(57)【要約】  光線をフィルタ処理する光学フィルタであって、前記光線は、相互に異なる光強度と、多数の相互に異なる方向に沿った、当該光学フィルタに対する入射方向とを有するとともに、所定の波長または複数の波長を有し、当該光学フィルタは、前記所定の波長または複数の波長を有する光線に対して透過性の担持体と、最大光強度を有する前記光線が入射する方向に沿った方向において、当該フィルタが最小の透過性となるように前記担持体内に分散された、複数の光適合性光遮蔽素子と、を有する光学フィルタ。
2009509184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長または複数の波長の光線をフィルタ処理する光学フィルタであって、
前記所定の波長または複数の波長の光線は、当該光学フィルタに対する入射方向および光強度が相互に異なり、
当該光学フィルタは、
前記所定の波長または複数の波長を有する光線に対して透過性の担持体と、
最大光強度を有する前記光線が入射する方向に沿った方向において、当該フィルタが最小の透過性となるように前記担持体内に分散された、複数の光適合性光遮蔽素子と、
を有する光学フィルタ。
【請求項２】
前記光遮蔽素子は、無秩序に分散されていることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記光遮蔽素子は、担持体と光遮蔽素子を合わせた体積の0.05乃至50％を占めることを特徴とする請求項1または2に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記光遮蔽素子は、担持体と光遮蔽素子を合わせた体積の0.5乃至15％を占めることを特徴とする請求項3に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
前記光遮蔽素子は、実質的に球状であり、前記所定の波長または前記複数の波長の平均の約1乃至1000倍の範囲の直径を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の光学フィルタ。
【請求項６】
前記光遮蔽素子は、前記所定の波長または前記複数の波長の平均の約10乃至100倍の範囲の直径を有することを特徴とする請求項5に記載の光学フィルタ。
【請求項７】
前記光遮蔽素子は、光互換性（photochromic）であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の光学フィルタ。
【請求項８】
前記光遮蔽素子は、高分子を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の光学フィルタ。
【請求項９】
前記高分子は、フォトクロミック材料を有することを特徴とする請求項8に記載の光学フィルタ。
【請求項１０】
前記高分子は、ポリメチルメタクリレートを有することを特徴とする請求項7または8に記載の光学フィルタ。
【請求項１１】
請求項1乃至10のいずれか一つに記載の光学フィルタを製造する方法であって、
第1の透過性粒子を第1の量で提供するステップと、
フォトクロミック材料を含む第2の透過性粒子を第2の量で提供して、前記第1および第2の粒子を混合するステップであって、前記第2の量は、前記第1の量よりも実質的に少ない、ステップと、
前記第1および第2の粒子の混合物を、前記担持体に近似する形状に成形するステップと、
前記第1および第2の粒子の定形された混合物の前記形状を維持したままで、前記第1および第2の粒子の定形された混合物を、硬化状態において前記第1の粒子の屈折率と整合する屈折率を有する、硬化性の液体に含浸するステップと、
前記第1および第2の粒子の定形された混合物の前記形状を維持したまま、前記硬化性の液体を硬化させるステップと、
を有する方法。
【請求項１２】
前記第1および第2の粒子は、高分子を有することを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記球は、ポリメチルメタクリレートを有することを特徴とする請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1および第2の粒子の定形された混合物は、前記光学フィルタと組み合わされる製品の表面に対して成形されることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１５】
前記硬化性の液体は、光硬化性であり、前記硬化させるステップは、紫外光線を用いて実施されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
光学対象物と組み合わされた、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の光学フィルタの使用であって、
前記光学対象物は、フロントガラス、窓、ディスプレイユニットまたは眼鏡である、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルタに関し、所定の波長または複数の波長を有し、相互に異なる多数の方向に沿って、該光学フィルタに入射される光線を、フィルタ処理する光学フィルタに関する。また本発明は、そのような光学フィルタを製造する方法およびそのようなフィルタの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽のような眩しい光源は、散歩、窓から眺める行為、運転、TVの鑑賞のような多くの用途において良好な視野を妨げる。ある場合には、眩しい光源の直接の影響により、運転者が直接太陽によって目がくらむという問題を引き起こす。他の場合、ある意味では、太陽または別の眩しい光源の間接的な影響により、例えばディスプレイ画面で反射が生じるような場合、視界が歪められる。
【０００３】
前述の例は、従来技術では、特定の問題に応じた各種装置により対処される。一つの例は、ガラス材料中に均一に分散されたフォトクロミック成分を有するサングラスであり、この成分は、放射線源に対するガラスの露出機能として、可逆的な方法で変化する発光透過率を有する。眩しい光がガラスを照らした際、ガラス中、またはガラスを被覆するコーティング中のフォトクロミック成分は、眩しい光の一部のみが透過されるように、その光学特性が変化する。
【０００４】
しかしながら、これらの従来のガラスには、固有の問題があり、これらは、周囲光条件との関係で、その特性を変化するが、各特定の状況では、これらは、例えば、分散されたカーボンブラック粒子を含むガラスに比べて、良好に機能しない場合がある。これは、ガラス中に均一分散されているフォトクロミック素子の全量が眩しい光と反応し、各成分が中程度に光を減衰することにより、ガラスが均一に暗くなるためである。また、同じ理由により、眩しい光の遮断は、完全に行うことはできない。これは、全ての他の対象からの散乱光も一緒に減衰されてしまうためであり、これが好ましくない特徴であることは言うに及ばない。結果的に、眩しい光源が存在する場合、従来のガラスでは、眩しい光源の視野が低下する程度と比較的等しい程度で、他の対象の視界が速やかに低下してしまう。
【０００５】
米国特許出願第4,746,633号には、フォトクロミック物質に関する従来技術が示されており、この物質は、適正な範囲、すなわち35乃至60％未満の範囲で暗くなり、または35％未満の範囲で暗くなる。
【０００６】
米国特許第6,244,703号には、暗くなったスポットを有する、個人用の眩しい光を抑制する装置が示されており、このスポットは、眩しい光源の位置を網羅する位置内で移動可能である。眩しい光の検出および移動は、光源およびデータプロセッサユニットにより行われる。
【特許文献１】米国特許第6,244,703号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、従来の光学フィルタに関連する問題に対処することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらのおよび他の目的は、所定の波長または複数の波長の光線をフィルタ処理する光学フィルタであって、
前記所定の波長または複数の波長の光線は、当該光学フィルタに対する入射方向および光強度が相互に異なり、
当該光学フィルタは、
前記所定の波長または複数の波長を有する光線に対して透過性の担持体と、
最大光強度を有する前記光線が入射する方向に沿った方向において、当該フィルタが最小の透過性となるように前記担持体内に分散された、複数の光適合性光遮蔽素子と、
を有する光学フィルタにより達成される。
【０００９】
本発明は、光学フィルタに関し、この光学フィルタは、該フィルタに入射される光線の方向および強度に応じて、その光透過性が変化する。このため、光遮蔽素子は、光適合性であり、これは、光遮蔽素子において、入射光の強度に応じて、光透過性の度合いが変化することを意味する。透過性が変化するときの光の波長は、透過性に変化が生じる光の波長と必ずしも同じである必要はない。透過性の変化は、散乱、反射、または好ましくは吸収の変化により、行うことができる。透過性の変化は、可逆的であることが好ましい。例えば、そのような可逆的光適合性光遮蔽素子の一例は、フォトクロミック光遮蔽素子である。
【００１０】
以降に詳細を示すように、光学フィルタは、方向に関して光適合性である。これは、光遮蔽成分は、固有の素子であり、透明担持体内に、好ましくはランダムに、分配されるためである。
【００１１】
光学フィルタの方向的な光適合性は、担持体に比べて光遮蔽素子により光が遮断される程度が高い場合、改善される。
【００１２】
光遮蔽素子の光遮蔽能は、一つのそのような素子が、最も高い光強度の方向に沿った、そのような素子への実質的に全ての光入射を、十分に遮断するようにされることが好ましい。その結果、前記方向に沿って、さらなる光遮蔽素子が得られるが、光源から離れた位置では、そこに十分な光が入射されないため、素子は活性化されない。
【００１３】
しかしながら、より厳密には、光遮蔽素子が光を遮断する程度は、透過光エネルギーに対して、入射光エネルギーの関数として表され、すなわちIN<Lの場合、およびインターバル[0，L]のいずれかにおいて、IN>Lの場合、OUT=f(IN)：OUT＝INである。ここでLは、減衰強度に対する所望の限界である。この場合、限界Lを超える極めて眩しい光は、第1の光遮蔽素子によって制限される。
【００１４】
値Lがインターバル内で選択される場合、光遮蔽素子は、ハードリミッタ（hard  limiter）である。次に眩しい光は、弱められるが、未だ所望の強度限界で視認できる。インターバル内で値がゼロに選定された場合、眩しい光を放射する対象（例えば太陽）は、黒く見える。
【００１５】
実際には、前述の関数に対応する曲線は、限界Lを超えて平坦となるが、望まれるほど速くはなく、例えば平方根曲線または対数曲線を介して、限界Lの後、ゆっくりと上昇し続ける。この場合、限界Lを超えて、衝突する第1の素子を通過するいくつかの光があるが、これらは、衝突する第2の素子に影響される。第2の素子により、他の眩しくない対象に、僅かの追加的な暗化が生じる。
【００１６】
実際には、光適合性素子は、いくつかの時定数を有し、前述の関数OUT=f（IN）は、定常状態の挙動のみを表す。すなわち、いくつかの素子の時定数に対応する時間後、定常状態が完了する。
【００１７】
従ってその結果、本発明による光学フィルタを用いることにより、複雑な機器を使用しなくても、自動的に、対象を照らす眩しい光の透過性が十分に抑制され、一方、同等の吸収を生じずさせずに、他の対象から生じる光を通過させることができる。これらの特徴は、眩しい光の選択的な吸収が必要な特徴となるいくつかの分野において、極めて魅力的であることは、容易に理解できる。
【００１８】
好適実施例では、光遮蔽素子は、無秩序に分配される。これは、多くの場合、基材の製造が単純化されるため、好ましい特徴である。しかしながら、より規則的な分布も可能である。
【００１９】
光遮蔽素子は、担持体と光遮蔽素子とを合わせた体積の約0.05乃至50％を占めることが好ましく、約0.5乃至15％を占めることがより好ましい。
【００２０】
光遮蔽素子は、いかなる形状を有しても良いが、従来、実質的に球状のものが選定される。
【００２１】
素子は、0.5乃至500μｍのオーダの最大寸法を有し、または球の素子の場合、直径を有し、特に5乃至50μｍのオーダであることが好ましい。別個の素子とするため、素子は、少なくとも被遮蔽光の波長の数倍の寸法または直径を有する必要がある。比較的形が揃った実質的に球形の光遮蔽素子を使用することにより、光学フィルタの特性が予測可能となり、製造が容易となる。しかしながら、球形は、本質的ではなく、近接する素子を活性化させる光源に近接する活性化された光遮蔽素子による陰影化のため、光遮蔽素子の不活性が維持される限り、立方体または不規則形状のような他の形状も可能である。
【００２２】
光遮蔽素子は、光互換性（photochromic）であることが好ましく、すなわち、フォトクロミック成分を有することが好ましい。光遮蔽素子の機能は、光遮断が容易となるように、入射される眩しい光を変換することである。フォトクロミック成分の使用は、有効であり、この目的のため、市販のものが使用できる。フォトクロミック成分は、実質的に球状の光遮蔽素子に担持されることが好ましい。球状素子は、ポリメチル（メタ）アクリレートのような、透明高分子で構成されることが有意である。この場合、光遮蔽素子の寸法および光遮蔽特性は、単純な方法で有効に制御することができる。
【００２３】
本発明による光学素子を製造する方法は、
第1の透過性粒子を第1の量で提供するステップと、
フォトクロミック材料を含む第2の透過性粒子を第2の量で提供して、前記第1および第2の粒子を混合するステップであって、前記第2の量は、前記第1の量よりも実質的に少ない、ステップと、
前記第1および第2の粒子の混合物を、前記担持体に近似する形状に成形するステップと、
前記第1および第2の粒子の定形された混合物の前記形状を維持したままで、前記第1および第2の粒子の定形された混合物を、硬化状態において前記第1の粒子の屈折率と整合する屈折率を有する、硬化性の液体に含浸するステップと、
前記第1および第2の粒子の定形された混合物の前記形状を維持したまま、前記硬化性の液体を硬化させるステップと、
を有する。
【００２４】
本発明による方法では、本発明による光学フィルタを、単純な方法で、高い透過性および不透明性を有するように製造することができる。
【００２５】
粒子は、球状であり、稠密に充填できることが好ましい。ポリメチルメタクリレート粒子のような高分子粒子が好ましい。
【００２６】
好適実施例では、第1および第2の粒子の定形された混合物が、光学フィルタと組み合わされる製品の表面に対して成形される。
【００２７】
これにより、製品が非平坦表面を有する場合であっても、光学フィルタを製品上に有効に適用する方法が提供される。液体が光硬化性の場合、硬化処理を行うことが好ましく、この硬化処理は、紫外線を用いて行われることが好ましい。硬化処理は、モールドを用いて行われ、特に（部分的に）UV透明なモールドを用いて行われることが好ましい。
【００２８】
本発明による光学フィルタは、眩しい光を減衰する特性が必要な、いくつかの用途および装置に使用することができる。装置は、例えば、フロントガラス、窓、ディスプレイユニット、眼鏡のうちの一つであるが、これらが一例に過ぎないことは、当業者には、明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下の図面を参照した非限定的な実施例の説明により、本発明はより良く理解されるであろう。
【００３０】
図1aおよび1bには、従来の光学フィルタが示されており、この光学フィルタは、シートまたは層の形態の担持体101を有し、ここには、フォトクロミック素子102の形態の光遮蔽素子が均一に分散される。図のように、基材は、x−d方向に延伸する。座標軸は、全ての図で一致している。基材の主表面に対して垂直な方向は、dで示されており、xは、2次元の場合、dに対して直角の軸を意味する。
【００３１】
直線の矢印103で示されているように、d方向に対して角度αから眩しい光線を受けた際、フォトクロミック素子102は、より吸収性となる。フォトクロミック素子102は、担持体中に均一に分配されているため、光学フィルタ101は、方向xに沿って、均一に暗くなる。その結果、破線矢印104で示された他の光線は、ほぼ同量だけ減衰される。
【００３２】
図2aおよび2bを参照すると、これらの図には、本発明による光学フィルタ201が示されている。光学フィルタ201は、光適合性素子202を有する。素子202は、直線矢印203で示す、d方向に対して角度αで入射する眩しい光が、活性化され得る素子202の連続的な「壁」に見える部分に照射されるように、分散される。この例では、フォトクロミック素子202の光適合特性は、入射する眩しい光線203が、各入射に対して、第1の光適合性素子202のみを活性化するように選定される。この活性化の態様では、各フォトクロミック素子、すなわち参照符号202*で示されている活性化されたフォトクロミック素子は、そこに強く入射される光線を減衰する。通常透過した光は、光線203の光路のさらに下側の素子202を活性化するほどの十分な強度を有さず、各ビーム経路において、第1の素子202*のみが活性化される。
【００３３】
以下に示すように、所望の減衰が提供されるための素子の寸法および数密度は、それぞれ、約1乃至1000μm、および全素子の数密度の約0.1である。
【００３４】
図2bに示すように、入射する（最も）眩しい光線203は、高い吸収性を有する光遮蔽素子202*の連続壁に衝突するのに対して、光線204のようなあまり眩しくない光線は、孔を有する壁に衝突するため、そのようなあまり眩しくない光線204は、（最も）眩しい光線203に比べて、高い強度で光学フィルタを通過することができる。
【００３５】
以下、図3aおよび3bを参照して、本発明をより詳しく説明する。図3aは、基材シート300の形態の光学フィルタの3次元図を示している。座標系において、z−d平面に垂直な第3の軸yが追加されている。基材300は、NX*NY*NDのセルに分割され、これは、化学素子の寸法に対する、基材の幅、高さおよび奥行の比である。当業者には明らかなように、実際の基材は、別個の直交セルによっては構成されないが、明確化のため、ここでは、ここに示した構造を使用する。実際の典型的な状況では、基材の奥行は、約5mmであり、基材面積は、約20cm2乃至1m2であり、光遮蔽素子の直径relementは、約50μmであり、ND〜102、NX〜NY〜103-104である。全セル数は、NT=NX*NY*ND〜108-1010である。
【００３６】
図3bには、光線304にある入射角度で照射される、x−d平面でのスライス301を示す。図3bでは、セル／素子は、正方形303として示されている。塗りつぶし四角形は、活性化された光適合性光遮蔽素子302*を示し、4つの太線で囲まれた四角形は、不活性な光適合性光遮蔽素子302を示しており、セル303の残りは、透明担持体の部分を構成する。NE光適合性素子302および302*は、基材内に無秩序に配置されており、NE＝ρ*NTである。ここでρは、素子の数密度である。ND-1≪ρ≪1の場合、基材の奥行方向dに沿った素子の数は、比較的少なく、例えばρ＝ND-1/2＝0.1では、基材の奥行方向dに沿って、約10の光適合性素子が得られる。基材セルの残りの大部分（1-ρ）NTは、「空」であり、透明な担持体材料を有する。
【００３７】
眩しい光が存在しない場合、全ての素子は、不活性であり、基材は、いかなる方向においても完全に透明である。以下の一連の事象では、図3bにおいて太矢印で示されている眩しい光線は、担持体表面の垂線に対して、入射角度αBで基材301に入射される。
【００３８】
前述のように、基材300は、NX*NY*NDセルのグリッドで分割され、各セルは、光遮蔽素子の寸法を有する。活性素子の密度ρは低く、大部分のセルは、「空」であり、透明基材303のみを有する。眩しい光線は、主に、光入射表面の近傍のいくつかの素子を活性化する。
【００３９】
眩しい光線204が、基材の奥行方向に対して角度αBからスライス301に到達すると、これらが衝突して、光適合性光遮蔽素子302は、光適合性素子302*に活性化される。活性化素子302*の数NAEは、基材に対して垂直に入射する眩しい光線の前線の基材表面のNXNYに等しくなる。αB≠0の場合、これは、角度αBから認められる基材表面のSBと等しくなる。
【００４０】
【数１】
2009509184.tif 000003
各光線は、無秩序に分布する深さdで衝突し、第1の素子を活性化する。光が部分的に吸収性の媒質を通過する場合、dは、標準的な負の指数関数確率に従って分布される。この場合、同様に
【数２】
2009509184.tif 000004
となる。この分布の場合、平均μDおよび標準偏差σDの双方は、λ-1に等しい。
【００４１】
基材の厚さNDが、深さの標準偏差σDの少なくとも数倍の場合、例えばk=10の場合、全ての眩しい光は、十分に遮断される。
【００４２】
例えば、前述のようにρ＝0.1であって、最も好ましくないαB＝0の場合、σD＝10およびND=kσD＝100であり、我々の説明の開始時のNDの最初の選定の妥当性が示される。
【００４３】
前述のように、光遮蔽素子の直径relementは、被遮蔽光の波長の数倍である必要がある。特に、各素子の「遮蔽陰」の長さは、極めて大まかに、波長によって除された直径の二乗に等しい。この陰の中に他の光遮蔽素子を入れるためには、直径は、ρで除された波長の数倍と等しくする必要があり、例えばm=10である。これにより、relement＝波長*m*ρ-1となる。可視光の場合、波長は約0.5μmであり、ρ＝0.1、m＝10で、relement〜50μmとなり、我々の説明の開始時の我々のrelementの初期の選定の妥当性が示される。
【００４４】
以下に示すように、αB以外の方向で入射する光線305が、スライス301に到達した場合、光線305は、眩しい光線304に比べて、比較的遮断されない。図3bには、そのような光は、角度αoで入射する細い矢印で示されており、この符号は、αBとは反対である。αo＝αBの場合、2種類の光を角度的に識別することはできないため、基材が他の光を遮断することは明らかである。
【００４５】
角度αoの方向の場合、基材は、異なる有効表面積Soを有する：
【数３】
2009509184.tif 000005
基材301に入射する光線305は、Soの束（各々の幅r）に分割することができる。これらのいずれかが遮蔽される確率は、そのような光線305が衝突する光活性化光遮蔽素子の数SBに依存し、以下のようにして計算される。
【００４６】
全ての眩しい光を遮蔽する光活性化光遮蔽素子は、連続的な平坦平面を構成しない。その代わり、光活性化光遮蔽素子302*は、例えば深さ方向に無秩序に分散されており、全てが同じ深さではないため、光活性化光遮蔽素子302*によって形成される表面は、不均一な形状であり、不連続性が大きい。しかしながら、前述のように、角度αＢから見た場合、この面は、稠密密閉表面として見える。角度αoから見た場合は、光活性化光遮蔽素子302*の間の相対的な深さは、この外観位置において、相対的にずれるようになる。このずれにより、いくつかの活性化光遮蔽素子302*は、αo方向から見たとき、他の光活性化光遮蔽素子302*の陰領域に移動することが可能となり、これにより、方向αoにおける光を遮断する光活性化光遮蔽素子302*の数を、有効に減少させることが可能になる。
【００４７】
計算を簡単にするため、xが角度αBの方向に整列されるように、x、y座標を選定することが可能である。位置x、y、dの素子の場合、その後の見かけのずれは、Δx成分のみを有する。参照として、スライス301の前線平面d＝0とすると、相対的なずれは、
【数４】
2009509184.tif 000006
となる。NAE光活性化光遮蔽素子302*は、dによって誘導される無秩序状態で、水平に有効に「再分配」される。Δxは、dでスケール化されるため、その分布は、同様の偏差を有する：
【数５】
2009509184.tif 000007
従って、SB光活性化光遮蔽素子302*は、偏差σΔxを有する無秩序水平変位Δxを用いて、So位置に再分配される。いかなる光活性化光遮蔽素子302*も有さないSo位置に入射した光線305は、遮蔽されずに光学フィルタを通過する。
【００４８】
σΔx＞1のとき、位置は、有効に無秩序化されるが、σΔx＜1の場合、位置は、事実上等しくなる。この変化は、
【数６】
2009509184.tif 000008
で生じる。
【００４９】
ρ〜0.1の場合、約0.1ラジアンの変化が生じ、これは、眩しい光線304と他の光線305の間の角度差約5.7゜に相当する。[αB-5.7゜，αB+5.7゜]の角度範囲内で、光線305は、眩しい光とともに遮断される。角度範囲外の光線305は、以下のように、ある程度基材を通過する。標準統計から、SBがSoボックスに無秩序に割り当てられるとき、各ボックスが空のままである確率は、
【数７】
2009509184.tif 000009
である。
【００５０】
これは、エネルギーに関する、基材を通る他の光の相対量と直接相関する。αBに近いほとんどの角度αoの場合、これから、約P〜e-1〜37％、または-4dBが得られる。｜αo｜＞｜αB｜の場合、この比はより低下し、例えば眩しい光が前面でαB=0゜であり、横からの他の光がαo=45゜の場合、P〜-6dBが得られる。｜αo｜＜｜αB｜の場合、例えば、真っ直ぐ前を見てクルマを運転するαo=0゜の場合であって、横からの太陽がαB=45゜の場合、P〜-3dBとなる。
【００５１】
ほとんどの状況の場合、前述のことは、眩しい光は、完全に遮断され、他の光は、-3dB乃至-6ｄBのオーダで透過することを示している。他の光からの輝度を定める角度解像度は、基材300内の活性素子の密度ρに等しい。
【００５２】
前述のような基材300を有意に使用することが可能な、多くの領域がある。各種使用分野で、応答時間に関して、光適合性光遮蔽素子に異なる要望が課されることは明らかである。
【００５３】
サングラスおよび自動車用ウィンドガラスの場合、光遮蔽素子は、周囲条件の変化に呼応するため、極めて迅速に反応する必要がある。
【００５４】
例えばTV画面等のディスプレイ昼光コントラストを高めるため、光学フィルタ300がディスプレイユニットの前方で使用される場合、応答時間は、必ずしも重要ではない。眩しい光源は、通常、ディスプレイユニットに対して静止しているからである。
【００５５】
図4には、本発明による方法の実施例の製造段階を示す。図4には、第1の透明粒子402と、光適合性光遮蔽素子403とからなる定形混合体401が示されている。この実施例では、粒子は、球状であるが、これは本質的ではなく、エマルジョンまたは分散重合体であっても良く、これらは、市販のものから容易に入手できる。図4には、2μmの単分散PMMA球の格子が示されている。単分散ポリメチルメタクリレート（PMMA）球は、数10ナノメートルから数10μmまで変化する寸法のものが市販されている。そのような球は、適正な構造の3D格子に充填できることが知られており、液体成分の蒸発後に、立方稠密または六方稠密状に、液体非溶媒中の分散剤から設置されるように適合される。既知の例は、オパールおよびフォトニック結晶であり、これらは、特定の波長の光を反射する。球体402は、比較的低濃度のほぼ同寸法のPMMA球403と混合されるが、後者には、フォトクロミック成分（フォトクロミック色素）が担持されている。これらの光適合球403は、未担持のPMMA球402とともに充填され、任意の分散状態で、例えば無秩序にまたは格子内のグリッドに充填される。
【００５６】
所望の形状で第1および第2の粒子の混合物が形成された後、球の間に存在する開いた空間には、硬化可能な屈折率整合液体が充填される。これは、できる限り散乱のない透明な複合体を得るために必要な措置である。屈折率整合硬化性液体は、トリエチレングリコールジアクリレート（TPDGA）のようなプレポリマーであり、これにより、球の間に存在する空空間を、容易に充填することができる。この単量体化合物に、光開始材（例えば、シバ社（Ciba  Specialty  Chemicals）のIrgacure184）を添加すると、粘性が低下する。この材料が空いた空間に充填されると、好ましくは260nmのUV光による簡単な露光により、この単量体は、屈折率がPMMAと等しい1.49の固体高分子に変化する。
【００５７】
フォトクロミック成分が担持された球は、（眩しい）光に曝された際、暗くなる。フォトクロミック成分およびその減衰の濃度に応じて、透過性は、極めて小さくなり、球に担持されたフォトクロミック色素は、光適合性光遮蔽素子となり、これは、入射される全ての光を実質的に遮断する。またフォトクロミック色素は、例えばPPGインダストリおよびサンド（H.  W.  Sands）社から市販されており、サングラスには、既に広く適用されている。ただし、そのような場合、フォトクロミック色素は、本発明とは対照的に、高分子マトリクス中に均一に溶解されている。これらの応答時間は、通常数秒から数分の範囲である。
【００５８】
また、透明で、得られる屈折率がボイドを充填する高分子と整合し得る限り、他の高分子を使用することが可能であることは、明らかである。その一例は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチルメタクリレート、ポリイソボルニルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等である。高分子以外の、適当な特性を有する他の材料の使用も可能である。
【００５９】
前述の方法は、平坦画面の他、曲線状の光学素子にも適用することができる。曲線状光学素子の曲面には、浸漬定形混合物が提供され、その表面が浸漬定形混合物に接した状態のまま、液体が硬化される。通常、2分割式の半素子で構成されたモールドを使用することが好ましく、これらの半素子は、高分子またはプレポリマーが充填された状態で、相互に圧縮され、その少なくとも一つの表面は、UV透過性である。モールドは、被製造素子のネガ形状を有する。モールド表面の一つには、球状粒子が設置され、光開始材とともにTPGDAが添加され、他の半モールドは、ある圧力下で、適当な位置に配置される。UV露光の後、モールドが取り外される。その結果、モールドの一部または全体は、光学素子の一部となる。またこの方法により、曲面または湾曲表面に加えて、より複雑な表面形状を成形することも可能である。
【００６０】
前述の例は、単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された本発明の概念を限定するものではないことは、当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１ａ】非照射状態の従来の光学フィルタの概略的な断面図である。
【図１ｂ】照射状態の従来の光学フィルタの概略的な断面図である。
【図２ａ】本発明による光学フィルタの、不活性な非照射状態での概略的な断面図である。
【図２ｂ】図2aの光学フィルタの活性な照射状態での概略図である。
【図３ａ】本発明による光学フィルタの区画化を示した図である。
【図３ｂ】図3aの区画化された光学フィルタのスライスを示した図である。
【図４】球状高分子粒子の充填状態を示す図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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