５４】
図１１の方法のステップ３１０は、側面２８が複合材料品の表面１２に対して非垂直な向きとなるように繊維２０を配置することを含むことができる。例えば、図４、８、および９が、側面２８の間のすき間３６が複合材料品の表面１２に対して非垂直な関係に向けられるように互いに横並びの関係に配置された繊維２０を示している。側面２８を複合材料品の表面１２に対して斜め（すなわち、非垂直）に向けることで、側面２８の間を通過する光の量が最小にされる。
【００５５】
図１１の方法のステップ３１２は、繊維２０を互いに横並びの関係に配置して繊維２０の層５０を形成することを含むことができる。繊維２０は、好ましくは図４、８、および９に示されているように各々の繊維２０の側面２８がすぐ隣の繊維２０の側面２８に実質的に平行になるように配置される。そのような配置は、光学的ひずみを少なくし、したがって複合材料品１０の光学性能を向上させる。
【００５６】
図１１のステップ３１４は、繊維２０を側面２８の間のすき間３６を最小にするように互いに密に近接させて配置することを含むことができる。側面２８が、好ましくは層の平面５２（図４）に実質的に垂直な方向に従って見たときに互いの重なり合い３８（図４）を有する。図５に示されるように、繊維２０は、側面２８の間のすき間３６の幅を最小にするとともに、繊維２０の主たる部分を通過する光の光路長が繊維２０の側面２８の１つ以上を通過する光路長と実質的に同等になる構成をもたらすために、互いに密に近接させて配置される。この方法で、位相差８６（図７）が最小化され、結果として光学的ひずみが最小化される。
【００５７】
図１１の方法のステップ３１６は、複合材料品１０（図１〜５ならびに８および９）の減量のために、母材１８の材料および／または繊維２０の材料を硬化または固化させることを含むことができる。母材１８および／または繊維２０を硬化させるために、熱および／または圧力を複合材料品１０へと加えることができる。さらに、減量および脱気などの種々の中間ステップのいずれかを、母材１８および／または繊維２０の材料の硬化または固化に先立って実行することができる。
【００５８】
表面を有する複合材料品の一実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置される。
【００５９】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記繊維（２０）が、平面（２４）を定める層を形成し、隣り同士の繊維からなる各々の対が、前記側面（２８）の間にすき間（３６）を定め、前記すき間（３６）が、前記側面（２８）が前記層の前記平面に垂直な方向に従って見たときに重なり合うようなすき間である。さらに、この実施形態において、隣り同士の繊維（２０）からなる対の前記側面（２８）が、一致する曲面を有することができる。
【００６０】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記繊維（２０）が、平面（２４）を定める層を形成し、隣り同士の繊維からなる各々の対が、前記側面（２８）の間にすき間（３６）を定め、前記すき間（３６）が、前記側面（２８）が前記層の前記平面に垂直な方向に従って見たときに重なり合うようなすき間であり、前記複数の繊維（２０）が、第１および第２の層に配置され、前記第１の層が、前記第１の層の前記繊維（２０）の前記側面（２８）の間の前記すき間（３６）が、前記第２の層の前記繊維（２０）の前記側面（２８）の間の前記すき間（３６）からオフセットされるように、前記第２の層に対して配置される。
【００６１】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記側面（２８）が、前記ベース面に対して約１０度〜１７０度の角度に向けられる。
【００６２】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記ベース面（２２）が、反対向きの１対の上面（２４）および下面（２６）を含み、各々の繊維の前記側面（２２）が、互いに非平行な関係に向けられる。
【００６３】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記繊維（２０）が、繊維の厚さに対する繊維の幅のアスペクト比を有する細長い断面を有し、前記アスペクト比が、約３から約５００の範囲にある。
【００６４】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記繊維が、実質的に光学的に透明な繊維を含み、前記母材が、実質的に光学的に透明なポリマー母材を含む。
【００６５】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記母材および前記繊維の少なくとも一方が、以下の材料のうちの少なくとも１つから形成され、以下の材料とは、アクリル、フッ化炭素、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルイミドのうちの少なくとも１つを含む熱可塑性材料、ポリウレタン、フェノール類、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリエステル、エポキシ、シルセスキオキサンのうちの少なくとも１つを含む熱硬化性材料、炭素、炭化ケイ素、ホウ素のうちの少なくとも１つを含む無機材料、およびＥガラス（アルミノホウケイ酸ガラス）、Ｓガラス（アルミノケイ酸ガラス）、純シリカ、ホウケイ酸ガラス、光学ガラス、セラミックス、ガラス−セラミックスを含むガラスである。
【００６６】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記繊維が、対象の波長帯において前記母材の屈折率と実質的に同等の屈折率を有する。
【００６７】
表面を有する複合材料品の別の実施形態は、母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）を備えることができ、各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面（２８）とを有し、前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係に配置され、前記母材と前記繊維とが、実質的に同等の屈折率の温度係数を有する。
【００６８】
複合材料品を製造する方法の一実施形態が、複数の繊維を用意するステップ（３０２）と、前記繊維を、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面とで形成するステップ（３０４）と、前記繊維を、層に、該層の平面に垂直な方向に従って見たときに前記側面が互いに重なり合うように配置するステップ（３１４）とを含む。
【００６９】
複合材料品を製造する方法の別の実施形態は、複数の繊維を用意するステップ（３０２）と、前記繊維を、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面とで形成するステップ（３０４）と、前記繊維を、層に、該層の平面に垂直な方向に従って見たときに前記側面が互いに重なり合うように配置するステップ（３１４）と、前記繊維を、該繊維の前記側面がすぐ隣の繊維の前記側面に実質的に平行になるように互いに横並びの関係に配置して層を形成するステップ（３１２）とを含む。
【００７０】
複合材料品を製造する方法の別の実施形態は、複数の繊維を用意するステップ（３０２）と、前記繊維を、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な状態で向いている１対の側面とで形成するステップ（３０４）と、前記繊維を、層に、該層の平面に垂直な方向に従って見たときに前記側面が互いに重なり合うように配置するステップ（３１４）と、前記側面を前記ベース面に対して約１０度〜１７０度の角度に向けるステップ（３０８）とを含む。
【００７１】
本開示のさらなる変更および改善が、当業者にとって明らかであるかもしれない。したがって、本明細書において説明および図示した各部の特定の組み合わせは、あくまでも本開示の特定の実施形態を代表するものであり、本開示の技術的思想および技術的範囲に包含される他の実施形態または装置の限定として使用されるべきものではない。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
表面を有している複合材料品であって、
母材（１８）に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の繊維（２０）
を備えており、
各々の繊維が、少なくとも１つのベース面（２２）と、前記ベース面に対して非垂直な関係に向けられた１対の側面（２８）とを有しており、
前記繊維（２０）が、互いに横並びの関係にて配置されている複合材料品。
（態様２）
前記繊維（２０）が、平面（２４）を定めている層を形成しており、
隣り同士の繊維からなる各々の対が、前記側面（２８）の間にすき間（３６）を定めており、
前記すき間（３６）が、前記側面（２８）が前記層の前記平面に垂直な方向に従って見たときに重なり合うようなすき間である態様１に記載の複合材料品。
（態様３）
隣り同士の繊維（２０）からなる対の前記側面（２８）が、一致する曲面を有している態様２に記載の複合材料品。
（態様４）
前記複数の繊維（２０）が、第１および第２の層に配置され、
前記第１の層が、前記第１の層の前記繊維（２０）の前記側面（２８）の間の前記すき間（３６）が、前記第２の層の前記繊維（２０）の前記側面（２８）の間の前記すき間（３６）からオフセットされるように、前記第２の層に対して配置されている態様１に記載の複合材料品。
（態様５）
前記側面（２８）が、前記ベース面に対して約１０度〜１７０度の間の角度に向けられている態様１に記載の複合材料品。
（態様６）
前記ベース面（２２）が、反対向きの１対の上面（２４）および下面（２６）を含んでおり、
各々の繊維の前記側面（２２）が、互いに非平行な関係に向けられている態様１に記載の複合材料品。
（態様７）
前記繊維（２０）が、繊維の厚さに対する繊維の幅のアスペクト比を有する細長い断面を有しており、
前記アスペクト比が、約３から約５００の範囲にある態様１に記載の複合材料品。
（態様８）
前記繊維が、実質的に光学的に透明な繊維を含んでおり、
前記母材が、実質的に光学的に透明なポリマー母材を含んでいる態様１に記載の複合材料品。
（態様９）
前記母材および前記繊維の少なくとも一方が、以下の材料のうちの少なくとも１つから形成されており、以下の材料とは、
アクリル、フッ化炭素、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルイミドのうちの少なくとも１つを含む熱可塑性材料、
ポリウレタン、フェノール類、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリエステル、エポキシ、シルセスキオキサンのうちの少なくとも１つを含む熱硬化性材料、
炭素、炭化ケイ素、ホウ素のうちの少なくとも１つを含む無機材料、および
Ｅガラス（アルミノホウケイ酸ガラス）、Ｓガラス（アルミノケイ酸ガラス）、純シリカ、ホウケイ酸ガラス、光学ガラス、セラミックス、ガラス−セラミックスを含むガラス
である態様１に記載の複合材料品。
（態様１０）
前記繊維が、対象の波長帯において前記母材の屈折率と実質的に同等の屈折率を有している態様１に記載の複合材料品。
（態様１１）
前記母材と前記繊維とが、実質的に同等の屈折率の温度係数を有している態様１０に記載の複合材料品。
（態様１２）
複合材料品を製造する方法であって、
複数の繊維を用意するステップ（３０２）と、
前記繊維を、少なくとも１つのベース面と、前記ベース面に対して非垂直な関係に向けられた１対の側面とで形成するステップ（３０４）と、
前記繊維を、層に、該層の平面に垂直な方向に従って見たときに前記側面が互いに重なり合うように配置するステップ（３１４）と
を含む方法。
（態様１３）
前記繊維を、該繊維の前記側面がすぐ隣の繊維の前記側面に実質的に平行になるように互いに横並びの関係に配置して層を形成するステップ（３１２）
をさらに含む態様１２に記載の方法。
（態様１４）
前記側面を、前記ベース面に対して約１０度〜１７０度の間の角度に向けるステップ（３０８）
をさらに含む態様１２に記載の方法。
【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８Ａ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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