(57)【要約】      （修正有）【課題】高速応答時間、低消費電力、低い温度感受性を提供することができる調光ミラーであって、また中間状態の可能性がある高反射状態と低い暗状態とを有する調光ミラーを提供する。【解決手段】順番に能動吸収偏光子１２と、第１の静的反射偏光子１４と、能動偏極回転子と、第２の静的反射偏光子１８と、を含む電子的調光可能光学装置であって、同装置の反射率及び／又は透過率が能動吸収偏光子及び／又は能動偏極回転子の両端に電圧を印加することにより制御（増加又は低減）されるように構成された電子的調光可能光学装置。能動吸収偏光子を選択された偏極レベルに設定することで同装置により生成される像の明るさを決定するように、１つ又は複数の偏極レベルを能動吸収偏光子の電圧を制御することによって選択することができる。【選択図】図１
2018032042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．能動吸収偏光子と、
ｂ．第１の静的反射偏光子と、
ｃ．能動偏極回転子と、
ｄ．第２の静的反射偏光子と、
を含む電子的調光可能光学装置であって、
前記能動吸収偏光子及び前記能動偏極回転子の両端に電圧を印加することによって前記装置の反射率及び／又は透過率が制御（増加又は低減）され得るよう構成された、光学装置。
【請求項２】
到達するすべての光を吸収する、前記第２の静的反射偏光子に隣接するビームストップを更に含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
ａ．前記能動吸収偏光子は、電圧の印加によって活性化されたときに、ｘ方向に吸収軸を有し、
ｂ．前記第１の静的反射偏光子は、前記ｘ方向に反射軸を有し、
ｃ．前記能動偏極回転子は、電圧の印加によって活性化されたときに、入射光の偏極軸を９０°だけ回転させ、
ｄ．前記第２の静的反射偏光子は、ｙ方向に反射軸を有し、
前記電圧が印加されたときに、前記光学装置の反射率が低減される、請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
ａ．前記能動吸収偏光子は、活性化されたときに、ｘ方向に吸収軸を有し、
ｂ．前記第１及び第２の静的反射偏光子は、前記ｘ方向に反射軸を有し、
ｃ．前記能動偏極回転子は、非活性状態のときに、入射光の前記偏極軸を９０°だけ回転させ、
前記電圧が印加されたときに、前記光学装置の反射率が低減される、請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記装置は、可視スペクトルの選択的波長を反射する調光可能ミラーである、請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
前記装置は、可視スペクトルの選択的波長を吸収する調光可能ミラーである、請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
前記装置は、前記装置が電圧の印加によって活性化されないときに最小透過率を有する透過装置である、請求項１に記載の光学装置。
【請求項８】
前記装置は、最大電圧が前記能動吸収偏光子及び／又は前記能動偏極回転子の両端に印加されるときに最小透過率を有する透過装置である、請求項１に記載の光学装置。
【請求項９】
前記装置の前記反射率／透過率は、自動的に、手動で、又は自動と手動制御の両方の組み合わせで制御される、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記装置は、前記装置の最大反射率状態にあるときに入射光の５０％超を反射する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記装置の最大反射状態と最小反射状態との間の振幅（又はコントラスト）は、５０％より大きい、請求項１に記載の光学装置。                                                                             
【請求項１２】
前記装置は、前記装置の最小反射率状態にあるときに入射光の２０％未満を反射する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１３】
選択される偏極レベルは、前記能動吸収偏光子における前記電圧を制御することにより選択され、前記能動吸収偏光子を前記選択された偏極レベルに設定することで、前記装置により生成される画像の明るさを決定する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記能動吸収偏光子を制御するための制御装置を更に含み、
前記制御装置は、前記能動吸収偏光子と結合され、
前記能動吸収偏光子は、２つ以上の部分に分割され、
前記制御装置は、前記部分の各々を各偏極レベルに設定する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１５】
制御装置と結合した少なくとも１つの光検出器を更に含み、
前記少なくとも１つの光検出器は、少なくとも１つの光強度値を与え、
前記制御装置は、前記少なくとも１つの光強度値に従って前記能動吸収偏光子を選択された偏極レベルに設定する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記光学装置の非可視側に配置されたディスプレイを更に含み、前記ディスプレイから放射された光の少なくとも一部は、前記光学装置の可視面まで透過される、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１７】
車両のリアビュー又はサイドビューミラーとして使用される請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１８】
光学装置から反射される光を低減する方法であって、
請求項１の光学装置を使用する工程と、
前記光学装置の反射率を変えるために電圧を前記前記光学装置に印加する工程と
を含む方法。
【請求項１９】
前記能動偏光子を、エネルギーが与えられていないときに非吸収状態に設定し、かつ、電圧の印加によりエネルギーが与えられたときに入射光のｘ方向偏波を吸収し、ｙ方向偏波を透過するように設定する工程と、
前記第１の反射偏光子を、前記能動偏光子が吸収するのと同じｘ方向偏波を反射するように設定する工程と、
前記第２の反射偏光子を、光の直交的に反対のｙ方向偏波を反射するように設定する工程と、
前記能動偏極回転子を、エネルギーが与えられていないときに影響が無いように設定し、かつ、最大電圧によりエネルギーが与えられたときに、光の偏極方向を最大９０°まで回転するように設定する工程と
を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
可視面能動偏光子を、エネルギーが与えられていないときに非吸収状態に設定し、かつ、電圧の印加によりエネルギーが与えられたときに、入射光のｘ方向偏波を吸収し、ｙ方向偏波を透過するように設定する工程と、
前記第１及び第２の静的反射偏光子を、前記光のｘ方向偏波を反射するように設定する工程と、
前記能動偏極回転子を、最大電圧によりエネルギーが与えられたときに、影響が無いように設定するが、エネルギーが与えられていない状態のときに、光の偏極方向を９０°だけ回転するように設定する工程と
を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
装置への可変電圧の印加により可変強度で光を反射する方法であって、
入射光を、前記装置の可視面に能動吸収偏光子を有する前記装置の前記可視面の方向へ導き、続いて、第１の静的（非切り替え可能）反射偏光子、能動（電気的切り替え可能）偏極回転子、及び第２の静的（切り替え不能）反射偏光子へ導く工程を含み、
エネルギーが与えられていない状態にあるときに、前記装置が最大反射率を有し、かつ、
前記能動偏光子及び／又は前記能動偏極回転子へ印加される最大電圧によって活性化されたときに、前記装置が最小反射率を有するように設定される、方法。
【請求項２２】
装置への可変電圧の印加により可変強度で光を反射する方法であって、
入射光を、前記装置の可視面に能動吸収偏光子を有する前記装置の前記可視面の方向へ導き、続いて、第１の静的（非切り替え可能）反射偏光子、能動（電気的切り替え可能）偏極回転子、及び第２の静的（切り替え不能）反射偏光子に導く工程を含み、
エネルギーが与えられていない状態にあるときに、前記装置が最小反射率を有し、かつ、
前記能動偏光子及び／又は前記能動偏極回転子へ印加された最大電圧によって活性化されたときに、前記装置が最大反射率を有するように設定される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、窓、サンバイザ、ヘルメット、携帯電話、及び様々な他のアプリケーションに使用するための様々な反射偏光子、吸収偏光子、及び偏極回転子構成を使用する電子的調光可能反射又は透過光学装置に関する。
【０００２】
関連出願への相互参照
本出願は、ELECTRONICALLY DIMMABLE MIRRORという名称の、２０１２年１月３１日出願の米国仮特許出願第６１／５９２，８８３号明細書からの優先権及びその他の利益を主張し、参照のためその全体を本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００３】
車両内で、運転手は通常、内部リアビューミラーと２つの外部サイドビューミラー（以下、集合的に「リアビューミラー」と呼ぶ）とを利用する。リアビューミラーは、運転手が後方を向く必要無く車両背後の光景を見ることができるようにし、通常は車両構造により遮られる車両周囲の領域を見ることができるようにする。したがって、これらのミラーは運転手にとって重要な情報源である。後ろから近づいてくる別の車両からの光など車両の背後の光景に出現する明るい光は、運転者を一時的に視覚的に害し、又は運転者の目を眩ます可能性があるリアビューミラー内のまぶしい光を生じ得る。この問題は、運転手の目が暗闇に調整された夜間などの低環境光条件下では悪化されるだけである。
【０００４】
車両のリアビューミラー内のまぶしい光の問題に対処するために様々な解決策が進化してきた。主として内部中央搭載リアビューミラーと共に使用される、この問題の従来の解決策の１つは、ミラーハウジング上にスイッチレバーを有するプリズムのミラーを採用することである。スイッチは、ミラー面から直接の通常強度反射を与える昼間位置と低減された強度反射を与える夜間位置との間で手動で動かすことができる。運転手がまぶしさを経験すると、運転手はリアビューミラー設定を低反射率へ手動で変更する。運転手へ反射される光の強さが低い場合、追随する車両からの反射ヘッドライトの強度は運転手の視覚を害するのに不十分である。まぶしさが収まると、運転手は、リアビューミラーを高反射率へ手動で切り替えることができる。ミラーを手動制御することに伴う困難としては、スイッチレバーを発見及び作動することに起因する運転手注意散漫だけでなくミラーが切り替えられる前に経験されるまぶしさが挙げられる。
【０００５】
他の解決策としては、リアビューミラーを自動的に調光して運転者がミラーを手動で切り替える必要性を無くすことが挙げられる。まぶしさ低減の改善は、２つの状態を有するプリズム式ミラーを、多くの反射率低減レベルを提供することができる調光素子を含む多状態ミラーで置き換えた場合に起きた。このような多状態自動調光リアビューミラーの一タイプは、外部電流流れにより誘起される酸化状態の変化に起因するいくつかの材料の吸収スペクトルの変化に基づく。この効果は文献では電気的着色効果（electrochromic effect）と呼ばれ、このような自動調光リアビューミラーは一般的には電気的着色ミラーと称される。電気的着色ミラーは、２つの電極間に接続される電気的着色媒体を含む。電気的着色媒体は、一対の電極へ電荷を印加することにより生成される外部電流に反応する。十分な電流が自動調光リアビューミラーの電極の両端に印加されると、電気的着色媒体はそのスペクトル特性を変えることにより着色状態に入る。しかし、電気的着色ミラーは、遅い反応速度、高い温度感度、高電力消費など多くの制約に悩まされる。
【０００６】
他の公知の自動調光ミラーは液晶の特性を活用する。液晶は、使用可能範囲において非常に速い応答時間、低消費電力、低い温度感受性を有する。電界の印加により、液晶分子を再配向し、複屈折又は吸収などのそれらの光学特性を変える。液晶ベースの調光システムでは、分子が再配列状態にあると、ミラーから反射される光は、印加電界に通常は比例する程度に減衰される。印加電界を低減又は除去すると、システムは通常のより透明な状態に戻る。したがってこのようなミラーを使用することで、液晶に印加された電圧が閾値より低いか高いかに従って高い又は低い反射率を選択的に得ることが可能である。しかし、液晶ベースのシステムは通常、高反射性状態においてさえしばしば反射率を＜５０％又は＜４０％に低減する光減衰用の静的（切り替不能）吸収偏光子を使用する。この低反射率は、リアビューミラーを含む多くのアプリケーションのそれらの使用を自動的に無くす。最近になって、この制限を克服するためにゲストホストシステム（guest host system）が提案された。しかし、これらのシステムは、高反射率、又は電気的着色システムにより達成可能な明（clear）状態と暗（dark）状態の反射率の広い振幅を依然として提供しない。
【０００７】
静的吸収偏光子に伴う問題を回避するために、切り替え可能偏光子の使用が提案された。これらは、米国特許第７，３６２，５０５号明細書（Ｈｉｋｍｅｔら）における装置などのように反射性、又は米国特許出願公開第２００５／００５７７０１号明細書（Ｗｅｉｓｓ）における装置などのように吸収性であり得る。しかし、コレステリック（cholesterics）に基づく切り替え可能反射偏光子は、多くの調光可能ミラー用途に必要な光学的又は電気的特性を持たない。例えば、切り替え可能コレステリック偏光子は、特に単一光源（自動車のヘッドライトなど）が使用される場合に透過及び反射状態の両方において高度のかすみ（光学的用途に適さなくする）を有するということが知られている。さらに、これらは高い切り替え電圧を必要とし、反射状態への不適切に長い緩和時間（例えば数分）を有する。これらの欠点はそれらを調光可能ミラー用途に適さなくする。
【０００８】
吸収能動偏光子が、自動調光用途に示唆されている（例えばＷｅｉｓｓの米国特許出願公開第２００５／００５７７０１号明細書参照）。これらのシステムでは、入射光の両偏波を吸収するために単一の能動偏光子が使用される。これを実現するために、４分の１波長板と高反射性偏極独立ミラーとの組み合わせが、未吸収光の偏極を回転するために使用される。このシステムの欠点は、４分の１波長板が波長及び角度依存であるので反射が可視スペクトル全体にわたって一様にならないということである。したがって、システムは、特に夜間のヘッドランプで観測されるような点光源照射状況において、非一様性を示すだろう。加えて、これらのシステムはディスプレイ又は他の画像と共に使用するのに適合しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７，３６２，５０５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００５７７０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、高速応答時間、低消費電力、低い温度感受性を提供することができる調光ミラーであって、また中間状態の可能性がある高反射状態と低い暗状態とを有する調光ミラーが必要とされている。
【００１１】
同様に、ビル、車両、飛行機内の窓など、装置を通過する光量を電子的に制御することができる電子的調光可能透過装置の必要性がある。したがって、例えば、夏にはビルの内部へより少ない日光を入れるように窓を調光することができ、一方、冬の数か月間は、多量の日光がビルに入れるようにするために窓を最大透過率に設定することができる。本発明は、反射及び／又は透過アプリケーションに使用することができる電子的調光可能光学装置の様々な斬新な構成の説明を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書では、電子的調光可能光学装置を設けることにより光を可変強度で反射及び透過するための斬新なシステムと方法が提供される。このような装置は順に、能動吸収偏光子、第１の静的反射偏光子、能動偏極回転子、第２の静的反射偏光子を含む。これらの層は、装置の反射率及び／又は透過率が能動吸収偏光子と能動偏極回転子の両端に電圧を印加することにより制御（増加又は低減）されるよう、構成される。
【００１３】
装置が反射装置として使用される場合、装置は更に、第２の静的反射偏光子に隣接するビームストップを含み、ビームストップに到達した光のそれ以上の反射を最小化し、又は無くす。
【００１４】
いくつかの実施形態では、装置は静的偏極回転子をさらに含むことができる。
【００１５】
本明細書に記載の装置は剛性構造（例えば、ガラス基板を使用する）又は軟質構造（例えば、プラスチック基板などを使用する）のいずれでもよい。
【００１６】
一実施形態では、光学装置構成は以下のとおりである：
（ａ）能動吸収偏光子は、電圧の印加によって活性化されたときに、ｘ方向に吸収軸を有し、
（ｂ）第１の静的反射偏光子は、ｘ方向に反射軸を有し、
（ｃ）能動偏極回転子は、最大電圧の印加によって活性化されたときに、入射光の偏極軸を９０°だけ回転し、
（ｄ）第２の静的反射偏光子は、ｙ方向に反射軸を有し、
電圧が印加されると光学装置の反射率が低減される。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定との間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００１７】
別の実施形態では、光学装置構成は以下の通りである：
（ａ）能動吸収偏光子は、活性化されたときに、ｘ方向に吸収軸を有し、
（ｂ）第１及び第２の静的反射偏光子は、ｘ方向に反射軸を有し、
（ｃ）能動偏極回転子は、非活性状態のときに、入射光の偏極軸を９０°だけ回転し、
電圧が印加されたときに光学装置の反射率が低減される。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定との間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、装置は可視スペクトルの選択的波長を反射する調光可能ミラーである。
【００１９】
いくつかの例では、装置は可視スペクトルの選択的波長を吸収する調光可能ミラーである。
【００２０】
透過装置として、装置は、最大電圧が能動吸収偏光子及び／又は能動偏極回転子の両端に印加されたときに、最小透過率を有することができる。または、他の実施形態では、装置は、最大電圧が能動吸収偏光子及び／又は能動偏極回転子の両端に印加されたときに、最大透過率を有するが、装置が電圧の印加により活性化されないときは、最小透過率を有する。
【００２１】
本発明の装置のうちのいずれかの反射率及び／又は透過率は、自動的に、手動で、又は自動及び手動制御の両方の組み合わせにより制御することができる。
【００２２】
いくつかの例では、能動吸収偏光子の偏極レベルは能動吸収偏光子に印加される電圧を制御することにより選択される。したがって、能動吸収偏光子を選択偏極レベルに設定することで、装置により生成される画像の明るさを決定する。
【００２３】
したがって、装置は更に、装置への電圧印加のための制御装置を含むことができ、制御装置は能動吸収偏光子と結合される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、能動吸収偏光子は２つ以上の部分に分割され、制御装置は部分の各々を各偏極レベルに設定する。
【００２５】
別の実施形態では、装置は、制御装置と結合された少なくとも１つの光検出器を含み、光検出器が１つ又は複数の光強度値を与えるように、構成される。次に、制御装置は能動吸収偏光子を各光強度値に従って選択偏極レベルに設定する。
【００２６】
また、本明細書で企図されるのは、上述のような反射装置又はミラーであるが、加えて、装置又はミラーの非可視側に置かれたディスプレイを有する反射装置又はミラーであり、ディスプレイから放射された光の少なくとも一部が光学装置の可視面（viewing surface）まで透過されるように構成される。
【００２７】
上述の装置のいずれも、最大反射率状態にあるときに装入射光の５０％超を反射することができるように構成される。いくつかの例では、装置の反射率は、その最大反射率状態にあるときには６０％、７０％、８０％、又は９０％より大きい。
【００２８】
装置はまた、その最大及び最小反射状態間の振幅（又はコントラスト）が５０％より大きくなるように構成することができる。いくつかの例では、振幅又はコントラストは６０％、７０％、又は８０％より大きい。装置はまた、その最小反射率状態にあるときに、入射光の３０％、２０％、又は１０％未満又はそれらの間の任意の％を反射するように構成することができる。
【００２９】
上述の反射装置のいずれも、車両、飛行機のリアビュー又はサイドビューミラーとして使用することができ、又は調光可能ミラーが望ましい任意の同様なアプリケーションに使用することができる。
【００３０】
他の例では、上述の透過装置のいずれも、窓、サンバイザ、ヘルメットなどにおいて使用することができ、又は調光可能透過装置が望ましい任意の同様なアプリケーションに使用することができる。
【００３１】
また本明細書で企図されるのは、光学装置から反射された光を低減する方法である。本方法は上述の光学装置の任意のものを使用する工程と、装置の反射率を変えるために電圧を光学装置へ印加する工程とを含む。
【００３２】
いくつかの実施形態では、本方法は、入射光を、その可視面に能動吸収偏光子を有する装置の可視面の方向へ導き、続いて第１の静的（非切り替え可能）反射偏光子、能動（電気的切り替え可能）偏極回転子、及び第２の静的（切り替え不能）反射偏光子に導く工程を含む。これらの層は、装置にエネルギーが与えられていない状態にあるときに、装置が最大反射率を有し、かつ、能動偏光子と能動偏極回転子へ印加される最大電圧により活性化されたときに、最小反射率を有するように構成される。
【００３３】
他の実施形態では、これらの層は、装置にエネルギーが与えられていない状態にあるときに、最小反射率を有し、能動偏光子と能動偏極回転子へ印加される最大電圧により活性化されたときに、大反射率を有するように構成される。
【００３４】
いくつかの例では、本方法は、能動偏光子を、エネルギーが与えられていないときに非吸収状態に設定し、かつ、電圧の印加によりエネルギーが与えられたときに入射光のｘ方向偏波を吸収し、ｙ方向偏波を透過するように設定する工程と、第１の反射偏光子を、能動偏光子が吸収するのと同じｘ方向偏波を反射するように設定する工程と、第２の反射偏光子を、光の直交的に反対のｙ方向偏波を反射するように設定する工程と、能動偏極回転子を、エネルギーが与えられていないときに影響が無いように設定し、かつ、最大電圧によりエネルギーが与えられたときに光の偏極方向を最大９０°まで回転するように設定する工程とを含む。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定との間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００３５】
他の例では、本方法は、可視面能動偏光子を、エネルギーが与えられていないときに非吸収状態に設定し、かつ、電圧の印加によりエネルギーが与えられたときに、入射光のｘ方向偏波を吸収し、ｙ方向偏波を透過するように設定する工程と、第１及び第２の静的反射偏光子を、前記光のｘ方向偏波を反射するように設定する工程と、能動偏極回転子を、最大電圧によりエネルギーが与えられると影響が無いように設定するがエネルギーが与えられていない状態になると光の偏極方向を９０°だけ回転するように設定する工程とを含む。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定との間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００３６】
さらに添付図面に示され添付の特許請求の範囲において定義されるように、本発明の他の特徴、詳細、有用性、利点は本発明の様々な実施形態の以下のより詳細な明細書から明らになり得る。
【００３７】
本発明の特徴と利点は添付図面に関連してなされる以下の詳細説明から明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態による光学装置が電圧オフ状態にあるときの装置の一部の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態による光学装置が最大電圧オン状態にあるときの装置の一部の概略断面図である。
【図３】第２の実施形態による光学装置が電圧オフ状態にあるときの装置の一部の概略断面図である。
【図４】第２の実施形態による光学装置が最大電圧オン状態にあるときの装置の一部の概略断面図である。
【図５】ディスプレイと共に使用される電子的調光可能ミラーの一部分の概略断面図である。
【図６】ディスプレイと共に使用される電子的調光可能ミラーの別の例の一部分の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本明細書に記載されるのは、能動（電気的切り替え可能）吸収偏光子、第１の静的（切り替え不能）反射偏光子、能動（電気的切り替え可能）偏極回転子、第２の静的（切り替え不能）反射偏光子の各層を順に有する電子的調光可能光学装置である。装置の反射率が能動層への電圧の印加により制御されるように、装置は構成される。
【００４０】
一実施形態では、装置は主に反射装置であり、ビームストップを追加的に含むことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、これらの層は、装置がエネルギーを与えられていない状態にあるときは、装置がほぼすべての入射光を反射するが、エネルギーが与えられると入射光の一部を吸収し、調光された反射像（ダークミラー状態）を生じるように構成される。いくつかの実施形態では、最大電圧が印加されると、装置は入射光のほぼ１００％を吸収するようにされ得る。
【００４２】
したがって、ミラーなどの反射装置の場合には、固定又は可変電圧の印加により、ミラーは、入射光のｘとｙ方向偏波の可変部分（最大では、ほぼすべて）を吸収する１つ又は複数の可変低減反射率状態（variable reduced reflectivity state）を有することになる。
【００４３】
透過装置実施形態（窓、サンバイザ、ヘルメット、カメラのファインダなど）では、装置は、観察者が装置を通して見ることができるように、ビームストップを含まない。
【００４４】
透過装置では、装置はいずれかの方向で使用され得る、すなわち、能動偏光子層は装置の入射表面に隣接し得、逆もまた同様であり第２の受動反射層は入射表面に隣接し得るということにも注意すべきである。
【００４５】
透過実施形態では、能動偏光子と能動偏極回転子は、電圧が印加されていないときに装置が最も透過し、電圧が印加されているときに最も反射するように構築され得る。しかし、他の実施形態では、逆の場合の可能性があるので、能動層は、電圧が印加されているときに装置が最も透過し、電圧が印加されていないとき（エネルギーが与えられていない状態）に最も反射する（低減された透過率を有する）ように構築され得る。
【００４６】
透過装置として使用される場合、固定又は可変電圧の印加により、装置を通過して観察者に到達する光の量を変える。
【００４７】
調光装置アセンブリに印加される電圧は調光効果を制御することができる。調光装置アセンブリに印加される電圧は、装置の反射率又は透過率が支配的条件に適するように低減されるように調整することができる。これは、環境の明るさ又は装置の前部へ入射する光の強度のいずれか又はその両方に反応する電気制御システムに接続される１つ又は複数の光センサの使用により、手動で又は自動的に達成することができる。したがって、調光の量は、手動で、自動的に、又はその両方のいずれかで変えられ得る。
【００４８】
本発明の別の態様によると、電子的調光可能光学装置への電圧の印加により可変強度で光を反射する方法が提供される。本方法は、その可視面に能動吸収偏光子を、続いて第１の静的（非切り替え可能）反射偏光子、能動（電気的切り替え可能）偏極回転子、第２の静的（切り替え不能）反射偏光子、最後にビームストップを有する装置の方向へ入射光を導く処理を含む。これらは、装置がエネルギーが与えられていない状態にあるときに可視面上の入射光のほぼすべてが反射されるが、最大電圧が能動偏光子と能動偏極回転子へ印加されると可視面上の入射光のほぼすべてが吸収され、こうして反射光の強度を減少するように構成される。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００４９】
本発明の別の態様によると、電子的調光可能光学装置への電圧の印加により可変強度で光を透過する方法が提供される。本方法は、能動吸収偏光子、隣接して第１の静的（非切り替え可能）反射偏光子、隣接して能動（電気的切り替え可能）偏極回転子、隣接して第２の静的（切り替え不能）反射偏光子を有する装置の方向へ入射光を導く処理と、装置により透過又は反射される光量を変更するために電圧を装置へ印加する処理とを含む。
【００５０】
透過方法のいくつかの実施形態では、層の構成は、本方法が「入射光が他の層を通過する前に入射光を最初に能動吸収偏光子層の方へ導く工程」を含む（すなわち、能動吸収偏光子は装置の入射表面に隣接する）ようにされる。他の実施形態では、層の構成は、本方法が「入射光が他の層を通過する前に入射光を第２の反射偏光子の方へ導く工程」を含む（すなわち、第２の反射偏光子は装置の入射表面に隣接する）ようにされる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、本方法は、装置がエネルギーが与えられていない状態にあるときは入射表面上の入射光の一部が装置を透過するようにされるが最大電圧が能動偏光子及び／又は能動偏極回転子へ印加されると入射表面上の入射光のほぼすべてが反射され、こうして透過光の強度を減少するように、電圧を印加することにより装置の透過率を低減する工程を含む。
【００５２】
他の実施形態では、本方法は、装置がエネルギーが与えられている状態にあるときは入射表面上の入射光の一部は装置を透過するが、能動偏光子及び／又は能動偏極回転子へ電圧が印加されないときには入射表面上の入射光のほぼすべてが反射され、こうして透過光の強度を減少するように、電圧を印加することにより装置の透過率を増加する工程を含む。
【００５３】
装置の透過率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００５４】
異なる層が互いに「隣接」すると記載された場合、これは層の順序を指すということに注意すべきである。したがって、他の層、膜、又は材料が、能動偏光子層、第１の受動反射偏光子層、能動偏極回転子層、第２の受動反射偏光子層間にそれらの構成の順序を乱すこと無しに挿入されることが可能であり得る。例えば、接着剤層又は他の層又は膜が異なる層間に配置され得る。
【００５５】
いくつかの実施形態では、本方法は以下の構成を含む：能動偏光子を、エネルギーが与えられていないときに非吸収状態に設定し、かつ、電圧の印加によりエネルギーが与えられたときに入射光のｘ方向偏波の一部を吸収し、ｙ方向偏波を透過するように設定する工程。第１の反射偏光子は能動偏光子が吸収するのと同じ方向の偏波（すなわちｘ方向偏波）を反射し、第２の反射偏光子は光の直交反対方向（orthogonally opposite direction）偏波（すなわちｙ方向偏波）を反射するように、第１及び第２の静的反射偏光子が異なる９０°偏光を反射するように設定する工程。本方法はさらに、能動偏極回転子を、エネルギーが与えられていないときに影響が無いように設定するが、エネルギーが与えられたときに光の偏極方向を最大９０°まで（すなわち、ｘからｙへ、又はｙからｘへ）回転するように設定する工程を含む。この構成は、電圧が印加されていないときに装置の観察又は入射表面上の入射光のほぼ１００％を効果的に反射することになる。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定との間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００５６】
他の実施形態では、本方法は以下の構成を含む：観察又は入射表面能動偏光子を、エネルギーが与えられていないときに非吸収状態に設定し、電圧の印加によりエネルギーが与えられたときに入射光のｘ方向偏波の一部を吸収し、ｙ方向偏波を透過するように設定する工程。第１及び第２の静的反射偏光子を、光の同じｘ方向偏波を反射するように設定する工程。本方法はさらに、能動偏極回転子を、最大電圧によりエネルギーが与えられたときに影響が無いように設定するが、エネルギーが与えられていない状態になると光の偏極方向を９０°だけ（すなわちｘからｙへ又はｙからｘへ）回転するように設定する工程を含む。この構成はまた、最大電圧が印加されると装置の観察又は入射表面上の入射光のほぼ１００％を効果的に反射することになる。装置の反射率のレベルは、零電圧設定と最大電圧設定との間の可変電圧を印加することにより変えることができる。
【００５７】
本発明による反射装置のいくつかの実施形態では、装置は、入射光のほぼ１００％（Ｖ＝０、すなわちミラーが「明」である場合）から入射光のほぼ０％（Ｖｍａｘが印加されたとき、すなわちミラーが「暗」である場合）まで反射する能力を有することになる。したがって、最大反射状態と最小反射状態間の反射率振幅（又はコントラスト）は、５０％超に設定されることができる。これは、ミラーがその最大反射率状態にある場合に入射光の５０％超を反射することができるからである。この効果は、通常の偏光子がミラーと共に使用される場合（いくつかの従来技術の装置と同様に）、偏光子が入射光の５０％を効果的に吸収し、したがって常に入射光の５０％未満が反射されるので、達成可能ではない。
【００５８】
本構成は反射装置又はミラーの背後のディスプレイの使用を可能にするということも注目すべきである。したがって、本明細書でまた企図されるのは、ミラーの裏面に配置されたディスプレイ装置から放射された表示光（display light）がミラーの可視面まで透過されるようにする工程を更に含む装置と方法である。
【００５９】
いくつかの実施形態では、この効果を達成するために、能動偏光子又は能動偏極回転子又はその両方に塗布される導電層（ＩＴＯなど）の一部は、独立に動作することができる２つの領域が存在するようにエッチング除去され、又はそうでなければそのような方法で除去されることができる。したがって、１つの領域に電圧が印加されミラーの当該領域における反射率を落とす場合、他の領域からの表示光はそのように望む場合影響を受けず又は調光されない。したがって、いくつかの例では、能動吸収偏光子は２つ以上の部分に分割され、制御装置は部分のそれぞれをそれぞれの偏極レベルに設定する。いくつかの例では、表示領域はミラーの可視面より小さくそのごく一部を占有する。
【００６０】
または、ミラーは、導電層のエッチングの必要性無しに表示領域を有することができる。このような実施形態では、ミラーの反射率は低下され、表示光は電圧の印加により可視面まで透過される。したがって、表示目的のためにミラーの可視領域（viewing area）の一部を使用することができるだけでなく、画像を表示するためにミラーの可視領域全体を使用することも可能である（例えば図５〜図６参照）。
【００６１】
ディスプレイは、ミラーがその最小反射状態にあるとき、ミラーがその最も反射する状態にあるとき、及び／又はミラーが中間反射状態にある間、又は上記ものの任意の組み合わせの間に目に見えることができるように調節することができる。
【００６２】
定義
本明細書の中で別途特に定義されないかぎり、線偏光、円偏光、未偏光などの光学パラメータの定義は、“Principles of Optics Electromagnetic Theory of Propagation,  Interference and Diffraction of light", Max Born,  et al.,  Cambridge University Press;  7th edition October 13,  1999のものと同じである。
同様に、本明細書で特に定義されないすべての液晶用語はLiquid Crystals Applications and Uses,  vol.3,  edited by B.  Bahadur,  published by World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd.,  1992 ("Bahadur")において使用される定義を有するものとする。
【００６３】
「吸収偏光子」は選択された偏光を吸収する偏光子である。吸収偏光子は、互いに直角である２つの軸である吸収軸と透過軸を有することになる。吸収軸に平行な偏光は透過軸に平行な偏光より多く吸収される。
【００６４】
例えば、「ｘ方向に軸を有する吸収偏光子」は、偏光子が光のｘ方向偏波をほぼ吸収する一方でｙ偏波の伝播を実質的に可能にするということを意味する。逆もまた同様で、ｙ方向に軸を有する吸収偏光子は、偏光子がｙ方向偏光をほぼ選択的に吸収しｘ偏光をほぼ透過するということを意味する。
【００６５】
吸収円偏光子（absorptive circular polarizer）が存在し、４分の１波遅延器（quarter wave retarder）と組み合わせて線偏光子（linear polarizer）を使用することにより通常は構築されるということに注意すべきである。光が偏光子により偏極されると、４分の１波長板は、線偏極を円偏極へ変えるπ／２位相遅延を誘起する。
【００６６】
「能動吸収偏光子」と共に交換可能に使用される「能動」偏光子は、印加電圧に応じて、光の選択された偏波の吸収を変える偏光子を指す。したがって、エネルギーが与えられていない状態又は非能動状態にあるとき、偏光子はいずれの偏波も優先的には吸収せず、いずれかの偏極の光を透過することになる。
【００６７】
能動偏光子と結合された制御装置は偏極を制御する。一実施形態では、偏光子はオン又はオフ状態で作動される。他の実施形態では、偏光子は、制御装置が選択された偏極レベルを設定することにより可変偏波吸収（variable polarization absorption）レベルを適用するように設定されることができる。いくつかの例では、能動吸収偏光子の偏極レベルは、能動吸収偏光子に印加される電圧を制御することにより選択される。したがって、能動吸収偏光子を選択された偏極レベルに設定することで、装置により生成される画像の明るさを決定する。したがって、装置はさらに、装置への電圧の印加のための制御装置を含むことができ、制御装置は能動吸収偏光子と結合される。
【００６８】
装置ｏの反射率及び／又は透過率は、自動的に、手動で、又は自動及び手動制御の両方の組み合わせにより制御することができる。
【００６９】
「反射偏光子」は、光の選択された偏波を他の偏波より多く反射する偏光子である。例えば、「ｘ方向に反射軸を有する反射偏光子」は、反射偏光子が入射光のｘ方向偏波を他のｙ方向偏波より多く反射するということを意味する。逆もまた同様で、「ｙ方向に反射軸を有する反射偏光子」は、反射偏光子が入射光のｙ方向偏波を他のｘ方向偏波より多く反射するということを意味する。
【００７０】
「受動」又は「静的」反射偏光子は、電圧が装置に印加されるか否かにかかわらず常に同じ反射特性を有する。
【００７１】
「能動偏極回転子」は、装置への電圧の印加が入射光の２つの線偏極成分の偏極方向を０〜９０°のある値だけ変更する装置を指す。この変更は、偏極回転子から出る光が、選択された波長領域内でほぼ第１の方向からほぼ第２の方向偏波へ変更されるようになされる。したがって、例えば、偏極回転子に入るｘ方向偏光は、回転子から出る前にｙ方向偏光に変えられる、逆もまた同様で、ｙ方向偏波は最大電圧が印加されるとｘ方向偏光に変えられる。本明細書に記載の完全活性化能動偏極回転子（fully activated active polarizer rotator）は光の偏極方向を９０°だけ回転し、したがって半波（１／２λ）板のように働く。
【００７２】
本明細書に記載されるように、能動偏極回転子は２つの方法で機能し得る。いくつかの例では、偏極回転は能動偏極回転子がエネルギーが与えられた状態にあるときに起き、他の例では、偏極回転は回転子又は装置がエネルギーが与えられていない（非活性化）状態にあるときに起きる。
【００７３】
能動偏極回転子と結合された制御装置は１つの偏極の量を他のものに対して変更する。極端な場合、偏極は完全に９０度だけ回転されるだろう。しかし、中間状態は、零電圧状態と最大電圧状態間の電圧を使用することにより実現することができる。
【００７４】
用語「可視面」は、ミラーの前面を指し、観察者の目に最も近い表面である。対照的に、ミラーの「非可視」側はミラーの裏面を指す。
【００７５】
透過装置では、用語「入射表面」は、入射光（例えば日光）が入る装置の表面を指す。窓の場合、入射表面はミラーの外面である。
【００７６】
用語「ｘ」及び「ｙ」方向偏極は、任意であり、互いに直角である光の第１及び及び第２の直交又は円偏極方向を指す。「ｘ」及び「ｙ」方向偏極は、本発明の説明を簡単にするためにだけ、例えば「第１」及び「第２」偏極方向と呼ぶ代わりに使用され、方向のいかなる固定された値も指さない。
【００７７】
従来、光の特性は、その（ｉ）波動ベクトルＫにより示される伝搬方向、（ｉｉ）λにより示される波長、（ｉｉｉ）２つの直交偏極方向Ｐ1とＰ2、（ｉｖ）未偏極、円／楕円、又は線偏極であり得る偏極モード、（ｉｖ）Ｉ1とＩ2によりここでは示される各偏波内で運ばれるエネルギーにより特徴付けられる。
【００７８】
通常、用語「偏極」は入射光の電界の振動方向を指す。線偏極、円偏極、非偏極間の差異は、どのように偏極の一意的表現が判断されるかにある。特に、線偏極システムでは、振動は単一軸方向ｘ又はｙに発生する。円偏極では、振動は、円又は楕円を描きながら時間又は空間において回転する。未偏光では、振動方向を一意的に定義することができない。未偏光は、（ｉ）等量の両直交偏極が存在し、（ｉｉ）偏極の方向が常にランダムであり定義することができない光とみなされる。
【００７９】
未偏光は同じく、２つの直交円偏光（右又は左巻き）又は２つの直交線偏光（ｘとｙ方向）からなるとみなすことができるということが知られている。リアビューミラー実施形態では、ヘッドランプからの光は通常は偏極されないので、調光ミラーは好適には、両偏波内のエネルギーを低減できるべきである。本出願では、説明目的のため、光は、どのように装置が働くかの説明を簡単にするために２つの方向に偏極されるものとして参照される。しかし、本明細書に記載の装置と原理はすべての光に適用されるということを理解すべきである。本出願における「光」は、約３８０〜７５０ｎｍの波長を有する可視光を指す。
【００８０】
本明細書に提示されるように、未偏光はｘとｙ方向の２つの線偏極からなりｚ方向に伝播すると考えられる。さらに、反射偏光子もまた２つの軸ｘとｙを有するということに注意すべきである。反射偏光子は、光の偏極軸が反射偏光子の軸と一致すると当該偏光が主に反射される方法で動作する。光の偏極軸が反射偏光子のものに対し直角である場合、当該成分が主に透過される。
【００８１】
円偏極の場合、ｘとｙは空間内の固定方向よりむしろ偏極の左右像（handedness）を指すということに留意されたい。したがって、ｘは例えば右旋回を示しｙは左旋回を示すことになる。線偏極の場合と同様に、未偏光は等量の左右円偏極量からなると考えられる。
反射偏光子は、この場合、その構成に応じて右又は左旋回偏波のいずれかを反射し、他の偏波（左又は右旋回）をそれぞれ透過する。
【００８２】
反射偏光子は、その偏極特性が電圧の印加により変更されることができないという点で「静的」又は「受動」であると考えられる。
【００８３】
本明細書に記載の装置では、二色性染料分子（dichroic dye molecule）がネマチック（nematic）又はキラルネマチック（chiral nematic）液晶（ＬＣ：liquid crystal）層中に溶解されるゲストホストシステムを使用することにより、切り替え可能偏光子を提供することができる。染料分子（ゲスト）はＬＣ分子（ホスト）の有無により配向される。層に電界を印加することでＬＣ分子を再配向し、染料分子はこの再配向に従う。このようなスタックは、１つの偏極の光を吸収し、又は透明であるかのいずれかである。この目的のために混合液晶に添加することができる好適な染料は当該技術領域で知られている。１つの偏波の他に対する優先的吸収の程度は印加電圧に依存する。
【００８４】
本発明の吸収偏光子は、その偏極／吸収特性を外部電界（電圧）の印加により変えることができるという点で能動的であると考えられる。さらに、この能動偏光子は、ホメオトロピック整合セル（homeotropically aligned cell）内の正の二色性染料と合成される負の誘電体異方性ホストを含むゲストホスト液晶システム又はセルに基づく。または、正の誘電体異方性ホストは、プレーナ整合セル（planar aligned cell）内で正の二色性染料と共に使用することができる。自動車において使用されるものなどの自動調光反射装置については、ホメオトロピックベースのシステムが電圧オフ状態においてほぼ１００％反射率を与えるのにより適している。液晶セルは、電圧の印加がセルを通る光の透過の変化となるように設計される。より具体的には、電圧の印加は、１つの偏波の吸収を他のものより多く、優先的に増加するだろう。優先的に吸収された偏波の軸は能動偏光子の吸収軸に一致する。
【００８５】
媒体中を伝播するにつれて入射光の偏極を回転する「偏極回転子膜」又は層は、ツイストネマチック（ＴＮ：twisted nematic）ベースの装置、又は電子的制御複屈折（ＥＣＢ：electronically controlled birefringenceとして広く分類された）ベースの装置において使用されるようなより波長選択性である装置などの広帯域回転子装置（broad band rotator device）である可能性がある。この膜はその性能が印加電圧に依存するという点で能動的であると考えられる。適正な性能では、偏極回転子の軸は光の偏極の軸に対して特定角度になるということが知られている。例えば、広帯域装置では、ＴＮの軸は入射光の偏極軸に対して平行である。偏極回転子は、電界又は電圧の印加により活性化されると偏極回転を行うように設計することができる。これは、例えばホメオトロピック配向層と共に負の誘電体異方性液晶を使用することにより、又は逆もまた同様で、正の誘電体異方性液晶とプレーナ整合層（planar alignment layer）を使用することにより実現される。一般的に、電圧の印加は、液晶の配向としたってシステムの全体複屈折とを変える。この変化は前者では正、又は後者では負である可能性がある。したがって、例えば、正の誘電体異方性液晶とプレーナ整合層において、電圧の印加は、異なる偏極により観測される複屈折を低減し、したがって２つの偏極間の位相遅延を低減する。複屈折が最大印加電圧においてほぼ零近くである場合、位相遅延は観測されず、したがって偏極回転はセル内で発生しない。
【００８６】
能動偏極回転子は、偏極回転がＰＲ１としてエネルギーが与えられた状態において発生し、偏極回転がＰＲ２としてエネルギーが与えられていない状態において発生するように定義される。適切な偏極回転を実現するためには、例えばLiquid Crystals Applications and Uses,  vol.3,  edited by B.  Bahadur,  published by World Scientific Publishing Co.Pte.Lte.,  (1992)に論述されるように複屈折と層の厚さが適切に選択されなければならないということは当該技術領域では周知である。ＴＮタイプ構成又はＥＣＢタイプの使用の選択は、色選択性などの装置選好に依存するが、提示される全体構成概略図を変えない。
【００８７】
ビームストップ層は、例えば自動調光ミラー用途における反射実施形態に利用されることができる。これは、低反射率を有し、上述の他の層からそれに当たる光を主に吸収する任意の材料であり得る。その機能は、最後の光学素子を通過すると到達する光のいかなる部分のさらなる反射も停止することである。この例として、着色紙又は他の材料、吸収体、偏光子などが挙げられる。
【００８８】
いくつかのアプリケーションでは、表示目的にも使用することができ、反射像に加えてバックライトディスプレイ装置からの表示画像が観察者に見える調光ミラーを有することが望ましい。したがって、調光ミラーの別の実施形態は、ミラーの非可視側の少なくとも一部に配置されたディスプレイ装置を含み、ミラーの一部がディスプレイ（表示領域）として使用され、一方、反射機能がミラーの残り部分（反射領域）に残るようにされる。ビームストップ層自体は、画像を表示する追加機能を有してもよいし、偏極依存性を有してもよい。いくつかの実施形態では、表示領域は反射領域より小さい。他の実施形態では、表示領域は反射領域全体を覆う。ミラーは、ディスプレイ装置が使用中であるとき、ディスプレイから放射された光の少なくとも一部がミラーの可視面の表示領域部分まで透過されるように構成される。
【００８９】
他の態様では、透明導電体層が、ミラーの２つ以上の異なる領域の独立駆動を可能にすることになるパターンにエッチングされ得る。この場合、ミラーの一部は一動作状態にあり得、一方、他の部分は異なる状態のままである。エッチングされるパターンは、表示領域、画像、又は文章などを露出するように選択され得る。
【００９０】
電子的調光可能光学装置のいくつかの提案構成を以下に提示する。所望の性能に応じて利用することができるいくつかの幾何学形状が存在する。例示のために、線偏極システムが使用されるが、偏光子と能動位相遅延器は、光の円又は他の偏極モードを同じ原理に従って利用できるように使用することができるということに注意すべきである。
【実施例】
【００９１】
実施例１：
図１及び２に、調光システム用に設計された第１の構成アセンブリ１０を示す。第１の構成アセンブリ１０は以下の層を含む：装置の可視面１３において（活性化されると）ｘ方向に吸収軸を有する能動偏光子１２、ｘ方向に反射軸を有する隣接する静的反射偏光子１４、隣接する能動偏極回転子１６、ｙ方向に反射軸を有する隣接する静的反射偏光子１８。能動偏光子と能動偏極回転子は独立に動作され得るということに注意すべきである。
【００９２】
図１及び表１に、オフ（Ｖ＝０、即ち、電圧オフ）状態で機能している装置を示す。ｘ及びｙ偏極の両方を有する未偏光３０は、ｘ方向に配向された第１の能動吸収偏光子１２へ入射する。印加電圧の無い状態では、能動吸収偏光子１２は入射偏波に対して最小限の影響を有することになる。したがって、両偏波は主に、次の表面まで通過することになる。次に、光は、ｘ方向に配向された第１の静的反射偏光子１４に当たる。反射偏光子１４は、光のＸ軸偏波を主に反射し、ｙ方向偏波を主に透過する。ｘ方向偏光は、不変のまま能動偏光子１２を通過して戻り、装置から出る。したがって、入射する未偏光の約５０％は最初の２層内で反射される。第１の反射偏光子１４を通過したｙ方向偏光は、能動「偏極回転子（polarizer rotator」すなわちＰＲ１（１６）に当たる。前に述べたように、ＰＲ１（１６）はエネルギーが与えられていない状態にあるとき偏極を変えない。したがって、ｙ方向偏光は第２の静的反射偏光子１８へ続く。この偏光子はｙ方向に配向され、したがってｙ偏光を反射して戻す。この反射光は影響されることなく偏極回転子１６を再び通過し、ｘ方向に配向された静的反射偏光子１４へ続く。再び、ｙ方向偏光は、静的反射器１４を透過され戻される。能動偏光子１２はエネルギーが与えられていない状態にあるので、ｙ方向偏光は続いて当該層を通り、装置から出る。これは、入射光の残りの５０％もまた反射されることを意味するが、第２の反射偏光子１８を横断した後である。全体として、ｘ方向及びｙ方向偏光の両方は主に、電圧オフ状態で反射される（１００％反射に近い）。
【００９３】
図２及び表２に、最大電圧（Ｖｍａｘ、即ち、Ｖ＝１）状態で機能している装置を示す。ｘ及びｙ偏極の両方を有する未偏極入射光が、ｘ方向に配向された第１の能動吸収偏光子１２へ入射する。電圧が印加されると、能動吸収偏光子１２は従来の偏光子と同様な方法で振る舞う。したがって、能動吸収偏光子１２はｘ方向偏波を吸収する一方で、ｙ偏波が伝播できるようにする。第１の静的反射偏光子１４はすべてのｘ方向偏波を反射することになる。したがって、光３０のｘ偏波が主に消滅される。ｙ方向偏波は、第１の能動偏光子１２と第１の静的反射偏光子１４の両方により主に透過されるだろう。次に、ｙ方向偏波は活性化された偏極回転子１６に当たる。偏極回転子１６は、伝播してきたｙ方向偏波をｘ方向偏波へ回転することになる。次に、このｘ方向偏光は、ｙ方向に設定されしたがってｘ方向偏光を透過する第２の静的反射偏光子１８に当たる。したがって、その結果のｘ方向偏光が主に伝播される。
【００９４】
反射（例えば、ミラー）アプリケーションでは、ビームブロック２０は、この透過光を消滅させるために使用することができる。したがって、ｘ方向及びｙ方向偏光の両方が主に吸収され、いかなる光も装置から反射されない（又は最小限の光量だけが反射される）。
【００９５】
透過アプリケーションでは、光の約５０％が透過される。
【００９６】
Ｖｍａｘ未満の電圧が能動偏光子１２又は偏極回転子１６のいずれか上で使用されると、光の一部は印加される電圧に応じて反射される。したがって、装置は可変反射率（反射装置の場合）又は可変透過率（透過装置の場合）を有することができる。
【００９７】
多くのタイプの偏極回転子１６が使用され得る。例えば、ＴＮタイプ又はＥＣＢタイプ回転子のいずれかをアセンブリ１０に使用することができる。ＥＣＢタイプ回転子がＴＮタイプ偏極回転子の代わりに使用されると、Ｙ軸偏光の一部が反射される。このＹ軸偏光の一部は、完全な偏極回転が可視スペクトル全体にわたって発生しないので、波長に依存する。したがって、このような調光装置から観察される反射に対する色相が存在し得る。前と同様に、能動偏光子１２又は偏極回転子１６への最大未満の電圧の印加により、強度を変える、又は色をスペクトルの異なる領域までシフトさせることができるかのいずれかである。
【００９８】
【表１】
2018032042.tif 000003
【００９９】
【表２】
2018032042.tif 000004
【０１００】
実施例２
図３及び図４に示される別の実施形態では、調光システム用に設計された第２の構成が示される。システム５０は、活性化されるとｘ方向に吸収軸を有する能動偏光子５２、ｘ方向に反射軸を有する隣接する第１の静的反射偏光子５４、隣接する能動偏極回転子５６、続いてｘ方向に反射軸を有する第２の静的反射偏光子５８を含む。能動偏光子５２と能動偏極回転子５６は独立に動作され得るということに注意すべきである。
【０１０１】
図３及び表３に、オフ（ｖ−０すなわち電圧オフ）状態で機能している装置を示す。ｘ及びｙ偏極の両方を有する未偏極光３０はｘ方向に配向された第１の（能動吸収偏光子）へ入射する。印加電圧の無い状態では、能動吸収偏光子５２は入射偏波に対して最小限の影響を有する。したがって、両偏波は主に、次の表面まで通過することになる。次に、光は、ｘ方向に配向された第１の静的反射偏光子５４に当たる。反射偏光子５４は、光のＸ軸偏波を主に反射し、ｙ方向偏波を主に透過する。ｘ方向偏光は、不変のまま能動偏光子５２を通過して戻り、装置から出る。したがって、未偏極光の約５０％は最初の２層内で反射される。ｙ方向偏光は第１の反射偏光子を通過し、能動偏極回転子５６に当たる。電圧が印加されていないとき、偏極回転子（ＰＲ２）５６は偏極を変える。したがって、ｙ方向偏光は今やｘ方向偏光に配向され、第２の静的反射偏光子５８へ続く。第２の反射偏光子５８はｘ方向に配向され、したがってｘ偏光を反射し戻すことになる。この光は偏極回転子５６を通過し、再びＹ方向に変えられる。ｙ方向光は、ｘ方向に配向されてｙ方向偏光を透過する第１の静的反射器５４へ続く。能動偏光子５２はオフ状態にあるので、ｙ方向偏光は当該層を通り続け装置から出る。これは、光の残りの５０％もまた反射されることを意味するが、第２の反射偏光子５８を横断した後である。全体として、ｘ方向及びｙ方向偏光の両方は主に、電圧オフ状態で反射される。
【０１０２】
図４及び表４に、最大電圧（ＶｍａｘすなわちＶ＝１）最小反射率状態で機能している装置５０を示す。ｘ及びｙ偏極の両方を有する未偏極光がｘ方向に配向された能動吸収偏光子５２へ入射する。電圧印加状態で、能動吸収偏光子５２は従来の偏光子と同様な方法で振る舞うことになる。これは、ｘ方向偏波を吸収する一方でｙ偏波が伝播できるようにすることを意味する。したがって、光のｘ偏波は大部分は消滅する。ｙ方向偏波は、第１の能動偏光子５２と第１の静的反射偏光子５４の両方により主に透過されるだろう。次に、ｙ方向偏波は活性化された偏極回転子５６に当たる。その能動状態の偏極回転子は偏極を回転させないので、ｙ方向偏光は影響されること無く通過することになる。次に、このｙ方向偏光は、ｘ方向に設定された第２の静的反射偏光子５８に当たる。したがって、ｙ方向偏光は通過することになる。
【０１０３】
反射（例えば、ミラー）アプリケーションでは、ビームブロック２０は、この透過光を消滅させるために使用することができる。したがって、ｘ方向及びｙ方向偏光の両方が主に吸収され、いかなる光も装置から反射されない（又は最小限の光量だけが反射される）。
【０１０４】
透過アプリケーションでは、光の約５０％が透過される。
【０１０５】
Ｖｍａｘ未満の電圧が能動偏光子１２又は偏極回転子１６のいずれか上で使用されると、光の一部は反射される。したがって、装置は可変反射率（反射装置の場合）又は可変透過率（透過装置の場合）を有することができる。
【０１０６】
【表３】
2018032042.tif 000005
【０１０７】
【表４】
2018032042.tif 000006
【０１０８】
実施例３
図５に、実施例１に示されたものに対応するがミラーの非可視側にディスプレイ装置が追加されたミラー装置の構成を示す。
【０１０９】
図５は、最大電圧（Ｖｍａｘ）が印加されると、どのようにディスプレイ装置１００から放射されたｘ方向偏光が第２の静的反射偏光子１８を通過して、光の偏極方向をｙ方向へ回転する偏極回転子１６まで透過されるかを示す。次に、このｙ方向光は、概して影響されること無く第１の静的反射偏光子１４と能動偏光子１２を通過し、ミラー１０の可視面１３に現れる。
【０１１０】
この構成では、表示光は吸収偏光子の偏極軸と同じ偏極を有する。                                                                             
【０１１１】
実施例４
図６に、実施例２に示されたものに対応するがミラーの非可視側にディスプレイ装置が追加されたミラー装置の構成を示す。
【０１１２】
図６は、最大電圧（Ｖｍａｘ）が印加されると、どのようにディスプレイ装置２００から放射されたｙ方向偏光が、第２の静的反射偏光子５８を通過して、光の偏極方向に影響を与えない偏極回転子５６まで透過されるかを示す。次に、このｙ方向光は、概して影響されること無く第１の静的反射偏光子５４と能動偏光子５２を通過し、ミラー５０の可視面５３に現れる。
【０１１３】
この構成では、表示光は、吸収偏光子の偏極軸に対して直角の偏極を有する。
【０１１４】
ここで説明された調光可能ミラーは、ミラーの反射率の減衰が望まれる様々な種類の光学装置と共に使用することができるということに留意されたい。この例としては、汎用ミラー、車両（自動車）ミラー、航空機ミラー、海上車両ミラー、宇宙船ミラー（例えばリアビューミラー又はサイドビューミラー）、眼鏡、双眼鏡、潜望鏡、レフレックスカメラ、望遠鏡、顕微鏡、カメラビューア（被写体の写真を撮る前に被写体を配置するための）、ファインダ（被写体の映像記録を行いながら被写体を見るための）などが挙げられる。また、調光可能ミラーは、携帯電話、ＬＣＤ、モニタ、看板などのアプリケーションにおいて画像を遮り、又は表示するために使用することができる。
【０１１５】
上記説明は、多くの特定性と、１つ又は複数の個々の実施形態への参照とを含むが、これらは、本発明の範囲を制限するものとしてではなく、むしろ本発明のいくつかの例示的実施形態の例示を単に与えるものとして解釈されるべきである。様々な材料の及び異なる構成における実装形態の様々な可能性があり、当業者は、本発明の精神又は範囲から逸脱すること無く、開示された実施形態に対して非常に多くの変更を行うことができる。
【図１】
2018032042.tif 000007
【図２】
2018032042.tif 000008
【図３】
2018032042.tif 000009
【図４】
2018032042.tif 000010
【図５】
2018032042.tif 000011
【図６】
2018032042.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月1日(2017.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの直交する偏極方向を有する入射光に作用するように構成された電子的調光可能光学装置（１０）であって、
吸収軸と透過軸を有する電気的に切り替え可能な能動吸収偏光子（１２）により形成され、観察者の眼の最も近くに配置された、入射光が入射する可視面と、
前記能動吸収偏光子（１２）に隣接し、第１の反射軸を有する第１の静的反射偏光子（１４）であって、前記反射軸と平行する入射光の、２つの直交する偏極方向の内の一方を、他方の偏極方向よりも多く反射するように構成された第１の静的反射偏光子（１４）と、
前記第１の静的反射偏光子（１４）に隣接し、電気的に切り替え可能であり、２つの直交する偏極方向の内の一方の偏極方向を０°以上９０°以下の範囲で変化させることができる能動偏極回転子（１６）と、
前記能動偏極回転子（１６）に隣接し、第２の反射軸を有する第２の静的反射偏光子（１８）であって、前記第２の反射軸と平行する入射光の、２つの直交する偏極方向の内の他方を、２つの直交する偏極方向の内の一方の偏極方向よりも多く反射するように構成された第２の静的反射偏光子（１８）とを含み、
前記能動吸収偏光子が、活性化された時は前記吸収軸と平行する入射光の選択された偏光を実質的に吸収し、活性化されていない時は両方の偏極方向の光を透過するように構成されていること、且つ、該光学装置が、前記能動吸収偏光子及び前記能動偏極回転子に電圧が印加されていない時に最大の反射率を有し、前記能動吸収偏光子及び前記能動偏極回転子のそれぞれに適切な電圧が印加された時に最小の反射率を有するよう構成されていることを特徴とした光学装置（１０）。
【請求項２】
到達するすべての光を吸収する、前記第２の静的反射偏光子に隣接するビームストップ（２０）を更に含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記光学装置の一平面において、入射光の２つの直交する偏極方向が、それぞれｘ軸とｙ軸に沿っており、
前記能動吸収偏光子は、電圧の印加により活性化された時に入射光のｘ方向偏波を実質的に吸収し、該能動吸収偏光子は、ホメオトロピック配向内の、正の二色性を有する二色性染料と結合した負の誘電体異方性ホストを有するゲストホスト液晶セルを含み、
第１の静的反射偏光子は入射光のｘ方向偏波を反射し、
能動偏極回転子は、電圧の印加によって活性化された時に、入射光の偏極軸を９０°だけ回転させ、
第２の静的反射偏光子は入射光のｙ方向偏波を反射し、
それによって、前記能動吸収偏光子と前記能動偏極回転子のそれぞれに電圧が印加された時に、前記光学装置の反射率が低減される、請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光学装置の一平面において、入射光の２つの直交する偏極方向が、それぞれｘ軸とｙ軸に沿っており、
前記能動吸収偏光子は、電圧の印加により活性化された時に入射光のｘ方向偏波を実質的に吸収し、該能動吸収偏光子は、ホメオトロピック配向内の、正の二色性を有する二色性染料と結合した負の誘電体異方性ホストを有するゲストホスト液晶セルを含み、
第１と第２の静的反射偏光子は入射光のｘ方向偏波を反射し、
能動偏極回転子は、非活性状態のときに、入射光の前記偏極軸を９０°だけ回転させ、
それによって、前記能動吸収偏光子と前記能動偏極回転子のそれぞれに電圧が印加された時に、前記光学装置の反射率が低減される、請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項５】
前記装置は、可視スペクトルの選択的波長を反射する調光可能ミラーである、請求項１〜４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記装置は、可視スペクトルの選択的波長を吸収する調光可能ミラーである、請求項１〜６に記載の光学装置。
【請求項７】
前記装置は、前記装置が電圧の印加によって活性化されないときに最小透過率を有する透過装置である、請求項１、３又は４に記載の光学装置。
【請求項８】
前記装置の前記反射率／透過率は、自動的に、手動で、又は自動と手動制御の両方の組み合わせで制御されるように構成された、請求項１〜７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記装置は、ａ）該装置が最大反射状態にあるときに入射光の５０％超を反射する、ｂ）該装置が最小反射状態にあるときに入射光の２０％未満を反射する、ｃ）該装置の最大反射状態と最小反射状態との間の振幅又はコントラストは５０％より大きい、の特徴の内１つ又は複数の特徴を有する、請求項１〜８に記載の光学装置。
【請求項１０】
選択される偏光状態は、前記能動吸収偏光子で前記電圧を制御することにより選択可能であり、前記装置により生成される反射画像の明るさを決定する、請求項１〜９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記光学装置は、前記能動吸収偏光子を制御するための制御装置を更に含み、
前記制御装置が前記能動吸収偏光子と結合され、
前記能動吸収偏光子が２つ以上の部分に分割され、
前記制御装置が前記能動吸収偏光子の各部分をそれぞれの偏光状態に設定するように構成された、請求項１〜１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記光学装置は、制御装置と結合した少なくとも１つの光検出器を更に含み、
前記少なくとも１つの光検出器は、少なくとも１つの光強度値を与えるように構成され、
前記制御装置は、前記少なくとも１つの光強度値に従って前記能動吸収偏光子を選択された偏光状態に設定するように構成された、請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記光学装置は、第２の静的反射偏光子（１８）と隣接し、且つ、可視面の向かい側に非可視側を更に含み、また、光学装置の非可視側に配置されたディスプレイ（１００）を更に含み、前記ディスプレイから放射された光の少なくとも一部は、前記光学装置の可視面まで透過される、請求項１〜１２に記載の光学装置。
【請求項１４】
車両のリアビュー又はサイドビューミラーとして使用される請求項１〜１３に記載の光学装置。