(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス屈折率を有するマトリクス（１１４）と、
前記マトリクスに組み込まれ、繊維屈折率を有する複数の繊維（１１６）と、
前記マトリクス及び／又は前記繊維（１１６）中に光反応物質（１４８）と、
前記光反応物質（１４８）における反応を誘発し、前記マトリクス屈折率に変化を起こさせる活性化波長の光を放射することができる光源（１８０）と
を含む、
複合構造（１０２）を備えるシステムであって、
センサが、前記複合構造（１０２）のパラメータを感知し、前記パラメータを表すセンサ信号を前記光源（１８０）へ伝送するように構成されており、
前記光源（１８０）により、前記センサ信号に基づいて前記複合構造（１０２）の光透過性が維持されるように、光が調整される、システム。
【請求項２】
前記マトリクス（１１４）及び前記繊維（１１６）が、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトルにおいて光学的にほぼ透明である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光源（１８０）が、対象の波長域内で前記マトリクス屈折率が前記繊維屈折率の約３％以内に維持されるように、一又は複数の波長を放射するように構成される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記繊維屈折率に環境誘発の変化が起こっている間、前記マトリクスのアッベ数が修正される又は維持されるように、前記光反応物質（１４８）と前記光源（１８０）が協働して前記マトリクス屈折率を変化させる、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記複合構造（１０２）の外面上のコーティング（１０８）を更に含み、
前記コーティング（１０８）は、前記光源（１８０）から前記複合構造（１０２）の側端へ向かって入射光を内側に反射させるように構成された屈折率を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記活性化波長の周辺光が前記外面を通過し、前記複合構造（１０２）の内部に進入するのを防ぐように構成された外面上のフィルタ（１１０）を更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記光反応物質（１４８）が、感光性発色団（１５０）である、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記発色団（１５０）は、ノルボルナジエン、アゾベンゼン、クマリン及びフェニル、及びこれらの誘導体の内の一つである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記光源（１８０）が、活性化波長と非活性化波長とを放射するように構成されており、
前記活性化波長により、前記光反応物質（１４８）における反応を誘発して、一方向の前記マトリクス屈折率に変化を起こさせ、
前記非活性化波長により、前記光反応物質（１４８）における反応を誘発して、前記活性化波長によって誘発された前記変化と反対方向の前記マトリクス屈折率に変化を起こさせる、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記波長により、前記光反応物質（１４８）における反応を誘発して活性化状態にし、一方向の前記マトリクス屈折率に変化を起こさせ、
前記活性化波長が除去された時の熱運動に起因して、前記光反応物質（１４８）が自然に非活性化状態に戻り、前記活性化波長によって誘発された変化とは反対方向の前記マトリクス屈折率に変化を起こさせる、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記活性化波長が除去され、前記複合構造（１０２）の温度が上昇したときに、前記光反応物質（１４８）が自然に前記非活性化状態に戻る、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
複合構造（１０２）のマトリクスの屈折率を調節する方法であって、
マトリクス屈折率を有するマトリクス（１１４）と、前記マトリクスに組み込まれ、繊維屈折率を有する複数の繊維（１１６）とを含有する複合構造（１０２）へ向かって光源（１８０）から活性化波長の光を放射する工程であって、前記繊維（１１６）及び／又は前記マトリクスは光反応物質（１４８）を含む、放射する工程と、
前記発色団（１５０）に入射した前記活性化波長に応じて、前記光反応物質（１４８）における反応を誘発する工程と、
前記光反応物質（１４８）における反応に応じて、前記マトリクス屈折率を変化させる工程と、
センサを使用して、前記複合構造（１０２）のパラメータを感知することと、
前記パラメータを表すセンサ信号を前記光源（１８０）へ伝送することと、
前記センサ信号に基づいて、前記光反応物質（１４８）における反応を誘発し、前記複合構造（１０２）の光学透過性を基準透過レベルと同じレベルに維持する量だけ前記マトリクス屈折率を変化させるように前記光源（１８０）が光を放射するように、前記光源（１８０）を調整することと
を含む方法。
【請求項１３】
前記光反応物質（１４８）が、感光性発色団（１５０）である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記光を放射する工程が、
対象の波長域内で、前記光反応物質（１４８）の前記マトリクス屈折率が前記繊維屈折率の約３％以内に維持されるように、一又は複数の活性化波長を放射することを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記マトリクス（１１４）と前記繊維（１１６）が、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトルにおいて光学的にほぼ透明である、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記複合構造（１０２）の外面はコーティング（１０８）を含み、前記方法が更に、
前記光を前記複合構造（１０２）の側端に放射することと、
前記コーティング（１０８）を使用して、前記複合構造（１０２）の長さ及び／又は幅に沿って前記光を内側に反射させることと、
前記光の内側反射に起因して、前記光が前記外面を透過するのを防ぐことと
を含む、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記複合構造（１０２）の外面はフィルタ（１１０）を含み、前記方法は更に、
前記複合構造（１０２）を、前記活性化波長を含有する周辺光にさらすことと、
前記フィルタ（１１０）を使用して、前記活性化波長が前記外面を通過し、前記複合構造（１０２）の内側に進入するのを防ぐことと
を含む、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記光反応物質（１４８）と前記光源（１８０）を使用して、前記繊維屈折率に環境誘発の変化が起こっている間、前記マトリクスのアッベ数が修正される又は維持されるように、前記マトリクス屈折率を調節する工程を更に含む、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して複合物に関し、より具体的には、繊維強化複合構造の透過性の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスには優れた光学的品質があるため、透過性物質として様々な用途に広く使用されている。例えば、光沢材として、又は建造物の建材として一般に一体型のガラスパネルが使用される。一体型のガラスパネルはまた、透過性物質として一般に様々なビークルの用途にも使用されている。残念ながら、ガラスは比較的高密度物質であり、また比較的壊れやすくもあるため、負荷下において耐亀裂性を得るのに十分な強度を有するガラスパネルを提供するには、比較的厚みを大きくする必要がある。
【０００３】
一体型のガラスパネルに関連する重量による不利益を避ける一つの試みとして、透過性物質をポリマー材料で作ることもできる。例えば、一体型のパネルを、例えばガラスよりも密度が低く、好適な光学特性を持つアクリル（例：プレキシグラス（登録商標））等の透過性ポリマーで形成することができる。残念ながら、アクリルの強度特性は比較的低いため、高い強度が要求される用途には好ましいものではない。
【０００４】
一体型のガラスパネルに関連する重量による不利益、及び一体型のポリマーパネルに関連する強度の制限を考慮し、製造業者は、透過性物質の強度と耐衝撃性を上げるために繊維で強化されたポリマー材料から透過性物質を製造してきた。残念ながら、繊維で強化されたポリマー材料の光学特性は、特定の環境要因から悪影響を受ける可能性がある。例えば、温度変化により、繊維強化ポリマー材料の光学的品質が低下しうる。
【０００５】
以上から明らかなように、当該技術分野では、温度変化により、繊維強化透過性物質の光学的品質を制御するシステム及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
透明な複合品に係る上述した必要は、一実施形態において、複合構造と光源を含みうるシステムを提供する本発明によって特に対処される又は緩和される。複合構造は、マトリクス屈折率を有するマトリクスと、マトリクスに組み込まれた複数の繊維と、マトリクス及び／又は繊維に含まれる光反応物質（１４８）とを含みうる。光源は、光反応物質における反応を誘発し、マトリクス屈折率に変化を起こさせる活性化波長の光を放射することができうる。
【０００７】
更なる実施形態では、対向する外面と側端を有する複合パネルを含むシステムが開示される。複合パネルは、マトリクス屈折率を有する、光学的にほぼ透明なマトリクスと、マトリクスに組み込まれた光学的にほぼ透明な複数の繊維とを含みうる。繊維及び／又はマトリクスは、感光性発色団を含みうる。光源は、側端上に、又は側端に向けてある波長の光を放射するように構成しうる。波長により、発色団における反応が誘発され、マトリクス屈折率に変化を起こさせることができる。
【０００８】
更なる実施形態では、複合構造のマトリクスの屈折率を調節する方法が開示される。本方法は、マトリクス屈折率を有するマトリクスと、マトリクスに組み込まれ、繊維屈折率を有する複数の繊維とを含有する複合構造に向かって光源から活性化波長の光を放射することを含みうる。マトリクス及び／又は繊維は光反応物質を含みうる。本方法は、光反応物質上に入射した活性化波長に応じて、光反応物質における反応を誘発することと、光反応物質における反応に応じて、マトリクス屈折率を変化させることとを含みうる。
【０００９】
本明細書に記載された特徴、機能及び利点は、本開示のさまざまな実施形態において独立して達成可能であり、又は、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解可能である更に他の実施形態において組み合わされてもよい。
【００１０】
本開示のこれらの特徴及びその他の特徴は、図面を参照することでより明確になり、図面では、その全体を通じて類似の番号は類似の部品を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】マトリクス内及び／又は繊維内に含まれる感光性発色団を含有する繊維強化複合構造を含み、発色団における反応を誘発し、マトリクス屈折率に変化を起こさせる活性化波長を放射する光源を含むシステムのブロック図である。
【図２】マトリックス内に組み込まれ、個々の粒子として概略的に示される発色団を含む複数の強化繊維を含む複合構造の一例の斜視図であり、マトリックスはマトリックス屈折率を有し、繊維は繊維屈折率を有しており、発色団における反応を誘発するために、複合構造の側端に向けて光を放射する光源を更に示す。
【図３】繊維、マトリクス、及び発色団を示す図であって、複合構造の温度、機械的ひずみ、及び／又は透過性レベルの変化に対して調節するために光源によって放射される光を調節するために光源へフィードバックする、複合構造にオプションとして装着された温度センサ、ひずみセンサ、及び／又は透過性センサを更に示す、図２のシステムの断面図である。
【図４】アゾベンゼン分子上への活性化波長の入射に応じて、非活性化状態（左側）及び活性化状態（右側）にあるアゾベンゼン分子として構成された発色団の一例を示す図である。
【図５】発色団が非活性化されている時の温度変化によるマトリクスと繊維の屈折率の不一致を示し、発色団が活性化されている時にマトリクスと繊維の屈折率がより密接に一致しているところを更に示す、所定の波長対温度における屈折率のグラフである。
【図６】第１の光源が、複合構造の側端に向かって第１の波長の光を放射している様子を示す、第１の光源及び第２の光源を含有するシステムの断面図である。
【図７】第２の光源が、複合構造の側端に向かって第２の波長の光を放射している様子を示す、システムの断面図である。
【図８】複合構造の内部の長さ及び／又は幅に沿って光源からの光を内部に反射させるため、複合構造の外面上にコーティングを有するシステムの断面図である。
【図９】活性化波長の周辺光が複合構造を通過して発色団を活性化させるのを防ぐために、複合構造の外面上にフィルタを有するシステムの断面図である。
【図１０】複合構造のマトリクスの屈折率を調節する方法の一又は複数の工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、本発明の好ましい実施形態及び様々な実施形態を例示的に示す図面を参照する。図１は、複合構造１０２、及び複合構造１０２に向かって光１８２を放射する光源１８０を含むシステム１００のブロック図である。複合構造１０２は、ポリマーマトリクス１１４と、マトリクス１１４に組み込まれた複数の強化繊維１１６とからなりうる。繊維１１６は、繊維屈折率２００を有しうる。マトリクス１１４は、マトリクス屈折率２０２を有しうる。マトリクス１１４及び／又は繊維１１６には、マトリクス１１４の屈折率に変化を起こさせるために光反応物質１４８における反応を誘発するため、光源１８０によって放射されうる光１８２の一又は複数の波長に良く反応しうる光反応物質１４８が含まれうるため、有益である。一例では、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６には、マトリクス１１４の屈折率に変化を起こさせるように発色団１５０における反応を誘発するため、光源１８０によって放射されうる光１８２の一又は複数の波長に良く反応しうる感光性発色団１５０が含まれうる。本明細書に開示される全ての実施形態において、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６には、一又は複数の種類の光反応物質１４８が含まれうる、及び／又は、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６には、一又は複数の種類の発色団１５０が含まれうる。幾つかの例では、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６には、光反応物質１４８が含まれうるが、発色団１５０は含まれない場合がある。
【００１３】
光源１８０を、繊維屈折率２００の環境誘発の変化を補正する又は調節する手段として、マトリクス１１４の屈折率に変化を起こさせるために光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発する光１８２を放射するように構成することができる。例えば、マトリクス屈折率２０２の光誘発の変化により、複合構造１０２の温度変化が原因で起こりうる繊維屈折率２００の熱誘発の変化を補正することができる。別の例では、マトリクス屈折率２０２の光誘発の変化により、静的及び／又は動的負荷下の複合構造１０２の機械的ひずみが原因で起こりうる繊維屈折率２００の機械的に誘発された変化を補正する又は調節することができる。
【００１４】
システム１００はオプションとして、複合構造１０２の環境誘発の変化を感知するように構成された一又は複数のセンサ（例：図３参照）を含みうる。例えば、システム１００は、複合構造１０２の温度を感知するように構成された一又は複数の温度センサ１２６を含みうる、及び／又は、システム１００は、複合構造１０２の機械的ひずみを感知する一又は複数のひずみセンサ１３０を含みうる。上記センサは、光源１８０が、感知された複合構造１０２の環境変化に関連する又は比例する量だけマトリクス屈折率２０２に変化を起こさせるために光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発するような光１８２を放射することが可能になるように、光源１８０へ伝送しうるセンサ信号１２８、１３２（図３）を生成することができる。
【００１５】
例えば、複合構造１０２が、所定の温度又は温度範囲における赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル等の対象の波長域内で光学的にほぼ透明なマトリクス１１４及び繊維１１６でできているところでは、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０に入射する光源により放射された波長によって誘発されるマトリクス屈折率２０２の変化は、発色団がない複合構造に対して、複合構造１０２が光学的にほぼ透明のまま保たれる温度範囲及び／又はひずみ範囲をそれぞれ拡張する手段として、マトリクス屈折率２０２の熱誘発の変化及び／又は機械的に誘発された変化を補正する又は調節することができる。上述したように、繊維強化ポリマーマトリクス複合構造１０２の温度変化により、繊維１１６に対するマトリクス１１４の屈折率ｎの差に起因して、複合構造１０２の光学的品質が低下しうる。発色団１５０が非活性化状態１６０（図４）にある時に、入射光の所定の波長λに対する所定の温度一致点Ｔに対しておおむね同じ、又はほぼ等しい（例：互いの約１０％以内の）屈折率ｎを有する繊維１１６物質及びマトリクス１１４物質をオプションとして選択することができるが、繊維１１６及びマトリクス１１４の屈折率の温度係数ｄｎ（λ／Ｔ）／ｄＴの差により、後に更に詳しく説明するように、複合構造１０２の温度が温度一致点から分岐する（例：温度一致点に対して上昇する又は下降する）に従って、２つの物質の屈折率が変化しうる（例：差が広がりうる）。
【００１６】
光反応物質１４８及び／又は発色団１５０は、光源１８０によって活性化される、又は更に励起されると、例えば複合構造１０２の温度及び／又は機械的ひずみの変化等の、複合構造１０２上に作用する環境因子に起因してマトリクス屈折率２０２が変化した際に、繊維屈折率２００とほぼ一致するように又は繊維屈折率２００に近づくように（例：１０％以内、更に好ましくは０．１％以内）マトリクス屈折率２０２を調整する手段を提供することに利点がある。例えば、光源１８０を、対象の波長域内の周辺光１２２（図９）に対し、また複合構造１０２の所定の温度範囲に対して、マトリクス屈折率２０２が繊維屈折率２００の約１０％未満以内に維持されるように、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を最初に活性化させる又は更に励起させる一又は複数の波長を放射するように構成することができる。一実施形態では、光源１８０を、複合構造１０２の約−６５°Ｆ〜２２０°Ｆの温度範囲に対し、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル内の繊維屈折率２００の約３％以内にマトリクス屈折率２０２が維持されるように、発色団１５０を活性化させる及び／又は更に励起させる一又は複数の波長の光１８２を放射するように構成することができる。幾つかの例では、光源１８０を、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル内の繊維屈折率２００の約０．１％以内にマトリクス屈折率２０２が維持されるように、発色団１５０を活性化させる及び／又は更に励起させる一又は複数の波長の光１８２を放射するように構成することができる。
【００１７】
対象の波長域内で光学的にほぼ透明な複合構造１０２において、光源１８０による光反応物質１４８及び／又は発色団１５０の活性化により、複合構造１０２が光学的にほぼ透明のまま保たれうる範囲が拡張されうる。例えば、所定の温度又は温度範囲に対し、可視スペクトル及び／又は赤外線スペクトルにおいて光学的にほぼ透明である複合構造１０２では、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０の活性化により、複合構造１０２の光透過レベルを比較的高く、そして複合構造１０２を通る周辺光１２２のひずみを小さく維持することが可能になり、複合構造１０２が光学的にほぼ透明のまま保たれる有用な動作温度又は温度範囲を効率的に拡張することができる。しかしながら、他の例では、プライバシー保護の目的等で、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を光源１８０によって活性化して、光学的に透明な複合構造１０２を半透明にすることができる。
【００１８】
図２に、複合構造１０２の周囲に沿って対向する外面１０６及び側端１１２を有するパネル１０４として構成される繊維強化ポリマーマトリクス複合構造１０２を含むシステム１００の一例を示す。幾つかの例では、複合構造１０２を、フロントガラス、窓、キャノピー、膜、又は陸上ビークル等のビークル、航空機等の飛行ビークル、及び／又は宇宙ビークルの構造パネル等の透過性物質として構成することができる。おおむね四角形又は長方形を有するパネル１０４として示したが、複合構造１０２を、様々な異なるサイズ、形状及び構成の内の任意の一つにおいて提供することができ、複合構造１０２は、図２に示すようにおおむね平坦な又は平面の外面１０６を含むことができる、又は複合構造１０２は、一又は複数の複合曲率の外面（図示せず）を含むことができる。幾つかの例では、複合構造１０２を、建造物又は他の構造の透過性物質、建築用パネル、又は構造パネル、及び／又は非構造品として構成することができる。しかしながら、複合構造１０２を、限定することなく、いかなる用途、システム、サブシステム、構造、装置及び／又はデバイスに使用するように構成することができる。
【００１９】
システム１００は更に、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６に含まれる光反応物質１４８及び／又は発色団１５０において反応を誘発する目的で、複合構造１０２の一又は複数の側端１１２又は側面に向かって光１８２を放射するように構成される一又は複数の光源１８０を含みうる。任意の一又は複数の光源１８０を、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、又は光反応物質１４８及び／又は感光性発色団１５０において反応を起こす波長を放射することができる他の種類の点灯装置として提供することができる。図２にパネル１０４の一側端１１２に対して間隔を置いて平行するように位置決めされた単一の光源１８０を示したが、システム１００は、複合構造１０２の任意の一又は複数の側端１１２又は側面に光源１８０を含むことができる。加えて、光源１８０によって放射される光１８２が、複合構造１０２に進入する前に別の媒体（例：空気）を通過することなく複合構造１０２に進入するように、一又は複数の光源１８０を、複合構造１０２の一又は複数の側端１１２又は側面に当接させて装着することができる。例えば、一方の光源１８０をパネル１０４の一側端１１２に隣接して位置決めすることができ、他方の光源１８０をパネル１０４の反対の側端１１２に位置決めすることができる。光反応物質１４８及び／又は発色団１５０の非活性化状態１６０（図４）から活性化状態１５８（図４）への遷移を起こさせるために、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発する活性化波長１８８又は波長域の光１８２を放射するように、一又は複数の光源１８０を構成することができる。光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を非活性化状態１６０から活性化状態１５８へ遷移させると、マトリクス屈折率２０２に変化が誘発されうる。
【００２０】
別の例では、システム１００には、発色団１５０の活性化状態１５８から非活性化状態１６０への遷移を起こさせるために、非活性化波長１９４又は波長域の光１８２を放射するように構成することができる一又は複数の光源１８０が含まれうる。幾つかの例においては、光源１８０を、活性化波長１８８によって起きたマトリクス屈折率２０２の変化を部分的に又は完全に逆行させる非活性化波長１９４の光１８２を放射するように構成することができる。更に別の例では、単一の光源１８０を、活性化波長１８８（図６）又は波長域の光１８２を放射するように構成することができ、単一の光源１８０を、一又は複数の非活性化波長１９４（図７）又は波長域の光１８２を放射するようにも構成することができる。
【００２１】
図３は、図２の複合構造１０２と光源１８０の断面図である。ポリマーマトリクス１１４内に組み込まれた強化繊維１１６を含むことができ、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６に光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を含む複合構造１０２の側端１１２に向かって光１８２を放射する光源１８０が示されている。強化繊維１１６は、マトリクス１１４内の層１２０に配置されうる。幾つかの例では、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を繊維１１６自体に含めることができる。複合構造１０２は、層１２０又は繊維１１６のプライでできた複合積層体を含みうる。繊維１１６は、ポリマーマトリクス１１４を構造的に強化することができ、従って、複合構造１０２の機械的性能を改善することができる。例えば、強化繊維１１６により、繊維１１６の比較的高い引張強度と弾性係数に起因して、複合構造１０２の比剛性及び／又は比強度が改善されうる。繊維１１６とマトリクス１１４を形成することができる物質には、非限定的に、全ての好適な熱可塑性又は熱硬化性物質が含まれうる。熱可塑性材料には、フッ化炭素、ポリアミド、ポリエチレン、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、及びポリオキシメチレンのうちの少なくとも１つが含まれうる。熱硬化材料には、ポリウレタン、フェノール、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリエステル、及びエポキシのうちの少なくとも１つが含まれうる。一例では、繊維１１６はガラス繊維及び／又はポリマー繊維でありうる。
【００２２】
幾つかの例では、繊維１１６は、例えば赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル等の対象の波長域内で光学的にほぼ透明であってよい。図示した例では、繊維１１６は実質的に連続的又は単向性であってよく、細長い断面形状を有しうる。しかしながら、繊維１１６を丸い断面形状で、又は様々なその他の断面形状の内の任意の一つで提供することができる。例えば、一又は複数の繊維１１６は、多角形、四角形、正方形、三角形の断面形状、及びその他何らかの好適な断面形状を有しうる。更に、本発明のシステム１００及び方法は、連続的な繊維１１６に限定されない。例えば、複合構造１０２には、連続的な繊維、短繊維、ランダムに配向した繊維、ウィスカ、微粒子、及びその他の繊維配置が含まれうる。
【００２３】
繊維１１６の細長い断面形状には、互いにほぼ平行して配向しうる、対向する対の実質的に平面的な繊維面１１８が含まれうる。一方の繊維１１６の平面的な繊維面１１８が、複合構造１０２の他方の繊維１１６の平面的な繊維面１１８に平行に配向していてもよい。幾つかの例では、複合構造１０２の光学的性能を改善するために、平面的な繊維面１１８を、複合構造１０２の外面１０６に実質的に平行に配向させることができる。実質的に平面的な、平行する繊維面１１８と外面１０６により、光が曲面を通過する時に起こりうる光の散乱を最小限に抑えることができる。一実施形態では、繊維の厚みに対する繊維幅の比率として定義される比較的高い縦横比の細長い形状の繊維１１６を提供することができる。ある例では、縦横比は約３から約５００まで変動しうるが、繊維断面の縦横比はいかなる値であってもよい。平面的な繊維面間の繊維の厚みの範囲は、約５〜５０００ミクロンであってよいが、他の繊維の厚みも考えられる。
【００２４】
図３において、繊維１１６は、各層１２０の繊維１１６が互いにおおむね平行に配向している単向性繊維１１６として示されている。一方の層１２０の繊維１１６が他方の層１２０の繊維１１６に垂直に配向しているプライ交差構成に配置された複合構造１０２の繊維１１６が示されている。しかしながら、繊維１１６は、複合構造１０２の他の層１２０の繊維１１６に対して様々な角度（例：１５°、２２．５°、４５°、６０°等）の内の任意の角度に配向していてよく、図示したプライ交差構成に限定されない。更に、層１２０の内の任意のある層の繊維１１６を、互いに非平行に配向させることができる。ある例では、一又は複数の層１２０には、織布配置が含まれうる。また更に、一又は複数の層１２０には、層の面内方向に沿って曲る配向繊維（図示せず）が含まれうる。繊維１１６の層１２０を四つ（４）有する複合構造１０２を示したが、任意の数の層１２０を提供することができる。例えば、複合構造１０２は、単一層１２０の繊維１１６又は十以上の層１２０の繊維１１６を含有しうる。
【００２５】
図３に更に、複合構造１０２の一又は複数の環境パラメータを感知するように構成されたセンサを示す。各センサは、光源１８０に通信可能に接続されうる。一又は複数のセンサを、複合構造１０２の、例えば外面１０６の一方又は両方等に装着することができる。センサを、複合構造１０２の内側に組み込むこともできる。各センサは光源１８０に、複合構造１０２の一又は複数の環境パラメータを表すセンサ信号を伝送することができる。光源１８０を、発色団１５０における反応を誘発又は修正して、マトリクス１１４の屈折率に変化を起こさせるために、一又は複数のセンサ信号に応じて放射光１８２を調整するように構成することができる。
【００２６】
例えば、センサ信号に応じて、光源１８０は、複合構造１０２の基準透過レベルに対して、複合構造１０２の光学透過性を同じレベルに維持する量だけマトリクス屈折率２０２を変化させるために、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発する波長及び／又は強度の光１８２を放射することができる。基準透過レベルを、例えば室温等の基準温度における複合構造１０２の透過レベルとして表すことができる。別の例では、基準透過レベルは、マトリクス１１４と繊維１１６の屈折率が所定の波長に対して実質的に等しい温度一致点における複合構造１０２の透過レベルとして表すことができる。例えば、基準透過レベルは、複合構造１０２の機械的負荷がゼロ（例：ひずみゼロ）の時の、室温における可視スペクトル内の複合構造１０２の透過レベルであってよい。
【００２７】
一例において、光源１８０は、マッチポイント温度（例：図５参照）等の既定の閾値温度を超える、又は閾値温度変化を超える複合構造１０２の温度変化を表す温度信号１２８を受信すると作動しうる。別の例では、光源１８０は、既定の閾値ひずみレベルに対し、又は複合構造１０２の非負荷状態（例：ひずみゼロ）に対して、複合構造１０２がさらされうる機械的負荷に応じ、複合構造１０２に機械的ひずみが起きていることを示すひずみ信号１３２を受信すると作動しうる。幾つかの例では、光源１８０は、センサ信号を受信した時に、初期の活性化波長１８８の光１８２を放射しうる。別の例では、光源１８０は、活性化波長１８８の光１８２をすでに放射していて、複合構造１０２の環境パラメータ（例：温度、ひずみ）の更なる変化を示すセンサ信号を受信した時に、光源１８０は、マトリクス屈折率２０２に加わった環境誘発の変化を補正する又は調節するように放射光１８２を修正することができ、これにより、マトリクス屈折率２０２が繊維屈折率２００と実質的に等しく（例：１０％以内に、又は更に好ましくは０．１％以内に）維持される。
【００２８】
また更なる例において、システム１００には、所定温度における複合構造１０２の基準透過レベル（例：室温における可視スペクトルにおいて実質的に１００％光学的に透明である）に対して複合構造１０２全体の透過レベルを感知するように構成された一又は複数の透過性センサ（図示せず）が含まれうる。上記透過性センサは、透過レベルを表す信号を伝送することができ、光源１８０は、信号を受信することができ、また透過レベルの変化（例：低下）を補正する又は調節して、マトリクス屈折率２０２を繊維屈折率２００に対してある値に維持し、複合構造１０２を基準透過レベルに戻す又は維持するように放射光１８２を修正させることができる。この点について、システム１００には、繊維屈折率２００における環境誘発の変化の原因に関わらず、複合構造１０２の最大光学的透過性を維持する、又は光学的透過性を基準透過レベルの既定範囲内（例：１０％以内）に維持するために、光源１８０によって放射される光１８２に必要とされる変化を単純に加えるために、一又は複数の光源１８０と協働しうる一又は複数のセンサ（例：温度センサ１２６、ひずみセンサ１３０、透過レベルセンサ）が含まれうる。
【００２９】
例えば、温度センサ１２６は、一致温度に対する複合構造１０２の温度の上昇を感知することができ、温度の上昇を表す温度信号１２８を生成することができる。温度センサ１２６は、熱電対、抵抗温度検出器、パイロメータ測定熱放射、又はその他の接触又は非接触温度センサであってよい。光源は、温度信号１２８を受信すると、マトリクス屈折率２０２を変更するために感光性発色団１５０の励起レベルが修正されるように、放射光１８２の強度（例：大きさ）及び／又は波長を変化（例：増加又は減少）させることができ、これにより、マトリクス屈折率２０２が修正されて、繊維屈折率２００と実質的に一致し（例：約１０％以内）、マトリクス屈折率２０２が熱的誘発により変化しても、複合構造１０２の光学的透過性が維持されうる。
【００３０】
同様に、複合構造１０２には、複合構造１０２の一又は複数の外面１０６に装着された、及び／又は複合構造１０２内に組み込まれたひずみゲージ等の一又は複数のひずみセンサ１３０が含まれうる。ひずみセンサ１３０を、複合構造１０２の機械的ひずみの変化を測定する又は感知するように構成することができる。ひずみセンサ１３０は、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０の励起レベルを修正し、これにより、マトリクス屈折率２０２を修正して繊維屈折率２００と実質的に一致させて、マトリクス屈折率２０２のひずみにより誘発された変化を補正する又は調節するために、光源へ伝送され、且つ光源１８０に放射光１８２の強度及び／又は波長の調節をさせうる又は変化を起こさせうるひずみ信号１３２を生成することができる。更なる実施形態では、システム１００には、複合構造１０２の光学的透過性を測定して、光源１８０に放射光１８２の強度及び／又は波長の調節をさせて、基準透過レベルを維持するために、光源１８０に信号を伝送しうるように構成される光学センサが含まれうる。
【００３１】
幾つかの例では、センサ及び／又は光源１８０は協働して、光源１８０に、マトリクス屈折率２０２に比例した変化を起こさせるように複合構造１０２の温度変化に比例して変動する光度の光１８２を放射させることができる。例えば、光源１８０を、複合構造１０２の温度の上昇に比例して増加した強度の光１８２を放射するように構成することができ、これにより、マトリクス屈折率２０２が比例して低下し、繊維屈折率２００の熱誘発の低下と実質的に一致するように光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応が誘発される。逆に、光源１８０は、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を介して、マトリクス屈折率２０２を比例して上昇させるように、複合構造１０２の温度の低下に比例して減少した強度の光１８２を放射することができる。
【００３２】
幾つかの例では、繊維１１６及びマトリクス１１４は個々に、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル等の対象の波長域内で光学的に透明であってよい。しかしながら、繊維１１６及びマトリクス１１４は、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル内での所定温度（例：室温）又は温度範囲において一致しない屈折率を有しうる。繊維１１６が、マトリクス１１４及び／又は繊維１１６に含まれる光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を有する複合構造１０２においてマトリクス１１４内に組み込まれている場合、複合構造１０２が光学的にほぼ透明になるように、光源１８０を、一又は複数の作動温度において繊維屈折率２００と実質的に一致するようにマトリクス屈折率２０２を調節する手段として、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を起こさせるためにシステム１００の作動中の任意の時点で作動させることができる。光源１８０は、複合構造１０２の温度又はひずみを感知する一又は複数のセンサ１２６、１３０からのフィードバックに基づいて放射光１８２を修正することができ、これにより、光源１８０は、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を起こして、複合構造１０２のその温度において繊維屈折率２００と実質的に等しくなるようにマトリクス屈折率２０２を調節するために、放射光１８２の強度及び／又は波長を調節することができる。
【００３３】
図４は、アゾベンゼン１５２分子として構成された発色団１５０の非限定的な例である。図４の左側に、非活性化状態１６０又はトランス状態１５４のアゾベンゼン１５２分子を示す。図４の右側に、活性化状態１５８又はシス状態１５６のアゾベンゼン１５２分子を示す。アゾベンゼン１５２分子は、光源１８０によって光１８２が放射された結果として光化学的にトランス状態１５４からシス状態１５６へと遷移しうる。アゾベンゼン１５２分子は熱的にトランス状態１５４へ戻りうる。アゾベンゼン１５２分子は、６３３ｎｍの波長において約０．３のポリマーマトリクスの屈折率に変化を誘発しうる。他の発色団１５０構成を、本明細書に開示されるシステム１００及び方法において実行することができる。例えば、上述したアゾベンゼン１５２分子に加えて、クマリン、フェニル、ノルボルナジエン、及びこれらの誘導体として発色団１５０を提供することができる。ノルボルナジエン基は、６３３ｎｍの波長において約０．０１のポリマーマトリクス１１４の屈折率に変化を誘発しうる。
【００３４】
本発明の図面には、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を個別の粒子として概略的に示したが、本明細書に開示されるシステム１００及び方法には、マトリクス１１４内に及び／又は繊維１１６自体の中に実質的に均一に分散された反応しない組成物として提供される光反応物質１４８及び／又は発色団１５０が含まれうる。一例では、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を、エポキシアミン系等のエポキシのマトリクス１１４構成成分と予め反応させてもよい。あるいは、ポリマーマトリクス１１４の主鎖と反応するように構成された反応基を有するリング構成の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を提供することができる。幾つかの例では、発色団１５０をマトリクス１１４に共有結合させることができる。本発明では、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を、所定の波長又は波長域の光の存在に反応し、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を含有するポリマーマトリクス１１４の屈折率の変化を誘発する任意の原子基として表すことができる。
【００３５】
複合構造１０２には、２種類以上の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を含有するマトリクス１１４が含まれうる。例えば、マトリクス１１４には、第１の種類の発色団１６２（図３）及び第２の種類の発色団１６４（図３）が含まれうる。第１の種類の発色団１６２を、第１の活性化波長１８８が第１の種類の発色団１６２に入射するように、光源１８０によって放射される第１の活性化波長１８８に応じて、マトリクス屈折率２０２に変化を光で誘発するように構成することができる。第２の種類の発色団１６４を、第２の種類の発色団１６４に入射する、光源１８０によって放射される第２の活性化波長１８８に応じて、マトリクス屈折率２０２の変化を光で誘発するように構成することができる。例えば、第１の活性化波長１８８は第１の種類の発色団１６２に、マトリクス屈折率２０２の非活性化マトリクス屈折率から第１のマトリクス屈折率（図示せず）までの遷移を光により誘発させることができる。第２の活性化波長１８８は第２の種類の発色団１６４に、マトリクス屈折率２０２の第１のマトリクス屈折率から第２のマトリクス屈折率（図示せず）までの更なる遷移（例：増加又は減少）を光により誘発させることができる。
【００３６】
幾つかの例では、繊維屈折率２００に環境誘発の変化が起こっている間、光源１８０及び光反応物質１４８及び／又は発色団１５０は協働してマトリクスのアッベ数を修正する又は維持するように、マトリクス屈折率２０２を変化させる又は調節することができる。本発明では、アッベ数は、測定波長の関数として物質の屈折率の変化を表す数として表すことができる。これについて、アッベ数は、物質の屈折率（ｎ）対波長（λ）の表示の曲がり量を表しうる。アッベ数が大きい物質は、波長の変化に対して屈折率の変化が比較的小さい可能性がある（例：屈折率対波長の表示における曲りが比較的小さい）。一方で、アッベ数が小さい物質は、波長の変化に対して屈折率の変化が比較的大きい可能性がある（例：屈折率対波長の表示における曲りが大きい）。
【００３７】
本発明のシステム１００及び方法を、光源１８０及び光反応物質１４８及び／又は発色団１５０が協働して、所定温度又は温度範囲における対象の波長域全体において互いの繊維屈折率２００とマトリクス屈折率２０２の差が既定範囲内に維持されるように、マトリクス１１４のアッベ数を維持するために、マトリクス屈折率２０２を変化させる又は調節するように構成することができる。一例において、光源１８０による初期の活性化及び／又は更なる励起のために光反応物質１４８及び／又は発色団１５０が複合構造１０２に含まれるように特に選択することができ、光源１８０は、繊維屈折率２００とマトリクス屈折率２０２が所定温度範囲（例：−６５〜２２０°Ｆ）における対象の波長域全体（例：赤外線及び／又は可視スペクトル全体）で、互いの３％以内に、更に好ましくは０．１％以内に維持されるように、マトリクス１１４のアッベ数を維持するために、マトリクス屈折率２０２を変化させる又は調節するように作動することができる。
【００３８】
図５は、（点線２００で示す）繊維物質の、また（実線及び破線で示す）ポリマーマトリクス物質の所定の波長対温度及び／又はひずみにおける屈折率のグラフである。実線２０４は、発色団が非活性化状態にあるポリマーマトリクス物質の屈折率を示す。破線２０６は、発色団が活性化状態にあるポリマーマトリクス物質の屈折率を示す。図示した例において、繊維及びマトリクスの屈折率は、マトリクス及び繊維の屈折率曲線の交点によって表されるように、対象の波長域内で少なくとも一つの温度一致点２１０において同一である。図から分かるように、繊維及びマトリクスの屈折率は、複合構造の温度が上昇する及び／又は機械的ひずみが増加するにつれ、低下する。図５に、温度が変化した時の、繊維物質（点線２００）と、非活性化状態の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０（実線２０４）を有するマトリクスの屈折率の不一致を示す。しかしながら、図５に、温度又はひずみの変化に応じた、繊維物質（点線２００）と、比例的に活性化状態の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０（破線２０６）を有するマトリクスの屈折率の実質的な一致を示し、この一致は、光源１８０（図３）から複合構造１０２（図３）に向かって活性化波長１８８（図３）の光１８２（図３）を放射することにより達成できる。
【００３９】
図６は、第１の光源１８４と第２の光源１９０とを含むシステム１００の断面図である。図示した第１の光源１８４は、第１の波長１８６の光１８２を複合構造１０２の側端１１２に向かって放射しているが、第２の光源１９０はいかなる光も放射していない。第１の光源１８４によって放射される第１の波長１８６は、一方向のマトリクス屈折率２０２に変化を起こさせるように光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発しうる活性化波長１８８であってよい。例えば、活性化波長１８８は、複合構造１０２の温度の上昇によって起きた繊維屈折率２００の熱誘発の低下を一致させる手段として、マトリクス屈折率２０２を低下させうる。別の例では、活性化波長１８８は、複合構造１０２の温度の低下によって起きた繊維屈折率２００の熱誘発の上昇を一致させる手段として、マトリクス屈折率２０２を上昇させうる。
【００４０】
図７は、第２の波長１９２の光１８２を複合構造１０２の側端１１２に向かって放射している第２の光源１９０と、いかなる光も放射していない第１の光源１８４を示すシステム１００の断面図である。第２の光源１９０によって放射される第２の波長１９２は、第１の光源１８４によって放射される活性化波長１８８によって誘発される変化とは反対方向のマトリクス屈折率２０２に変化を起こさせるように光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発するように構成されうる非活性化波長１９４であってよい。幾つかの例では、第２の光源１９０は、第１の光源１８４によってマトリクス１１４に誘発された屈折率の変化を完全に逆行させるために第２の波長１９２を放射するように構成することができる。別の例では、第２の波長は、第１の光源１８４によってマトリクス１１４に誘発される屈折率の変化を部分的に逆行させるのみであってよい。
【００４１】
更に別の例では、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０は、非活性化波長１９４による光誘発なしに、非活性化状態１６０へ自然に逆行させることができる。例えば、マトリクス１１４の発色団１５０は、活性化波長１８８が発色団１５０から除去された時に、熱運動に起因して非活性化状態１６０に部分的に又は完全に逆行しうる。活性化波長１８８の除去により、活性化波長１８８によって誘発された変化の反対方向のマトリクス屈折率２０２の変化を起こさせることができる。更に別の例では、複合構造１０２の温度を上昇させることによって、非活性化波長１９４による光誘発なしに、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を非活性化状態１６０に自然に逆行させることができる。これについては、活性化された発色団１５０を有する複合構造１０２の温度を上昇させ、発色団１５０が部分的に又は完全に非活性化され、及び／又はマトリクス屈折率２０２が所望の量だけ変化する（例：低下する）まで、既定の時間間隔の間保持することができる。
【００４２】
図８は、複合構造１０２が、複合構造１０２の外面１０６上にコーティング１０８を含む、システム１００の一例の断面図である。図示した例では、コーティング１０８を、パネル１０４の側端１１２によって囲まれた対向する外面１０６の両方に全体的に適用することができる。各コーティング１０８は、一又は複数の光源１８０によって複合構造１０２の一又は複数の側端１１２に向かって放射されうる活性化波長１８８及び／又は非活性化波長１９４を含む誘発波長を反射させるように構成された屈折率を有しうる。コーティング１０８により、複合構造１０２の外面１０６を介した周辺光１２２の伝送が可能になりうる。コーティング１０８を、光源１８０によって放射され、複合構造１０２の内側の長さ及び／又は幅に沿って伝送される光の誘発波長を内側に反射させるように構成することができる。これについて、コーティング１０８は、光源１８０から放射され複合構造１０２の内側を介して伝送される光１８２を含有することにより、放射光１８２が複合構造１０２の外面１０６を通過して複合構造１０２の内側から発せられる光の輝きとして観察されることがないようにする導波管として機能しうる。
【００４３】
図８では、対向する外面１０６の両方にコーティング１０８を示したが、複合構造１０２は一方の外面１０６にのみコーティング１０８を含むことができる、又はコーティング１０８を複合構造１０２の一又は複数の外面１０６の一部にのみ適用することができる。本発明において、コーティング１０８という語には、任意の種類の表面処理、溶液、フィルム、層、シート、又は光源１８０によって放射される光１８２の誘発（例：活性化及び／又は非活性化）波長を内側に反射させる又は導波する、複合構造１０２の一又は複数の外面１０６に適用されうる又は配置されうる、又は装着されうる又は隣接しうるその他のコーティング物質を含みうる。加えて、コーティング１０８は、グレア低減、撥水性、及び他の機能等の異なる機能を提供するために、複合構造１０２の一又は複数の外面１０６に適用しうるその他の層（図示せず）内に含まれうる。
【００４４】
幾つかの例において、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０に影響を与える、励起する、活性化する、又は非活性化するために、光源１８０によって放射される波長は、可視スペクトルの外及び／又は赤外線スペクトルの外であってよい。例えば、光源１８０によって放射される波長又は波長域は、周辺光１２２が可視スペクトル及び／又は赤外線スペクトルにある環境において使用が意図されるシステム１００の紫外線（ＵＶ）スペクトル内であってよい。しかしながら、光源１８０によって放射される一又は複数の波長は、周辺光１２２のスペクトル内でありうることも考えられる。
【００４５】
図９は、複合構造１０２が複合構造１０２の外面１０６にフィルタ１１０を含むシステム１００の断面図である。フィルタ１１０を、周辺光１２２の特定の周辺波長１２４が複合構造１０２に進入して、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を活性化させないように構成することができる。これについて、複合構造１０２の外面１０６上のフィルタ１１０を、活性化波長１８８又は非活性化波長１９４近辺の、又は活性化波長１８８又は非活性化波長１９４における周辺波長１２４が複合構造１０２に進入し、発色団１５０を非意図的に活性化させる又は非活性化させることがないように、阻害する、反射させる、吸収する、又はそれ以外に防止するように構成することができる。フィルタ１１０は、周辺光１２２の上記活性化及び／又は非活性化波長１８８、１９４が外面１０６を通過するのを防止し、複合構造１０２の内側に進入するのを防止しうる。これについて、光の活性化又は非活性化波長１８８、１９４を複合構造１０２の外面１０６からフィルタ処理して、周辺光１２２の残りの波長をフィルタ１１０を通過させることができる。
【００４６】
図１０は、複合構造１０２のマトリクス１１４の屈折率を調節する方法３００で実施されうる、一又は複数の工程を含むフロー図である。上述したように、マトリクス１１４は、マトリクス屈折率２０２と、マトリクス１１４に組み込まれた複数の繊維１１６とを有しうる。繊維１１６は、繊維屈折率２００を有しうる。マトリクス１１４には、一又は複数の種類の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０が含まれうる。マトリクス１１４及び繊維１１６は、可視スペクトル及び／又は赤外線スペクトルにおいて光学的にほぼ透明であってよく、これにより周辺光１２２が複合構造１０２を通過することができる。幾つかの例において、マトリクス屈折率２０２は、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を活性化させる前に、少なくとも一つの温度で所定の波長において繊維屈折率２００と実質的に等しい（例１０％以内）ものであってよい。他の例において、マトリクス１１４と繊維１１６の屈折率は初期（例：発色団１５０を活性化させる前）には、複合構造１０２の作動温度範囲でのいかなる波長域においても不一致でありうる。
【００４７】
本方法のステップ３０２には、光源１８０から活性化波長１８８の光１８２を放射することが含まれうる。上述したように、光源１８０は複合構造１０２の一又は複数の側端１１２に向かって光１８２を放射することができ、これにより、複合構造１０２内の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０に光１８２が作用する。光１８２は、光源１８０への電力の印加に応じて、光源１８０から放射されうる。あるいは、今活性化された光源１８０からの光１８２を、複合構造１０２の側端１１２に向かって当てることができる。上述したように、光源１８０は、発光ダイオード、レーザ、又はその他の光源構成であってよい。光源１８０からの放射光１８２は、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル外の活性化波長１８８の光であってよい。例えば、活性化波長１８８は紫外線スペクトルのものであってよい。
【００４８】
本方法のステップ３０４には、発色団１５０に入射する活性化波長１８８に応じて、発色団１５０における反応を誘発することが含まれうる。上述したように、光源１８０からの一又は複数の波長が光反応物質１４８及び／又は発色団１５０に作用すると、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０の非活性化状態１６０から活性化状態１５８への遷移が起こりうる。幾つかの例では、光源１８０からの光１８２を、現在活性化されている光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を更に励起させて、マトリクス屈折率２０２の更なる変化を達成するように構成することができる。更に他の例では、光源１８０からの光１８２を、光源１８０から放射された活性化波長１８８によって誘発されたマトリクス屈折率２０２の変化を部分的に又は完全に逆行させる手段として、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を部分的に又は完全に非活性化させるように構成することができる。
【００４９】
本方法のステップ３０６には、発色団１５０に作用する光源１８０からの光１８２に応じて、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０において誘発された反応に応じて、マトリクス屈折率２０２を変化させることが含まれうる。幾つかの例では、本方法には、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０のマトリクス屈折率２０２が、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトル内等、対象の波長域内で繊維屈折率２００の約１０％以内に維持されるように、光源１８０から一又は複数の活性化波長１８８を放射することが含まれうる。一例において、光源１８０を、発色団１５０のマトリクス屈折率２０２が約−６５°Ｆから約２２０°Ｆの温度範囲での可視スペクトル内の繊維屈折率２００の約３％以内、及び好ましくは約０．１％以内に維持されるように、一又は複数の波長を放射するように構成することができる。更なる例では、マトリクス１１４の屈折率を変化させるステップには、特別に選択された発色団１５０を使用することと、光源１８０からの光１８２を、マトリクス屈折率２０２を変化させ又は調節して、繊維屈折率２００の環境誘発の変化が起こっている間、マトリクス１１４のアッベ数を維持するように調整することとが含まれうる。例えば、光源１８０は、繊維屈折率２００の環境誘発の変化が起きている間、マトリクス１１４のアッベ数を繊維１１６のアッベ数の約１０％以内に維持するためにマトリクス屈折率２０２を調節するように、光１８２を放射することができる。
【００５０】
マトリクス屈折率２０２を、複合構造１０２における環境誘発の変化に比例して、光源１８０によって放射される光１８２の光度を調節する、調整する、又は変更することによって調節することができる。例えば、光源１８０によって放射される光１８２の強度を、複合構造１０２の温度の変化に比例して、変化させることができる。本方法は更に、マトリクス屈折率２０２を複合構造１０２の繊維屈折率２００の既定範囲内に維持する手段として、光源１８０によって放射される光１８２の強度の変化に比例して、マトリクス屈折率２０２を変化させることを含みうる。例えば、光源１８０は、複合構造１０２の温度の上昇に比例して、高い強度の光１８２を放射して、マトリクス屈折率２０２に比例した変化を起こさせることができる。
【００５１】
本方法には、複合構造１０２の活性化された光反応物質１４８及び／又は発色団１５０に向かって非活性化波長１９４を光源１８０から放射することも含まれ得る。本方法には更に、活性化波長１８８によって誘発された変化と反対方向にマトリクス屈折率２０２の変化を起こさせるために、非活性化波長１９４を使用して、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発することが含まれ得る。例えば、活性化波長１８８は、マトリクス屈折率２０２の減少を起こさせるために、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を光誘発しうる。マトリクス屈折率２０２の上昇を起こさせることによって、活性化波長１８８の作用を逆行させる手段として非活性化波長１９４を放射することができる。
【００５２】
幾つかの例では、活性化波長１８８の作用を、活性化波長１８８を発色団１５０から除去することによって少なくとも部分的に逆行させ、活性化波長１８８が光反応物質１４８及び／又は発色団１５０から除去された時の熱運動に起因して、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を非活性化状態１６０へ自然に逆行させることができる。これについて、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を、非活性化波長１９４なしで、非活性化状態１６０へ逆行させることができる。このように、活性化波長１８８が除去された後に、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を非活性化状態１６０へ少なくとも部分的に戻すことができる。更に別の例では、本方法には、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０から活性化波長１８８を除去することと、複合構造１０２の温度を上昇させることと、上述の複合構造１０２の温度の上昇に応じて光反応物質１４８及び／又は発色団１５０を非活性化状態１６０へ自然に逆行させることとが含まれ得る。
【００５３】
マトリクス屈折率２０２の変化は、複合構造１０２の一又は複数の環境センサによって提供されるセンサ入力に応じて開始され得る。例えば、本方法には、複合構造１０２の少なくとも一つの環境パラメータを感知することと、パラメータを表すセンサ信号を光源１８０へ伝送することと、センサ信号に基づいて、複合構造１０２の光学透過性を基準透過レベルと同じレベルに維持する量だけマトリクス屈折率２０２を変化させるように光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発するために、光１８２を放射するよう光源１８０を調整することとが含まれ得る。基準透過性は、室温又はその他の温度における、及び／又は複合構造１０２上のひずみゼロにおける複合構造１０２の透過レベルであってよい。
【００５４】
複合構造１０２の環境状態を表す一又は複数のセンサ信号に基づいて、光源１８０によって放射される光１８２の光度を調節するために、光源１８０の出力を調整することができる。例えば、本方法には、温度センサ１２６を使用して、複合構造１０２の温度変化を感知することと、温度信号１２８を光源へ伝送することと、温度信号１２８に基づいて、繊維屈折率２００における熱誘発の変化が補正される又は調節されるようにマトリクス屈折率２０２を修正する量だけ光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発するような波長の光１８２を光源１８０が放射するように光源１８０を調整することとが含まれ得る。別の例では、本方法には、複合構造１０２の機械的ひずみの変化を感知することと、光源へひずみ信号１３２を伝送することと、ひずみ信号１３２に基づいて、マトリクス屈折率２０２におけるひずみ誘発の変化を補正するためにマトリクス屈折率２０２を修正する量だけ、光反応物質１４８及び／又は発色団１５０における反応を誘発するような波長の光１８２を放射するように光源１８０を調整することとが含まれ得る。
【００５５】
図８に示すように、複合構造１０２の一又は複数の外面１０６にはコーティング１０８が含まれ得る。本方法には、複合構造１０２の光反応物質１４８及び／又は発色団１５０に向かって光源１８０から光１８２を放射することと、コーティング１０８（複数可）を使用して、複合構造１０２の長さ及び／又は幅に沿って放射光１８２を内側に反射させることとが含まれ得る。コーティング１０８は、放射光１８２を内側に反射させることにより、放射光１８２が外面１０６を通って伝送されることを防ぐ屈折率を有しうる。各々コーティング１０８を有する対の対向する外面１０６を有するパネル１０４において、コーティング１０８により放射光１８２が内側に反射され、対向する外面１０６の間に含まれることができ、これにより、放射光１８２が外面１０６を通って複合構造１０２の外へ伝送されるのを防ぐことができる。
【００５６】
図８に示すように、複合構造１０２の一又は複数の外面１０６にはフィルタ１１０が含まれ得る。本方法には、複合構造１０２を活性化波長１８８を含む周辺光１２２（例：日光、月光、作業場の光等）にさらすことと、周辺光１２２によって光反応物質１４８及び／又は発色団１５０の活性化を回避する手段としてフィルタ１１０を使用し、活性化波長１８８が外面１０６を通過して、複合構造１０２の内側に進入することを防ぐこととが含まれ得る。これについて、周辺光１２２により発色団１５０が活性化されないように、複合構造１０２の外面１０６から周辺光１２２に存在しうる全ての活性化波長１８８をフィルタ処理することができる。
【００５７】
条項１．マトリクス屈折率を有するマトリクスと、
マトリクスに組み込まれており、繊維屈折率を有する複数の繊維と、
マトリクス及び／又は繊維中に光反応物質と、
光反応物質における反応を誘発して、マトリクス屈折率に変化を起こさせる活性化波長の光を放射することができる光源と
を含む複合構造
を備えるシステム。
【００５８】
条項２．マトリクス及び繊維は、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトルにおいて光学的にほぼ透明である、条項１に記載のシステム。
【００５９】
条項３．光源が、対象の波長域内でマトリクス屈折率が繊維屈折率の約３％以内に維持されるように、一又は複数の波長を放射するように構成される、条項１又は２に記載のシステム。
【００６０】
条項４．繊維屈折率に環境誘発の変化が起こっている間、マトリクスのアッベ数が修正される又は維持されるように、光反応物質と光源が協働してマトリクス屈折率を変化させる、条項項１から３に記載のシステム。
【００６１】
条項５．複合構造の外面上のコーティングを更に含み、
コーティングは、光源から複合構造の側端へ向かって入射光を内側に反射させるように構成された屈折率を有する、条項１から４に記載のシステム。
【００６２】
条項６．活性化波長の周辺光が外面を通過し、複合構造の内部に進入するのを防ぐように構成された外面上のフィルタを更に含む、条項１から５に記載のシステム。
【００６３】
条項７．光反応物質は、感光性発色団である、条項１から６に記載のシステム。
【００６４】
条項８．発色団は、ノルボルナジエン、アゾベンゼン、クマリン及びフェニル、及びこれらの誘導体の内の一つである、条項７に記載のシステム。
【００６５】
条項９．光源によって放射される波長が、可視スペクトル外である、条項１から８に記載のシステム。
【００６６】
条項１０．光源が、活性化波長と非活性化波長を放射するように構成されており、
活性化波長により、光反応物質における反応を誘発して、一方向のマトリクス屈折率に変化を起こさせ、
非活性化波長により、光反応物質における反応を誘発して、活性化波長によって誘発された変化と反対方向のマトリクス屈折率に変化を起こさせる、条項１から９に記載のシステム。
【００６７】
条項１１．波長により、光反応物質における反応を誘発して活性化状態にし、一方向のマトリクス屈折率に変化を起こさせ、
活性化波長が除去された時の熱運動に起因して、光反応物質が自然に非活性化状態に戻り、活性化波長によって誘発された変化とは反対方向のマトリクス屈折率に変化を起こさせる、条項１から１０に記載のシステム。
【００６８】
条項１２．活性化波長が除去され、複合構造の温度が上昇した時に、光反応物質が自然に非活性化状態に戻る、条項１１に記載のシステム。
【００６９】
条項１３．センサが、複合構造のパラメータを感知し、パラメータを表すセンサ信号を光源へ伝送するように構成されており、
光源により、センサ信号に基づいて複合構造の光透過性が維持されるように、光が調整される、条項１から１２に記載のシステム。
【００７０】
条項１４．マトリクス屈折率を有する、光学的にほぼ透明なマトリクスと、
マトリクスに組み込まれた光学的にほぼ透明な複数の繊維と、
マトリクス及び／又は繊維の感光性発色団と、
側端上にある波長の放射光を放射することができる光源とを含む、対向する外面と側端を有する複合パネルを備えるシステムであって、
波長により発色団における反応が誘発され、マトリクス屈折率に変化を起こさせる、システム。
【００７１】
条項１５．複合構造のマトリクスの屈折率を調節する方法であって、
マトリクス屈折率を有するマトリクスと、マトリクスに組み込まれ、繊維屈折率を有する複数の繊維とを含有する複合構造へ向かって光源から活性化波長の光を放射する工程であって、繊維及び／又はマトリクスは光反応物質を含む、放射する工程と、
発色団に入射した活性化波長に応じて、光反応物質における反応を誘発する工程と、
光反応物質における反応に応じて、マトリクス屈折率を変化させる工程と
を含む方法。
【００７２】
条項１６．光反応物質は、感光性発色団である、条項１５に記載の方法。
【００７３】
条項１７．光を放射する工程が、
対象の波長域内で光反応物質のマトリクス屈折率が繊維屈折率の約３％以内に維持されるように、一又は複数の活性化波長を放射することを含む、条項１５及び１６に記載の方法。
【００７４】
条項１８．対象の波長域は、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトルである、条項１７に記載の方法。
【００７５】
条項１９．可視スペクトルの外の活性化波長の光を放射するステップ
を更に含む、条項１５〜１８に記載の方法。
【００７６】
条項２０．マトリクス及び繊維が、赤外線スペクトル及び／又は可視スペクトルにおいて光学的にほぼ透明である、
条項１５〜１９に記載の方法。
【００７７】
条項２１．複合構造の外面はコーティングを含み、方法が更に、
光を複合構造の側端に放射することと、
コーティングを使用して、複合構造の長さ及び／又は幅に沿って光を内側に反射させることと、
光の内側反射に起因して、光が外面を透過するのを防ぐことと
を含む、条項１５〜２０に記載の方法。
【００７８】
条項２２．複合構造の外面はフィルタを含み、方法は更に、
複合構造を、活性化波長を含有する周辺光にさらすことと、
フィルタを使用して、活性化波長が外面を通過し、複合構造の内側に進入するのを防ぐことと
を含む、条項１５〜２１に記載の方法。
【００７９】
条項２３．光反応物質と光源を使用して、繊維屈折率に環境誘発の変化が起こっている間、マトリクスのアッベ数が修正される又は維持されるように、マトリクス屈折率を調節するステップを更に含む、条項１５〜２２に記載の方法。
【００８０】
条項２４．光源から非活性化波長を放射することと、
活性化波長によって誘発された変化の反対方向のマトリクス屈折率に変化を起こさせるために、非活性化波長を使用して、光反応物質における反応を誘発すること
とを更に含む、条項１５〜２３に記載の方法。
【００８１】
条項２５．発光団から活性化波長を除去することと、
活性化波長が光反応物質から除去された時の熱運動に起因して、光反応物質を自然に非活性化状態に戻すこと
とを更に含む、条項１５〜２４に記載の方法。
【００８２】
条項２６．光反応物質から活性化波長を除去することと、
複合構造の温度を上昇させることと、
複合構造の温度の上昇に応じて、光反応物質を自然に非活性化状態に戻すこと
とを更に含む、条項１５〜２５に記載の方法。
【００８３】
条項２７．センサを使用して、複合構造のパラメータを感知することと、
パラメータを表すセンサ信号を光源へ伝送することと、
センサ信号に基づいて、光反応物質における反応を誘発し、複合構造の光学透過性を基準透過レベルと同じレベルに維持する量だけマトリクス屈折率を変化させるよう光源が光を放射するように、光源を調整すること
とを更に含む、条項１５〜２６に記載の方法。
【００８４】
本開示の更なる修正及び改良が、当業者には明らかであろう。ゆえに、本書で説明され図示されている、部品の特定の組み合わせは、本開示のある特定の実施形態のみを表すことを意図しており、本開示の本質及び範囲に含まれる代替的な実施形態又は装置を限定する役割を果たすことは意図していない。
【符号の説明】
【００８５】
１００    システム
１０２    複合構造
１０４    パネル
１０６    パネルの外面に対向する外面
１０８    コーティング
１１０    フィルタ
１１２    側端
１１４    マトリクス
１１６    繊維
１１８    繊維面
１２０    繊維層
１２２    周辺光
１２４    周辺波長
１２６    温度センサ
１２８    温度信号  
１３０    ひずみセンサ
１３２    ひずみ信号
１４８    光反応物質
１５０    発色団
１５２    アゾベンゼン
１５４    トランス状態
１５６    シス状態
１５８    活性化状態
１６０    非活性化状態
１６２    第１の種類の発色団
１６４    第２の種類の発色団
１８０    光源
１８２    放射光
１８４    第１の光源
１８６    第１の波長
１８８    活性化波長
１９０    第２の光源
１９２    第２の波長
１９４    非活性化波長
２００    繊維屈折率
２０２    マトリクス屈折率
２０４    マトリクス屈折率  −  非活性化  −  実線
２０６    マトリクス屈折率  −  活性化  −  破線
２０８    温度
２１０    一致点  ［温度］
２１２    ひずみ
３００    図１０  −  方法
【図１】
0006749756.tif 000002
【図２】
0006749756.tif 000003
【図３】
0006749756.tif 000004
【図４】
0006749756.tif 000005
【図５】
0006749756.tif 000006
【図６】
0006749756.tif 000007
【図７】
0006749756.tif 000008
【図８】
0006749756.tif 000009
【図９】
0006749756.tif 000010
【図１０】
0006749756.tif 000011