ЖИДКОСТНЫЙ РЕЗЕРВУАР, УСТРОЙСТВО НАБЛЮДЕНИЯ ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ПОД ПОВЕРХНОСТЬЮ ЖИДКОСТИ И ОПТИЧЕСКАЯ ПЛЕНКА
LIQUID RESERVOIR, SIGHTING DEVICE FOR SIGHTING UNDER LIQUID SURFACE AND OPTICAL FILM

Область техники
Настоящее изобретение относится к жидкостным резервуарам, устройствам наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости и оптическим пленкам. В частности, настоящее изобретение относится к: жидкостному резервуару, например резервуару типа аквариум, и резервуару с измерителем объема жидкости, надлежащим образом используемому в качестве контейнера, внутренность которого можно наблюдать через прозрачную стенку; к устройству наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости, надлежащим образом используемому в качестве устройства наблюдения для подводного наблюдения; и к оптической пленке для жидкостного резервуара или устройства наблюдения.
Уровень техники
Жидкостный резервуар включает в себя аквариум или контейнер для наблюдения, и, в частности, широко используются резервуары для выращивания и разведения рыб и пр. в них. Такие резервуары обычно состоят из прозрачного материала. В резервуаре типа аквариум, содержащем воду 21, который показан на фиг.9, например, окружающий свет отражается на внешней и внутренней относительно наблюдателя стороне (внешней и внутренней поверхностях) прозрачной пластины (прозрачной стенки 11), и это не позволяет наблюдателю отчетливо наблюдать внутренность резервуара, а также делать четкие ее фотографии, ввиду отражения света вспышки. С целью отчетливого наблюдения аквариумных или пищевых рыб, выращиваемых или разводимых в резервуаре, снаружи, были проведены модификации и улучшения не только самого резервуара, например смотрового окна и прозрачной стенки, но и приспособлений для обслуживания, установленных на резервуаре, включая воздушный насос и приспособление для очистки.
Например, общеизвестно, что для более отчетливого наблюдения подводных объектов противоотражательная тонкая пленка наносится на внешнюю поверхность прозрачной стенки из стекла или оргстекла, образующей резервуар, или, альтернативно, противоотражательная пленка присоединяется к ней, что препятствует отражению окружающего света на внешней поверхности стенки (далее именуемому "отражением на внешней поверхности").
Что касается технологии для предотвращения отражения на границе раздела между содержимым резервуара и внутренней поверхностью стенки (внутри резервуара) (далее именуемого "отражением на внутренней поверхности"), помимо отражения на внешней поверхности, например, в патентном документе 1 описано, что, по меньшей мере, одна из прозрачных стенок, образующих резервуар, со стороны наблюдателя, имеет противоотражательную функцию на обеих своих поверхностях.
Примеры жидкостного резервуара также включают в себя резервуар, снабженный окном (смотровым окном), используемым в качестве измерителя объема жидкости, через которое можно наблюдать объекты, присутствующие в жидкости. Кроме того, в таком резервуаре отражение на внешней и внутренней поверхностях смотрового окна происходит в веществе вышеописанного резервуара, из-за чего наблюдатель испытывает трудности в точном измерении объема жидкости.
В резервуаре, где выращиваются и разводятся рыбы, необходимо минимизировать или полностью исключить прилипание водорослей к поверхности стенки, чтобы поддерживать поверхность стенки в чистоте и сохранять здоровье рыб, содержащихся в неволе. В качестве технологии для достижения этой цели, например, в патентном документе 2 раскрыта пленка, выстилающая водяной резервуар, снабженная клейким слоем, обладающим прозрачностью и водостойкостью, на одной поверхности прозрачной полимерной пленки, дополнительно, антиадгезионным листом или листом бумаги на его поверхности и средством отрыва для отрыва, по меньшей мере, одного конца антиадгезионного листа или бумаги.
Аналогично, в жидкостных резервуарах отчетливое наблюдение под поверхностью жидкости также затруднено в устройствах наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости, включающих в себя защитные очки и акваскопы. Например, в защитных очках может происходить отражение на поверхности линзы.
В качестве технологии предотвращения такого отражения от поверхности "микрорельефная структура", разновидность наноструктуры, известна в области оптических материалов. Микрорельефная структура включает в себя большое количество наноскопических конических выступов, сформированных, например, на поверхности прозрачной подложки. Согласно патентным документам 3-6 микрорельефная структура допускает непрерывное изменение показателя преломления от воздуха к прозрачной подложке, в результате чего падающий свет не распознает границу раздела в качестве оптической поверхности, что позволяет значительно уменьшить отражение света.
[Патентный документ 1]
Японская публикация Kokai №2003-319733
[Патентный документ 1]
Японская публикация Kokai № Hei-09-322674
[Патентный документ 1]
Японская публикация Kokai №2003-43203
[Патентный документ 1]
Японская публикация Kokai №2005-156695
[Патентный документ 1]
WO 2006/059686
[Патентный документ 1]
Японская публикация Kokai №2001-264520
Сущность изобретения
Когда оптические пленки, имеющие поверхность с наноструктурой, например микрорельефной структурой, используются под водой или другой жидкостью резервуара, жизнь под поверхностью жидкости, например микроорганизмы и водоросли, стремится прилипать к поверхности пленки. Это может выглядеть как пятна и ухудшать внешний вид и дополнительно приводить к снижению коэффициента пропускания. Например, когда используется микрорельефная структура 16, пятно 31, например, подводная жизнь, прикрепляется к признакам (микрорельефной структуры 16), как показано на фиг.10, и это пятно очень трудно удалить, например, даже вытирая тряпкой и пр., поскольку волокно 32 тряпки, в общем случае, гораздо больше, чем структура 16. Кроме того, в резервуаре, включающем в себя смотровое окно, или в устройстве наблюдения, которые включают в себя оптическую пленку, пятна легко прилипают к пленке, но с трудом удаляются с нее. Когда технология, раскрытая в патентном документе 2, используется как мера против этого пятна, антиадгезионный лист или лист бумаги для предотвращения этого пятна располагается на микрорельефной структуре, что не позволяет демонстрировать противоотражательную функцию, обеспечиваемую микрорельефной структурой. Кроме того, окружающий свет отражается на границе раздела между средами с разными показателями преломления, т.е. водой и антиадгезионным листом или бумагой, что сильно затрудняет наблюдение. Таким образом, при использовании наноструктуры, например микрорельефной структуры, для предотвращения отражения от поверхности аквариума или контейнера для наблюдения, необходима пленка с наноструктурой для предотвращения отражения от поверхности и дополнительного подавления пятен, которые возникают вследствие содержимого контейнера, и для облегчения удаления пятен. Кроме того, при использовании наноструктуры, например микрорельефной структуры, для противодействия отражению от поверхности устройства наблюдения, необходима пленка с наноструктурой для предотвращения отражения от поверхности и дополнительного подавления прилипания пятен к прозрачному окну устройства наблюдения и для облегчения удаления пятен.
Технология патентного документа 1 не страдает от проблемы с пятнами, характерной для наноструктуры, поскольку вместо наноструктуры используется многослойная противоотражательная пленка. Однако эта многослойная структура приводит к ухудшению характеристики дисперсии по длине волны для противоотражательной пленки, обеспечивающей окрашивание отраженного света. Кроме того, в отличие от пленки с микрорельефной структурой, многослойная противоотражательная пленка не может уменьшать коэффициент отражения до такого уровня, при котором почти не происходит отражение от поверхности. Будучи размещена, например, на внутренней поверхности прозрачной стенки или внешней поверхности прозрачного окна многослойная противоотражательная пленка легко повреждается ударами рыб о стенку или окно. Таким образом, многослойная противоотражательная пленка обычно не отличается долговечностью. Как упомянуто выше, при использовании многослойной противоотражательной пленки для противодействия отражению от поверхности пленка должна обеспечивать дополнительно улучшенную видимость за счет подавления окрашивания и снижения коэффициента отражения и демонстрировать повышенную долговечность. Многослойная противоотражательная пленка является дорогостоящим материалом и требует усложненных этапов производства, из-за чего ей может недоставать универсальности.
Настоящее изобретение предложено исходя из вышеописанных ситуаций. Задачей настоящего изобретения является обеспечение жидкостного резервуара, устройства наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости и оптической пленки, причем все они должны иметь хорошие параметры видимости и долговечности и поддаваться простой очистке.
Авторы настоящего изобретения провели разнообразные исследования с жидкостным резервуаром, имеющим хорошие параметры видимости и долговечности, и поддающимся простой очистке, и с упомянутой микрорельефной структурой. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что следующих результатов можно добиться, когда не только микрорельефная структура, но и покрывающий ее защитный слой располагаются на внутренней поверхности прозрачной стенки, образующей резервуар. Во-первых, отражение от поверхности, в особенности, отражение на внутренней поверхности, можно заметно уменьшить, одновременно подавляя окрашивание. Во-вторых, увеличивается долговечность на внутренней поверхности резервуара. Наконец, внутреннюю поверхность резервуара можно легко очищать. Таким образом, авторы настоящего изобретения нашли решение вышеупомянутых проблем и пришли к настоящему изобретению.
Настоящее изобретение предусматривает жидкостный резервуар, имеющий прозрачную стенку, включающий в себя, на внутренней поверхности стенки,
первый микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, и
защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру, в этом порядке со стороны стенки. Этот жидкостный резервуар имеет хорошие параметры видимости и долговечности и поддается простой очистке. Кроме того, жидкостный резервуар можно изготавливать с гораздо более низкими затратами, чем при использовании других противоотражательных пленок, например многослойной противоотражательной пленки.
Жидкостный резервуар настоящего изобретения может включать или не включать в себя другие компоненты при условии, что он, по существу, включает в себя вышеупомянутые компоненты, и его конфигурация не имеет особых ограничений.
Ниже будут подробно представлены предпочтительные варианты осуществления жидкостного резервуара настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления можно надлежащим образом использовать совместно.
С целью значительного уменьшения отражения на внешней поверхности и дополнительного улучшения видимости предпочтительно, чтобы жидкостный резервуар дополнительно включал в себя, на внешней поверхности стенки, второй микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, причем второй микрорельефный слой располагается в области, обращенной к первому микрорельефному слою.
Для дополнительного повышения долговечности предпочтительно, чтобы защитный слой содержал фторсодержащий полимер. Фторсодержащий полимер, в общем случае, имеет показатель преломления от около 1,3 до около 1,4, благодаря чему показатель преломления защитного слоя, содержащего такой полимер, можно легко сделать, по существу, таким же, как у воды. То есть, в соответствии с этим, жидкостный резервуар, отвечающий настоящему изобретению, можно надлежащим образом использовать в качестве водяного резервуара.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости, которую нужно хранить в резервуаре. В соответствии с этим, результаты настоящего изобретения можно демонстрировать более убедительно.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у воды. В соответствии с этим, жидкостный резервуар, отвечающий настоящему изобретению, можно надлежащим образом использовать в качестве водяного резервуара.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, меньший, чем у прозрачной стенки и первого микрорельефного слоя. В соответствии с этим, прозрачная стенка и первый микрорельефный слой могут состоять из соответствующих подходящих материалов, и показатель преломления жидкости, которую нужно хранить в резервуаре, можно легко сделать, по существу, таким же, как у защитного слоя.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления от 1,28 до 1,38. В соответствии с этим, жидкостный резервуар, отвечающий настоящему изобретению, можно надлежащим образом использовать в качестве водяного резервуара.
Настоящее изобретение также предусматривает оптическую пленку, присоединенную к внутренней поверхности жидкостного резервуара, имеющего прозрачную стенку, причем пленка включает в себя микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру (далее именуемую "первой оптической пленкой настоящего изобретения"). Жидкостный резервуар настоящего изобретения можно легко и недорого обеспечить путем присоединения первой оптической пленки настоящего изобретения к внутренней поверхности прозрачной стенки.
Первая оптическая пленка может включать или не включать в себя другие компоненты при условии, что он, по существу, включает в себя вышеупомянутые компоненты, и его конфигурация не имеет особых ограничений.
Ниже будут представлены предпочтительные варианты осуществления первой оптической пленки настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления можно надлежащим образом использовать совместно.
Для дополнительного повышения долговечности предпочтительно, чтобы защитный слой содержал фторсодержащий полимер. Фторсодержащий полимер, в общем случае, имеет показатель преломления от около 1,3 до около 1,4, благодаря чему показатель преломления защитного слоя, содержащего такой полимер, можно легко сделать, по существу, таким же, как у воды. То есть, в соответствии с этим, жидкостный резервуар, включающий в себя первую оптическую пленку настоящего изобретения, присоединенную к нему, можно надлежащим образом использовать в качестве водяного резервуара.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости, которую нужно хранить в резервуаре. В соответствии с этим, результаты настоящего изобретения можно демонстрировать более убедительно.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у воды. В соответствии с этим, жидкостный резервуар, включающий в себя первую оптическую пленку настоящего изобретения, присоединенную к нему, можно надлежащим образом использовать в качестве водяного резервуара.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, меньший, чем у прозрачной стенки и у микрорельефного слоя. В соответствии с этим, прозрачная стенка и микрорельефный слой могут состоять из соответствующих подходящих материалов, и показатель преломления жидкости, которую нужно хранить в резервуаре, включающем в себя первую оптическую пленку настоящего изобретения, можно легко сделать, по существу, таким же, как у защитного слоя.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления от 1,28 до 1,38. В соответствии с этим, жидкостный резервуар, включающий в себя первую оптическую пленку настоящего изобретения, присоединенную к нему, можно надлежащим образом использовать в качестве водяного резервуара.
Настоящее изобретение также предусматривает устройство наблюдения, имеющее прозрачное смотровое окно под поверхностью жидкости,
причем устройство включает в себя, на внешней поверхности окна, первый микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру, в этом порядке со стороны окна. Это устройство наблюдения имеет хорошие параметры видимости и долговечности и поддается простой очистке. Кроме того, устройство наблюдения, включающее в себя такие слои, можно изготавливать с гораздо более низкими затратами, чем при использовании других противоотражательных пленок, например многослойной противоотражательной пленки.
Устройство наблюдения настоящего изобретения может включать или не включать в себя другие компоненты при условии, что он, по существу, включает в себя вышеупомянутые компоненты, и его конфигурация не имеет особых ограничений.
Ниже будут представлены предпочтительные варианты осуществления устройства наблюдения настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления можно надлежащим образом использовать совместно.
С целью заметного уменьшения отражения окружающего света на внутренней поверхности прозрачного окна для дополнительного улучшения видимости предпочтительно, чтобы устройство наблюдения дополнительно включало в себя, на внутренней поверхности окна, второй микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру,
причем второй микрорельефный слой располагается в области, обращенной к первому микрорельефному слою.
Для дополнительного повышения долговечности предпочтительно, чтобы защитный слой содержал фторсодержащий полимер. Фторсодержащий полимер, в общем случае, имеет показатель преломления от около 1,3 до около 1,4, благодаря чему показатель преломления защитного слоя, содержащего такой полимер, можно легко сделать, по существу, таким же, как у воды. То есть, в соответствии с этим, устройство наблюдения настоящего изобретения можно надлежащим образом использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости, которая должна контактировать с устройством. В соответствии с этим, результаты настоящего изобретения можно демонстрировать более убедительно.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у воды. В соответствии с этим, устройство наблюдения настоящего изобретения можно надлежащим образом использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, меньший, чем у прозрачного окна и первого микрорельефного слоя. В соответствии с этим, прозрачное окно и первый микрорельефный слой могут состоять из соответствующих подходящих материалов, и показатель преломления жидкости, которая должна контактировать с устройством, можно легко сделать, по существу, таким же, как у защитного слоя.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления от 1,28 до 1,38. В соответствии с этим, устройство наблюдения настоящего изобретения можно надлежащим образом использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Настоящее изобретение также предусматривает оптическую пленку, присоединенную к внешней поверхности устройства наблюдения, имеющего прозрачное смотровое окно под поверхностью жидкости,
причем пленка включает в себя микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру (далее именуемая "второй оптической пленкой настоящего изобретения"). Устройство наблюдения настоящего изобретения можно легко и недорого обеспечить путем присоединения второй оптической пленки настоящего изобретения к внешней поверхности окна.
Вторая оптическая пленка настоящего изобретения может включать или не включать в себя другие компоненты при условии, что он, по существу, включает в себя вышеупомянутые компоненты, и его конфигурация не имеет особых ограничений.
Ниже будут представлены предпочтительные варианты осуществления второй оптической пленки настоящего изобретения. Нижеследующие варианты осуществления можно надлежащим образом использовать совместно.
Для дополнительного повышения долговечности предпочтительно, чтобы защитный слой содержал фторсодержащий полимер. Фторсодержащий полимер, в общем случае, имеет показатель преломления от около 1,3 до около 1,4, благодаря чему показатель преломления защитного слоя, содержащего такой полимер, можно легко сделать, по существу, таким же, как у воды. То есть, в соответствии с этим, устройство наблюдения, включающее в себя вторую оптическую пленку настоящего изобретения, присоединенную к нему, можно надлежащим образом использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости, которая должна контактировать с устройством. В соответствии с этим, результаты настоящего изобретения можно демонстрировать более убедительно.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у воды. В соответствии с этим, устройство наблюдения, включающее в себя вторую оптическую пленку настоящего изобретения, присоединенную к нему, можно надлежащим образом использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, меньший, чем у прозрачного окна и микрорельефного слоя. В соответствии с этим, прозрачное окно и микрорельефный слой могут состоять из соответствующих оптимальных материалов, и показатель преломления жидкости, которая должна контактировать с устройством наблюдения, включающим в себя вторую оптическую пленку настоящего изобретения, можно легко сделать, по существу, таким же, как у защитного слоя.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления от 1,28 до 1,38. В соответствии с этим, устройство наблюдения, включающее в себя вторую оптическую пленку настоящего изобретения, присоединенную к нему, можно надлежащим образом использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Результат изобретения
Жидкостный резервуар и первая оптическая пленка настоящего изобретения могут обеспечивать жидкостный резервуар, имеющий хорошие параметры видимости и долговечности, и поддающийся простой очистке. В частности, использование жидкостного резервуара и первой оптической пленки настоящего изобретения позволяет заметно снижать окрашивание и повышать долговечность внутренней поверхности жидкостного резервуара и, дополнительно, позволяет легко очищать внутреннюю поверхность резервуара. Кроме того, показатель преломления защитного слоя можно легко сделать, по существу, таким же, как у жидкости, которую нужно хранить в резервуаре. В результате, можно заметно уменьшить отражение на поверхностях, в частности на внутренней поверхности резервуара. Кроме того, защитный слой и воздух обычно имеют разные показатели преломления, благодаря чему уровень жидкости в резервуаре можно легко определять путем наблюдения снаружи через прозрачную стенку.
Устройство наблюдения и вторая оптическая пленка настоящего изобретения могут обеспечивать устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости, имеющее хорошие параметры видимости и долговечности, и поддающееся простой очистке. В частности, использование устройства наблюдения и второй оптической пленки настоящего изобретения позволяет заметно снижать окрашивание и повышать долговечность внешней поверхности устройства наблюдения и, дополнительно, позволяет легко очищать внешнюю поверхность устройства. Кроме того, показатель преломления защитного слоя можно легко сделать, по существу, таким же, как у жидкости, которая должна контактировать с устройством. В результате, можно заметно уменьшить отражение окружающего света на поверхностях, в частности на внешней поверхности, устройства.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид, демонстрирующий жидкостный резервуар согласно примеру 1. Фиг.1(a) - общий вид в разрезе резервуара. Фиг.1(b) - увеличенный вид области (боковой поверхности), обведенной пунктирной линией на фиг.1(a).
Фиг.2 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий микрорельефный слой жидкостного резервуара согласно примеру 1.
Фиг.3 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий микрорельефный слой и защитный слой в жидкостном резервуаре согласно примеру 1.
Фиг.4 - пояснительный вид изменения показателя преломления в жидкостном резервуаре согласно примеру 1. Фиг.4(a) - вид сбоку в разрезе резервуара. Фиг.4(b) - график, демонстрирующий изменение показателя преломления на боковой поверхности резервуара.
Фиг.5 - схематический вид, демонстрирующий жидкостный резервуар согласно примеру 2. Фиг.5(a) - общий вид в разрезе резервуара. Фиг.5(b) - увеличенный вид области (боковой поверхности), обведенной пунктирной линией на фиг.5(a).
Фиг.6 - вид в перспективе, схематически демонстрирующий жидкостный резервуар согласно примеру 3.
Фиг.7 - пояснительный вид изменения показателя преломления в жидкостном резервуаре согласно примеру 3. Фиг.7(a) - вид в разрезе блока измерения объема жидкости жидкостного резервуара. Фиг.7(b) - график, демонстрирующий изменение показателя преломления в блоке измерения объема жидкости.
Фиг.8 - пояснительный вид микрорельефной структуры (вид, поясняющий принцип непрерывного изменения показателя преломления от поверхности и заметного уменьшения отражения на границе раздела). Фиг.8(a) - схематический вид, демонстрирующий микрорельефную структуру в поперечном сечении. Фиг.8(b) - изменение показателя преломления в структуре.
Фиг.9 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий традиционный резервуар типа аквариум.
Фиг.10 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий состояние, когда пятно прилипло к традиционной микрорельефной структуре.
Фиг.11 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости согласно примеру 4.
Фиг.12 - пояснительный вид изменения показателя преломления в устройстве наблюдения согласно примеру 4. Фиг.12(a) - вид в разрезе устройства. Фиг.12(b) - график, демонстрирующий изменение показателя преломления в устройстве.
Фиг.13 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий устройство согласно примеру 4 в соответствии с измененным примером.
Фиг.14 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий устройство согласно примеру 4 в соответствии с другим измененным примером.
Фиг.15 - вид в разрезе, схематически демонстрирующий устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости согласно примеру 5.
Фиг.16 - пояснительный вид изменения показателя преломления в устройстве примера 5. Фиг.16(a) - вид в разрезе устройства. Фиг.16(b) - график, демонстрирующий изменение показателя преломления в устройстве.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Настоящее изобретение более подробно объяснено ниже на основе вариантов осуществления и со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления.
В настоящем описании, когда один элемент имеет показатель преломления по существу, такой же, как у другого элемента, их показатели преломления не обязаны полностью совпадать и могут быть, по существу, одинаковы до такой степени, чтобы результаты настоящего изобретения могли проявляться.
В настоящем описании показатель преломления выражается как значение, измеренное на длине волны 589 нм (луч D) при комнатной температуре (25°C).
Вариант осуществления 1
Жидкостный резервуар варианта осуществления 1 имеет прозрачную стенку и, на внутренней поверхности стенки, первый микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру, располагающиеся в этом порядке со стороны стенки.
В резервуаре настоящего варианта осуществления хранится материал, содержащий, по меньшей мере, жидкость. Наблюдатель наблюдает содержимое резервуара, например, объекты под поверхностью жидкости (например, живые существа), уровень жидкости, саму жидкость снаружи через прозрачную стенку. Таким образом, резервуар настоящего варианта осуществления надлежащим образом используется как аквариум или резервуар для наблюдения, включающий в себя водяной резервуар и резервуар со смотровым окном.
Согласно настоящему варианту осуществления резервуара, первый микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, позволяет заметно уменьшать отражение света на границе раздела между первым микрорельефным слоем и защитным слоем (например, коэффициент отражения 0,1% или менее). Прозрачная стенка и жидкость (далее именуемая "жидким содержимым"), которую нужно хранить в резервуаре, обычно имеют разные показатели преломления. Материал первого микрорельефного слоя можно надлежащим образом выбирать из материалов, имеющих показатель преломления, по существу, такой же, как у прозрачной стенки. Материал для защитного слоя можно надлежащим образом выбирать из материалов, имеющих показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкого содержимого. В частности, первый микрорельефный слой обеспечивает совместимость показателя преломления с прозрачной стенкой, и защитный слой обеспечивает такую же совместимость с жидким содержимым. В результате, показатель преломления может непрерывно изменяться от жидкого содержимого до прозрачной стенки, благодаря чему отражение от внутренней поверхности в области ниже уровня жидкости можно заметно уменьшить (например, коэффициент отражения 0,1% или менее).
В патентном документе 6 раскрыта пленка противодействия отражению, которая включает в себя прозрачный слой, состоящий из вещества повышенной твердости, образованного путем отверждения полимерного состава ионизирующим излучением. На одной поверхности прозрачного слоя структура снабжена выступающей и углубленной частью, на которой сформировано большое количество наноскопических выступов и углублений с шагом короче длины волны света. Кроме того, слой (покрытие слой 4), состоящий из полимерного состава и имеющий показатель преломления, меньший, чем у прозрачного слоя, нанесен на наноскопические выступы и углубления. Также раскрыто, что для поверхностного слоя 4 используется материал с показателем преломления от 1,3 до 1,4. Однако на границе раздела между воздухом (показатель преломления 1) и этим поверхностным слоем 4 (показатель преломления 1,35) происходит отражение около 2%, например, когда слой 4 имеет показатель преломления 1,35. Таким образом, эта противоотражательная пленка не позволяет добиться уменьшения ненужного отражения.
Противоотражательный механизм, обеспечиваемый микрорельефной структурой, исключает условия λ/4 в отличие от использования многослойной противоотражательной пленки, что не позволяет почти полностью предотвратить окрашивание.
Жидкостный резервуар включает в себя защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру, помимо первого микрорельефного слоя, и материалы, имеющие хорошие параметры долговечности, можно надлежащим образом определять в качестве материала для защитного слоя. Соответственно, можно повысить долговечность внутренней поверхности резервуара.
Поскольку микрорельефная структура покрыта защитным слоем, можно препятствовать прилипанию пятен к микрорельефной структуре, откуда пятна трудно удалять. Форма участка, который должн контактировать с жидким содержимым (форма поверхности) защитного слоя, не имеет особых ограничений, и поэтому поверхность можно сделать более плоской, чем у микрорельефной структуры. Даже в случае прилипания к защитному слою пятна можно легко удалить с него.
Показатель преломления защитного слоя, по существу, такой же, как у жидкого содержимого, обычно отличается от показателя преломления воздуха. В области ниже уровня жидкого содержимого коэффициенты отражения соответствующих элементов сделаны, по существу, равными друг другу. В области выше уровня (в общем случае, в области, контактирующей с воздухом) показатели преломления соответствующих элементов не совпадают, и, в результате этого, происходит отражение на внутренней поверхности. На основании этого различия в появлении отражения от внутренней поверхности между областями под и над жидким содержимым позицию (уровень) жидкого содержимого можно легко определять путем наблюдения снаружи через прозрачную стенку.
Микрорельефную структуру настоящего изобретения можно формировать, например, путем нанесения УФ-отверждаемого полимера на пленку-основу или поверхность формы, прижатия пленки к форме, и отверждения полимерного покрытия УФ излучением через пленку-основу. Это позволяет создавать жидкостный резервуар очень недорого по сравнению с использованием других противоотражательных пленок, например, многослойной пленки (многослойной противоотражательной пленки), требующей дорогостоящих процессов, в том числе двух или более процессов покрытия, процессов осаждения и пр.
Предпочтительно, чтобы жидкостный резервуар включал в себя, на внешней поверхности прозрачной стенки, второй микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, причем второй микрорельефный слой расположен в области, обращенной к первому микрорельефному слою. Этот второй микрорельефный слой позволяет заметно уменьшать отражение на внешней поверхности (например, коэффициент отражения 0,1% или менее). В результате этого отражение в области, где первый и второй микрорельефные слои перекрываются друг с другом, можно дополнительно уменьшить. Первый и второй микрорельефные слои располагаются так, чтобы перекрывать друг друга в направлении наблюдения. Между первым и вторым микрорельефными слоями их форма, размер и положение могут быть одинаковыми или разными, но, предпочтительно, одинаковыми.
Местоположение первого и второго микрорельефных слоев и защитного слоя не имеет особых ограничений при условии, что наблюдатель может их видеть. Их примеры включают в себя боковую поверхность, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность резервуара. Первый и второй микрорельефные слои и защитный слой можно формировать поверх всей или части прозрачной стенки, но предпочтительно формировать на, по меньшей мере, участке, через который наблюдатель наблюдает содержимое резервуара. В частности, когда жидкостный резервуар настоящего варианта осуществления применяется там, где направление наблюдения переопределяется, первый и второй микрорельефные слои и защитный слой могут располагаться только на прозрачной стенке, обращенной к наблюдателю, но не на всех стенках.
Микрорельефная структура не имеет особых ограничений при условии, что она включает в себя большое количество наноскопических выступов. В частности, микрорельефная структура включает в себя, но без ограничения, большое количество выступов, каждый из которых имеет имеющий высоту (глубину) 1 нм или более и менее 1 пкм (=1000 нм). В частности, микрорельефная структура, предпочтительно, включает в себя выступы, шаг (расстояние между вершинами соседних выступов) и высота которых меньше длины волны видимого света (от 380 нм до 780 нм), и, более предпочтительно, включает в себя, по существу, конические выступы, каждый из которых имеет шаг от 50 нм до 300 нм и высоту от 50 нм до 300 нм. Толщина каждого из первого и второго микрорельефных слоев, в общем случае, но без ограничения, составляет от около 1 мкм до 30 мкм.
Эта поверхностная структура обычно называется "микрорельефной структурой", и пленка с этой структурой известна как пленка со сверхнизким отражением, с коэффициентом отражения, например, 0,1% или менее для видимого света. На фиг.8 показан пояснительный вид микрорельефной структуры (вид, поясняющий принцип непрерывного изменения показателя преломления от поверхности и заметного уменьшения отражения на границе раздела). На фиг.8(a) показан схематический вид, демонстрирующий микрорельефную структуру в поперечном сечении. На фиг.8(b) показано изменение показателя преломления в микрорельефной структуре. На фиг.8 показан случай, когда микрорельефная структура контактирует с воздухом. Пленка, включающая в себя микрорельефную структуру, обычно имеет выступы 19, которые меньше длины волны видимого света (от 380 нм до 780 нм), как показано на фиг.8(a), и, согласно фиг.8(b), показатель преломления на границе раздела постепенно и непрерывно повышается от показателя преломления среды (воздуха) на поверхности пленки (показатель преломления воздуха равен 1,0) до значения, эквивалентного показателю преломления материала, образующего пленку (например, показатель преломления полимера первоначально составляет около 1,5). В результате, не существует, по существу, никакой границы перехода показателя преломления, и коэффициент отражения на границе раздела значительно снижается.
Микрорельефную структуру можно формировать путем наноимпринтинга, в том числе, УФ-наноимпринтинга и термического импринтинга. В частности, предпочтительно, алюминиевая подложка с наноскопическими полостями, сформированными на ее поверхности путем анодирования, используется в качестве формы. В частности, форму с наноскопическими полостями можно подготавливать путем фрезеровки внешней боковой поверхности конической или цилиндрической алюминиевой трубки, сформированной путем экструдирования, и попеременного повторения, например, трехкратного, анодирования и травления фрезерованной алюминиевой поверхности (внешней боковой поверхности). В соответствии с этим способом, предусматривающим анодирование, наноскопические углубления можно формировать в случайных местах с равномерным распределением, и бесшовные наноструктуры, необходимые для непрерывного производства, можно формировать на поверхности валика столбчатой или цилиндрической формы. Соответственно, бесшовные наноструктуры можно непрерывно переносить на обрабатываемое изделие (например, УФ-отверждаемую или термоотверждаемую полимерную пленку).
Материалы для первого и второго микрорельефных слоев не имеют особых ограничений. Предпочтительно, чтобы показатель преломления каждого из первого и второго микрорельефных слоев был, по существу, таким же, как у прозрачной стенки. В частности, разность показателей преломления между прозрачной стенкой и первым и вторым микрорельефными слоями, предпочтительно, составляет 0,05 (более предпочтительно, 0,03) или менее, и в этом случае отражение на обеих границах раздела может быть труднораспознаваемым.
Другие оптические характеристики первого и второго микрорельефных слоев не имеют особых ограничений и могут быть такими же, как у обычных микрорельефных пленок. Первый и второй микрорельефные слои, предпочтительно, прозрачны до такой степени, чтобы наблюдатель мог наблюдать содержимое резервуара. В частности, предпочтительно, чтобы: коэффициент пропускания света составлял 90% (более предпочтительно, 95%) или более; мутность составляла 10% (более предпочтительно, 1%) или менее; показатель преломления составлял от 1,45 до 1,55 (более предпочтительно, от 1,47 до 1,53).
Благодаря легкости подготовки первого и второго микрорельефных слоев посредством вышеупомянутого наноимпринтинга полимеры, которые можно отверждать энергичными пучками, например, электромагнитными волнами, например, УФ-светом и видимым светом, или термоотверждаемые полимеры предпочтительно использовать в качестве материала для первого и второго микрорельефных слоев.
Каждый из первого и второго микрорельефных слоев можно (1) формировать на прозрачной стенке с пленкой-основой между ними или можно (2) формировать непосредственно на прозрачной стенке.
Согласно варианту осуществления (1), предпочтительно использовать оптическую пленку, включающую в себя слой, содержащий микрорельефную структуру, и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру; и оптическую пленку, имеющую слой, содержащий микрорельефную структуру. В частности, можно использовать пленки массового производства, сформированные методом наноимпринтинга, что позволяет повышать темп производства жидкостных резервуаров настоящего варианта осуществления.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает такую оптическую пленку. Настоящий вариант осуществления предусматривает оптическую пленку (пленку для внутренней поверхности резервуара), присоединенную к внутренней поверхности жидкостного резервуара варианта осуществления 1, т.е. жидкостного резервуара, имеющего прозрачную стенку, оптическую пленку, включающую в себя микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру (вышеупомянутый первый микрорельефный слой), и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру (микрорельефную структуру вышеупомянутого первого микрорельефного слоя).
Пленка-основа поддерживает материал (например, УФ-отверждаемый или термоотверждаемый полимер) для (первого и/или второго) микрорельефного слоя на этапах производства. Предпочтительно, чтобы пленка-основа имела прозрачность и устойчивость к воде и растворителю (жидкому). Пленка-основа, предпочтительно, имеет показатель преломления, по существу, такой же, как у первого и второго микрорельефных слоев и прозрачной стенки. В частности, разность показателей преломления между ними, предпочтительно, составляет 0,05 или менее (более предпочтительно, 0,03 или менее), и, в этом случае, отражение на обеих границах раздела может быть труднораспознаваемым. С той же точки зрения, разность показателей преломления между соседними из этих элементов, предпочтительно, составляет 0,05 или менее (более предпочтительно, 0,03 или менее).
Другие оптические характеристики пленки-основы не имеют особых ограничений и могут быть такими же, как у основы для обычных оптических пленок. Пленка-основа, предпочтительно, прозрачна до такой степени, чтобы наблюдатель мог распознавать содержимое резервуара. В частности, предпочтительно, чтобы пленка-основа имела коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более, мутность 10% (более предпочтительно, 1%) или менее, и показатель преломления от 1,45 до 1,55 (более предпочтительно, от 1,47 до 1,53).
Оптическая пленка настоящего варианта осуществления, предпочтительно, является прозрачной пленкой, обладающей свойствами прозрачности, водостойкости и устойчивости к воде и растворителю (жидкому). Оптические характеристики всей оптической пленки настоящего варианта осуществления не имеют особых ограничений. Оптическая пленка, предпочтительно, прозрачна до такой степени, чтобы наблюдатель мог распознавать содержимое резервуара. В частности, предпочтительно, чтобы оптическая пленка имела коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более и мутность 10% (более предпочтительно 1%) или менее.
Конкретные примеры пленки-основы включают в себя ZEONOR от ZEON Corp., ARTON от JSR Corp., COC и TPX от Mitsui Chemicals, Inc. В качестве пленки-основы предпочтительно использовать олефиновые пленки. Толщина пленки-основы, в общем случае, но без ограничения, составляет от около 30 мкм до 100 мкм.
Согласно варианту осуществления (1), предпочтительно, чтобы оптическая пленка настоящего варианта осуществления имела пастообразный клей на поверхности пленки-основы, где отсутствует (первый или второй) микрорельефный слой. Пастообразный клей (клей) используется для легкого присоединения оптической пленки настоящего варианта осуществления к внутренней поверхности резервуара и, предпочтительно, обладает прозрачностью и водостойкостью. В частности, пастообразный клей можно наносить путем нанесения акрилового клея и пр. на одну поверхность пленки-основы общеизвестным способом, и толщину пасты можно определять надлежащим образом. Согласно варианту осуществления (1), оптическая пленка настоящего варианта осуществления может дополнительно включать в себя легкоотделяемую ламинирующую пленку на пастообразном клее.
Вариант осуществления (2) исключает использование таких элементов, как пленка-основа и пастообразный клей, что позволяет снизить стоимость жидкостного резервуара настоящего варианта осуществления. Не происходит ни отражения, ни снижения коэффициента пропускания света, обусловленных наличием пленки-основы и пастообразного клея, что приводит к дополнительному повышению видимости жидкостного резервуара. Вариант осуществления (2) можно обеспечить, например, путем нанесения УФ-отверждаемого или термоотверждаемого полимера непосредственно на прозрачную стенку с последующим переносом микрорельефных структур мягкой формы на полимерное покрытие с помощью вышеописанного наноимпринтинга.
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости (жидкого содержимого), которую нужно хранить в резервуаре. В соответствии с этим, результаты настоящего варианта осуществления можно демонстрировать более убедительно. В частности, разность показателей преломления между защитным слоем и жидким содержимым составляет 0,05 (более предпочтительно, 0,03) или менее. В этом случае, отражение на границе раздела между защитным слоем и жидким содержимым может быть труднораспознаваемым. Показатель преломления защитного слоя, предпочтительно, находится в диапазоне показателя преломления жидкого содержимого ±0,05 (более предпочтительно, ±0,03).
Предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, по существу, такой же, как у воды. В соответствии с этим, жидкостный резервуар настоящего варианта осуществления можно предпочтительно использовать в качестве резервуара для хранения воды, т.е. в качестве водяного резервуара. В частности, разность показателей преломления между защитным слоем и водой равна 0,05 (более предпочтительно, 0,03) или менее. В этом случае, отражение на границе раздела между защитным слоем и водой может быть труднораспознаваемым.
Показатель преломления воды равен около 1,33, и поэтому предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления от 1,28 до 1,38 (более предпочтительно, от 1,3 до 1,36) ввиду надлежащего использования жидкостного резервуара настоящего изобретения в качестве водяного резервуара.
Согласно настоящему варианту осуществления, прозрачные элементы, имеющие показатель преломления около 1,5, например стекло или прозрачный полимерный материал, можно предпочтительно использовать в качестве материала для прозрачной стенки. Кроме того, прозрачные элементы, имеющие показатель преломления около 1,5, например прозрачный полимерный материал, можно надлежащим образом использовать в качестве материала для первого микрорельефного слоя. Каждый из этих прозрачных элементов, в общем случае, имеет показатель преломления, больший, чем у жидкого содержимого (например, показателя преломления 1,33 воды). С целью формирования прозрачной стенки и первого микрорельефного слоя из соответствующих оптимальных материалов и чтобы можно было легко сделать показатель преломления жидкого содержимого, по существу, таким же, как у защитного слоя, предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, меньший, чем у прозрачной стенки и у микрорельефного слоя.
Другие оптические характеристики защитного слоя не имеют особых ограничений. Оптическая пленка, предпочтительно, прозрачна до такой степени, чтобы наблюдатель мог распознавать содержимое жидкостного резервуара. В частности, предпочтительно, чтобы: коэффициент пропускания света составлял 90% (более предпочтительно, 95%) или более; и мутность составляла 10% (более предпочтительно, 1%) или менее.
Предпочтительно, защитный слой содержит фторсодержащий полимер. В соответствии с этим, защитный слой может более надежно защищать микрорельефную структуру, которая обычно не недостаточно долговечна, в результате чего, долговечность жидкостного резервуара варианта осуществления 1 можно дополнительно повысить. Поскольку показатель преломления фторсодержащего полимера, в общем случае, составляет от около 1,3 до около 1,4, показатель преломления защитного слоя, содержащего фторсодержащий полимер, можно легко сделать, по существу, таким же, как у воды. То есть, в соответствии с этим, жидкостный резервуар настоящего варианта осуществления можно предпочтительно использовать в качестве водяного резервуара. Защитный слой можно формировать путем нанесения материала для защитного слоя на первый микрорельефный слой общеизвестным методом покрытия (включая распыление, центрифугирование, покрытие штампа, щелевое покрытие, и пр.), и высушивания покрытия при необходимости.
Фторсодержащий полимер - это полимер, включающий в себя фтор-углеродную связь, и сам полимер обладает водоотталкивающим свойством. CYTOP CTX809A от ASAHI Glass Co., Ltd., упомянут в качестве конкретного примера фторсодержащего полимера. Толщина защитного слоя, в общем случае, но без ограничения, составляет от около 1 мкм до около 5 мкм.
Прилипание защитного слоя может ухудшаться при использовании смоляного материала (полимерного материала) для первого микрорельефного слоя и нанесении фторсодержащего полимерного материала (фторопласта) на первый микрорельефный слой в качестве материала для защитного слоя. В связи с этим, предпочтительно, до нанесения материала защитного слоя, обработать поверхность первого микрорельефного слоя грунтовкой.
Плоскостность поверхности защитного слоя не имеет особых ограничений при условии, что она является более плоской, чем у микрорельефной структуры первого микрорельефного слоя. Предпочтительно, чтобы поверхность защитного слоя была настолько плоской, чтобы пятна на поверхности можно было удалять обычным методом мытья (например, вытиранием или трением) с помощью обычного инструмента (например, тряпки или щетки). Нет проблемы в том, что поверхность защитного слоя имеет плоскостность, которая допустима, когда защитный слой образуется из смоляного материала общеизвестным методом покрытия, например распыления, центрифугирования, покрытия штампа и щелевого покрытия.
Прозрачная стенка является прозрачной до такой степени, чтобы наблюдатель мог наблюдать через нее объекты под поверхностью жидкости, и может состоять из материала, который широко используется в обычных водяных резервуарах или окнах для наблюдения. В частности, предпочтительно, чтобы прозрачная стенка имела коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более и мутность 10% (более предпочтительно 1%) или менее. Показатель преломления прозрачной стенки, предпочтительно, но без ограничения, по существу, такой же, как у пленки-основы микрорельефного слоя или полимера, образующего микрорельефную структуру. В соответствии с этим, результаты настоящего варианта осуществления могут быть достаточно отчетливыми.
Примеры материала для прозрачной стенки включают в себя, но без ограничения, различные материалы типа стекла и прозрачные полимерные материалы (например, оргстекло). Такие материалы включают в себя те, которые широко используются для водяных резервуаров или смотровых окон.
Прозрачная стенка образует полностью или частично жидкостный резервуар настоящего варианта осуществления. В частности, прозрачная стенка может быть прозрачным окном.
При условии, что жидкостный резервуар является контейнером (контейнером для оценки или наблюдения), внутренность которого видна снаружи, его применение не имеет особых ограничений. В частности, предпочтительными являются резервуары типа аквариум, в котором выращиваются и разводятся рыбы, и резервуары, имеющие в качестве измерителя объема жидкости окно (смотровое окно), через которое наблюдается содержимое.
Жидкость (жидкое содержимое), хранящаяся в резервуаре, предпочтительно, контактирует, по меньшей мере, с частью защитного слоя. Разновидность и показатель преломления жидкого содержимого можно надлежащим образом определять согласно применению резервуара и не имеют особых ограничений. Предпочтительно, жидкое содержимое является водой. Содержимое резервуара не имеет особых ограничений жидкими материалами и включает в себя подводную жизнь, например рыбы и микроорганизмы, и декоративные растения.
Вариант осуществления 2
Устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости варианта осуществления 2 включает в себя прозрачное окно и, на внешней поверхности окна, первый микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру, располагающиеся в этом порядке со стороны окна.
Внешняя поверхность прозрачного окна означает поверхность на стороне, противоположной стороне наблюдателя.
Таким образом, в варианте осуществления 2 первый микрорельефный слой и защитный слой, упомянутые в варианте осуществления 1, нанесены на устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости. Вариант осуществления 2 упомянут ниже, в основном, со ссылкой на варианты осуществления и результаты, отличные от результатов варианта осуществления 1, и повторяющееся содержание будет опущено.
Устройство наблюдения настоящего варианта осуществления используется с, по меньшей мере, прозрачным окном, находящимся в контакте с жидкостью. Через это прозрачное окно наблюдатель наблюдает объекты под поверхностью жидкости.
Устройство наблюдения настоящего варианта осуществления включает в себя первый микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, благодаря чему отражение на границе раздела между первым микрорельефным слоем и защитным слоем можно заметно уменьшить (например, коэффициент отражения 0,1% или менее). Прозрачное окно и жидкость в контакте с устройством наблюдения (прозрачным окном) (далее именуемая просто "жидкостью") обычно имеют разные показатели преломления. Материал для первого микрорельефного слоя можно надлежащим образом выбирать из материалов, имеющих такой же показатель преломления, как у прозрачного окна. Материал для защитного слоя можно надлежащим образом выбирать из материалов, имеющих показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости. В частности, первый микрорельефный слой обеспечивает совместимость показателя преломления с прозрачным окном, и защитный слой обеспечивает такую же совместимость с жидкостью. В результате, показатель преломления может непрерывно изменяться от жидкости к прозрачной стенке, благодаря чему отражение окружающего света на внешней поверхности окна можно заметно уменьшить (например, коэффициент отражения 0,1% или менее).
По тем же причинам, что и в варианте осуществления 1, устройство наблюдения варианта осуществления 2 может демонстрировать следующие результаты:
можно почти полностью подавить окрашивание;
можно повысить долговечность внешней поверхности прозрачного окна; и
можно предотвратить прилипание пятен к микрорельефной структуре. Кроме того, форма участка (поверхности) защитного слоя, контактирующего с жидкостью, не имеет особых ограничений, что позволяет сделать ее более плоской, чем у микрорельефной структуры. Поэтому даже в случае прилипания к защитному слою пятна можно легко удалить с него.
Кроме того, можно изготавливать жидкостный резервуар весьма недорого по сравнению со случаем использования других противоотражательных пленок, например многослойной пленки (многослойной противоотражательной пленки).
Предпочтительно, чтобы устройство наблюдения включало в себя, на внутренней поверхности прозрачного окна, второй микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру, причем второй микрорельефный слой расположен в области, обращенной к первому микрорельефному слою.
Внутренняя поверхность прозрачного окна означает поверхность со стороны наблюдателя.
Этот второй микрорельефный слой позволяет заметно уменьшать отражение окружающего света на внутренней поверхности окна (например, коэффициент отражения 0,1% или менее). В результате этого отражение в области, где первый и второй микрорельефные слои перекрываются друг с другом, можно дополнительно уменьшить. Первый и второй микрорельефные слои располагаются так, чтобы перекрывать друг друга в направлении наблюдения. Между первым и вторым микрорельефными слоями их форма, размер и положение могут быть одинаковыми или разными, но, предпочтительно, одинаковыми.
Местоположение первого и второго микрорельефных слоев и защитного слоя не имеет особых ограничений при условии, что наблюдатель может их видеть. Первый и второй микрорельефные слои и защитный слой можно формировать поверх всей или части прозрачного окна, но, предпочтительно, по меньшей мере, на участке, через который пользователь наблюдает объекты наблюдения. Предпочтительно, чтобы первый и второй микрорельефные слои и защитный слой располагались поверх всей поверхности прозрачного окна для улучшения видимости в как можно более широком диапазоне.
Материалы для первого и второго микрорельефных слоев не имеют особых ограничений. Предпочтительно, чтобы показатель преломления каждого из первого и второго микрорельефных слоев был, по существу, таким же, как у прозрачного окна. В частности, разность показателей преломления между прозрачной стенкой и первым и вторым микрорельефными слоями, предпочтительно, равна 0,05 (более предпочтительно, 0,03) или менее, и в этом случае, отражение на обеих границах раздела может быть труднораспознаваемым.
Другие оптические характеристики первого и второго микрорельефных слоев не имеют особых ограничений и могут быть такими же, как у обычных микрорельефных пленок. Первый и второй микрорельефные слои, предпочтительно, прозрачны до такой степени, чтобы пользователь мог наблюдать объекты наблюдения. В частности, предпочтительно, чтобы: коэффициент пропускания света составлял 90% (более предпочтительно, 95%) или более; мутность составляла 10% (более предпочтительно, 1%) или менее; показатель преломления составлял от 1,45 до 1,55 (более предпочтительно, от 1,47 до 1,53).
Каждый из первого и второго микрорельефных слоев можно (1) формировать на прозрачном окне с пленкой-основой между ними или можно (2) формировать непосредственно на прозрачном окне, с той же точки зрения, что и в варианте осуществления 1.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает такую оптическую пленку. Настоящий вариант осуществления предусматривает оптическую пленку, присоединенную к внешней поверхности устройства наблюдения варианта осуществления 2, т.е. устройства наблюдения, имеющего прозрачное окно, оптическую пленку, включающую в себя микрорельефный слой, имеющий микрорельефную структуру (вышеупомянутый первый микрорельефный слой), и защитный слой, покрывающий микрорельефную структуру (микрорельефную структуру вышеупомянутого первого микрорельефного слоя).
Пленка-основа, предпочтительно, прозрачна до такой степени, чтобы пользователь мог наблюдать объекты под поверхностью жидкости. В частности, предпочтительно, чтобы пленка-основа имела коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более, мутность 10% (более предпочтительно, 1%) или менее, и показатель преломления от 1,45 до 1,55 (более предпочтительно, от 1,47 до 1,53).
Оптическая пленка настоящего варианта осуществления, предпочтительно, является прозрачной пленкой, обладающей свойствами прозрачности, водостойкости и устойчивости к воде и растворителю (жидкому). Оптические характеристики всей оптической пленки настоящего варианта осуществления не имеют особых ограничений. Оптическая пленка, предпочтительно, прозрачна до такой степени, чтобы пользователь мог наблюдать объекты под поверхностью жидкости. В частности, предпочтительно, чтобы оптическая пленка имела коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более и мутность 10% (более предпочтительно 1%) или менее.
Согласно варианту осуществления (1), предпочтительно, чтобы оптическая пленка настоящего варианта осуществления имела пастообразный клей на поверхности пленки-основы, где отсутствует (первый или второй) микрорельефный слой, с той же точки зрения, что и в варианте осуществления 1. Пастообразный клей (клей) используется для легкого присоединения оптической пленки настоящего варианта осуществления к устройству наблюдения и, предпочтительно, обладает прозрачностью и водостойкостью.
Защитный слой имеет показатель преломления, по существу, такой же, как у жидкости, которая должна контактировать с устройством. В соответствии с этим, результаты настоящего варианта осуществления можно демонстрировать более убедительно. В частности, разность показателей преломления между защитным слоем и жидкостью равна 0,05 (более предпочтительно, 0,03) или менее. В этом случае отражение на границе раздела между защитным слоем и жидкостью может быть труднораспознаваемым. Показатель преломления защитного слоя, предпочтительно, находится в диапазоне показателя преломления жидкости, которая должна контактировать с устройством наблюдения ±0,05 (более предпочтительно, ±0,03).
Защитный слой имеет показатель преломления, по существу, такой же, как у воды. В соответствии с этим, устройство наблюдения настоящего варианта осуществления можно предпочтительно использовать в качестве устройства для наблюдения подводных объектов, т.е. устройства для подводного наблюдения. В частности, разность показателей преломления между защитным слоем и водой равна 0,05 (более предпочтительно, 0,03) или менее. В этом случае, отражение на границе раздела между защитным слоем и водой может быть труднораспознаваемым.
Показатель преломления воды равен около 1,33, поэтому предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления от 1,28 до 1,38 (более предпочтительно, от 1,3 до 1,36) ввиду надлежащего использования устройства наблюдения настоящего варианта осуществления в качестве устройства для подводного наблюдения.
Согласно настоящему варианту осуществления, прозрачные элементы, имеющие показатель преломления около 1,5, например стекло или прозрачный полимерный материал, можно предпочтительно использовать в качестве материала для прозрачного окна. Кроме того, прозрачные элементы, имеющие показатель преломления около 1,5, например прозрачный полимерный материал, можно надлежащим образом использовать для первого микрорельефного слоя. Каждый из этих прозрачных элементов, в общем случае, имеет показатель преломления, больший, чем у жидкости (например, показателя преломления 1,33 воды). С целью формирования прозрачного окна и первого микрорельефного слоя из соответствующих оптимальных материалов и чтобы можно было легко сделать показатель преломления жидкого содержимого таким же, как у защитного слоя, предпочтительно, чтобы защитный слой имел показатель преломления, меньший, чем у прозрачного окна и первого микрорельефного слоя (прозрачного окна).
Другие оптические характеристики защитного слоя не имеют особых ограничений. Защитный слой, предпочтительно, прозрачен до такой степени, чтобы пользователь мог наблюдать объекты под поверхностью жидкости. В частности, предпочтительно, чтобы: коэффициент пропускания света составлял 90% (более предпочтительно, 95%) или более; и мутность составляла 10% (более предпочтительно, 1%) или менее.
Предпочтительно, защитный слой содержит фторсодержащий полимер. В соответствии с этим, защитный слой может более надежно защищать микрорельефную структуру, которая обычно не недостаточно долговечна, в результате чего можно дополнительно повысить долговечность устройства наблюдения варианта осуществления 2. Поскольку показатель преломления фторсодержащего полимера составляет, в общем случае, от около 1,3 до около 1,4, показатель преломления защитного слоя, содержащего фторсодержащий полимер, можно легко сделать таким же, как у воды. То есть, в соответствии с этим, устройство наблюдения настоящего варианта осуществления можно предпочтительно использовать в качестве устройства для подводного наблюдения.
Прозрачное окно прозрачно до такой степени, что пользователь может наблюдать через него объекты под поверхностью жидкости, и может быть формировано в виде линзы или прозрачной пластины, широко используемой в обычных защитных очках или акваскопах. В частности, предпочтительно, чтобы прозрачное окно имело коэффициент пропускания света 90% (более предпочтительно, 95%) или более и мутность 10% (более предпочтительно 1%) или менее. Показатель преломления прозрачного окна, предпочтительно, но без ограничения, по существу, такой же, как у пленки-основы микрорельефного слоя или полимера, образующего микрорельефную структуру. В соответствии с этим, результаты настоящего варианта осуществления могут быть достаточно отчетливыми.
Примеры материала для прозрачного окна включают в себя, но без ограничения, различные материалы типа стекла и прозрачные полимерные материалы (например, оргстекло). Такие материалы включают в себя те, которые широко используются для защитных очков или акваскопов.
Прозрачное окно образует полностью или частично устройство наблюдения настоящего варианта осуществления.
При условии, что пользователь может наблюдать объекты под поверхностью жидкости через прозрачное окно устройства наблюдения, применение устройства не имеет особых ограничений. В частности, предпочтительными являются устройства для наблюдения объекта под поверхностью жидкости сверху уровня жидкости и защитные очки. Первое устройство, предпочтительно, включает в себя акваскопы. В первом устройстве прозрачное окно может представлять собой прозрачную пластину, а в последнем  прозрачное окно может представлять собой прозрачную линзу. Устройство наблюдения может представлять собой окно или стенку для подводного наблюдения, которые применяются на кораблях, подводных установках и пр.
Разновидность и показатель преломления жидкости не имеют особых ограничений и их можно надлежащим образом определять согласно применениям устройства наблюдения. Это может быть вода, морская вода, растворители и пр.
Пример 1
На фиг.1 показан схематический вид, демонстрирующий жидкостный резервуар согласно примеру 1. На фиг.1(a) показан общий вид в разрезе резервуара. На фиг.1(b) показан увеличенный вид области (боковой поверхности), обведенной пунктирной линией на фиг.1(a). На фиг.2 показан вид в разрезе, схематически демонстрирующий микрорельефный слой жидкостного резервуара согласно примеру 1. На фиг.3 показан вид в разрезе, схематически демонстрирующий микрорельефный слой и защитный слой в жидкостном резервуаре согласно примеру 1.
Данный пример относится к варианту осуществления, в котором жидкостный резервуар настоящего изобретения используется в качестве водяного резервуара. Водяной резервуар настоящего примера имеет многослойную структуру, показанную на фиг.1, состоящую из: прозрачной стенки 11, образующей контейнер, в котором хранится жидкое содержимое или вода 21; микрорельефного слоя (микрорельефной пленки) 12, присоединенной к внешней поверхности (далее именуемой "поверхностью A") прозрачной стенки 11, которая обращена к наблюдателю 23; микрорельефного слоя (микрорельефной пленки) 13, присоединенной к внутренней поверхности (далее именуемой "поверхностью B") стенки 11; и защитного слоя 14, покрывающего микрорельефный слой 13. Прозрачная стенка состоит из прозрачной стеклянной пластины. Микрорельефный слой имеет микрорельефную структуру. Микрорельефный слой 13 имеет микрорельефную структуру, обращенную к микрорельефному слою 12. Защитный слой 14 состоит из фторсодержащего полимера (фторопласта). Прозрачная стенка 11 имеет показатель преломления около 1,5. Защитный слой 14 имеет показатель преломления от 1,28 до 1,38. Вода 21 имеет показатель преломления 1,33.
Микрорельефный слой 12 может препятствовать рассогласованию показателей преломления между воздухом вне водяного резервуара (показатель преломления 1) и прозрачной стенкой 11. Также на внутренней стороне стенки 11 можно добиться согласования показателя преломления между водой 21 и прозрачной стенкой 11. В результате, наблюдателю 23 кажется, что стенки водяного резервуара не существует и что он находится в резервуаре. Кроме того, при фотографировании водяного резервуара снаружи со вспышкой свет вспышки не отражается на границе перехода показателя преломления. Это может избавить от необходимости перемещения камеры вплотную к резервуару. Таким образом, можно добиться хорошего согласования показателей преломления благодаря микрорельефной структуре, сформированной на поверхности B. С другой стороны, микрорельефная структура имеет поверхность с очень хорошими параметрами биосовместимости, из-за чего подводная жизнь легко прилипает к поверхности, или пятна на поверхности трудно удалять. Эту проблему можно решить путем нанесения материала, показатель преломления которого почти такой же, как у воды 21, на поверхности B микрорельефного слоя 13. В результате, достигается согласование показателя преломления между водой 21 и прозрачной стеклянной стенкой 11, и прилипание пятен, включающих в себя подводную жизнь, можно минимизировать. Даже при налипании на стенку 11 пятна можно легко удалить с нее с помощью коммерчески доступной тряпки и пр. Кроме того, слой фторсодержащего полимера защищает поверхность микрорельефного слоя 13 (микрорельефную структуру), которая не отличается большой долговечностью, благодаря чему водяной резервуар можно использовать в качестве долговечного аквариума или резервуара для наблюдения. Поскольку показатель преломления фторсодержащего полимера, в общем случае, составляет от около 1,3 до около 1,4, показатель преломления защитного слоя 14, содержащего фторсодержащий полимер, можно легко сделать, по существу, таким же, как у воды 21.
Микрорельефная структура 16, в которой обеспечены микрорельефные слои 12 и 13, имеет выступы. Предпочтительно, чтобы выступы были сформированы с шагом от 50 нм до 300 нм и высотой от 50 нм до 300 нм. Микрорельефные слои 12 и 13 выполнены из материала, показатель преломления которого, по существу, такой же, как у материала для прозрачной стенки 11 стекла или полимерного материала.
В данном примере, CYTOP CTX809A (производства ASAHI Glass Co., Ltd.) используется в качестве фторсодержащего полимерного материала (фторопластового материала покрытия) для защитного слоя 14. Этот полимер наносится на микрорельефный слой 13 с образованием слоя толщиной 0,5 мкм. CYTOP CTX809A имеет показатель преломления 1,34, почти такой же, как у воды, 1,33. Хотя при однократном использовании микрорельефного слоя 13 пятна все еще прилипают к внутренней стенке резервуара, фторопластовое покрытие на внутренней стенке резервуара подавляет прилипание пятен и облегчает удаление пятен со стенки. Слипание между микрорельефным слоем 13 и защитным слоем 14 может быть недостаточным, когда микрорельефный слой 13 состоит из полимерного материала и на нем сформировано фтор-полимерное покрытие. В связи с этим, предпочтительно обрабатывать поверхность микрорельефного слоя 13 грунтовкой до формирования фтор-полимерного покрытия. В этом примере можно использовать грунтовку (CT-P10 от ASAHI Glass Co., Ltd.) исключительно для CYTOP CTX809A.
Между прозрачной стенкой 11 и каждым из микрорельефных слоев 12 и 13 предусмотрена пленка-основа 15 и пастообразный клей 17, расположенный на главной поверхности пленки-основы 15 со стороны прозрачной стенки 11, как показано на фиг.2. Таким образом, каждый микрорельефный слой 12 и 13 сформирован путем наноимпринтинга пленки из УФ-отверждаемого полимера и пр., сформированной на пленке-основе 15 и затем присоединенной к прозрачной стенке 11 пастообразным клеем 17. Микрорельефная структура 16 слоя 13 покрыта защитным слоем 14 фторсодержащего полимера (фторопласта), как показано на фиг.3. Как упомянуто выше, оптическая пленка (пленка для внутренней поверхности резервуара), состоящая из защитного слоя 14, микрорельефного слоя 13, пленки-основы 15 и пастообразного клея 17, присоединена к внутренней поверхности прозрачной стенки 11; и к ее внешней поверхности присоединена оптическая пленка (пленка для внешней поверхности резервуара), состоящая из микрорельефного слоя 12, пленки-основы 15 и пастообразного клея 17. Когда микрорельефный слой располагается на стороне поверхности B, микрорельефный слой 13, который находится на внутренней стороне резервуара, предпочтительно, включает в себя материал, имеющий высокую устойчивость к растворителю, поскольку он находится в растворителе (растворе), например воде. Пленка-основа 15, предпочтительно, является пленкой, обладающей прозрачностью, водостойкостью и устойчивостью к растворителю (жидкости). В частности, можно использовать олефиновые пленки, включающие в себя вышеупомянутые коммерчески доступные пленки. Показатель преломления пленки-основы 15, предпочтительно, должен быть, по существу, таким же, как у прозрачной стенки 11.
На фиг.4 показан пояснительный вид изменения показателя преломления в жидкостном резервуаре согласно примеру 1. На фиг.4(a) показан вид сбоку в разрезе резервуара. На фиг.4(b) показан график, демонстрирующий изменение показателя преломления на боковой поверхности резервуара. В резервуаре настоящего примера, согласно фиг.4(a) и 4(b), микрорельефные слои 12 и 13 располагаются на участках поверхностей A и B прозрачной стенки 11, обращенных к наблюдателю, соответственно, что позволяет обеспечить согласование показателя преломления с раствором (водой 21), заправленным в резервуар. В частности, согласование показателя преломления на стороне поверхности B достигается с использованием фторсодержащего материала с низким показателем преломления для защитного слоя 14. Таким образом, защитный слой 14 можно успешно покрывать, одновременно минимизируя рассогласование показателя преломления на границе раздела между водой и полимерным слоем. Кроме того, обработка для согласования показателя преломления с раствором (водой 21) и микрорельефной структурой обеспечивает непрерывное изменение показателя преломления от воздуха 22 (показатель преломления равен 1) к воде 21 (показатель преломления равен 1,33), и, в результате, участок стенки 11, обращенный к наблюдателю, ведет себя так, как если бы границы раздела не было. Отраженный свет на этом участке имеет очень плоскую характеристику дисперсии по длине волны и менее окрашен. Таким образом, окрашивания практически не происходит, поскольку микрорельефная структура не требует условий λ/4, в отличие от многослойной пленки, и поскольку показатель преломления непрерывно изменяется от поверхности микрорельефной структуры к ее внутренней части. Коэффициент отражения на поверхности микрорельефной структуры можно значительно снизить, поскольку свет не распознает микрорельефную структуру поверхности как границу перехода показателя преломления. Кроме того, слой фторсодержащего полимера (с показателем преломления, по существу, таким же, как у растворителя (например, 1,33, когда растворителем является вода)) располагается на поверхности B, что может уменьшать слабую устойчивость к пятнам, например, подводной жизни и трудность удаления пятен с наноструктуры (наноскопических выступов) микрорельефной структуры и может значительно повышать долговечность поверхности B.
Пример 2
На фиг.5 показан схематический вид, демонстрирующий жидкостный резервуар согласно примеру 2. На фиг.5(a) показан общий вид в разрезе резервуара. На фиг.5(b) показан увеличенный вид области (боковой поверхности), обведенной пунктирной линией на фиг.5(a).
В данном примере используется в точности тот же принцип, что и в примере 1, но пленки для внутренней поверхности резервуара и для внешней поверхности резервуара размещают на участке резервуара путем шаблонирования. В частности, согласно фиг.5, микрорельефный слой 12 на поверхности A и микрорельефный слой 13 и защитный слой 14 на поверхности B, каждый из которых располагается на прозрачной стенке 11 с пленкой-основой и пастообразным клеем между ними, шаблонированы согласно одной и той же плоской форме. В результате, наблюдатель 23 не ощущает присутствия прозрачной стенки 11 на участке шаблона и ему кажется, что он может проникнуть в резервуар. Таким образом, можно добиться аналогичных результатов отображения.
Форма шаблона включает в себя, но без ограничения, круглую или квадратную форму в зависимости от формы смотрового окна. Альтернативно, слои шаблонируются для выражения какого-либо символа или логотипа, например, для рекламы. Когда слои шаблонированы для выражения какого-либо символа, это выглядит, как-будто граница раздела на участке, снабженном слоем, не существует, но вокруг него отражение света происходит. Это различие между двумя участками дает более высокие результаты отображения.
Пример 3
На фиг.6 показан вид в перспективе, схематически демонстрирующий жидкостный резервуар согласно примеру 3. На фиг.7 показан пояснительный вид изменения показателя преломления в жидкостном резервуаре согласно примеру 3. На фиг.7(a) показан вид в разрезе блока измерения объема жидкости жидкостного резервуара. На фиг.7(b) показан график, демонстрирующий изменение показателя преломления в блоке измерения объема жидкости.
В данном примере жидкостный резервуар настоящего изобретения применяется к резервуару, снабженному смотровым окном в качестве измерителя объема жидкости, через которое можно определять уровень жидкости. Измеритель 18 объема жидкости располагается на участке резервуара, как показано на фиг.6. Пленки для внутренней и внешней поверхностей резервуара присоединены к блоку измерения объема жидкости, по аналогии с примером 1. В частности, блок измерения объема жидкости резервуара настоящего примера имеет многослойную структуру, состоящую из: прозрачной стенки 11; микрорельефного слоя 12, присоединенного к внешней поверхности (поверхности A) прозрачной стенки 11 и имеющего микрорельефную структуру; микрорельефного слоя 13, присоединенного к внутренней поверхности (поверхности B) стенки 11 и расположенного в области, обращенной к микрорельефному слою 12; и защитного слоя 14, покрывающего микрорельефный слой 13 и состоящего из фторсодержащего полимера (фторопласта). На фиг.7 показано, что уровень жидкого содержимого (воды 21) достигает определенного уровня измерителя 18 объема жидкости.
Поверхность B допускает согласование показателя преломления ниже уровня жидкости (уровня воды 21), но не допускает этого выше, т.е. на участке, контактирующем с воздухом 22, как показано на фиг.7(b). В частности, отражение подавляется в области ниже уровня жидкости, где показатель преломления согласован, и, с другой стороны, отражение происходит в области над ним, где показатель преломления не согласован. Эта разница в проявлении отражения позволяет легко определять высоту уровня жидкости. Поверхность A также снабжена микрорельефной структурой, что позволяет почти полностью подавить отражение от внешней поверхности, и в результате, облегчается определение высоты уровня жидкости.
В отсутствие защитного слоя 14 на микрорельефном слое 13 микрорельефная структура непосредственно контактирует с воздухом над уровнем жидкости. Эта область также непрерывно изменяет показатель преломления для подавления отраженного света. В результате, отражение от внутренней поверхности подавляется как над, так и под уровнем жидкости, и граница раздела между жидкостью и воздухом становится неразличимой. Напротив, при наличии защитного слоя 14 на микрорельефном слое 13 отражение света происходит на границе раздела между воздухом 22 и защитным слоем 14 над уровнем жидкости. Таким образом, уровень жидкости можно отчетливо определять, как упомянуто выше.
Когда измеритель объема жидкости не снабжен пленками для внутренней и внешней поверхностей резервуара, рассогласование показателя преломления происходит как над, так и под уровнем жидкости. Степень рассогласования различается между двумя областями, приводя к различию в коэффициенте отражения между ними. В этом случае, таким образом, уровень жидкости наблюдается не столь отчетливо, как в измерителе объема жидкости примера 3, хотя все-таки определяется.
Как упомянуто выше, в примерах 1-3, согласования показателя преломления на боковой поверхности прозрачной стенки резервуара можно добиться благодаря микрорельефной структуре и полимеру с низким показателем преломления. Отражение света можно подавлять как можно больше и, таким образом, можно отчетливо наблюдать объекты (аквариумных рыб, уровень жидкости, и пр.) в резервуаре.
Пример 4
На фиг.11 показан вид в разрезе, схематически демонстрирующий устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости согласно примеру 4. На фиг.12 показан пояснительный вид изменения показателя преломления в устройстве наблюдения согласно примеру 4. На фиг.12(a) показан вид в разрезе устройства. На фиг.12(b) показан график, демонстрирующий изменение показателя преломления в устройстве. На фиг.13 и 14 показаны виды в разрезе, каждый из которых схематически демонстрирует устройство согласно примеру 4 в соответствии с измененным примером.
В данном примере устройство наблюдения настоящего изобретения применяется к устройству, через которое пользователь наблюдает объекты под поверхностью жидкости, находясь над уровнем жидкости. Устройство настоящего примера имеет следующую многослойную структуру, состоящую из: основы в виде прозрачной пластины (прозрачного окна) 24; микрорельефного слоя 1, присоединенного к (верхней) поверхности основы 24, контактирующей с воздухом, и имеющего микрорельефную структуру; микрорельефного слоя 13, присоединенного к (нижней) поверхности основы 24 со стороны жидкости (воды), и расположенного в области, обращенной к микрорельефному слою 12; и защитного слоя 14 из фторсодержащего полимера (фторопласта), покрывающего микрорельефный слой 13. Основа 24 выполнена из стекла или полимерного материала и пр. и имеет показатель преломления около 1,5. Устройство настоящего примера используется с защитным слоем 14, находящимся в контакте с жидкостью, и микрорельефным слоем 12, находящимся в контакте с атмосферой. Соответственно, предпочтительно, чтобы соответствующие элементы настоящего примера были выполнены из материалов, плотность которых ниже, чем у жидкости.
В данном примере микрорельефные пленки присоединены к соответствующим поверхностям основы 24, и на микрорельефной пленке, которая не контактирует с жидкостью, располагается защитный слой 14 из полимера с низким показателем преломления. Когда это устройство плавает на поверхности жидкости, как показано на фиг.12, поверхность допускает согласование показателя преломления, и показатель преломления непрерывно изменяется от воздуха (показатель преломления 1) к воде 21 (показатель преломления 1,33). Таким образом, рассогласование показателя преломления на поверхности жидкости можно распознать. В результате, подводные объекты можно отчетливо наблюдать сверху уровня жидкости. Кроме того, поскольку в этом примере используется фторопласт в качестве материала для защитного слоя 14, по аналогии с примерами 1-3, можно противодействовать загрязнению устройства жидкостью и можно добиться согласования показателя преломления также на его нижней стороне.
Поплавок 25 с более низкой плотностью, чем у жидкости, может располагаться вокруг устройства настоящего примера (например, вокруг основы 24), как показано на фиг.13. Это позволяет использовать материалы с более высокой плотностью, чем у жидкости, например, для элементов основы 24.
Устройство настоящего примера можно снабдить светоэкранирующим цилиндрическим элементом 26, как показано на фиг.14, для использования в качестве акваскопа. Одно отверстие цилиндрического элемента 26 закрыто прозрачным участком, например, основы 24. Это может препятствовать проникновению окружающего света в прозрачный участок, чтобы можно было более отчетливо видеть объекты наблюдения. Кроме того, плотность цилиндрического элемента 26 можно сделать меньшей, чем у жидкости, что позволяет использовать материалы с плотностью, более высокой, чем у жидкости, например, для элементов основы 24.
Применение устройства настоящего примера не имеет особых ограничений. Устройство можно использовать для подводного или морского наблюдения или, альтернативно, для наблюдения индикатора внутри устройства, содержащего растворитель, или для контроля поведения такого устройства.
Пример 5
На фиг.15 показан вид в разрезе, схематически демонстрирующий устройство наблюдения для наблюдения под поверхностью жидкости согласно примеру 5. На фиг.16 показан пояснительный вид изменения показателя преломления в устройстве примера 5. На фиг.16(a) показан вид в разрезе устройства. На фиг.16(b) показан график, демонстрирующий изменение показателя преломления в устройстве.
В данном примере устройство наблюдения настоящего изобретения применяется к защитным очкам. Линзовый участок защитных очков настоящего примера имеет следующую многослойную структуру, состоящую из прозрачной основы (прозрачного окна) 27; микрорельефного слоя 12, присоединенного к внутренней поверхности основы 27 (поверхности со стороны пользователя 27) и имеющего микрорельефную структуру; микрорельефного слоя 13, присоединенного к его поверхности (внешней поверхности) со стороны жидкости (воды 21) и расположенного в области, обращенной к микрорельефному слою 12; и защитного слоя 14 фторсодержащего полимера (фторопласта), покрывающего микрорельефный слой 13. Основа 27 состоит из стекла или полимерного материала и пр. и имеет показатель преломления около 1,5. Защитные очки настоящего примера используются с защитным слоем 14, находящимся в контакте с жидкостью, и микрорельефным слоем 12, находящимся в контакте с воздухом.
В данном примере микрорельефные пленки присоединены к соответствующим поверхностям основы 27, и на микрорельефной пленке, которая не контактирует с жидкостью, располагается защитный слой 14 из полимера с низким показателем преломления. При подводном наблюдении с помощью защитных очков настоящего примера, согласно фиг.16, поверхность может достигать согласования показателя преломления, и показатель преломления может непрерывно изменяться от воды 21 (показатель преломления равен 1,33) к воздуху (показатель преломления 1), наконец, прямо перед глазами пользователя (наблюдателя). Пользователь может наблюдать объекты, находящиеся в воде, естественно и отчетливо, как рыбы.
Поверхность микрорельефного слоя 12 можно обеспечить путем водосборной обработки до такой степени, чтобы микрорельефная структура неполностью утрачивала свой волнистый шаблон, хотя вышеприведенные результаты могут проявляться без обработки. Это позволяет легко удалять воду с внутренней поверхности линзы.
Поверхность микрорельефного слоя 12 можно сделать гидрофильной. В этом случае, даже при попадании воды внутрь линзового участка и ее контакте с микрорельефным слоем 12 вода может распределяться по поверхности слоя 12 с образованием на ней водяной пленки. Таким образом, можно подавлять помутнение защитных очков.
Защитные очки настоящего примера можно использовать для спортивного плаванья, любительского плаванья или для рыбной ловли, и их применение не имеет особых ограничений.
Также в примерах 4 и 5 пленка-основа и пастообразный клей располагаются в этом порядке на главной поверхности со стороны основы 24 или 27 каждого микрорельефного слоя 12 и 13, по аналогии с примерами 1-3. Таким образом, оптическая пленка, состоящая из защитного слоя 14, микрорельефного слоя 13, пленки-основы и пастообразного клея, присоединена к нижней стороне основы 24 или к внешней поверхности основы 27, и к верхней стороне основы 24 или к внутренней поверхности основы 27 присоединена оптическая пленка, состоящая из микрорельефного слоя 12, пленки-основы и пастообразного клея.
Настоящая заявка притязает на приоритет патентной заявки №2008-329996, поданной в Японии 25 декабря 2008 г. согласно парижской конвенции и положениям национального законодательства в указанной стране, содержание которой в полном объеме включено, таким образом, сюда в порядке ссылки.
Условные обозначения и символы
11: Прозрачная стенка
12: Микрорельефный слой
13: Микрорельефный слой
14: Защитный слой
15: Пленка-основа
16: Микрорельефная структура
17: Пастообразный клей
18: Измеритель объема жидкости
19: Выступ
21: Вода
22: Воздух
23: Наблюдатель
24, 27: Основа
25: Поплавок
36: Цилиндрический элемент
27: Пользователь
31: Пятно
32: Волокно