(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  画像ソース（２１）を含む光モジュール（２）；
−  動作中に前記画像ソース（２１）によって放出された光を装着者の眼へ導くイメージャ（３）；及び
−  前記画像ソース（２１）によって放出された光の一部分をフィルタリングする光フィルター
を含む、ヘッドマウントディスプレイ（１）であって、
前記光フィルターが、４１５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲内の、前記画像ソースによって放出された波長をフィルタリングし、
前記ヘッドマウントディスプレイは前記画像ソース（２１）に結合された画像挿入領域（４３）を備える眼科用レンズ（４）をさらに含み、及び前記光フィルターは、前記画像ソースから放出された画像が前記眼科用レンズの材料に入射する前記眼科用レンズの領域である画像挿入領域（４３）上に適用される、ヘッドマウントディスプレイ（１）。
【請求項２】
前記光フィルターが、少なくともブラッグミラーベースのフィルター、多層誘導体フィルター、ホログラフィックフィルター、及びルゲートフィルターから選択される干渉フィルターを含む、請求項１に記載のディスプレイ（１）。
【請求項３】
前記干渉フィルターがさらに光バンドギャップ材料を含む、請求項２に記載のディスプレイ（１）。
【請求項４】
前記干渉フィルターが、ブラッグミラーベースのフィルター、多層誘導体フィルター及びルゲートフィルターのうちの１つであり、及び高屈折率１．９〜２．６の１つの材料と、低屈折率１．２〜１．８の１つの材料との交互の層の多層誘電体スタックを含み、各層は５ｎｍ〜４２０ｎｍであり、及び前記多層誘電体スタックの総厚は１１５０ｎｍ〜５７７０ｎｍである、請求項２又は３に記載のディスプレイ（１）。
【請求項５】
前記光フィルターが、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の波長を吸収しかつ５００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の少なくとも８５％を透過させる少なくとも１種の染料及び／又は色素を含む少なくとも１つの吸収型フィルターを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のディスプレイ（１）。
【請求項６】
前記吸収型フィルターが、少なくとも１つの機能層に適用され、前記機能層は、耐衝撃性／接着性プライマー層、耐摩耗性／傷防止層、反射防止層、帯電防止層、防汚性層、防曇性層、セルフヒーリング偏光層、着色層、フォトクロミック層、及びこれらの組み合わせから選択される、請求項５に記載のディスプレイ（１）。
【請求項７】
前記染料及び／又は色素が：オーラミンＯ；クマリン６；クマリン３４３；クマリン３１４；ニトロベンゾオキサジアゾール；ルシファーイエローＣＨ；ペリレン；９，１０ビス（フェニルエチニル）アントラセン（ＢＰＥＡ）；プロフラビン；４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン；２−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−１−メチルピリジニウムヨージド；レゾルフィンメチルエーテル；アクリジン；ルテイン；ゼアキサンチン；及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの成分を含む、請求項５又は６に記載のディスプレイ（１）。
【請求項８】
前記吸収型フィルターは、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー材料中、眼科用レンズバルク材料中、及び接着材料中のうちの少なくとも１つに分散された、少なくとも１種の染料及び／又は色素を含む、請求項５〜７のいずれか１項に記載のディスプレイ（１）。
【請求項９】
画像ソースを含むヘッドマウントディスプレイに装着されることを目的とした眼科用レンズ（４）であって、前記眼科用レンズ（４）は、動作中、前記ヘッドマウントディスプレイの前記画像ソースによって放出された光をフィルタリングすることを目的とした光フィルターを含み、
前記光フィルターが、４１５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲内の波長をフィルタリングし、
前記眼科用レンズ（４）は、前記画像ソースから放出された画像が前記眼科用レンズの材料に入射する前記眼科用レンズの領域である画像挿入領域（４３）を備え、及び前記光フィルターは前記画像挿入領域（４３）上に適用される、眼科用レンズ（４）。
【請求項１０】
さらに、動作中、前記画像ソースによって放出された光を装着者の眼へ導くイメージャ（３）を含む、請求項９に記載の眼科用レンズ（４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイの技術分野に関する。より詳細には、本発明は、画像ソースを含む光モジュールと、動作中、画像ソースによって放出された光を装着者の眼に導くためのイメージャ（ｉｍａｇｅｒ）とを含むヘッドマウントディスプレイの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、頭部に装着されて、片眼（単眼ＨＭＤ−図１）又は各眼（両眼ＨＭＤ−図２）の前に情報内容が直接表示されるようにする表示装置である。ＨＭＤは、ニア・ツー・アイ（ｎｅａｒ−ｔｏ−ｅｙｅ）ディスプレイとしても公知である。
【０００３】
ＨＭＤは、眼鏡、バイザー、ヘルメット、マスク及びゴーグルを含む、様々な形態を取り得る。
【０００４】
一般的に、ＨＭＤは、電子信号から光ビームを生成する画像ソースを備える光モジュールを含み、画像ソースは、一般的に、小型スクリーン、レーザーダイオード、発光ダイオードタイプ、有機発光ダイオード又は空間光変調器を含む。ＨＭＤはまた、光モジュールからの光ビームを付形するための、及び光ビームを装着者の眼の方へ向けて、情報内容を可視化できるようにするためのイメージャを含む。
【０００５】
ＨＭＤは、没入型ＨＭＤとしても又は非没入型ＨＭＤとしてもよい（非没入型は、シースルー機構又はシーアラウンド機構を備える）。没入型ＨＭＤは、装着者の全視野を妨害する不透明のイメージャを含む。シーアラウンドＨＭＤは、装着者の視野を部分的に妨害する不透明のイメージャを含む。シースルーＨＭＤは、装着者の視野を全く妨害しない透明なイメージャを含む。
【０００６】
非没入型ＨＭＤに関して、２つの光路：ＨＭＤの光モジュールによって放出された光ビームが通る表示画像パス、及び装着者の環境からの光ビームが通る情景画像パスが、装着者の網膜に至る。
【０００７】
それゆえ、装着者の眼は、自然光とはスペクトルが異なる人工光を受光する。
【０００８】
ヒトの眼は、約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍの範囲内にある波長を見ることができる。この可視光スペクトルを越えると、一部の波長は、眼に対して、急性の又は累積的な光損傷を誘発する。特に、ＵＶＡ（３１５ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内にある紫外線放射）及びＵＶＢ（２８０ｎｍ〜３１５ｎｍの範囲内にある紫外線放射）などの紫外線放射は、ヒトの眼の角膜及び水晶体に害を及ぼし、及び白内障の原因であるとされる。可視波長の中でも、３８０ｎｍ〜５００ｎｍに含まれる高エネルギーの可視光（青色光）、特に４１５ｎｍ〜４５５ｎｍに含まれる青紫色光は、ヒトの眼の網膜に累積損傷を誘発する。
【０００９】
最近の疫学分析によって、喫煙又は栄養性の抗酸化物質の欠乏（ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ  ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ  ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ）のように、青色光が加齢性黄斑変性（ＡＭＤ）の発病の環境要因であるということが証明された（Ｃｒｕｉｃｋｓｈａｎｋｓ  ｅｔ  ａｌ．，２００１，Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．；Ｔａｙｌｏｒ  ｅｔ  ａｌ．，１９９２，Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．；Ｙｏｕｎｇ，１９９２，Ｊ．Ｎａｔｌ  Ｍｅｄ．Ａｓｓｏｃ．；Ｍｉｔｃｈｅｌｌ  ａｎｄ  Ｗａｎｇ，１９９８，Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ；Ｆｌｅｔｃｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，２００８，Ａｒｃｈ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ；Ｂｕｔｔ  ｅｔ  ａｌ．，２０１１，Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ；及びＶｏｊｎｉｋｏｖｉｃ  ｅｔ  ａｌ．，２０１０，Ｃｏｌｌ．Ａｎｔｒｏｐｏｌ．）。
【００１０】
例えば、ＥＵＲＥＹＥの研究では、抗酸化レベルが最低レベルである個人において、青色光曝露と血管新生ＡＭＤとの間に有意な相関関係があることを見出された（Ｆｌｅｔｃｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，２００８，ｉｎ  Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．）。チェサピーク湾の８３８人の漁師に行った別の研究は、ＡＭＤが進行した患者は、それまでの２０年間にわたって青色又は可視光への曝露が遥かに高かったことを示した（Ｔａｙｌｏｒ  ｅｔ  ａｌ．，１９９２，ｉｎ  Ａｒｃｈ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．）。最後に、疫学文献の最近のメタ分析では、太陽光（青色光を含む）に曝露される個人はＡＭＤのリスクが著しく高まると結論されている（Ｓｕｉ  ｅｔ  ａｌ．，２０１３，ｉｎ  Ｂｒ．Ｊ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．）。
【００１１】
網膜への青色光の毒性作用は、網膜変性病変（ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ  ｒｅｔｉｎａｌ  ｐａｔｈｏｌｏｇｉｅｓ）の多数の細胞モデル（Ｓｐａｒｒｏｗ  ｅｔ  ａｌ．，２００２  ｉｎ  ＩＯＶＳ；Ｙｏｕｎ  ｅｔ  ａｌ．，２００９  ｉｎ  Ｊ  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ  Ｂ）及び動物モデル（Ｐｕｔｔｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，１９９４  ｉｎ  Ｅｘｐ  Ｅｙｅ  Ｒｅｓ）での実験で証明されている。最近、生理学的な照明条件のインビトロでのＡＭＤモデルにおいて、青色光の正確な光毒性作用スペクトルが特定された（Ａｒｎａｕｌｔ  ｅｔ  ａｌ．，２０１３  ｉｎ  ＰｌｏｓＯｎｅ）。青色の波長の中でも、４１５ｎｍ〜４５５ｎｍに含まれる４０ｎｍのスペクトル帯である青紫色光が、網膜に対する光毒性のリスクが最も高い。
【００１２】
特に蛍光灯や白色発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えるＨＭＤの画像ソースは、望ましくない光の大部分を備える発光スペクトルを示す可能性があり、このことは、自然光への曝露、すなわち装着者の環境からの光に加えて、装着者の眼に累積的に害を及ぼし得る。実際に、所望のスペクトルの光を放出する照明素子を提供することは困難であり、光子ノイズのない照明素子を提供することは難しい課題となる。例えば、一部の蛍光灯は青色光を約２６％含むことがあり（すなわち蛍光灯の可視発光の２６％は青色範囲にある）、及び色温度が６０００Ｋ以上のクールホワイトＬＥＤは、青色光を３５％まで含むことがある一方、色温度が低い（約２７００Ｋ）伝統的な白熱灯は、青色光を５％未満しか含まない。今や、照明産業の第一人者は、２０２０年までに、ＨＭＤを含め、世界中の全ての光源の９０％超が固体照明−すなわちＬＥＤ、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）又はＰＬＥＤ（ポリマー発光ダイオード）を使用する照明−に基づくようになると考えている。
【００１３】
それゆえ、装着者の眼に安全なＨＭＤを提供する必要がある。
【００１４】
さらに、ＨＭＤでは、画像ソースは装着者の眼の近くにある。装着者の眼の方へ反射された取得画像は、壁に向けて投影されるか又はスクリーンから放出される場合とは異なる特性を有し得る。それゆえ、画像の投影又は放出においてみられる画像の歪みとは異なる歪みは、装着者の眼によって捉えられる又は知覚されるときの画質に悪影響をもたらし得る。
【００１５】
それゆえ、ＨＭＤにおける画質を向上することも必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６８９１６７３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／０９９１１６号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００７／０８８３１２号パンフレット
【特許文献４】米国特許第５６１９２８８号明細書
【特許文献５】欧州特許第０６１４９５７号明細書
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ａ．Ｂｅｎｔｏｎ及びＶ．Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｂｏｖｅによる「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ」、Ｗｉｌｅｙ  Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、本発明は、上述のような従来技術の少なくとも１つの技術的な問題を克服することを目的とする。特に、本発明の１つの目的は、光の放出が無害であるＨＭＤを提供することである。本発明の別の目的は、画質を向上したＨＭＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これらの目的に対して、本発明は、
−  画像ソースを含む光モジュール；
−  動作中、画像ソースによって放出された光を装着者の眼へ導くイメージャ；及び
−  画像ソースによって放出された光の一部分をフィルタリングする光フィルター
を含む、ヘッドマウントディスプレイを提供する。
【００２０】
ＨＭＤのそのような概念は、装着者の眼の方へ反射された画像を、特性が制御された、特にスペクトルがバランスを取られた状態で、取得することを可能にする。
【００２１】
光フィルターは、好都合には、２８０ｎｍ〜６１０ｎｍの範囲内の、画像ソースによって放出された波長をフィルタリングする。
【００２２】
イメージャは、動作中、偏光光を導く光ガイドを含んでもよく、及び光フィルターは光ガイド上に適用され得る。イメージャは（偏光）ビームスプリッタを含んでもよく、及び光フィルターはビームスプリッタ上に適用される。
【００２３】
イメージャは、光ガイド上に絶縁層をさらに含んでもよく、及び光フィルターは絶縁層上に適用される。
【００２４】
イメージャは、動作中、装着者の眼に対面する光ガイドの部分に適用された抽出面をさらに含んでもよく、及び光フィルターは抽出面に適用される。
【００２５】
ＨＭＤは眼科用レンズをさらに含んでもよく、この眼科用レンズは、前面、後面を備え、かつ任意選択的に、画像ソースに光学的に結合された画像挿入領域を含み、眼科用レンズは、イメージャを含む。光フィルターは、眼科用レンズの画像挿入領域及び後面の少なくとも一方に適用される。
【００２６】
光フィルターは、少なくともブラッグミラーベースのフィルター、多層誘導体フィルター、ホログラフィック装置、及びルゲートフィルターから選択された干渉フィルターを含み得る。干渉フィルターは、光バンドギャップ材料をさらに含み得る。干渉フィルターが、ブラッグミラーベースのフィルター、多層誘導体フィルター及びルゲートフィルターのうちの１つであるとき、干渉フィルターは、１．９〜２．６の高屈折率の１つの材料と、１．２〜１．８の低屈折率の１つの材料との交互の層の多層誘電体スタックを含んでもよく、各層は５ｎｍ〜４２０ｎｍであり、及び多層誘電体スタックの総厚は１１５０ｎｍ〜５７７０ｎｍである。
【００２７】
その代わりに又はそれに加えて、光フィルターは、少なくとも１つの吸収型フィルターを含み、この吸収型フィルターは、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の波長を吸収しかつ５００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の少なくとも８５％を透過させる、少なくとも１種の染料及び／又は色素を含み得る。吸収型フィルターは、光学的増白剤（ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｒｉｇｈｔｅｎｅｒ）をさらに含み得る。
【００２８】
その代わりに又はそれに加えて、吸収型フィルターは、少なくとも１つの機能層に適用される。機能層は、耐衝撃性／接着性プライマー層、耐摩耗性／傷防止層、反射防止層、帯電防止層、防汚性層、防曇性層、セルフヒーリング偏光層、着色（ｔｉｎｔ）層、フォトクロミック、及びこれらの組み合わせから選択される。
【００２９】
染料及び／又は色素は：オーラミンＯ；クマリン６；クマリン３４３；クマリン３１４；ニトロベンゾオキサジアゾール（Ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）；ルシファーイエローＣＨ；ペリレン；９，１０ビス（フェニルエチニル）アントラセン（ＢＰＥＡ）；プロフラビン；４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン；２−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−１−メチルピリジニウム（ｍｅｔｈｙｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ）ヨージド；レゾルフィンメチルエーテル；アクリジン；ルテイン；ゼアキサンチン；及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの成分を含み得る。
【００３０】
ディスプレイは眼科用レンズを含んでもよく、及び吸収型フィルターは、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー材料に分散された、及び／又は眼科用レンズバルク材料に及び／又は接着材料に分散された、少なくとも１種の染料及び／又は色素を含む。
【００３１】
本発明はまた、ヘッドマウントディスプレイ上に装着されることを目的とした眼科用レンズを提供する。ヘッドマウントディスプレイは画像ソースを含み、及び眼科用レンズは、動作中に、ヘッドマウントディスプレイの画像ソースによって放出された光の一部をフィルタリングすることを目的とした光フィルターを含む。任意選択的に、眼科用レンズは、動作中、画像ソースによって放出された光を装着者の眼に導くイメージャを含む。
【００３２】
本発明はまた、ヘッドマウントディスプレイ上に装着されることを目的としたイメージャを提供する。ヘッドマウントディスプレイは画像ソースを含み、及びイメージャは、動作中に、ヘッドマウントディスプレイの画像ソースによって放出された光の一部をフィルタリングすることを目的とした光フィルターを含む。
【００３３】
本発明はまた、ヘッドマウントディスプレイ用の光モジュールを提供し、光モジュールは、画像ソースと、ディスプレイと、光学アセンブリと、動作中、画像ソースによって放出された光の一部をフィルタリングする光フィルターとを含み、光フィルターは、画像ソース、ディスプレイ又は光学アセンブリのうちの少なくとも１つに適用される。
【００３４】
他の目的、特徴及び利点について、以下、添付の例示的かつ非限定的な図面を参照して説明する。図面では、同様の参照符号は、図面を通して、同様の構成要素又はステップを示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】単眼ヘッドマウントディスプレイの図である。
【図２】両眼ヘッドマウントディスプレイの図である。
【図３】イメージャが眼科用レンズ内に封入されている、本発明のヘッドマウントディスプレイの概略図である。
【図４】イメージャが眼科用レンズの前面に位置決めされている、本発明のヘッドマウントディスプレイの概略図である。
【図５】イメージャが眼科用レンズの後面に位置決めされている、本発明のヘッドマウントディスプレイの概略図である。
【図６】図３の拡大詳細図である。
【図７】ブラッグミラーベースのフィルター内での屈折率の変化を示すグラフである。
【図８】ルゲートフィルター内での屈折率の変化を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の特定の実施形態の干渉フィルターの垂直入射での反射スペクトルを示すグラフであり、干渉フィルターは、１．６の屈折率の材料（ＭＲ８（商標）、Ｍｉｔｓｕｉ）に適用され、及び空気が入射媒質である。
【図１０】ＺｒＯ２とＳｉＯ２との交互の層（それぞれ６層）で構成された偏光ビームスプリッタの４５°の入射での反射スペクトルを示すグラフであり、偏光ビームスプリッタは、ポリマー材料（ＭＲ８（商標）、Ｍｉｔｓｕｉ）に適用され、入射及び射出媒質はポリマー材料である。
【図１１】ＺｒＯ２とＳｉＯ２との交互の層（それぞれ６層）で構成された、フィルター機能を備える改良偏光ビームスプリッタの４５°の入射での反射スペクトルを示すグラフであり（第２の特定の実施形態）、偏光ビームスプリッタは、ポリマー材料（ＭＲ８（商標）、Ｍｉｔｓｕｉ）に適用され、入射及び射出媒質はポリマー材料である。
【図１２】第３の特定の実施形態による干渉フィルターの反射スペクトル（全体にわたる平均的な偏光ビームに関しては０°の入射、偏光ビームスプリッタを通過したＳ偏光ビームに関しては６２°の入射）を示すグラフであり、干渉フィルターは、ポリマー材料（ＭＲ８（商標）、Ｍｉｔｓｕｉ）の内側に封入されている。
【図１３】第４の特定の実施形態による干渉フィルターの垂直入射（全体にわたる平均的なビームに関しては０°の入射、偏光ビームスプリッタを通過したＳ偏光ビームに関しては６２°の入射）での反射スペクトルを示すグラフであり、干渉フィルターは、ポリマー材料（ＭＲ８（商標）、Ｍｉｔｓｕｉ）の内側に封入されている。
【図１４】第４の特定の実施形態による干渉フィルターに関する、４６０ｎｍ（平均的な偏光）及び５５０ｎｍ（偏光ビームスプリッタを通過したＳ偏光ビーム）の波長に対する、入射角に応じた反射の変化を示すグラフである。
【図１５】６２°の大きな入射角での、及び干渉フィルターが適用された光ガイドに結合されたＳ偏光ビームに関する、本発明の第５の特定の実施形態による干渉フィルターの反射スペクトルを示すグラフであり、ビームは、偏光ビームスプリッタを通過している。
【図１６】垂直入射での、本発明の第６の特定の実施形態による干渉フィルターの反射スペクトルを示すグラフであり、干渉フィルターは、ポリマー材料（ＭＲ８（商標）、Ｍｉｔｓｕｉ）に適用されており、入射媒質はポリマー材料であり、及び射出媒質は空気である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
ここで図１〜６を参照して、本発明の特定の実施形態によるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を説明する。
【００３７】
この説明で与えられる光の百分率はいずれも、対象の光の総エネルギーに対する光エネルギーの部分を示すと理解されたい。
【００３８】
そのようなＨＭＤ１は、画像ソース２１と、動作中、画像ソース２１によって装着者の眼Ｅへと放出される光を導くイメージャ３と、画像ソース２１によって放出された光の一部分をフィルタリングする少なくとも１つの光フィルターとを含む光モジュール２を含む。光フィルターは、（画像ソースからの）光の、画像ソースと装着者の眼Ｅとの間の光路のどこに配置してもよい。
【００３９】
光フィルターは、特に、装着者によって知覚される画像の品質を保証すると考えられる。好都合なことに、光フィルターは、フィルター機能のない画像の画質と同じ又は可能な限り近いレベルの画質が得られると考えられる（ほとんど又は全く歪みがない）。以下のパラメータは、歪みレベルの評価に役立ち得る：色域、色リスペクト（ｃｏｌｏｕｒ  ｒｅｓｐｅｃｔ）、コントラスト／明度、鮮鋭度、明るさの均質性、色均一性、色度、反射、及び透明度。
【００４０】
好都合にも、光フィルターは、画像ソースによって放出される波長の２８０ｎｍ〜６１０ｎｍの範囲内をフィルタリングする。
【００４１】
本発明の範囲内では、動詞「フィルタリングする」は、「フィルターによって部分的に又は全体的に除去する」を意味する。本発明の範囲内では、言い回し「Ａ〜Ｂの範囲内の波長／光をフィルタリングする」は、「フィルターによって、Ａ〜Ｂの範囲内にある１つ以上の波長（例えば帯）を除去する」を意味する。それはまた、「フィルターによって、Ａ〜Ｂの範囲内にある波長範囲全体を除去する」も意味する。
【００４２】
光フィルターは、ＵＶ（ＵＶＡ及びＵＶＢのような１つ以上の部分範囲のみを含む）、青色光及び赤外線放射（ＩＲ）などの光をフィルタリングし得る。光フィルターはまた、装着者の眼の特定の条件によって必要とされるような又は光源の特定の特性のために、他の可視波長をフィルタリングし得る。ＵＶは、２８０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内の波長を含み、かつ３１５ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内の波長を含むＵＶＡと、２８０ｎｍ〜３１５ｎｍの範囲内の波長を含むＵＶＢとに細分され得る。青色光は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは３８０ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲内の波長を含む。特定の帯域幅の青色光は、有害青紫色光に対応する４１５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲である；光フィルターは、好都合なことに、この範囲の波長を選択的にフィルタリングし得る。近赤外は、７８０ｎｍ〜１４００ｎｍにわたる波長を含む。光フィルターは、一般的に、ＵＶ、有害青色光及びＩＲのうちの少なくとも１つの波長を含む有害光をフィルタリングし得る。
【００４３】
あるいは、光フィルターは、少なくとも１つの特定の帯域幅をフィルタリングして、画質を向上し得る。例えば、光フィルターは、約５８０ｎｍの波長をフィルタリングして、画像のコントラストの知覚を向上する。これはまた、眩惑を防止し得る。有害青色光のフィルタリングはまた、グレアを低減することによって、装着者のコントラスト感度及び視覚的快適性を高め得る。
【００４４】
光モジュール２は、イメージャ３へと画像のソースを導いて処理し、かつ、画像ソース２１、及び通常少なくともディスプレイ２２及び光学素子２３、例えばレンズ配列及び／又はコリメータを含む。任意選択的に、光モジュール２はまた、（偏光）ビームスプリッタがイメージャ３に設けられないときには、（偏光）ビームスプリッタを含み得る（図示せず）。
【００４５】
イメージャ３は、光ガイド３１、（偏光）ビームスプリッタ３２、動作中に装着者の眼Ｅに対面する光ガイド３１の部分上に抽出面３３、及び光ガイド３１上の絶縁層３４のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００４６】
より詳細には、光フィルターは、画像ソース２１（及びより一般的に光モジュール２のいずれかの要素）、光ガイド３１、（偏光）ビームスプリッタ３２、抽出面３３、及び絶縁層３４のうちの少なくとも１つに適用される。
【００４７】
光フィルターの適用は、本発明の範囲内では、光フィルターが、要素部分の表面に、要素を構成する１つの構成要素の表面に、要素内に加えられるか、又は要素は、その１つ又は複数の元の機能に加えてフィルター機能を示すために修正されていることを意味することを理解されたい。
【００４８】
光フィルターが画像ソース２１に適用される場合、画像ソース２１によって放出された光をフィルタリングして、例えば有害光を取り除く及び／又は画質を向上することが可能である。それゆえ、ＨＭＤの他の要素のいずれの特徴も変更する必要はない。従って、これは、ＨＭＤの既に複雑な製作プロセスを変更する負担をなくす。
【００４９】
光ガイド３１は、情報を著しく損失させずに、画像ソースによって放出された光を装着者の眼Ｅまで導く。光ガイド３１に光フィルターを、特に、その表面の少なくとも一部に適用することによって、又は光ガイド３１の内側に組み込んで適用することによって、表示画像パスと情景画像パスとの間に異なるフィルタリングレベルを適用することが可能になる。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ３２が、（画像ソースからの）入射光を、Ｓ偏光光ビームとＰ偏光光ビームとに分割する。Ｓ偏光（それぞれＰ偏光）光ビームのみが光ガイド３１に選択的に反射されて、動作中に、装着者の眼Ｅによって捉えられる画像を形成する。Ｐ偏光（それぞれＳ偏光）光ビームが、偏光ビームスプリッタ３２を透過する。偏光ビームスプリッタの一例は、米国特許第６８９１６７３号明細書において与えられており、かつＺｒＯ２とＳｉＯ２の交互の層（それぞれ６層）で構成されている。この特定の偏光ビームスプリッタの各層は、厚さが５０ｎｍ〜１７０ｎｍであり、総厚は約１２８５ｎｍである。この特定の偏光ビームスプリッタは、一般に、Ｐ偏光光ビームの平均９８％を透過し、かつＳ偏光光ビームの平均９０％超を光ガイドの方へ反射する（図１０）。分割機能は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視スペクトル全体に適用される。偏光ビームスプリッタ３２に光フィルターを適用することによって、光ガイド３１の方へ反射される波長を選択することが可能になる。
【００５１】
光ガイド３１が、内部反射により光を導く間（あたかも光が光ガイド内に捕捉されたかのように）、光ガイド３１の１つの領域に適用された抽出面３３は、動作中に、光を、全体的に装着者の眼Ｅの方へ、光ガイド３１と抽出面３３との重畳作用によって透過させることを可能にする（あたかも光が光ガイドから自由であるかのように）ため、カップリング・アウト機能を保証する。抽出面３３に光フィルターを適用することによって、抽出されて装着者の眼Ｅの方へ移動する波長を選択することを可能にする。
【００５２】
絶縁層３４は、通常、光ガイド３１を支持する透明な又は部分的に透明な基材と接触して配置される、イメージャ３の１つの層である。絶縁層３４は、光ガイド３１の前側面（すなわち、動作中装着者の眼から離れた光ガイドの側面）、光ガイド３１の後側面（すなわち、動作中装着者の眼に近い光ガイドの側面）又はそれら双方に適用され得る。光フィルターが絶縁層３４に適用され得ることを明記するとき、これはまた、光フィルターがイメージャ３の絶縁層３４と光ガイド３１との間に適用される実施形態を含む。ひとたび基材（特に眼科用レンズのバルク）に結合されたら、絶縁層３４を使用して光ガイド３１の光学特性を保持する。絶縁層３４は、決められた範囲内の入射角の光を選択的に反射し、かつこの決められた入射角範囲外の光を透過することを可能にする。
【００５３】
そのような絶縁層の例は、国際公開第２００８／０９９１１６号パンフレットにおいて説明されている。好都合な場合には、絶縁層３４に光フィルターを、特に、以下説明するような干渉フィルター機能を追加するように修正された絶縁層として、通常シースルータイプのＨＭＤにおいて光ガイド３１の前側面に適用することによって、装着者の眼とは反対方向に、光ガイド３１からの不要な波長を選択的に透過させることができる。光フィルターは、絶縁層の設計を改良することによって絶縁層３４に適用されるとき、光ガイド３１の内側で反射される光（すなわち、画像ソースからの画像）及び装着者の環境からの光をフィルタリングするためのフィルター機能をもたらす。光ガイド３１の内側での多重反射は、フィルター機能を確実に高効率にする。光フィルターはまた、光フィルターが、下記で説明するように少なくとも１種の染料又は色素を備える吸収型フィルターであるとき、光ガイド３１と絶縁層３４との間に配置され得る。この場合、この吸収型フィルターは、一般的に光ガイド３１の前側面、後側面又は両側面に配置されて、フィルタリング効果を最大にする。
【００５４】
ここで説明したことに加えて、ビームスプリッタが設けられる場合、光フィルターを、抽出面、絶縁層の一方に、又はより一般的には、ビームスプリッタの後段にあり、かつ画像ソースによって放出される光が交差する任意の要素に適用することにより、フィルター機能をＳ偏光ビームにのみ適用することを可能にする。そのような場合には、以下説明するように光フィルターが干渉フィルターとして設けられる場合、その構造は、フィルター機能がＳ偏光ビーム及びＰ偏光ビームの双方に対して設計される必要はなく、Ｓ偏光ビームに対してのみ設計される必要があるため、より簡単に最適にされ得る。
【００５５】
ＨＭＤ１は、さらに、前面４１と、後面４２と、任意選択的に画像ソース２１に光学的に結合された画像挿入領域４３とを備える眼科用レンズ４を含んでもよく、眼科用レンズ４は、イメージャ３を含む。前面４１及び後面４２は、ＨＭＤの通常動作に対して指定される、すなわち、動作中、前面４１は、装着者の眼Ｅから離れた眼科用レンズ４の面に対応し、及び後面４２は、装着者の眼Ｅに近い眼科用レンズ４の面である。本発明との関連で、眼科用レンズ４は、眼を保護する及び／又は視力を矯正する機能を有するレンズとして指定されることを理解されたい；このレンズは、無限焦点、単焦点、二焦点、三焦点、及び累進レンズから選択される。そこで、眼科用レンズは、矯正又は非矯正の眼科用レンズとし得ることが理解される。眼科用レンズ４が矯正レンズである場合、イメージャが眼科用レンズの前面に配置されるなら、かつそれほどではないにせよイメージャが眼科用レンズ内に封入されるとき（この後者の場合、両パスに対して異なる矯正がもたらされる）、表示画像パス及び情景画像パスの双方に対して、シースルーＨＭＤにおいて矯正をもたらし得る。眼科用レンズ４は、パッシブ方式又はアクティブ方式とし得る。パッシブ方式によって、眼科用レンズ４は、少なくとも修正又は変更できない機能（耐衝撃機能、耐摩耗機能、反射防止機能などのように）を示すことが理解される。アクティブ方式によって、眼科用レンズ４は、少なくとも、例えばエネルギー、化学線、熱などの外部刺激によって修正又は変更され得る機能を示すことが理解される。後者のタイプの眼科用レンズは、例えば、ＵＶ又は化学光の存在で色合いを修正できるフォトクロミックレンズすなわち調光レンズ、又は電気的刺激によって色合いを修正できるエレクトロクロミックレンズである。
【００５６】
光ガイド３１は、後面４２（図５）、前面４１（図４）、又は眼科用レンズ４内（図３）のいずれかに配置され得る。光ガイド３１が眼科用レンズ４内に配置されていると言うとき、これは、光ガイド３１が眼科用レンズ４の内部に少なくとも部分的に封入されていることを意味する。光フィルターは、光ガイド３１、偏光ビームスプリッタ３２、抽出面３３、及び絶縁層３４のうちの少なくとも１つの代わりに又はそれに加えて、眼科用レンズ４の画像挿入領域４３、前面４１及び後面４２の少なくとも１つに適用され得る。光フィルターはまた、光ガイド３１と眼科用レンズ４との間の接着層に適用され得る。
【００５７】
概して、ＨＭＤの上述の要素のうちの１つにある光フィルターの位置は、装着者の眼Ｅによって捉えられる画像にもたらす所望の効果に依存する。
【００５８】
画像挿入領域４３は、眼科用レンズ４の領域であって、ここでは、画像ソース２１から放出された画像がその領域の材料に入射して、通常は、眼科用レンズの前面４１に配置されたか又はそこに封入された光ガイド３１に到達し、それゆえカップリング・イン機能を確実にする。
【００５９】
この特定の場合においては、絶縁層３４は、光ガイド３１の支持体として部分的に使用されて、光ガイド３１と眼科用レンズ４との間にある。
【００６０】
本発明によれば、光フィルターは、下記で説明する実施形態に示すような、吸収型フィルター、反射型フィルター、例えば干渉フィルター、又はそれらの組み合わせによって得られ得る。
【００６１】
光フィルターは、異なる屈折率を有する複数の材料で作製された複数の堆積層を含む干渉フィルターを含み、少なくともブラッグミラーベースのフィルター、多層誘導体フィルター及びルゲートフィルターの中のいずれかのフィルタリング機能を獲得し得る。
【００６２】
ブラッグミラーベースのフィルター及びルゲートフィルターは、屈折率の異なる材料で作製された層のスタックで構成されたフィルターである。ブラッグミラーにおける層と層との間の屈折率の変化は明確である（図７）が、ルゲートフィルターにおいては、連続的かつ滑らかである（図８）。通常、ルゲートフィルターの内部の屈折率は、例えば正弦曲線式に、２つの極値の間で揺れ動く。ルゲートフィルターは、波長遮断のための非常に良く規定されたストップバンドであると知られており、ストップバンド外での減衰及び光学的な跳ね返りがほとんどない。
【００６３】
干渉フィルターは、ホログラフィック記録を含むホログラフィック装置を含み得る。そのようなホログラフィック記録の例は、Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ａ．Ｂｅｎｔｏｎ及びＶ．Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｂｏｖｅによる「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ」、Ｗｉｌｅｙ  Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，２００８において説明されている。そのようなホログラフィック記録は、感光性材料を使用することによって作成され、そこでは、２つのコヒーレントレーザービーム間での干渉が再生される。コヒーレントレーザービームは、適切に付形される必要があり、及びそれぞれ、選択された方向に伝播する。各ビームの輻輳、形状及び相対強度などの設定パラメータは、記録ステップの最中に制御される。感光性材料の曝露及び処理は、必要な性能を獲得するために監視されるため、阻止される目標波長帯を適切に規定でき、かつ所与の波長の帯域の中心を保証し得るようにする。感光性材料は、一般的に、平面に又は曲面に被覆され得るか、又は記録段階後に一方が除去され得る２つの曲面間に流し込まれ得る、フォトポリマーである。感光性材料は、厚みがあってもよく、例えば、記録及び固定後に、設定によって設計された干渉に依存して、非常に小さい周期的な屈折率変調を示す光学レンズ、例えば眼科用レンズとして付形される。周期的な屈折率変調は、所望のフィルターを生成し、これは帯域消去タイプとし得る。
【００６４】
干渉フィルターは、さらに、コレステリック液晶などの光バンドギャップ材料を含み得る。光バンドギャップ材料は、一次元、二次元又は三次元に従って配置され得る。コレステリック液晶は、液晶の向き、それゆえそれらの光学的な反射特性を変調する電場を適用することによって、電気的に作動され得る。
【００６５】
干渉フィルターは、一般的に、１．９〜２．６の高屈折率を有する１つの材料と、１．２〜１．８の低屈折率の１つの材料との交互の層の多層誘電体スタックを含み、各層は５ｎｍ〜５００ｎｍであり、及び多層誘電体スタックの総厚は５００ｎｍ〜１０μｍまでである。各層は、スパッタリング、真空蒸発、物理蒸着又は化学蒸着によって堆積され得る。材料は、無機材料又は有機−無機ハイブリッド材料である。
【００６６】
高屈折率を有する材料は、ジルコニア（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ５）、酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、五酸化二オブ（Ｎｂ２Ｏ５）、及びそれらのいずれかの混合物からなる群から選択され得る。
【００６７】
低屈折率を有する材料は、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、及びそれらのいずれかの混合物（特にＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の混合物）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）からなる群から選択され得る。
【００６８】
第１の例示的な実施形態では、干渉フィルターは、ＺｒＯ２とＳｉＯ２の交互の層のスタック（それぞれ５０層）で構成され、総厚は約３８００ｎｍであり、４７３ｎｍ超の波長を透過し（９９％超）かつ４７３ｎｍ未満の波長を反射する（９８％）ロングパスフィルターにされている（図９）。カットオン波長は、特に青色光遮断効率と画質との釣り合いを取ることが望ましい場合、層の厚さ及び数を調整することによって、青色又は赤色の方へシフトされ得る。このロングパスフィルターは、好ましくは、画像ソース２１に適用される。
【００６９】
第２の例示的な実施形態では、干渉フィルターは、偏光ビームスプリッタ３２の組成を修正することによって、上述の例示的な偏光ビームスプリッタ層３２と組み合わせられている。偏光ビームスプリッタ３２に行われた、対応する修正は、総厚を約１３６５ｎｍに増し、各層は厚さ１０ｎｍ〜１９０ｎｍとなるように調整される。その結果得られる偏光ビームスプリッタは、４７０ｎｍを下回る青色光を、平均して１０％未満、イメージャへ反射する（図１１）。換言すると、青色光の９０％超がフィルターによってＨＭＤから除去される。そのような機能は、さらに、層の数、層の厚さ、総厚、及び材料の選択を含めさらに修正することによって、改善され得る。
【００７０】
第３の例示的な実施形態では、干渉フィルターは、ＺｒＯ２とＳｉＯ２との交互の層のスタック（それぞれ２５層）で構成され、総厚は約３２８６ｎｍである。この例示的な干渉フィルターは絶縁層３４に適用されて、大きな入射角で：６２°超の入射角で導かれた光のためのフィルター機能を獲得し、平均して、４２５ｎｍ〜４７０ｎｍのＳ偏光光の１０％未満がイメージャ３の方へ反射されるため、平均して、不要な青色光の９０％超が、絶縁層３４を透過することによってフィルタリングされる（図１２）。同時に、装着者の環境からの可視光（垂直入射での光）の９９％超が、絶縁層３４を通って装着者の眼まで透過される（図１２）。
【００７１】
第４の例示的な実施形態では、絶縁層３４が、干渉フィルターを含むように修正されている。干渉フィルターを含む絶縁層３４は、ＺｒＯ２とＳｉＯ２との交互の層のスタック（それぞれ２５層）で構成され、総厚は約２９２１ｎｍである。それゆえ、絶縁層３４は、大きな入射角で導かれた光のためのフィルター機能、及び装着者の周囲からの（垂直入射での）不要な波長の光をフィルタリングするためのフィルター機能の双方を含む。不要な波長は青色光波長であるため、干渉フィルターは青色光遮断機能を有する（図１３）。それゆえ、垂直入射において、周囲からの青色光の平均８５％超が、周囲へ戻るように反射されることによって、遮断される（図１３）。大きな入射角では、画像ソース２１からの青色光は、イメージャ３を通って透過させられる。図１４は、２つの波長：４６０ｎｍ（平均的な偏光）及び５５０ｎｍ（Ｓ偏光ビーム）に対する入射角に応じた反射の変化を示す。４６０ｎｍ波長に対応する曲線は、干渉フィルターが適用されている絶縁層３４の青色光遮断機能を示す。５５０ｎｍの波長に対応する曲線は、光学的な絶縁機能を示す。
【００７２】
第５の例示的な実施形態では、抽出面３３は、干渉フィルターを組み込むように修正されている。干渉フィルターを組み込むこの抽出面３３は、ＺｒＯ２とＳｉＯ２との交互の層のスタック（それぞれ１９層）で構成され、総厚が約５１９１ｎｍである。それゆえ、抽出面３３はフィルター機能を含み、ここでは、不要な波長は、装着者の眼の方へ反射されるのではなく、光ガイドから透過される。６２°の大きな入射角では、イメージャ３へ透過されたＳ偏光光に関しては、４２５ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光の平均１０％未満が、イメージャ３の内部で反射される；それゆえ、不要の青色光の９０％超が、抽出面３３を通って透過することによって、フィルターによって除去される（図１５）。
【００７３】
第６の例示的な実施形態では、干渉フィルターは、ＺｒＯ２とＳｉＯ２との交互の層のスタック（それぞれ１６層）で構成され、総厚は約１６７０ｎｍであり、帯域通過フィルターにされている。この例示的な干渉フィルターは、眼科用レンズ４の後面に適用され得るか、又は抽出面３３と装着者の眼との間に眼科用レンズがない場合には、光ガイド３１の背面に適用され得る。これにより、４２５ｎｍ〜４７０ｎｍの不要な青色光を、イメージャ又は眼科用レンズへ戻るように反射させることによって、遮断する。不要な青色光の平均８５％が、遮断され、かつ戻るように反射され得る（図１６）。遮断機能は、さらに、層の数、層の厚さ、総厚及び材料の選択を修正することによって、改善され得る。
【００７４】
その代わりに又はそれに加えて、光フィルターは、吸収型フィルターとし得る。吸収型フィルターは、少なくとも、波長の少なくとも一部を吸収することができる化合物を含み得る。例として、なんら限定するものではないが、そのような化合物は、染料、色素、吸収剤（紫外線吸収剤のような）、光学的増白剤、及びそれらの組み合わせから選択され得る。
【００７５】
検討中の実施形態によれば、吸収型フィルターは、追加的な層とし得る、及び／又は眼科用レンズの機能層中に組み込まれ得る、及び／又は眼科用レンズ材料中に及び／又は下記で説明するような光ガイド３１と眼科用レンズ４との間に配置された接着材料などの接着材料中に分散され得る。
【００７６】
吸収型フィルターは、眼科用レンズの機能層を含む、ＨＭＤの要素上に、湿式処理、ガス処理、フィルム転写及び貼合わせ処理、例えばスピンコーティング、浸漬コーティング、スプレーコーティング、真空蒸着、蒸発、スパッタリング、化学蒸着の中からの様々な方法に基づいて、溶液の被覆又はフィルム貼合わせによって、適用され得る。
【００７７】
機能層は、本発明の範囲おいて、適用される要素の光学特性及び／又は機械特性を改善できる層であると理解される。要素上への機能層の適用は、少なくとも機能コーティング及び／又は機能フィルムを、眼科用レンズの面の少なくとも一部に追加することによって、実施され得る。機能層は、眼科用レンズの一方の面上に、又は眼科用レンズの両面上に追加され得る。機能層が各面に適用される場合、機能層は、同一でもよいし、又は異なってもよい。例えば、なんら限定することなく、浸漬コーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング、真空蒸着、スパッタリング、転写処理又は貼合わせ処理から選択された少なくとも１つの処理によって、機能コーティング及び／又は機能フィルムを追加し得る。
【００７８】
機能層は、さらに、例えばＵＶのフィルタリングに関しては２８０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内、青色光のフィルタリングに関しては３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、有害青色光のフィルタリングに関しては４００ｎｍ〜４５５ｎｍ、好ましくは４１５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲内の不要な波長を吸収し、５００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の少なくとも８５％を透過する、少なくとも１種の染料及び／又は色素を含み得る。
【００７９】
機能層の非限定的な例は、耐衝撃性／接着性プライマー層、耐摩耗性／傷防止層、反射防止層、帯電防止層、防汚性層、防曇性層、セルフヒーリング層、偏光層、着色層、フォトクロミック層、及びこれらの層の２つ以上で作製されたスタック、例えば耐摩耗性／傷防止層で被覆された耐衝撃性／接着性プライマー層を備えるスタックである。耐衝撃性／接着性プライマー層は、層の耐衝撃性及び／又は完成品の別の層へのその接着性が向上した任意の層を意味する。そのような層の例は、国際公開第２００７／０８８３１２号パンフレットにおいて説明されている。染料及び／又は色素を含むとき、染料及び／又は色素は、好ましくは好適な濃度で、水ベースのプライマー溶液、又は有機溶媒ベースのプライマー溶液に溶解され得るため、硬化した耐衝撃性／接着性プライマー層は、０．０１重量％〜５重量％のそのような染料及び／又は色素を含む。さらに好ましくは、耐衝撃性／接着性プライマー層の厚さは、完全に硬化した後、０．１μｍ〜３μｍになる。硬化は、室温において、及び空気と接触して、又は５０℃〜１２０℃の温度で５分〜３０分間、行われることが好都合である。この耐衝撃性／接着性プライマー層は、例えば、光ガイド３１と眼科用レンズ４との間に配置される。
【００８０】
耐摩耗性／傷防止層は、一般的に、ポリ（メタクリレート）アクリレート（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）ａｃｒｙｌａｔｅｓ）、エポキシホモ重合から生じたポリエーテル、ポリシロキサン又はこれらの組み合わせに基づく硬い層である。染料及び／又は色素を含むとき、染料及び／又は色素は、米国特許第５６１９２８８号明細書に記載されているような水／アルコール共溶媒ベースのハードコート溶液に、又は欧州特許第０６１４９５７号明細書（実施例３）に説明されているような溶媒ベースのハードコート溶液に、好ましくは好適な濃度で溶解又は分散され得るため、硬化した耐摩耗性／傷防止層は、０．０１重量％〜１重量％のそのような染料及び／又は色素を含む。さらに好ましくは、耐摩耗性／傷防止層の厚さは、完全に硬化した後１μｍ〜１０μｍになる。硬化は、ＵＶ光重合によって、又は５０℃〜１００℃の予備硬化ステップに続いて、１００℃〜１３５℃で３０分〜３時間の後硬化ステップを用いて、実施されることが好都合である。
【００８１】
反射防止層は、可視スペクトル内の比較的広い範囲にわたって物品−空気の境界面での光反射を低減させることによって、完成光学物品の反射特性を向上する。反射防止層は、一般的に、誘電体又はゾル−ゲル材料の単層、又は誘電体又はゾル−ゲル材料で構成された多層スタックを含む。
【００８２】
その代わりに又はそれに加えて、光フィルターは、上記で規定されたように熱可塑性又は熱硬化性ポリマー内に分散された少なくとも１種のそのような染料及び／又は色素を含む吸収型フィルターをさらに含み得る。そのような場合には、染料及び／又は色素の濃度は、好ましくは、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー中、３ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍである。染料及び／又は色素は、架橋プロセス前にポリマーのモノマーに添加され、その後、架橋プロセスの最中に、ポリマー内に拘束される。
【００８３】
１つの特定の例では、染料及び／又は色素を含む熱可塑性又は熱硬化性ポリマーは、ＨＭＤの１つの要素に適用された追加的な層である。
【００８４】
別の特定の例では、眼科用レンズのバルクは、例えばＵＶのフィルタリングに関し２８０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内、青色光のフィルタリングに関し３８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、有害青色光のフィルタリングに関し４００ｎｍ〜４５５ｎｍ、好ましくは４１５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲内の不要な波長を吸収し、かつ５００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の少なくとも８５％を透過させる、少なくとも１種の染料及び／又は色素を含む。眼科用レンズ４のバルクは、本発明の範囲において、一般的に完成品の眼科用レンズにおけるその前面及び後面に対応する２つの主面を備える、コーティングされていない基材を指定すると理解される。バルクは、特に、一般的に眼用産業において使用されかつ眼用グレードの透明な材料から選択された、光学的に透明な材料で作製され、光学物品、例えば眼科用レンズの形状に形成されて、ＨＭＤに装着されるようにする。光学的に透明な材料は、ミネラルガラス又は有機ガラスとし得る。有機ガラスの例は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で作製されたものである。
【００８５】
透明な材料が、熱可塑性樹脂製の有機ガラスである場合、熱可塑性樹脂は、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ（メチル（メタ）アクリレート）、三酢酸セルロース、及びそれらのコポリマーからなる群から選択され得る。
【００８６】
透明な材料が、熱硬化性樹脂製の有機ガラスである場合、熱硬化性樹脂は、シクロオレフィンコポリマー、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族又は芳香族ポリオールのアリルカーボネートのホモポリマー及びコポリマー、（メタ）アクリル酸及びそのエステルのホモポリマー及びコポリマー、チオ（メタ）アクリル酸及びそのエステルのホモポリマー及びコポリマー、アリルエステルのホモポリマー及びコポリマー、ウレタン及びチオウレタンのホモポリマー及びコポリマー、エポキシのホモポリマー及びコポリマー、硫化物のホモポリマー及びコポリマー、ジスルフィドのホモポリマー及びコポリマー、エピスルフィドのホモポリマー及びコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【００８７】
別の特定の例では、吸収型フィルターは、厚さが１０μｍ〜３００μｍの熱可塑性樹脂のフィルムであり、そのフィルム中には、染料及び／又は色素が、好ましくは３ｐｐｍ〜５００ｐｐｍに及ぶ濃度で均一に分散されている。その後、フィルムは、表示光路にあるＨＭＤのうちの少なくとも１つの要素に貼合わせることによって、接着され得る。
【００８８】
１つの変形例では、吸収型フィルターは、上述の通り干渉フィルター内に適用され、かつ干渉フィルターの１つの層、例えば低屈折率層を、形成し、この層は、少なくとも１種の染料及び／又は色素を０．０１重量％〜１０重量％の濃度で含み、好ましくは厚さが１０ｎｍ〜１００ｎｍの、ＳｉＯ２層と等価の干渉機能を生じる。適用方法は、一般的に、干渉フィルターの他の層と同じである。
【００８９】
別の変形例では、吸収型フィルターは、耐衝撃性／接着性プライマー層と耐摩耗性／傷防止層との間に適用される。その場合、染料及び／又は色素は、モノマー又はポリマー溶液、例えばポリビニルアルコール（又は任意の他の溶解性の透明なポリマーであり、及び染料及び／又は色素と適合性がある）に溶解又は分散される。モノマー又はポリマー溶液中の染料及び／又は色素の濃度は、硬化した吸収型フィルターが、０．０１重量％〜１０重量％の染料及び／又は色素を含むように、適合される。吸収型フィルターは、室温で及び空気と接触して、又は５０℃〜１２０℃の温度で、予備硬化され得る。吸収型フィルターの厚さは、好ましくは、０．１μｍ〜１０μｍである。染料及び／又は色素はまた、真空蒸着によって堆積され得る。
【００９０】
吸収型フィルターの染料及び／又は色素は：オーラミンＯ；クマリン６；クマリン３４３；クマリン３１４；ニトロベンゾオキサジアゾール；ルシファーイエローＣＨ；ペリレン；９，１０ビス（フェニルエチニル）アントラセン（ＢＰＥＡ）；プロフラビン；４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン；２−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−１−メチルピリジニウムヨージド（２−［４−（Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｓｔｙｒｙｌ］−１−ｍｅｔｈｙｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  ｉｏｄｉｄｅ）；レゾルフィンメチルエーテル；アクリジン；ルテイン；ゼアキサンチン；及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの成分を含み得る。
【００９１】
その代わりに又はそれに加えて、染料及び／又は色素は、１つ以上のポルフィリン、ポルフィリン錯体又はその誘導体を含む。例えば、染料及び／又は色素は：クロロフィルＢ；５，１０，１５，２０−テトラキス（４−スルホナトフェニル）ポルフィリンナトリウム塩錯体；５，１０，１５，２０−テトラキス（Ｎ−アルキル−４−ピリジル）ポルフィリン錯体；５，１０，１５，２０−テトラキス（Ｎ−アルキル−３−ピリジル）ポルフィリン錯体；５，１０，１５，２０−テトラキス（Ｎ−アルキル−２−ピリジル）ポルフィリン錯体；及びこれらの混合物からなる群から選択される１つの化合物を含む。好ましい化合物は：クロロフィルＢ；５，１０，１５，２０−テトラキス（４−スルホナトフェニル）ポルフィリンナトリウム塩錯体；５，１０，１５，２０−テトラキス（Ｎ−Ｃ１〜４アルキル−４−ピリジル）ポルフィリン錯体；５，１０，１５，２０−テトラキス（Ｎ−Ｃ１〜４アルキル−３−ピリジル）ポルフィリン錯体；５，１０，１５，２０−テトラキス（Ｎ−Ｃ１〜４アルキル−２−ピリジル）ポルフィリン錯体；及びこれらの混合物からなる群から選択される。錯体は、好都合には金属錯体であり、金属は：Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ａｇ（ＩＩ）、Ｉｎ（ＩＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｓｎ（ＩＶ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｍｇ（ＩＩ）及びＺｎ（ＩＩ）からなる群から選択される。この点において、染料及び／又は色素は：マグネシウムメソ−テトラキス（４−スルホナトフェニル）ポルフィリン四ナトリウム塩（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｍｅｓｏ−Ｔｅｔｒａｋｉｓ（４−ｓｕｌｆｏｎａｔｏｐｈｅｎｙｌ）  ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ  ｔｅｔｒａｓｏｄｉｕｍ  ｓａｌｔ）；マグネシウムオクタエチルポルフィリン；マグネシウムテトラメシチルポルフィリン；マグネセシウムオクタエチルポルフィリン（Ｍａｇｎｓｅｓｉｕｍ  Ｏｃｔａｅｔｈｙｌｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）；マグネシウムテトラキス−（２，６−ジクロロフェニル）ポルフィリン；マグネシウムテトラキス（ｏ−アミノフェニル）ポルフィリン；マグネシウムテトラメシチルポルフィリン；マグネシウムテトラフェニルポルフィリン；亜鉛オクタエチルポルフィリン；亜鉛テトラメシチルポルフィリン；亜鉛テトラフェニルポルフィリン；及び亜鉛ジプロトン化−テトラフェニルポルフィリン（Ｚｉｎｃ  ｄｉｐｒｏｎａｔｅｄ−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）からなる群から選択される１つ以上のポルフィリン錯体を含む。
【００９２】
染料及び／又は色素は、好都合には、青色光をフィルタリングするために以下の化合物ファミリーから選択され得る：ペリレンファミリー、クマリンファミリー、ポルフィリンファミリー、アクリジンファミリー及びインドレニン（ｉｎｄｏｌｅｎｉｎ）（３Ｈ−インドールと同義語）ファミリー。青色光をフィルタリングするための染料及び／又は色素は、吸収帯が４００ｎｍ〜４６０ｎｍ、好ましくは４１５ｎｍ〜４５５ｎｍの範囲内と狭い。狭い吸収帯は、中心波長の周りで多くても３０ｎｍ、好ましくは多くても１５ｎｍの帯域幅を意味する。好都合なことに、青色光をフィルタリングするための染料及び／又は色素は、約４３５ｎｍを中心とした狭い吸収帯を有する。好ましいファミリーはペリレンファミリーである。これらのファミリーの化合物は、理想的なスペクトル特性、及び興味深い射出加工性を示す。実際、そのような化合物は選択的な黄色染料であり、これは、４００ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲外の可視スペクトル領域において吸収しないか、又は少なくともほとんど吸収しない。
【００９３】
染料及び／又は色素は、光学的増白剤などの添加剤と組み合わせられ得る。光学的増白剤（ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｒｉｇｈｔｅｎｅｒ）（蛍光増白剤（ＦＷＡ：ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、光学的増白剤（ＯＢＡ：ｏｐｔｉｃａｌ  ｂｒｉｇｈｔｅｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）又は蛍光増白剤（ＦＢＡ：ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｂｒｉｇｈｔｅｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔｓ）とも呼ばれる）を色バランス手段として使用し得る、すなわち、光の一部のフィルタリング、例えば青色遮断染料による青色遮断に起因する色知覚のずれを最小限にする及び好ましくはなくす。なぜなら、光学的増白剤によって放出される光は、染料によって処理された材料の光の弱まりを補償し、かつ元の無色の外見を復元できるためである。
【００９４】
光学的増白剤は：スチルベン、カルボスチリル；クマリン；１，３−ジフェニル−２−ピラゾリン；ナフタルイミド；化合された複素芳香族（ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃｓ）；ベンゾオキサゾール；及びそれらの誘導体からなる群から選択され得る。
【００９５】
化合された複素芳香族の例は、ピレニル−トリアジン、又は互いに直接又は共役環系を通して接続された、複素環式化合物、例えばチアゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、縮合多芳香族系（ｆｕｓｅｄ  ｐｏｌｙａｒｏｍａｔｉｃ  ｓｙｓｔｅｍｓ）又はトリアジンの他の組み合わせである。
【００９６】
ベンゾオキサゾール誘導体の例は、好ましくはエチレン、フェニルエチレン、スチルベン、ベンゾオキサゾール及び／又はチオフェン、及びそれらの誘導体を含む、共役環系によって２位で置換されたベンゾオキサゾールである。
【００９７】
好ましくは、光学的増白剤は：ビス−ベンゾオキサゾール及びその誘導体、フェニルクマリン、メチルクマリン及びビス−（スチリル）ビフェニルからなる群から選択された少なくとも１つの化合物を含む。これらの化合物は、Ａ．Ｇ．Ｏｅｒｔｌｉ，Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，６ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｈ．Ｚｗｅｉｆｅｌ，Ｄ．Ｍａｉｅｒ，Ｍ．Ｓｃｈｉｌｌｅｒ  Ｅｄｉｔｏｒｓ，２００９において、より詳細に説明されている。
【００９８】
染料及び／又は色素が組み合わせられ得る他の添加剤は、トリアゾール及びトリアジン誘導体を含むＵＶ吸収剤である。トリアゾール誘導体の例は、ヒドロキシフェニル−ベンゾトリアゾール、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．（２００９年からはＢＡＳＦ）からのＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）１１３０、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）３２８、ＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）３８４、及びＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）９２８である。トリアゾール誘導体の例は、ヒドロキシフェニル−トリアジン、ＣｉｂａからのＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）４００及びＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）４０５である。ＵＶ吸収剤は、ＢＰＩ（登録商標）ＵＶ４００  Ｐｌｕｓ（商標）、ＢＰＩ（登録商標）Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｄｙｅ（商標）（４００ｎｍ、４００ｎｍ  ＸＬ、４００ｎｍ  Ｕｌｔｒａ−Ｈａｒｄ）及びＢＰＩ（登録商標）ＵＶ  Ｏｎｌｙ（商標）（４００ｎｍ、４００ｎｍ  ＸＬ、４００ｎｍ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｃｌｅａｒ（商標））を適用することによって、バルクレンズ、コーティング又はフィルムに組み込まれ得る。
【００９９】
あらゆる場合において、任意選択的に添加剤を有する染料及び／又は色素は、含量が０重量％〜９９．９９重量％である光学的に透明なポリマー中に分散され得る。光学的に透明なポリマーがないとき（０重量％）、任意選択的に添加剤を有する染料及び／又は色素は、好ましくは、染料及び／又は色素の物理的な蒸発又は昇華によって、又は溶媒ベースの溶液の湿性沈着と、それに続いて溶媒をなくすために蒸発ステップを行うことによって、ＨＭＤの要素の１つの表面上に堆積される。ポリマーの含量は、実質的に完成層では依然として有意のままとしてもよく、及び完成層の５０重量％超を示す。ポリマーの含量及び性質は、光フィルターの位置及び光フィルターの他の追加的な機能に従って決定される。
【０１００】
上述のような眼科用レンズ４は、上述のような光フィルターと一緒に設けられ得るが、例えばキットモジュール又は予備部品として、ＨＭＤの他の構成要素は備えない。上述のようなイメージャ３が眼科用レンズ４の一部であるとき、キットモジュール又は予備部品の形態にある眼科用レンズ４も備え得る。
【０１０１】
上述のようなイメージャ３はまた、上述のような光フィルターと一緒に設けられてもよく、及び例えばキットモジュール又は予備部品として、ＨＭＤの任意の他の構成要素は備えない。
【０１０２】
上述のような光モジュール２はまた、上述のような光フィルターと一緒に設けられてもよく、例えばキットモジュール又は予備部品として、ＨＭＤの任意の他の構成要素は備えない。
【符号の説明】
【０１０３】
２  光モジュール
３  イメージャ
４  眼科用レンズ
２１  画像ソース
２２  ディスプレイ
２３  光学素子
３１  光ガイド
３２  偏光ビームスプリッタ
３３  抽出面
３４  絶縁層
４１  前面
４２  後面
４３  画像挿入領域
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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