CN108496098A - 光学掩蔽滤光器 - Google Patents

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Abstract

一种制品包括光学滤光器,所述光学滤光器包括波长选择性反射层和至少一个波长选择性吸收层。所述光学滤光器在400nm至700nm之间具有小于约30%的可见光透射率,并且在830nm至900nm之间具有大于约30%的近红外透射率。

Description

光学掩蔽滤光器
相关专利申请
本专利申请涉及提交于2016年1月21日的美国序列号62/281,643和提交于2016年5月6日的PCT专利申请No.PCT/CN2016/081271,所述专利申请据此全文以引用方式并入。
背景技术
光可以以不同的方式从表面反射,例如,作为镜面反射或作为漫反射。在不透明材料中,镜面反射可发生在材料最上面的表面层上,例如在空气/材料界面处,并且反射可携带全光谱的入射光。镜面反射可表现为亮度或光泽度,其可占总反射光的4%以下。相比之下,漫反射可发生在材料的顶表面下,并且可携带选定波长或颜色。例如,可在非金属对象的漫反射中看到的颜色。这两种反射均可在例如混合表面处观察到,混合表面为诸如包括由透明表涂层覆盖的油漆涂层的表面。因此,镜面反射可发生在空气/表涂层界面处,而漫反射可发生在表涂层/油漆涂层界面处。
光学滤光器广泛用于多种应用,诸如光通信系统、传感器、成像、科学和工业光学设备以及显示系统。光学滤光器可包括管理入射电磁辐射(包括光)的透射的光学层。光学滤光器可反射或吸收一部分入射光,并透射另一部分入射光。光学滤光器内的光学层可能在波长选择性、光学透射率、光学透明度、光学雾度和折射率方面有所不同。
发明内容
在一些实施方案中,制品包括光学滤光器,该光学滤光器包括波长选择性反射层和至少一个波长选择性吸收层。所述光学滤光器在400nm至700nm之间具有小于约30%的可见光透射率,并且在830nm至900nm处具有大于约30%的近红外透射率。
一些实施方案涉及包括光学滤光器的印刷制品。光学滤光器包括波长选择性反射层和至少一个印刷的波长选择性吸收层。所述光学滤光器在400nm至700nm之间具有小于约30%的可见光透射率,并且在830nm至900nm处具有大于约30%的近红外透射率。
根据一些实施方案,系统包括光发射器和光接收器中的一者或两者以及与光发射器和光接收器中的一者或两者相邻的光学滤光器。光学滤光器包括波长选择性反射层和至少一个波长选择性吸收层。所述光学滤光器在400nm至700nm之间具有小于约30%的可见光透射率,并且在830nm至900nm处具有大于约30%的近红外透射率。
在一些实施方案中,制品包括光学滤光器。光学滤光器包括波长选择性反射层和在400nm至700nm处具有大于约30%的可见光吸收率的至少一个波长选择性吸收层。光学滤光器在830nm至900nm处具有大于约30%的近红外透射率。
根据一些实施方案,系统包括光发射器和光接收器中的一者或两者以及与光发射器和光接收器中的一者或两者相邻的光学滤光器。光学滤光器包括波长选择性反射层,该波长选择性反射层在830至900nm处具有大于约30%的近红外透射率。该光学滤光器包括至少一个波长选择性吸收层,该波长选择性吸收层在400nm至700nm处具有大于约30%的可见光吸收率,并且在830nm至900nm处具有大于约30%的近红外透射率。
在一些实施方案中,制品包括光学滤光器。光学滤光器包括波长选择性散射层,该波长选择性散射层包括染料和颜料中的至少一种。波长选择性散射层散射在400nm至700nm之间的可见光波长,并且透射在830nm至900nm之间的近红外波长。光学滤光器还包括波长选择性反射层,该波长选择性反射层被配置成透射在830nm至900nm之间的近红外波长。
一些实施方案涉及制作光学滤光器的方法,该方法包括形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层。形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层,由此使得光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
各种实施方案的一个或多个方面的细节在以下附图和具体实施方式中示出。
附图说明
图1A至图1K为包括光学滤光器的示例性制品的横向剖视图。
图2A至图2F为包括光学滤光器的示例性系统的概念图和示意图。
图2G和图2H分别是示出了包括光学滤光器的制品的前视图和后视图,其中该制品被配置成配合对象。
图3A至图3D为包括示例性光学滤光器和电子显示器的示例性系统的概念图,电子显示器显示视觉感知图案和不可见近红外图案。
图4为示例性技术的流程图。
图5为包括示例性光学滤光器和着墨图案的示例性制品的照片。
图6A为太阳能电池板的照片。图6B为由示例性光学滤光器掩蔽的太阳能电池板的照片。
图7为包括示例性光学滤光器和着墨图案的示例性制品的照片。
图8A至图8C为包括示例性光学滤光器和近红外LED的示例性系统的照片。
图9为示例性光学滤光器的表面的原子力显微镜(AFM)照片。
图10A和图10B为示例性光学滤光器的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图11为呈现了示例性光学滤光器的%反射率和%透射率与波长关系的图表。
图12A和图12B为呈现了示例性光学滤光器的%透射率与波长关系的图表。
图13为呈现了示例性光学滤光器的%透射率与波长关系的图表。
图14为呈现了米氏散射结果的图表,其示出了示例性光学滤光器的散射效率与波长的关系。
图15为呈现了对于包括介质和多个粒子的示例性波长选择性散射层,近红外散射比随着粒径和折射率差值而变化的关系的图表。
图16A至图16D为比较包括近红外黑色油墨涂层的近红外膜与不包括近红外黑色油墨涂层的近红外膜的润湿度的照片。
图17为呈现了图16A至图16D的近红外膜的%透射率与波长关系的图表。
图18A至图18B为包括彩色吸收层的示例性近红外膜的照片。
图19为呈现了与未涂覆近红外抗反射涂层的反射多层光学膜相比,涂覆近红外抗反射涂层的反射多层光学膜的%透射率与波长关系的图表。
图20A为包括具有可见光分量的红外LED的示例性系统的照片。图20B为包括具有可见光分量的红外LED的示例性系统的照片,该可见光分量由没有吸收层的反射多层光学膜过滤。
图21为呈现了没有红外染料涂层的反射多层光学膜的%透射率与波长关系的图表。
图22为呈现了与没有染料涂层的比较光学滤光器相比,具有红外染料涂层的反射多层光学膜的%透射率与波长关系的图表。
图23示出了増加染料载量的五种膜样品在法向入射时的透射率的曲线图。
图24和图25示出了层合至镜膜的染料在法向入射、偏离法向入射20度和60度时的透射率。
图26示出了法向入射时的样品的模型化图,其中层合至优化的镜膜的染料浓度从3%变化至34.7%。
图27示出了以法向入射穿过镜的光的透射率。
图28示出了与图26所示的相同数据,但具有0至0.1%透射率标度的曲线图。
图29示出了波长选择性反射偏振器的透射率。
图30示出了法向入射时的样品的透射率,其中与图29的反射偏振器结合的染料浓度从3%变化至34.7%。
应当理解,本公开的某些附图的特征可能不一定按比例绘制,并且附图呈现了本文所公开的技术的非排他性示例。
具体实施方式
在本公开中,“可见光”是指在约400nm和约700nm之间的范围内的波长,“近红外”是指在约700nm和约2000nm之间的范围内的波长,例如在约800nm和约1200nm之间的范围内的波长。ULI(超低折射率)膜是指包括粘结剂、多个粒子和多个互连空隙的光学膜,如美国专利公布No.2012/0038990中所述,其全部内容以引用方式并入本文。
电磁辐射的环境源可干扰被配置成接收特定波长或来自特定源的光的接收器,或被配置成发出特定波长的光的发射器。例如,可见光波长可例如通过增加光接收器中或光发射器中的噪声干扰来接收、感测或透射近红外波长。电磁辐射源也可能无意中显露出来。例如,虽然由被配置成仅发出近红外波长的光发射器发出的光不可被视觉感知,但负责发出光的设备或结构例如光发射器的外壳可被视觉感知。遮蔽、隐蔽或以其他方式掩蔽光发射器可能存在挑战,因为掩蔽技术可能不期望地导致所需的近红外波长在透射中受到阻挡、干扰或减少。根据本公开的示例的光学滤光器可用于防止来自可见光波长的不需要的光学干扰,或者用于掩蔽电磁辐射源免于被视觉感知,同时至少部分地允许通过光发射器透射或通过光接收器接收所需近红外波长,或者同时允许以相对较高的透明度透射近红外波长。
例如,用于接收或感测近红外波长的光接收器可被屏蔽免受可见光波长,从而防止可由可见光波长引起的对近红外波长的接收或感测的干扰。用于发射近红外波长的光发射器可通过散射可见光波长进行掩蔽以免被视觉感知。例如,散射可见光波长可隐蔽光发射器的存在,而不妨碍近红外波长的透射。
离开表面的镜面反射量可通过空气界面的菲涅耳反射来确定。对于具有透明顶层的不透明表面,可假定所有镜面反射均来自顶部空气界面,并且其余反射是来自底层的漫反射。不透明的有色材料也可遵循类似的模型,同时使用其折射率来计算顶部表面上的菲涅耳反射,并且处理所有其他漫反射。该示例性光学滤光器可具有设置在透明基底或反射膜上的漫射涂层。当漫射涂层涂覆在透明基底上时,其可具有较高的雾度以隐藏下面的物品。当该涂层涂覆在反射器上时,该涂层将对入射光进行两次漫反射。在这种情况下,涂层可具有较小的雾度。
因此,示例性系统可包括光接收器和光发射器中的一者或两者和光学滤光器,该光学滤光器包括波长选择性散射层,该波长选择性散射层可至少部分地减少可见光波长的透射,同时至少部分地允许近红外波长的透射。例如,波长选择性散射层可散射大部分入射可见光。根据本公开的示例性系统和制品可包括示例性光学制品,该光学制品包括示例性波长选择性散射层,该波长选择性散射层例如通过选择性地散射或反射可见光波长,以相对较高的透明度透射近红外光,同时减少可见光波长的透射。
图1A至图1K为包括光学滤光器的示例性制品的横向剖视图。图1A示出了示例性制品10a的横向剖视图。制品10a包括基底12和波长选择性散射层14。基底12可包括玻璃、聚合物、金属或任何其他合适的刚性、半刚性材料或软材料以及它们的组合。虽然基底12作为图1A的示例性制品10a中的层示出,但在示例中,基底12可呈现任何合适的三维形状,该形状可具有平坦、基本平坦或纹理化表面。在示例中,基底12可包括设备的外壳、屏幕、零件或表面,该设备为例如电子设备诸如个人计算或通信设备(例如,手机或智能手表)。在一些实施方案中,基底12可为柔性基底。在一些实施方案中,基底12可包括玻璃或聚合物。
光学滤光器的一个或多个层可层合或粘附于基底12或可在基底12上一体成形。在一些实施方案中,基底12可以是模制部件。在一些实施方案中,基底12可以是模制零件。光学滤光器的一个或多个层,例如,波长选择性层14,16,34中的一个或多个可在插入注模过程期间附接到基底12。例如,可在模制之前将波长选择性层14,16,34(和/或光学滤光器的其他层)置于注模中。在将层放置到模具中之后,将模具材料注入注模中以形成模制基底。然后,将具有附接到其上的光学滤光器层的模制基底从模具中取出。
根据图1A至图1K所示的示例10a至10k中任一项所述的光学滤光器可形成二维或三维形状。在一些实施方案中,波长选择性层14,16,34(和/或光学滤光器的其他层)中的一个或多个可在设置在基底12上和/或附接到基底12之前或之后形成三维形状。根据图1A至图1K所示的示例10a至10k中任一项所述的光学滤光器可以是柔性的。根据图1A至图1K所示的示例10a至10k中任一项所述的光学滤光器可包括各种特征结构,包括狭槽、孔、突出部和/或其他特征结构。
波长选择性散射层14选择性地散射可见光并透射近红外光。在示例中,波长选择性散射层可具有小于约0.9、小于约0.8、小于约0.7、小于约0.6或小于约0.5的近红外散射比。近红外散射比为平均近红外散射率与平均可见光散射率之比。例如,可确定选定窄或宽的近红外波长谱带(例如,带宽1300nm、500nm、100nm、10nm、1nm)中的平均散射,可确定选定窄或宽的可见光波长谱带中的平均散射,并且可确定相应平均值的比率。在示例中,波长选择性散射层14可具有大于约0.5、或大于约0.7、或大于约0.9的可见光反射雾度比。可见光反射雾度比为平均可见光漫反射率与平均可见光总反射率之比。在示例中,波长选择性散射层14可透射小于约50%的入射可见光。在示例中,波长选择性散射层14可透射大于约50%的入射近红外光。在示例中,波长选择性散射层14可透射小于约50%的入射可见光,并且透射大于约50%的入射近红外光。在示例中,波长选择性散射层14可散射大于约50%的入射可见光。例如,波长选择性散射层14可通过散射超过约50%的入射可见光而透射小于约50%的入射可见光。在示例中,波长选择性层14可将大于约50%的入射可见光散射为白光。
波长选择性散射层14可包括具有相应的预定折射率的介质和多个粒子。在示例中,波长选择性散射层14可包括含珠漫射层。例如,波长选择性散射层14可包括介质和分散在介质中的小珠。含珠漫射层的介质可包括玻璃、聚合物或任何其他合适的光学介质或它们的组合。小珠可包括二氧化硅、玻璃、聚合物、有机物、无机物、金属氧化物、聚苯乙烯或其他合适的散射材料或它们的组合。漫射层可包括孔,该孔包括气体,诸如空气。在示例中,包括气体的孔可封装在小珠中。
波长选择性散射层14可包括具有第一折射率的光学介质。光学介质可包括多个粒子。多个粒子可具有第二折射率,由此使得第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.1。在示例中,多个粒子可具有小于约5μm的平均粒度,并且第一折射率和第二折射率之间的绝对差可小于约0.1。在示例中,多个粒子可具有小于约1μm的平均粒度,并且第一折射率和第二折射率之间的绝对差可小于约0.2。在示例中,多个粒子可具有小于约0.5μm的平均粒度,并且第一折射率和第二折射率之间的绝对差可小于约0.4。在示例中,多个粒子可具有小于约0.3μm的平均粒度,并且第一折射率和第二折射率之间的绝对差可小于约0.6。在示例中,多个粒子可具有小于约0.2μm的平均粒度,并且第一折射率和第二折射率之间的绝对差可小于约1.8。
在示例中,多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自下述图15中线条82下方的区域。因此,波长选择性散射层14的近红外散射比可小于0.2。在示例中,多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条84下方的区域。因此,波长选择性散射层14的近红外散射比可小于0.4。在示例中,多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条86下方的区域。因此,波长选择性散射层14的近红外散射比可小于0.6。在示例中,多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条88下方的区域。因此,波长选择性散射层14的近红外散射比可小于0.8。在示例中,波长选择性散射层14的近红外散射比可小于0.7或可小于0.5。在示例中,相应线条82、84、86、88下方的区域或任何其他区域可由较低粒度界限界定。例如,该区域可仅包括大于10nm、或30nm、或50nm的粒度,或大于瑞利散射可表现或占主导地位的粒度的粒度。
在示例中,波长选择性散射层14可具有小于50%、至少50%、或至少60%、或至少70%的总可见光反射率。在示例中,总可见光反射率可小于50%,并且波长选择性散射层14可通过可见光雾度隐蔽对象。在示例中,总可见光反射率可大于50%,并且波长选择性散射层14可通过结合可见光反射和可见光雾度来隐蔽对象。在示例中,波长选择性散射层14可具有小于60%或小于40%的平均近红外散射率。在示例中,波长选择性散射层可具有大于10%、或大于25%、或大于58%的平均可见光散射率。在示例中,波长选择性散射层14的总可见光反射率%和可见光漫反射率%之间的差值可小于20。在示例中,波长选择性散射层可具有小于40%的平均近红外散射率和大于58%的平均可见光散射率,并且总可见光反射率%和可见光漫反射率%之间的差值可小于18。
在示例中,波长选择性散射层14可具有至少15%、或至少25%、或至少35%、或至少50%的可见光雾度。在示例中,光学滤光器10a可包括表面光学微结构,诸如微复制表面结构。
在示例中,波长选择性散射层14可包括ULI层,该ULI层包括粘结剂、多个粒子和多个互连空隙。光学滤光器中的多个互连空隙的体积分数可不小于约20%。粘结剂与多个粒子的重量比可不小于约1:2。
波长选择性散射层14可被配置成透射近红外波长,例如,介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长,并且散射至少可见光波长,例如,介于400nm至700nm之间的波长。波长选择性散射层14可包括散射光的染料和颜料中的一者或两者。例如,波长选择性散射层14可包括具有染料和/或颜料的涂层。染料和/或颜料可包含多于约11%、多于约12%、多于约13%或甚至多于约14%的固体。波长选择性散射层14的染料和/或颜料可包括黑色染料和/或颜料和彩色染料和/或颜料中的一者或两者,例如,青色、洋红色和/或黄色彩色染料或颜料。在一些实施方案中,吸收体(例如,染料或颜料)可以是一种吸收体材料或者可以是不止一种吸收体材料的组合。例如,可将多种染料、颜料和/或其他吸收体材料以任何方式组合,例如,混合在一起并且/或者彼此层叠等。
图1B示出了示例性制品10b的横向剖视图。制品10b可包括基底12、波长选择性散射层14和反射层16。虽然在制品10b中的波长选择性散射层14与基底12之间示出了反射层16,但在示例中,制品10b可不包括基底12,并且该波长选择性散射层可设置在反射层16上。在示例中,基底12可包括反射层16,例如在主表面处或基底12的内部内。在示例中,反射层16可设置在基底12下方。在示例中,反射层16可设置在基底12上方。在示例中,反射层16可以是穿孔的。在示例中,制品10b可反射小于50%的可见光,并且透射超过50%的近红外光。在示例中,反射层16可以是波长选择性的,例如仅反射选定波长。反射层16可包括多层光学膜、二向色性反射器、干涉膜、无机多层叠堆、金属电介质叠堆、抛光基底、镜、反射偏振器或反射表面诸如反射金属或玻璃表面。在示例中,制品10b可包括染料层(未示出),该染料层在反射层和波长选择性散射层14之间,或在波长选择性散射层14上方,或与制品10b中的任何层相邻定位。染料层可包括光谱选择性染料,该光谱选择性染料在近红外中可为透射性的或透明的,并且在可见光中为中性的,由此使得其减少反射层16的可见光反射。在示例中,染料层可具有至少30%、50%、70%或90%的吸收率。在示例中,染料层可以被着色,使得其具有可见的颜色,同时在近红外中保持透射性。
图1C示出了示例性制品10c的横向剖视图。制品10c可包括基底12和波长选择性散射层14。制品10c可任选地包括反射层16、吸墨层18、印刷图案层22和保护层24中的一者或多者,如图1C所示。虽然图1C示出了制品10c中层的特定布置方式,但是各个层可以任何合适的构造重新布置。例如,当存在反射层16时,可省略基底12。保护层24可包括密封剂层。在示例中,着墨图案层22包括可沉积在吸墨层18上的印刷油墨或颜料图案。在示例中,可省略吸墨层,并且着墨图案层22可沉积在波长选择性散射层14上。在示例中,保护层24可设置在着墨图案层22与波长选择性散射层14之间。在示例中,可设置两个保护层24,一个设置在着墨图案层22上方,另一个与波长选择性散射层14相邻设置。
图1D示出了示例性制品10d的横向剖视图。制品10d可包括基底12、波长选择性散射层14、第一密封剂层26和第二密封剂层28。第一密封剂层26和第二密封剂层28两者中的一者可包括胶乳涂层。各个密封剂层可保护波长选择性散射层14的完整性,例如通过防止或减少水分或其他反应物或崩解剂的侵入。各个密封剂层也可对波长选择性散射层14提供结构支撑和物理稳定性。例如,第一密封剂层26和第二密封剂28中的一者或两者可允许波长选择性散射层14从制造基底剥离或移除,然后传送到产品基底并施加在其上,例如在基底12上。
图1E示出了示例性制品10e的横向剖视图。制品10e可包括基底12、与基底12相邻的波长选择性散射层14以及沉积在波长选择性散射层14上的着墨图案层24。包括各个传感器区段32a、32b、32c和32d的传感器层32可与基底12相邻设置。在示例中,可省略基底12,并且波长选择性散射层14可沉积在传感器层32上。在示例中,波长选择性散射层14可包括可与各个传感器区段32a、32b、32c和32d对准的相应选择性散射区段14a、14b、14c和14d。可省略选择性散射区段中的一个或多个,使得波长选择性散射层14可包括至少一个穿孔,该穿孔可与各个传感器区段中的至少一个对准。因此,可通过改变近红外散射比、可见光雾度比或其他光学性质来调整不同的选择性散射区段,该其他光学性质可改善与相应选择性散射区段对准的传感器区段的性能。虽然图1E的波长散射层14和传感器层32中示出了四个区段,但在示例中,波长散射层14和传感器层32可具有任何合适数量的区段。虽然在图1E的示例中描述了传感器层32,但在示例中,制品10e可包括光源32a、32b、32c和32d,而不是传感器区段。
图1F示出了示例性制品10f的横向剖视图。制品10f可包括基底12、波长选择性散射层14、反射层16和波长选择性吸收层34。反射层16可包括波长选择性反射层。例如,反射层16可包括波长选择性干涉滤光片或波长选择性多层光学膜。在一些示例中,波长选择性吸收层34可包括任何合适的染料或颜料,该染料或颜料具有比可见光透射率更大的红外透射率,例如,在透射近红外波长的同时基本上吸收可见光波长的近红外黑色油墨。例如,波长选择性吸收层34可包括染料或油墨,诸如新泽西州纽瓦克的爱普林公司(Epolin,Newark,NJ)的SpectreTM油墨,例如SpectreTM100、110、120、130、140、150或160;日本长野县东御市的御牧环球株式会社(Mimaki Global,Tomi-city,Nagano,Japan)的Mimaki油墨,例如Mimaki ES3、SS21、BS3、SS2或HS;或Seiko油墨,例如日本精工油墨有限公司(SeikoAdvance Ltd.,Japan)的Seiko 1000、1300、SG700、SG740或VIC。在示例中,波长选择性吸收层34可包括青色、洋红色、黄色或黑色染料组分中的一种或多种,或者可包括具有任何期望颜色的染料,例如通过散射或反射与预定颜色相关联的预定波长谱带、峰或光谱。在一些示例中,波长选择性吸收层34可包括光谱选择性多层吸收膜,其可具有比可见光透射率更大的红外透射率。在示例中,可选择波长选择性吸收层34的颜色以调整整个制品10f的外观,例如调整反射波长或散射波长,以便修改制品10f的主表面所表现的制品10f的外观颜色。波长选择性吸收层34在阻挡可见光波长的同时,可透射至少一些或基本上全部的近红外波长。在一些示例中,波长选择性吸收层34可包括单独的涂层,该涂层包括染料或颜料中的一者或两者。在一些示例中,波长选择性吸收层34可不包括染料,并且可包括近红外透射可见光阻挡颜料。例如,波长选择性吸收层34可包括密西根州绍斯菲尔德市的巴斯夫公司(BASF,Southfield,MI)的 Black FK4280或Lumogen BlackFK4281。在一些示例中,波长选择性吸收层34可包括多层膜,该多层膜的层中的一个或多个包括染料或颜料中的一者或两者。在一些实施方案中,波长选择性吸收层34可包括或可以是粘合剂层、聚合物层、表层或包括染料或颜料的多层膜的任何其他层。在一些示例中,制品1f可不包括单独的波长选择性吸收层34,相反,可包括任何其他合适的层中的波长选择性染料或颜料。在一些示例中,波长选择性吸收层34或制品10f的任何其他层可仅包括在预定图案或区域中的染料或颜料。在一些示例中,波长选择性吸收层34可通过包括一种或多种吸收预定波长谱带的至少一个相应子带的吸收染料或颜料来表现宽带吸收,例如,在预定波长谱带上的吸收。
在一些实施方案中,波长选择性吸收层34可包括要表现漫射或散射的小珠或粒子。例如,波长选择性吸收层34可包括介质和分散在介质中的小珠或粒子。介质可包括玻璃、聚合物或任何其他合适的光学介质或它们的组合。小珠或粒子可包括二氧化硅、玻璃、聚合物、有机物、无机物、金属氧化物、聚苯乙烯或其他合适的散射材料或它们的组合。波长选择性吸收层34可包括漫射或散射空隙或孔,并且空隙或孔可包括气体,诸如空气。
因此,每个相应的波长选择性层(14,16,34)可透射近红外波长。例如,波长选择性层中的一个或多个或整个制品10f可具有近红外透射率,例如,对于大于830nm的波长,透射率大于5%、或大于10%、或大于20%、大于50%或大于7%。在示例中,制品10f的透射率可小于5%、或小于1%、或约0。在示例中,对于大于830nm的波长,制品10f可具有大于10%的近红外透射率。在示例中,对于大于850nm的波长,制品10f可具有大于20%的近红外透射率。在示例中,对于大于870nm的波长,制品10f可具有大于50%的近红外透射率。在示例中,对于大于900nm的波长,制品10f可具有大于50%的近红外透射率。在示例中,对于大于900nm的波长,制品10f可具有大于75%的平均近红外透射率。
在一些示例中,如图1F所示,波长选择性吸收层34可位于波长选择性散射层14和波长选择性反射层16之间。将波长选择性吸收层34定位于波长选择性散射层14后面可用于调整波长选择性散射层14的灰度或表观白度。如上文所讨论的,波长选择性吸收层34可包括非中性颜色以调整视觉外观,例如,在预定色彩空间中的色彩坐标。在示例中,波长选择性吸收层34可将光学滤光器的总可见光反射率减小预定量值,而基本上不会减小总近红外透射率。虽然示例性制品10f包括单独的波长选择性吸收层34,但在一些示例中,例如,图1G的示例性制品10g,波长选择性染料可被添加至波长选择性散射层14g,使得波长选择性散射层也用作吸收层。在示例中,波长选择性散射层14可设置在染色波长选择性散射层14g的顶部上。
在一些示例中,如图1H所示,示例性制品10h可包括定位在波长选择性散射层14和波长选择性吸收层34之间的波长选择性反射层16。波长选择性吸收层34可在制品10h的主表面的区域上均匀地减小总可见光反射率,而基本上不减小总近红外透射率。总可见光反射率的均匀降低可用于减少或防止润湿。润湿是可见光泄漏或可见光透射穿过制品10h的所有层而可产生的现象,这可导致光学滤光器的均匀外观出现明显的间断、中断、像差、变型或干扰外观。例如,光学滤光器接触下面基底的区域可表现润湿,由此与接触区域对应的形状可通过光学滤光器感知。波长选择性吸收层34可均匀地减小制品10h的整个区域上的可见光反射率,并且防止可见光泄漏,同时仍允许透射近红外波长,由此使得制品10h的整个主表面看不见间断或干扰,从而避免润湿。
在一些示例中,波长选择性吸收层34可占据与波长选择性反射层16的主表面相邻的完整中间区域。然而,在一些示例中,如图1H所示,波长选择性吸收层34可占据与波长选择性反射层16的主表面相邻的部分区域,其中光漫射层36占据与波长选择性反射层16的主表面相邻的剩余区域。例如,在相对较暗的部件或可见光吸收部件可与光漫射层36相邻放置的情况下,该构造可用于减少生成波长选择性吸收层34可能所需的近红外染料的量。在可见光吸收部件(例如,传感器)与波长选择性反射层16的区域相邻设置的示例中,期望在该区域中不显现润湿。因此,用波长选择性吸收层34覆盖该区域可能不是必需的,相反,光漫射层36可与该部件相邻使用,例如降低与近红外染料相关联的成本。
在一些示例中,示例性制品可不包括波长选择性散射层14,并且可仅包括波长选择性反射层16和波长选择性吸收层34,如图1I至图1K所示。在一些示例中,如图1I所示,示例性制品10i可包括与基底12相邻设置的波长选择性反射层16,其中波长选择性吸收层34位于基底12与波长选择性反射层16之间。在各种实施方案中,图1A至图1K中的层的顺序可改变。在一些实施方案中,一个或多个中间层可设置在图1A至图1K所示的制品10a至10k的任何层之间。例如,中间层可设置在波长选择性散射层14与波长选择性反射层16之间、在波长选择性散射层14与波长选择性吸收层34之间和/或在波长选择性吸收层34与波长选择性反射层16之间等。
在一些示例中,如图1J所示,示例性制品10j可包括与基底12相邻设置的波长选择性反射层16,其中波长选择性反射层16位于波长选择性吸收层34和基底12之间。在一些示例中,如图1K所示,示例性制品10k可包括位于第一波长选择性吸收层34a和第二波长选择性吸收层34b之间的波长选择性反射层16。波长选择性吸收层34、34a和34b可用于补偿波长选择性反射层16对可见光波长的不均匀阻挡。例如,虽然波长选择性反射层16可阻挡大部分可见光波长的透射,但波长选择性反射层16仍可允许某些可见光波长的峰或谱带通过。因此,波长选择性反射层16可“泄漏”一些可见光,其可例如从视觉感知显露由波长选择性反射层16隐蔽的对象。可选择波长选择性染料来阻挡由波长选择性反射层16透射的至少那些泄漏的可见光波长,使得示例性制品10i至10k在透射近红外波长的同时基本上阻挡所有可见光波长。
在示例中,制品10i至10k对于介于380nm至800nm之间的波长或对于介于400nm至700nm之间的波长可具有小于0.1%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长可具有大于50%的平均近红外透射率。如本文所述,波长范围的平均可见光透射率是对于该范围内所有波长的透射率的平均值。在示例中,制品10i至10k对于介于380nm至800nm或400nm至700nm之间的波长可具有小于0.01%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长可具有大于75%的平均近红外透射率。制品10i至10k对于介于380nm至800nm之间的所有波长或对于介于400nm至700nm之间的所有波长可具有小于0.1%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的所有波长可具有大于50%的近红外透射率。在示例中,制品10i至10k对于介于380nm至800nm或400nm至700nm之间的波长可具有小于0.01%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长可具有大于75%的近红外透射率。在示例中,如上面参考图1A至图1E所讨论的,示例性制品10i至10k还可包括密封剂层或保护层。
在一些实施方案中,包括波长选择性吸收层34的制品10f至10k对于介于400nm至700nm之间的波长可具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长可具有大于约30%的平均近红外透射率。在一些实施方案中,对于介于400nm至700nm之间的波长,制品10f至10k的平均可见光透射率可小于约20%、小于约10%、小于约5%、小于约2%或小于约1%。在一些实施方案中,对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长,制品10f至10k的平均近红外透射率可大于约40%、大于约50%或大于约75%。在一些实施方案中,包括波长选择性吸收层34的制品10f至10k对于介于400nm至700nm之间的波长可具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长可具有大于约30%的近红外透射率。在一些实施方案中,对于介于400nm至700nm之间的所有波长,制品10f至10k的可见光透射率可小于约20%、小于约10%、小于约5%、小于约2%或小于约1%。在一些实施方案中,对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的所有波长,制品10f至10k的近红外透射率可大于约40%、大于约50%或大于约75%。
在一些实施方案中,对于介于400nm至700nm之间的波长,波长选择性吸收层34可具有例如大于约30%、大于约40%、大于约50%、大于约70%或大于约90%的平均可见光吸收率。在一些实施方案中,对于介于400nm至700nm之间的所有波长,波长选择性吸收层34可具有例如大于约30%、大于约40%、大于约50%、大于约70%或大于约90%的可见光吸收率。对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的波长,波长选择性吸收层34可具有大于约30%、大于约40%或大于约50%的平均近红外透射率。对于介于830nm至900nm、900nm至980nm和/或800nm至1200nm之间的所有波长,波长选择性吸收层34可具有大于约30%、大于约40%或大于约50%的近红外透射率。
下文讨论了包括波长选择性吸收层的制品的光入射角的影响,尤其是参考实施例22。需注意,如本文所述的光学滤光器的光的最小可见光透射率的角度可以是或不是法向入射。在一些实施方案中,制品在法向入射下的光的可见光透射率可小于倾斜角度处的光的可见光透射率。在一些实施方案中,制品在倾斜角度(例如,介于0至60度之间)处的光的可见光透射率小于在法向入射下的光的可见光透射率。
波长选择性吸收层34可包括波长选择性染料和波长选择性颜料中的一者或两者。在一些具体实施中,波长选择性吸收层可包括多孔层,其中染料和/或颜料设置在多孔层的孔内。
染料或颜料可吸收第一光谱范围内的光并重新发出与第一光谱范围不同的第二光谱范围内的光。例如,染料或颜料可包括吸收较短波长的光并重新发出较长波长的光的荧光染料、荧光粉或量子点。因此,染料或颜料可用作降频转换器。例如,染料或颜料可吸收紫外波长或蓝色波长,并且可重新发出可见光波长。包括吸收和重新发出不同波长的光的染料或颜料的光学滤光器可邻近对象设置或附接到对象以控制对象的外观。例如,光谱转换层(例如,降频转换层)可提高白色的亮度或者可为对象提供各种特殊颜色效果。
光学滤光器可包括不止一个波长选择性吸收层,如图1K中的制品10k所示。例如,制品10k可包括第一波长选择性吸收层34a和第二波长选择性吸收层34b,其中第一波长选择性吸收层34a的光学特性不同于第二波长选择性吸收层34b的光学特性。例如,第一波长选择性吸收层34a可包括黑色染料和黑色颜料中的一者或两者,而第二波长选择性吸收层34b可包括彩色染料和彩色颜料中的一者或两者。在包括具有彩色染料或彩色颜料的波长选择性吸收层的实施方案中,染料或颜料可包括青色、洋红色和黄色组分中的一种或多种。虽然图1K示出了设置在第一波长选择性吸收层34a,和第二波长选择性吸收层34b之间的波长选择性反射层16,但情况不一定如此。在一些实施方案中,可以不同地布置层,例如,第二波长选择性吸收层可设置在第一波长选择性吸收层和波长选择性反射层之间。例如,可将一个或多个中间层设置在图1K所示的制品10k的任何层之间。
如前所述,在一些实施方案中,由图1F至图1K中的制品10f至10k表示的光学滤光器可包括密封剂层和/或保护涂层。例如,波长选择性吸收层可设置为制品10f至10k的另一层上的涂层或印刷图案化层。例如,波长选择性吸收层可涂覆或印刷在波长选择性反射层16、波长选择性散射层14、基底12、吸墨层18、保护层24和/或密封剂层26,28上。在一些实施方案中,波长选择性吸收层可与波长选择性反射层16、波长选择性散射层14、吸墨层18、保护层24和/或密封剂层26,28涂覆在一起。例如,在一些实施方案中,波长选择性吸收材料(例如,染料和/或颜料)可包括在波长选择性散射层涂覆溶液中。在一些实施方案中,波长选择性吸收材料可混合到胶乳涂层的水溶液中。然后,将涂层施加到多孔波长选择性散射层。水溶液将流入散射层的孔中,并利用颜色将散射层染色。胶乳粒子将保持在组合的散射/吸收层的表面上并形成密封剂层。在一些实施方案中,可将染料或颜料组合在波长选择性散射涂覆溶液的溶剂中,并且可以将该组合溶液施加涂覆到提供散射涂层和吸收涂层两者的一个层中。当波长选择性吸收层为印刷层时,它可以通过丝网印刷、喷墨印刷、柔性版印刷和/或其他类型的印刷法印刷到下面层上。在一些实施方案中,印刷制品包括光学滤光器,该光学滤光器包括波长选择性反射层和印刷的波长选择性吸收层。一种制作光学滤光器的方法,该光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率,该方法包括至少形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层。根据一些方面,形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层可以包括在波长选择性反射层上形成波长选择性吸收层或在波长选择性吸收层上形成波长选择性反射层。在一些实施方案中,波长选择性吸收层和波长选择性反射层可形成为单个组合层。形成波长选择性吸收层和/或波长选择性反射层包括印刷或涂覆波长选择性吸收材料和/或波长选择性反射材料。印刷或涂覆波长选择性吸收层和/或波长选择性反射层可包括印刷或涂覆溶液,该溶液包括波长选择性吸收材料、波长选择性散射材料、波长选择性反射材料和密封剂材料中的两种或更多种。在一些实施方案中,波长选择性吸收层可通过利用包括波长选择性吸收材料的溶液涂覆多孔层来形成。多孔层可以是如本文所述的波长选择性散射层。波长选择性吸收材料包括进入多孔层的孔的染料。溶液可包括保持在多孔层表面上以形成密封剂的粒子。形成波长吸收层可涉及形成两种或更多种波长选择性吸收材料的混合物并将该混合物沉积为波长选择性吸收层。另选地,波长选择性吸收层可包括两个或更多个层,其中第一层包括第一波长选择性吸收材料,第二层包括第二波长选择性吸收材料。
波长选择性吸收层34可散射并吸收光。例如,与由波长选择性吸收层所散射的830nm至900nm、900nm至980和/或800nm至1200nm的近红外范围内的光相比,波长选择性吸收层可散射更多400nm至700nm的可见光范围内的光。根据一些具体实施,波长选择性吸收层34可散射少于约50%、少于约40%、少于约30%或少于约25%的介于400nm至700nm之间的可见光波长范围内的光。波长选择性吸收层34也可以散射少于约50%、少于约40%、少于约30%或少于约25%的介于830nm至900nm、900nm至980和/或800nm至1200nm之间的近红外范围内的光。
虽然图1A至图1K示出了包括平坦层的相应制品10a至10k,但在各种示例中,制品10a至10k可呈现任何合适的形状、边缘或横截面,并且制品10a至10k中的层可呈现规则、不规则或复合曲率,或者可在不同区域中呈现平坦或弯曲的几何形状,或者以其他方式贴合层下方的基底或制品10a至10k的轮廓。例如,制品10a至10k可呈现半球形或透镜形形状,或其表面呈现不规则轮廓。在一些示例中,相应的波长选择性层中的任何者,例如波长选择性散射层14、反射层16和波长选择性吸收层34,可具有在主要尺寸上变化的形状或厚度,例如,通过具有覆盖基底12或下面层的至少一些区域(约1%至约100%区域)的空间变化或周期性图案。此外,在上述一些示例中,图1A至图1K的制品10a至10k可包括基底12,在其他示例中,制品10a至10k可不包括基底12。在一些示例中,基底12可为柔性的。在一些示例中,制品10a至10k可为柔性的并且可设置在柔性基底上。例如,柔性基底可包括光源、传感器或光伏电池。在一些示例中,制品10a至10k可为连续柔性的或仅在预定区域中为柔性的。因此,根据参考图1A至图1K所描述的示例的示例性制品可包括光学滤光器,该光学滤光器阻挡可见光透射同时允许近红外波长透射。示例性制品和光学滤光器可用于下述示例性光学系统中。
图2A至图2F为包括光学滤光器的示例性光学系统的概念图和示意图。图2A为包括光学滤光器10和光接收器40的示例性光学系统的概念图和示意图。在示例中,光接收器40可包括光传感器、相机、CCD或被配置成感测至少一个预定光波长区域的任何其他传感器。例如,光接收器40可包括近红外传感器。在示例中,光接收器40可包括接收光的对象例如太阳能电池,或至少部分地吸收入射光的对象例如太阳能加热器,或接收光的任何其他对象。如上文参考图1A至1E所讨论的,或者本公开中描述的其他示例性光学滤光器,光学滤光器10可包括示例性光学滤光器中的任何者,该光学滤光器包括波长选择性散射层。如图2A所示,光学滤光器10可与光接收器40相邻设置。入射近红外线42a可包括近红外波长,并且可基本上透射穿过光学滤光器10至光接收器40。入射可见光线44a可包括可见光波长,并且可基本上被光学滤光器10反射或散射,使得至少部分地屏蔽光接收器40免受可见光线44a,同时至少部分地接收近红外光线42a。在示例中,光接收器可基本上或完全地被光学滤光器10屏蔽免受可见光线44a,并且可接收基本上全部的近红外光线42a。
图2B为包括光学滤光器10、光接收器40、光发射器46和对象48的示例性光学系统的概念图和示意图。在示例中,光发射器46可包括任何合适波长的光源或电磁辐射源,包括可见光、近红外或紫外波长。在示例中,光发射器46可包括灯泡、白炽光源、紧凑型荧光灯、LED、光导或任何天然光源或人造光源。在示例中,光发射器46可不产生光,并且可仅反射或透射由光源产生的光。光学滤光器10可设置在光接收器40和对象48之间。光发射器可如光接收器40那样设置在光学滤光器10的同一侧上。从光发射器46透射的近红外线42b可包括近红外波长,并且可基本上透射穿过光学滤光器10至对象48。射线42b可被对象48反射回来,并且反射线可通过对象48的光学性质进行修改。反射线42可基本上透射穿过光学滤光器10至光接收器40。入射可见光线44b可包括可见光波长,并且可基本上被光学滤光器10反射或散射,使得至少部分地屏蔽光接收器40和光发射器46中的一者或两者免受可见光线44a。在示例中,光接收器可基本上或完全地被光学滤光器10屏蔽免受可见光线44b,并且可接收基本上全部的近红外光线42b。
图2C为包括光学滤光器10、光接收器40和对象48的示例性光学系统的概念图和示意图。光学滤光器10可设置在光接收器40和对象48之间。入射近红外线42c可包括近红外波长,并且可基本上透射穿过对象48和光学滤光器10至光接收器40。入射可见光线44c可包括可见光波长,并且可基本上被光学滤光器10反射或散射,使得至少部分地屏蔽光接收器40免受可见光线44c,同时至少部分地接收近红外光线42c。在示例中,光接收器40可基本上或完全地被光学滤光器10屏蔽免受可见光线44c,并且可接收基本上全部的近红外光线42c。
图2D为包括光学滤光器10和光接收器40的示例性光学系统的概念图和示意图。光学滤光器10可与光接收器40相邻设置。入射近红外线42d可包括近红外波长,并且可基本上从光学滤光器10反射至光接收器40。入射可见光线44d可包括可见光波长,并且可基本上被光学滤光器10反射或散射,使得光接收器40至少部分地接收可见光线44d,同时至少部分地接收近红外光线42d。
图2E为包括光学滤光器10、光接收器40和光发射器46的示例性光学系统的概念图和示意图。光学滤光器10可设置在光发射器46和光机接收器40之间。从光发射器46透射的近红外线42e可包括近红外波长,并且可基本上透射穿过光学滤光器10至光接收器40。入射可见光线44e可包括可见光波长,并且可基本上被光学滤光器10反射或散射,使得至少部分地屏蔽光发射器46免受可见光线44e。在示例中,光发射器46可基本上或完全地被光学滤光器10屏蔽免受可见光线44e。虽然图2E的示例性光学系统中描述了光接收器40,但在示例中,图2E的示例性光学系统可不包括光接收器40。例如,示例性光学系统可包括光发射器46和光学滤光器10,并且光学滤光器10可隐蔽光发射器46的可见外观。
图2F为包括光学滤光器10、光接收器40、光发射器46和对象48f的示例性光学系统的概念图和示意图。在示例中,光发射器46可包括近红外波长的光源,例如近红外灯泡或LED。例如,光发射器可包括激光、激光二极管或注入式激光器。光接收器40可包括对近红外波长敏感的传感器或相机。例如,传感器可包括手势传感器、光学触摸传感器或光电传感器,诸如检测连续感测光束中的中断的传感器。传感器可包括阵列传感器或任何其他组的一种或不同种类的传感器。光学滤光器10可设置在光接收器40和对象48f之间。光发射器46可如光接收器40那样设置在光学滤光器10的同一侧上。从光发射器46透射的近红外线42b可包括近红外波长,并且可基本上透射穿过光学滤光器10至对象48f。射线42b可被对象48反射回来,并且反射线可通过对象48f的光学性质进行修改。反射线42可基本上透射穿过光学滤光器10至光接收器40。在一些示例中,入射可见光线44b可包括可见光波长,并且可基本上被光学滤光器10反射或散射,使得至少部分地屏蔽光接收器40和光发射器46中的一者或两者免受可见光线44a。在示例中,光接收器可基本上或完全地被光学滤光器10屏蔽免受可见光线44b,并且可接收基本上全部的近红外光线42b。
在一些示例中,虹膜扫描系统可包括图2F的示例性光学系统,例如,其中对象48f包括眼睛或虹膜,并且光接收器40为虹膜扫描器,其接收由光发射器46发射并且被对象48f弹回的近红外光。虽然光发射器46可发射近红外波长,但光发射器46也可发射可见光波长,其可例如向用户或观看者显露光发射器46的存在。虽然包括波长选择层16的制品可用于阻挡可见光波长的透射以掩蔽光发射器46免于被视觉感知,但波长选择性反射层16可允许透射一些可见光波长,例如可见光波长的峰或谱带。在一些示例中,光学滤光器10可包括波长选择性吸收层34,该波长选择性吸收层阻挡由波长选择性反射层16透射的可见光波长的透射,如上文参考图1i至图1k所讨论的。因此,在示例中,光学滤光器10在380至800nm处可具有小于0.1%的可见光透射率和在830至900nm处可具有大于50%的近红外透射率。因此,即使光发射器46发射可见光波长,光学滤光器10也可掩蔽光发射器46免于被视觉感知,同时允许虹膜扫描系统通过透射穿过光学滤光器10的两个方向上的近红外波长来扫描虹膜。在一些示例中,图2F的示例性光学系统可包括不止一个光学滤光器10。例如,第一光学滤光器可与光发射器46或光接收器40相邻设置,并且第二光学滤光器可与对象48f的主表面相邻设置。在一些示例中,第一光学滤光器和第二光学滤光器各自包括相同或不同的光学滤光器。在一些示例中,光学滤光器10可包括回射膜或可横跨或沿回射路径设置。在一些示例中,对象48f可包括回射膜。虽然上文参考图2F描述了虹膜扫描系统,但在一些示例中,图2F的示例可包括任何生物系统或识别系统,这类系统使用近红外波长进行识别,同时发射可见光波长进行隐蔽或掩蔽以免于被视觉感知。例如,图2F的示例性系统可包括指纹扫描器、面部识别系统或热识别系统。
在一些实施方案中,图1a至图1K所示的制品10a至10k可形成为可附接到对象的部件,诸如包括光发射器和光接收器中的一者或两者的电子设备。在一些实施方案中,制品10a至10k可附接到对象、与对象分离和重新附接到对象。在一些实施方案中,对象可回射。制品10a至10k可以是可施加于对象的表皮或膜,例如,电子设备或其他对象,例如手机、平板电脑、笔记本电脑、汽车。制品10a至10k可为装饰性的并且可具有设置在制品上的文本、徽标和/或设计。图2G和图2H分别示出了被配置成配合在对象210上的制品200的前视图和后视图。在图2G和图2H中,对象210被表示为手机,并且制品200被表示为配合在手机上的手机套。制品200包括至少一个或多个区域201a,201b,所述区域包括光学滤光器的波长选择性层。光学滤光器的波长选择性层散射并且/或者吸收光以掩蔽光发射器和光接收器中的一者或两者(在图2G和图2H中未示出)。在一些实施方案中,光学滤光器的波长选择性层在制品的大部分或基本上整个制品上延伸,并且在一些实施方案中,制品的一些部分包括光学滤光器层并且不包括光学滤光器层的其他部分可以是不透明的。制品200可包括粘性膜表面、粘合剂和/或附接特征结构以有利于将制品200附接到对象210。例如,图2G和图2H中所示的手机套200可经由包括壁202b和/或唇缘202a的附接特征结构附接到手机210,所述附接特征结构在安装在手机上时提供压配合。另选地,制品200可使用除压配合特征结构之外的其他类型的附接特征结构(例如,用螺栓拧上去的附接特征结构)附接到对象210,诸如被构造成接纳将制品200附接至对象210的螺栓或螺钉的孔。
在示例中,光学滤光器10可包括至少一个可移除的或可重新定位的层,或者光学滤光器10作为整体可为可移除的或可重新定位的,使得光学滤光器10相对于位于其下方或与其相邻的基底可被移除或重新定位。在示例中,光学滤光器10的外围可延伸超出光发射器46或光接收器40中的一者或两者的外围,或者光学滤光器10的主表面的面积可大于或小于光发射器46或光接收器40中的一者或两者的表面积。在示例中,光学滤光器10可被配置成掩蔽其他部件,诸如电子器件、电路、基底、传感器、发射器,通过光学滤光器遮蔽这些部件免于被视觉感知。在示例中,多于一个的光发射器46或光接收器40(例如,阵列)可与光学滤光器10相邻定位。在示例中,光发射器46或光接收器40中的一者或两者可相对远离光学滤光器10,例如,远离至少1cm、或10cm、或1m、或10m、或100m、或1km、或甚至更远。尽管在图2A至图2F中示出了光的直接路径,例如,在光发射器46和光接收器40中的一者或两者与光学滤光器10之间,在示例中,光发射器46和光接收器40中的一者或两者与光学滤光器10之间的光可遵循间接路径,包括光学导向路径、反射路径或包括光学操控(包括折射或过滤)的路径,或穿过不同光学介质行进的路径。
因此,在示例中,光学滤光器10可被配置成至少部分地屏蔽光接收器40免受可见光波长,同时基本上允许光接收器40接收近红外波长。例如,光学滤光器10可被配置成隐蔽或掩蔽光接收器40、光发射器46或对象48中的一个或多个。在示例中,光学滤光器10可被配置成例如通过散射可见光波长掩蔽光接收器40或光发射器46中的一者或两者免于被视觉感知,如上文参考图2A至图2F所讨论的。
图3A至图3D为包括示例性光学滤光器和电子显示器的示例性系统的概念图,电子显示器显示视觉感知图案和不可见近红外图案。由于成像传感器诸如电荷耦合器件(CCD)在近红外区域进行检测,其应当产生包括可见反射图形的标志。该标志可隐蔽由相机检测到的不可见图像。例如,该图像可包括预定图案,该预定图案对信号或信息进行编码,诸如条形码、2D条形码或QR码。QR码的物理大小可限制它们可包含的信息量。然而,不可见QR码可与标志物理上一样大,而不会混淆或减损可见图形。在示例中,电子显示器60能够同时显示由隐蔽在显示器60后面的相应可见光发射器和近红外光发射器发射的可见光图案和近红外图案。电子显示器60可被上文参照图1A至图1E所述的示例性光学滤光器覆盖。例如,电子显示器60可同时显示可见图案62和不可见的近红外图案64,如图3B所示。图案62可包括相对较小的QR码或具有相对较小的显示器覆盖区的其他标记,而图案64可包括相对较大的QR码或具有相对较大的覆盖区的其他标记。由于光学滤光器(未示出)对可见光波长的反射或散射,图案62可以是可见的。如图3A中所见,只有图案62可被视觉感知,并且图案64可保持不被视觉感知,同时在近红外波长下以相对较高的透明度呈现。因此,能够感测近红外波长的相机可以足够的分辨率感测图案64,例如,以足以对可包含在图案64中的信息进行解码的分辨率。在图3C所示的示例中,只有预定图案可在显示器60上被视觉感知,而如图3D所示,只有近红外相机才可检测到的不可见近红外图案可同时显示在显示器60上。因此,在3A、3B、3C和3D的各个示例性系统中,示例性光学滤光器可用于隐蔽或掩蔽近红外图案的光源,同时仅显露预定的可见图案。在一些示例中,不可见近红外图案64可用于对隐蔽信息进行编码,而视觉感知图案62可用于呈现可视觉感知信息,或至少可被编码但被编码后为视觉感知的信息。例如,图案62可对第一组信息诸如网站进行编码,而图案64可对第二组信息诸如显示器60的位置进行编码。在示例中,电子显示器60可显示可见图案、不可见图案或这两者。在示例中,电子显示器60可显示多个图案。在示例中,电子显示器可显示静态图案或动态图案。因此,示例性光学滤光器可以高透明度的近红外透射提供掩蔽。
图4为示例性技术的流程图。该示例性技术可包括将光学滤光器10与光发射器46或光接收器40中的一者或两者相邻设置(52)。光学滤光器10包括如上文参考图1A至图1E和图2A至图2E所讨论的波长选择性散射层。该示例性技术还可任选地包括将反射层16设置在光学滤光器10与光发射器46或光接收器40中的一者或两者之间(54)。光学滤光器10可任选地掩蔽光发射器46或光接收器40中的一者或两者(56)。光学滤光器10可任选地至少部分地屏蔽光发射器或光接收器中的一者或两者免受可见光波长(58)。
虽然上述制品可包括多层膜或可包括多个层,但在一些示例中,一个或多个层可被混合到相邻层中,或者可与相邻层形成视觉上模糊的渐变边界。在一些示例中,可对多层膜或制品进行加工,由此使得没有可辨别的边界或主表面分离一个或多个层,并且不同的层可过渡到相邻层中。在一些示例中,层可表示预定的基本上平坦或弯曲的几何区域,而不是物理上不同的或离散的层。
因此,根据本公开的示例性系统、制品和技术可包括示例性光学制品,该光学制品包括示例性波长选择性散射层,该波长选择性散射层例如通过选择性地散射或反射可见光波长,以相对较高的透明度透射近红外光,同时减少可见光波长的透射。
根据本公开提供的示例性制品和技术将通过以下非限制性实施方案和示例来说明。
实施方案
本发明的实施方案包括以下枚举项目。
项目1.一种系统,包括:
光发射器或光接收器中的一者或两者;和
与光发射器或光接收器中的一者或两者相邻的光学滤光器,其中光学滤光器包括波长选择性散射层,其中波长选择性散射层具有小于约0.9的近红外散射比,所述近红外散射比为平均近红外散射率与平均可见光散射率之比,并且其中波长选择性散射层具有大于约0.5的可见光反射雾度比,所述可见光反射雾度比为平均可见光漫反射率与平均可见光总反射率之比。
项目2.根据项目1所述的系统,其中波长选择性散射层具有小于约0.7的近红外散射比。
项目3.根据项目1所述的系统,其中波长选择性散射层具有小于约0.6的近红外散射比。
项目4.根据项目1至3中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层具有大于约0.6的可见光反射雾度比。
项目5.根据项目1至4中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层具有大于约0.7的可见光反射雾度比。
项目6.根据项目1至5中任一项所述的系统,其中光发射器或光接收器中的一者或两者具有在近红外范围内的操作波长。
项目7.根据项目1至6中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层透射小于约50%的入射可见光,并且其中波长选择性散射层透射大于约50%的入射近红外光。
项目8.根据项目1至7中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层散射大于约50%的入射可见光。
项目9.根据项目1至8中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层将大于约50%的入射可见光散射为白光。
项目10.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约5μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.1。
项目11.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约1μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.2。
项目12.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约0.5μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.4。
项目13.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约0.3μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.6。
项目14.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约0.2μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约1.8。
项目15.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条82下方的区域。
项目16.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条84下方的区域。
项目17.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条86下方的区域。
项目18.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条88下方的区域。
项目19.根据项目1至18中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层具有至少25%的可见光雾度。
项目20.根据项目1至19中任一项所述的系统,其中光学滤光器包括表面光学微结构。
项目21.根据项目1至20中任一项所述的系统,其中光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
项目22.根据项目1至21中任一项所述的系统,其中光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
项目23.根据项目1至9中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括粘结剂、多个粒子以及多个互连空隙,其中波长选择性散射层中的多个互连空隙的体积分数不小于约20%,并且其中粘结剂与多个粒子的重量比不小于约1:2。
项目24.根据项目1至23中任一项所述的系统,其中光学滤光器包括反射层。
项目25.根据项目1至23中任一项所述的系统,其中光学滤光器包括含珠漫射层。
项目26.根据项目1至25中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许光接收器接收近红外波长。
项目27.根据项目1至26中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成掩蔽光接收器或光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目28.根据项目27所述的系统,其中光学滤光器被配置成通过散射可见光波长来至少部分地掩蔽光接收器或光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目29.一种方法,包括:
将光学滤光器与光发射器或光接收器中的一者或两者相邻设置,其中光学滤光器包括波长选择性散射层,其中波长选择性散射层具有小于约0.9的近红外散射比,所述近红外散射比为平均近红外散射率与平均可见光散射率之比,并且其中波长选择性散射层具有大于约0.5的可见光反射雾度比,所述可见光反射雾度比为平均可见光漫反射率与平均可见光总反射率之比。
项目30.根据项目29所述的方法还包括将反射层设置在光学滤光器与光发射器或光接收器中的一者或两者之间。
项目31.一种方法,包括至少部分地掩蔽光发射器或光接收器中的一者或两者,所述掩蔽包括根据项目29或30所述的方法。
项目32.一种方法,包括至少部分地将光发射器或光接收器中的一者或两者遮蔽可见光波长,所述遮蔽包括根据项目29或30所述的方法。
项目33.根据项目29至32中任一项所述的方法,其中波长选择性散射层散射大于约50%的入射可见光。
项目34.根据项目33所述的方法,其中波长选择性散射层将大于约50%的入射可见光散射为白光。
项目35.一种包括光学滤光器的制品,其中光学滤光器包括波长选择性散射层,其中波长选择性散射层具有小于约0.9的近红外散射比,所述近红外散射比为平均近红外散射率与平均可见光散射率之比,并且其中波长选择性散射层具有大于约0.5的可见光反射雾度比,所述可见光反射雾度比为平均可见光漫反射率与平均可见光总反射率之比。
项目36.根据项目35所述的制品,其中波长选择性散射层具有小于约0.7的近红外散射比。
项目37.根据项目36所述的制品,其中波长选择性散射层具有小于约0.6的近红外散射比。
项目38.根据项目35至37中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层具有大于约0.6的可见光反射雾度比。
项目39.根据项目35至37中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层具有大于约0.7的可见光反射雾度比。
项目40.根据项目35至39中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层透射小于约50%的入射可见光,并且其中波长选择性散射层透射大于约50%的入射近红外光。
项目41.根据项目35至40中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层散射大于约50%的入射可见光。
项目42.根据项目35至40中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层将大于约50%的入射可见光散射为白光。
项目43.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约5μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.1。
项目44.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约1μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.2。
项目45.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约0.5μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.4。
项目46.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约0.3μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约0.6。
项目47.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率和小于约0.2μm的平均粒度,并且其中第一折射率和第二折射率之间的绝对差小于约1.8。
项目48.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条82下方的区域。
项目49.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条84下方的区域。
项目50.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条86下方的区域。
项目51.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括具有第一折射率的光学介质,其中该光学介质包括多个粒子,其中多个粒子具有第二折射率,其中多个粒子的平均粒度、第一折射率和第二折射率选自图15中线条88下方的区域。
项目52.根据项目35至51中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层具有至少25%的可见光雾度。
项目53.根据项目35至52中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括表面光学微结构。
项目54.根据项目35至42中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括粘结剂、多个粒子和多个互连空隙,其中波长选择性散射层中的多个互连空隙的体积分数不小于约20%,并且其中粘结剂与多个粒子的重量比不小于约1:2。
项目55.根据项目35至54中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括反射层。
项目56.根据项目35至55中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括含珠漫射层。
项目57.根据项目35至56中任一项所述的制品,其中光学滤光器被配置为至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时允许光接收器至少部分地接收近红外波长。
项目58.根据项目35至56中任一项所述的制品,其中光学滤光器被配置成至少部分地掩蔽光接收器和光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目59.根据项目58所述的制品,其中光学滤光器被配置成通过至少部分地散射可见光波长来至少部分地掩蔽光接收器或光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目60.根据项目35至59中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括与波长选择性散射层相邻的吸墨涂层。
项目61.根据项目35至60中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括设置在吸墨涂层上的着墨图案。
项目62.根据项目35至61中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括密封剂层。
项目63.根据项目35至62中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括保护涂层。
项目64.根据项目35至63中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层具有至少50%的总可见光反射率。
项目65.根据项目64所述的制品,其中波长选择性散射层具有至少60%的总可见光反射率。
项目66.根据项目65所述的制品,其中波长选择性散射层具有至少70%的总可见光反射率。
项目67.一种包括光学滤光器的制品,其中光学滤光器包括波长选择性散射层,其中波长选择性散射层具有小于60%的平均近红外散射,其中波长选择性散射层具有大于10%的平均可见光散射,并且其中总可见光反射率%和可见光漫反射率%之间的差值小于20。
项目68.根据项目67所述的制品,其中光学滤光器包括波长选择性散射层,其中波长选择性散射层具有小于40%的平均近红外散射,其中波长选择性散射层具有大于58%的平均可见光散射,并且其中总可见光反射率%和可见光漫反射率%之间的差值小于18。
项目69.一种系统,包括:
光发射器或光接收器中的一者或两者;和
与光发射器或光接收器中的一者或两者相邻的光学滤光器,其中该光学滤光器包括:
波长选择性散射层,其中该波长选择性散射层被配置成基本上散射可见光波长,
波长选择性反射层,以及
至少一个波长选择性吸收层,其中每个相应的波长选择性层被配置成透射近红外波长。
项目70.根据项目69所述的系统,其中光学滤光器对于大于830nm的波长具有小于5%的可见光透射率和大于5%的近红外透射率。
项目71.根据项目70所述的系统,其中光学滤光器具有小于1%的可见光透射率。
项目72.根据项目70或71所述的系统,其中光学滤光器对于大于830nm的波长具有大于10%的近红外透射率。
项目73.根据项目72所述的系统,其中光学滤光器对于大于850nm的波长具有大于20%的近红外透射率。
项目74.根据项目73所述的系统,其中光学滤光器对于大于870nm的波长具有大于50%的近红外透射率。
项目75.根据项目74所述的系统,其中光学滤光器对于大于900nm的波长具有大于50%的近红外透射率。
项目76.根据项目75所述的系统,其中光学滤光器对于大于900nm的波长具有大于75%的平均近红外透射率。
项目77.根据项目69至76中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层具有小于约0.9的近红外散射比,所述近红外散射比为平均近红外散射率与平均可见光散射率之比,并且其中波长选择性散射层具有大于约0.5的可见光反射雾度比,所述可见光反射雾度比为平均可见光漫反射率与平均可见光总反射率之比。
项目78.根据项目69至76中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层具有小于60%的平均近红外散射,其中波长选择性散射层具有大于10%的平均可见光散射,并且其中总可见光反射率%和可见光漫反射率%之间的差值小于20。
项目79.根据项目69至76中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层透射小于约50%的入射可见光,并且其中波长选择性散射层透射大于约50%的入射近红外光。
项目80.根据项目69至79中任一项所述的系统,其中波长选择性散射层包括粘结剂、多个粒子以及多个互连空隙,其中波长选择性散射层中的多个互连空隙的体积分数不小于约20%,并且其中粘结剂与多个粒子的重量比不小于约1:2。
项目81.根据项目69至80中任一项所述的系统,其中光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
项目82.根据项目69至81中任一项所述的系统,其中光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
项目83.根据项目69至82中任一项所述的系统,其中反射层包括多层光学膜。
项目84.根据项目69至83中任一项所述的系统,其中反射层包括波长选择性干涉滤光片。
项目85.根据项目69至84中任一项所述的系统,其中光学滤光器设置在基底层上。
项目86.根据项目69至85中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许光接收器接收近红外波长。
项目87.根据项目69至86中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成掩蔽光接收器或光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目88.根据项目87所述的系统,其中光学滤光器被配置成通过散射可见光波长来至少部分地掩蔽光接收器或光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目89.根据项目69至88中任一项所述的系统,其中波长选择性吸收层位于波长选择性散射层和波长选择性反射层之间,并且其中波长选择性吸收层被配置成将光学滤光器的总可见光反射率减小预定量值,而基本上不减小总近红外透射率。
项目90.根据项目69至88中任一项所述的系统,其中波长选择性反射层位于波长选择性散射层和波长选择性吸收层之间,并且其中波长选择性吸收层被配置成均匀地减小光学滤光器的主表面的面积上的总可见光反射率,而基本上不减小总近红外透射率。
项目91.一种包括光学滤光器的制品,其中光学滤光器包括:
波长选择性散射层,其中该波长选择性散射层被配置成基本上散射可见光波长,
波长选择性反射层,和
至少一个波长选择性吸收层,其中每个相应的波长选择性层被配置成透射近红外波长。
项目92.根据项目91所述的制品,其中光学滤光器对于大于830nm的波长具有小于5%的可见光透射率和大于5%的近红外透射率。
项目93.根据项目92所述的制品,其中光学滤光器具有小于1%的可见光透射率。
项目94.根据项目92或93所述的制品,其中光学滤光器对于大于830nm的波长具有大于10%的近红外透射率。
项目95.根据项目94所述的制品,其中光学滤光器对于大于850nm的波长具有大于20%的近红外透射率。
项目96.根据项目95所述的制品,其中光学滤光器对于大于870nm的波长具有大于50%的近红外透射率。
项目97.根据项目96所述的制品,其中光学滤光器对于大于900nm的波长具有大于50%的近红外透射率。
项目98.根据项目97所述的制品,其中光学滤光器对于大于900nm的波长具有大于75%的平均近红外透射率。
项目99.根据项目91至98中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层具有小于约0.9的近红外散射比,所述近红外散射比为平均近红外散射率与平均可见光散射率之比,并且其中波长选择性散射层具有大于约0.5的可见光反射雾度比,所述可见光反射雾度比为平均可见光漫反射率与平均可见光总反射率之比。
项目100.根据项目91至99中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括波长选择性散射层,其中波长选择性散射层具有小于60%的平均近红外散射,其中波长选择性散射层具有大于10%的平均可见光散射,并且其中总可见光反射率%和可见光漫反射率%之间的差值小于20。
项目101.根据项目91至100中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层透射小于约50%的入射可见光,并且其中波长选择性散射层透射大于约50%的入射近红外光。
项目102.根据项目91至101中任一项所述的制品,其中波长选择性散射层包括粘结剂、多个粒子和多个互连空隙,其中波长选择性散射层中的多个互连空隙的体积分数不小于约20%,并且其中粘结剂与多个粒子的重量比不小于约1:2。
项目103.根据项目91至102中任一项所述的制品,其中反射层包括多层光学膜。
项目104.根据项目91至103中任一项所述的制品,其中反射层包括波长选择性干涉滤光片。
项目105.根据项目91至104中任一项所述的制品,其中光学滤光器设置在基底层上。
项目106.根据项目91至105中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括与波长选择性散射层相邻的吸墨涂层。
项目107.根据项目106所述的制品,其中光学滤光器包括设置在吸墨涂层上的着墨图案。
项目108.根据项目91至107中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括密封剂层。
项目109.根据项目91至107中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括保护涂层。
项目110.根据项目91至109中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层位于波长选择性散射层和波长选择性反射层之间,并且其中波长选择性吸收层被配置成减将光学滤光器的总可见光反射率小预定量值,而基本上不减小总近红外透射率。
项目111.根据项目91至109中任一项所述的制品,其中波长选择性反射层位于波长选择性散射层和波长选择性吸收层之间,并且其中波长选择性吸收层被配置成均匀地减小光学滤光器的主表面的面积上的总可见光反射率,而基本上不减小总近红外透射率。
项目112.一种系统,包括:
光发射器或光接收器中的一者或两者;和
与光发射器或光接收器中的一者或两者相邻的光学滤光器,其中该光学滤光器包括:
波长选择性反射层,和
至少一个波长选择性吸收层,其中每个相应的波长选择性层被配置成透射近红外波长,并且其中光学滤光器在380至800nm处具有小于0.1%的可见光透射率,并且在830至900nm处具有大于50%的近红外透射率。
项目113.根据项目112所述的系统,其中光学滤光器在380至800nm处具有小于0.01%的可见光透射率,并且在830至900nm处具有大于75%的近红外透射率。
项目114.根据项目112或113所述的系统,其中光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
项目115.根据项目112至114中任一项所述的系统,其中光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
项目116.根据项目112至115中任一项所述的系统,其中光接收器包括虹膜扫描系统。
项目117.一种包括基于虹膜的识别系统的系统,包括根据项目112至116中任一项所述的系统。
项目118.根据项目112至117中任一项所述的系统,其中反射层包括波长选择性干涉滤光片。
项目119.根据项目112至118中任一项所述的系统,其中反射层包括多层光学膜。
项目120.根据项目112至119中任一项所述的系统,其中光学滤光器设置在基底层上。
项目121.根据项目112至120中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许光接收器接收近红外波长。
项目122.根据项目112至121中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成掩蔽光接收器或光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目123.根据项目112至122中任一项所述的系统,其中至少一个波长选择性吸收层包括第一波长选择性吸收层和第二波长选择性吸收层,并且其中波长选择性反射层位于第一波长选择性吸收层和第二波长选择性吸收层之间。
项目124.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层,和
至少一个波长选择性吸收层,其中每个相应的波长选择性层被配置成透射近红外波长,并且其中光学滤光器在380至800nm处具有小于0.1%的可见光透射率,并且在830至900nm处具有大于50%的近红外透射率。
项目125.根据项目124所述的制品,其中光学滤光器在380至800nm处具有小于0.01%的可见光透射率,并且在830至900nm处具有大于75%的近红外透射率。
项目126.根据项目124或125所述的制品,其中反射层包括波长选择性干涉滤光片。
项目127.根据项目124至126中任一项所述的制品,其中反射层包括多层光学膜。
项目128.根据项目124至127中任一项所述的制品,其中光学滤光器设置在基底层上。
项目129.根据项目124至128中任一项所述的制品,其中至少一个波长选择性吸收层包括第一波长选择性吸收层和第二波长选择性吸收层,并且其中波长选择性反射层位于第一波长选择性吸收层和第二波长选择性吸收层之间。
项目130.根据项目124至130中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括密封剂层。
项目131.根据项目124至130中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括保护涂层。
项目132.根据项目124至131中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层包含波长选择性染料或波长选择性颜料中的一者或两者。
项目133.根据项目69至90中任一项所述的系统,其中波长选择性吸收层包含波长选择性染料或波长选择性颜料中的一者或两者。
项目134.根据项目91至111中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层包括波长选择性染料或波长选择性颜料中的一者或两者。
项目135.根据项目112至123中任一项所述的系统,其中波长选择性吸收层包括波长选择性染料或波长选择性颜料中的一者或两者。
项目136.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目137.根据项目136所述的制品,其中对于介于400nm至700nm之间的波长的平均可见光透射率小于约5%。
项目138.根据项目136至137中任一项所述的制品,其中对于介于830nm至900nm之间的波长的近红外透射率大于约50%。
项目139.根据项目136至138中任一项所述的制品,其中波长选择性反射层包括干涉滤光片。
项目140.根据项目136至138中任一项所述的制品,其中波长选择性反射层包括多层光学膜。
项目141.根据项目136至138中任一项所述的制品,其中波长选择性反射层包括反射偏振器。
项目142.根据项目136至141中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层包括波长选择性染料和波长选择性颜料中的一者或两者。
项目143.根据项目142所述的制品,其中波长选择性吸收层包括多孔层,并且的波长选择性染料和波长选择性颜料中的一者或两者设置在多层孔的孔内。
项目144.根据项目142所述的制品,其中波长选择性染料和波长选择性颜料中的一者或两者吸收第一光谱范围内的光并重新发出与第一光谱范围不同的第二光谱范围内的光。
项目145.根据项目136至144中任一项所述的制品,其中至少一个波长选择性吸收层包括第一波长选择性吸收层和第二波长选择性吸收层,并且波长选择性反射层介于第一波长选择性吸收层与第二波长选择性吸收层之间。
项目146.根据项目145所述的制品,其中第一波长选择性吸收层具有与第二波长选择性吸收层不同的光学特性。
项目147.根据项目146所述的制品,其中:
所述第一波长选择性吸收层包括黑色染料和黑色颜料中的一者或两者;以及
所述第二波长选择性吸收层包括彩色染料和彩色颜料中的一者或两者。
项目148.根据项目147所述的制品,其中彩色染料或彩色颜料包括青色、洋红色和黄色组分中的一种或多种。
项目149.根据项目136至148中任一项所述的制品,其中光学滤光器包括密封剂层。
项目150.根据项目149所述的制品,其中波长选择性吸收层设置在密封剂层上。
项目151.根据项目150所述的制品,其中波长选择性吸收层涂覆或印刷在密封剂层上。
项目152.根据项目136至151中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层散射少于约50%的介于400nm至700nm之间的波长,并且散射少于约50%的介于830nm至900nm之间的波长。
项目153.根据项目52所述的制品,其中波长选择性吸收层散射少于约30%的介于400nm至700nm之间的波长,并且散射少于约30%的介于830nm至900nm之间的波长。
项目154.根据项目136至153中任一项所述的制品,其中与所散射的介于830nm至900nm之间的近红外波长中的光相比,波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
项目155.根据项目136至153中任一项所述的制品,其中与所散射的介于800nm至1200nm之间的近红外波长中的光相比,波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
项目156.根据项目136至153中任一项所述的制品,其中与所散射的介于900nm至980nm之间的近红外波长中的光相比,波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
项目157.根据项目136至156中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层为印刷层。
项目158.根据项目136至156中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层包括在另一层上的涂层。
项目159.根据项目136至158中任一项所述的制品还包括波长选择性散射层。
项目160.根据项目159所述的制品,其中波长选择性吸收层设置在波长选择性散射层上。
项目161.根据项目159所述的制品,其中波长选择性吸收层涂覆在波长选择性散射层上。
项目162.根据项目159所述的制品,其中波长选择性吸收层印刷在波长选择性散射层上。
项目163.根据项目136至162中任一项所述的制品,其中光学滤光器为柔性光学滤光器。
项目164.根据项目136至163中任一项所述的制品,其中光学滤光器具有三维形状。
项目165.根据项目136至164中任一项所述的制品还包括基底。
项目166.根据项目165所述的制品,其中基底包括玻璃和聚合物中的至少一种。
项目167.根据项目165所述的制品,其中基底为三维基底。
项目168.根据项目136至167中任一项所述的制品,其中制品具有三维形状并包括一个或多个附接特征结构,所述附接特征结构被配置成将制品附接到对象。
项目169.根据项目168所述的制品,其中附接特征结构包括一个或多个压配合附接特征结构。
项目170.根据项目168所述的制品,其中对象为电子部件。
项目171.根据项目136至170中任一项所述的制品,其中光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
项目172.根据项目136至170中任一项所述的制品,其中光学滤光器对于介于800nm至1200nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目173.根据项目136至170中任一项所述的制品,其中光学滤光器对于介于800nm至1200nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
项目174.根据项目136至173中任一项所述的制品,其中在法向入射下光学滤光器的可见光透射率小于在倾斜角度处的光学滤光器的可见光透射率。
项目175.根据项目136至173中任一项所述的制品,其中在倾斜角度处的光学滤光器的可见光透射率小于在法向入射下光学滤光器的可见光透射率。
项目176.根据项目1至173中任一项所述的制品,其中在0和60度之间的倾斜角度处的光学滤光器的可见光透射率小于在法向入射下光学滤光器的可见光透射率。
项目177.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于900nm至980nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目178.一种包括光学滤光器的印刷制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个印刷的波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目179.根据项目178所述的印刷制品,其中光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
项目180.根据项目178所述的印刷制品,其中光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于800nm至1200nm之间的所有波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目181.一种包括光学滤光器的印刷制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个印刷的波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于900nm至980nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目182.一种包括光学滤光器的印刷制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个印刷的波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于900nm至980nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
项目183.一种系统,包括:
对象;以及
与对象相邻的光学滤光器,该光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目184.根据项目183所述的系统,其中平均可见光透射率小于约1%。
项目185.根据项目183至184中任一项所述的系统,其中平均近红外透射率大于约75%。
项目186.根据项目183至185中任一项所述的系统,其中波长选择性吸收层散射少于50%的介于400nm至700nm之间的波长以及少于50%的介于830nm至900nm之间的波长。
项目187.根据项目183至186中任一项所述的系统,其中波长选择性吸收层散射少于约25%的介于400nm至700nm之间的波长以及少于25%的介于830nm至900nm之间的波长。
项目188.根据项目183至187中任一项所述的系统,其中与所散射的介于830nm至900nm之间的近红外波长中的光相比,波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
项目189.根据项目183至188中任一项所述的系统,其中光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
项目190.根据项目183至188中任一项所述的系统,其中光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
项目191.根据项目183至188中任一项所述的系统,其中光接收器包括虹膜扫描系统。
项目192.根据项目183至191中任一项所述的系统,其中光学滤光器设置在基底层上。
项目193.根据项目183至192中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置为至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许光接收器接收近红外波长。
项目194.根据项目183至193中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成掩蔽光接收器和光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目195.根据项目183至194中任一项所述的系统,其中光学滤光器还包括波长选择性散射层。
项目196.根据项目183至195中任一项所述的系统,其中至少一个光发射器和光接收器是电子设备的部件并且光学滤光器是具有三维形状并且包括一个或多个附接特征结构的制品的部件,所述一个或多个附接特征结构被配置成将包括光学滤光器的制品附接到电子设备。
项目197.根据权利要求183至196中任一项所述的系统,其中所述对象包括光发射器和光接收器中的一者或多者。
项目198.根据权利要求183至197中任一项所述的系统,其中所述对象为回射性的。
项目199.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的波长具有大于约30%的平均可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目200.根据项目199所述的制品,其中:
所述至少一个波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有大于约30%的可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于830nm至900nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
项目201.根据项目199所述的制品,其中对于介于400nm至700nm之间的波长的平均可见光吸收率大于约50%。
项目202.根据项目199至201中任一项所述的制品,其中波长选择性吸收层散射少于50%的介于400nm至700nm之间的波长以及少于50%的介于830nm至900nm之间的波长。
项目203.根据项目199至201中任一项所述的制品,其中与所散射的介于830nm至900nm之间的近红外波长中的光相比,波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
项目204.根据项目199至201中任一项所述的制品,其中波长选择性反射层对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约50%的平均近红外透射率。
项目205.根据项目199至204中任一项所述的制品还包括波长选择性散射层。
项目206.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的波长具有大于约30%的平均可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于900nm至980nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目207.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;以及
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的波长具有大于约30%的平均可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于800nm至1200nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目208.一种系统,包括:
对象;以及
与对象相邻的光学滤光器,该光学滤光器包括:
波长选择性反射层,所述波长选择性反射层对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率;以及
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层在400nm至700nm处具有大于约30%的平均可见光吸收率以及对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目209.根据项目208所述的系统,其中光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
项目210.根据项目208所述的系统,其中光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
项目211.根据项目208所述的系统,其中光接收器包括虹膜扫描系统。
项目212.根据项目208至211中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置为至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许光接收器接收近红外波长。
项目213.根据项目208至212中任一项所述的系统,其中光学滤光器被配置成掩蔽光接收器和光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
项目214.根据权利要求208至213中任一项所述的系统,其中所述对象包括光发射器和光接收器中的一者或多者。
项目215.根据权利要求208至214中任一项所述的系统,其中所述对象为回射性的。
项目216.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性散射层,所述波长选择性散射层包括染料和颜料中的至少一种,所述波长选择性散射层被配置成散射介于400nm至700nm之间的可见光波长并透射介于830nm至900nm之间的近红外波长;以及
波长选择性反射层,所述波长选择性反射层被配置成透射介于830nm至900nm之间的近红外波长。
项目217.根据项目216所述的制品,其中波长选择性散射层包括涂层,该涂层包括染料和颜料中的至少一种。
项目218.根据项目216所述的制品,其中涂层包含多于约11%的固体。
项目219.根据项目216所述的制品,其中涂层包含多于约12%的固体。
项目220.根据项目216所述的制品,其中涂层包括多于约13%的固体。
项目221.根据项目216所述的制品,其中涂层包括多于约14%的固体。
项目222.一种制作光学滤光器的方法,包括:
形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
项目223.根据项目222所述的方法,其中形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层包括在波长选择性反射层上形成波长选择性吸收层或在波长选择性吸收层上形成波长选择性反射层。
项目224.根据项目222所述的方法,其中形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层包括形成单个组合层。
项目225.根据项目222至224中任一项所述的方法,其中形成波长选择性吸收层包括印刷或涂覆波长选择性吸收材料。
项目226.根据项目225所述的方法,其中印刷或涂覆波长选择性吸收层包括印刷或涂覆溶液,该溶液包括波长选择性吸收材料、波长选择性散射材料、波长选择性反射材料和密封剂材料中的两种或更多种。
项目227.根据项目222所述的方法,其中形成波长选择性吸收层包括利用包括波长选择性吸收材料的溶液涂覆多孔层。
项目228.根据项目227所述的方法,其中多孔层是波长选择性散射层。
项目229.根据项目227所述的方法,其中波长选择性吸收材料包括进入多孔层的孔的染料,并且溶液包括保持在多孔层的表面上以形成密封剂的粒子。
项目230.根据项目222所述的方法,其中形成波长吸收层包括将两种或更多种波长选择性吸收材料的混合物形成在一起并将混合物沉积为波长选择性吸收层。
项目231.根据项目222所述的方法,其中形成波长吸收层包括:
形成包括第一波长选择性吸收材料的第一波长选择性吸收层;以及
形成包括第二波长选择性吸收材料的第二波长选择性吸收层。
实施例
实施例1
测定了各种样品光学膜的光学性质。如下文所述制备了样品光学膜S01至S34。使用具有积分球以捕获漫散射和镜面反射的光谱仪(Lambda 900,珀金埃尔默公司(PerkinElmer))测量样品S01至S33中的每个的可见光散射率、近红外散射率、总可见光反射率和可见光漫反射率。结果呈现于表1中。所呈现的反射率值包括SPIN(包括镜面反射,或为总反射)和SPEX(不包括镜面反射,或为漫反射)的反射率。测定了与覆盖了各个样品膜的接近传感器的灵敏度,并将其分类为“不工作”、“正常”、“良好”和“优异”之一。使用雾度计(德国毕克-加特纳公司(BYK-Gardner)的Haze-gardPlus)测定样品S01至样品S34的透射率、雾度和透明度。结果呈现于表2中。
样品S01至样品S03为ULI膜,其中样品S02包括高雾度高透明度ULI膜。通过将Silquest A-17475nm硅烷粒子(迈图公司(Momentive))与60重量%的季戊四醇三丙烯酸酯单体(SR444,沙多玛公司(Sartomer))和2.5%的Irgacure 184(北卡罗来纳州海波因特的汽巴特殊化学品公司(Ciba Specialty Chemicals Company,High Point N.C.))混合以得到10μm的涂层厚度来制备样品S01。样品S04包括TiO2纳米粒子和有机硅微粒膜。通过在IBOA中混合19.13g M1192(美源特殊化工株式会社(Miwon))、3.38g CN9018(沙多玛公司(Sartomer))、2.5g Tospearl 145(迈图公司(Momentive))、12.5g SR415(沙多玛公司(Sartomer))、12.5g 42.3重量%的TiO2(UV-TITAN L-530,莎哈利本化学有限公司(Sachtleben))、25g甲基乙基酮和0.5g光引发剂TPO-L(BASF)来制备样品S04,并用#8Mayer(迈耶)棒涂覆该制剂。样品S05为具有微复制表面结构的膜(图9)。样品S6包括3μm聚苯乙烯小珠,其使用季戊四醇三丙烯酸酯粘结剂(SR444,沙多玛公司(Sartomer))和异丙醇溶剂涂覆在ESR2膜(增强型镜面反射器,3M)上,具有10微米的干燥厚度。样品S07包括非织造材料(从Sony TV型号40W600B拆卸的底部漫射器)。样品S08包括TiO2涂覆的PET膜,SH2FGSTFasara膜(3M)。样品S09和样品S10为具有不同雾度值的体漫射体。样品S09包括加利福尼亚州圣地亚哥的益塑料公司(ePlastics,San Diego,CA)的PATTCLR0磨砂丙烯酸酯片(PATTCLR0frosted acrylate sheet)。样品S10包括来自TCL TV(型号40FD2700)的漫射板。样品S11是来自iPad(第一代,苹果公司(Apple))背光源的底部漫射片。样品S12包括包含分散的TiO2的塑料膜(具有白色写入块的塑料6英寸×8英寸品脱尺寸的顶部密封食品袋,购自伊利诺伊州本森维尔的艾肯塑料公司(ElkayPlastics,Bensenville,IL))。样品S13包括白纸(HAmmermill Copy Plus多功能打印纸)。样品S14包括具有微复制表面结构的膜(iPhone 6背光源)。样品S15至样品S22包括ULI材料的膜。样品S23包括折叠在其自身上的样品S04。样品S24包括折叠在其自身上的样品S03。样品S25包括折叠在其自身上的样品S15。样品S26包括折叠在其自身上的样品S16。样品S27包括折叠在其自身上的样品S17。样品S28包括折叠在其自身上的样品S18。样品S29包括折叠在其自身上的样品S19。样品S30包括折叠在其自身上的样品S20。样品S31包括折叠在其自身上的样品S21。样品S32包括折叠在其自身上的样品S2。样品S33包括折叠在其自身上的样品S22。
表1
表2
实施例2
图5为包括示例性光学滤光器和着墨图案的示例性制品的照片。ESR2被用作反射层。将ULI层(样品S01涂层)施加至反射层上,作为波长选择性散射层。将胶乳涂层(PrintRite DP 261,路博润公司(Lubrizol))的层涂覆在ULI层上,作为吸墨层和密封剂层的组合,其干燥时为1密耳厚。将喷墨(溶剂油墨)印刷图案印刷在吸墨层的顶部上。如图5所示,喷墨印刷图案清晰并且没有污迹、模糊或其他缺陷。
实施例3
图6A为太阳能电池板的照片。图6B为由示例性光学滤光器掩蔽的太阳能电池板的照片。通过在ESR2层上沉积ULI层(样品S01)形成多层光学滤光器。该滤光器印有迷彩图案(仿木制品,与背景木材纹理相似)。图6A的CIGS(铜铟镓硒)膜太阳能电池板被示例滤光器掩蔽,如图6B所示。使用3M 8211Optically Clear(3M 8211光学透明)粘合剂将滤光器层合至太阳能电池板上。掩蔽膜面板产生其原始电力的45%的电力。背面上的ESR2膜反射了几乎所有可见光。电力通过IV5太阳能输出测试设备(科罗拉多州博尔德的PV测量公司(PVMeasurements,Inc.,Boudler CO))测量。
实施例4
图7为包括示例性光学滤光器和着墨图案的示例性制品的照片。光学滤光器由沉积在反射基底上的ULI层形成。在光学滤光器的右侧涂覆胶乳涂层(路博润公司(Lubrizol)的PrintRite DP 261),其在干燥后形成透明膜,作为吸墨层区域。将图案喷墨印刷到吸墨涂覆区域和未涂覆的光学滤光器区域。如图7所示,在左侧的未涂覆区域上的印刷质量比涂覆有吸墨层的区域的印刷质量差。例如,未涂覆区域上的印刷图案是模糊的和有条纹的。
实施例5
图8A至图8C为包括示例性光学滤光器和近红外LED的示例性系统的照片(类似于图2E所示的示例性光学系统)。图8A中示出了包括近红外发射LED的结构。该结构由包括涂覆在ESR2层上的ULI层(样品S01)的示例性光学滤光器覆盖。使用红外相机对所覆盖的结构进行成像,得到图8B中所示的红外图像。如图8B所示,与图8C中所示的不清晰的红外图像相比,LED光源的图像相对清晰。与图8B不同,图8C中的结构(样品S06)涂覆有含珠层而不是包括波长选择性散射层的光学滤光器。如图8C所示,非选择性含珠层透射的IRLED图像的透明度非常差。
实施例6
图9为示例性光学滤光器的表面的原子力显微镜(AFM)照片。光学滤光器包括表面纹理膜(样品S05)。
实施例7
图10A和图10B为示例性光学滤光器的扫描电子显微镜(SEM)照片。图10A示出了包括高雾度低透明度ULI层(样品S22)的光学滤光器,而图10B示出了包括高雾度高透明度ULI层的光学滤光器(样品S02)。
实施例8
图11为呈现了示例性光学滤光器的反射率%和透射率%与波长关系的图表。曲线72表示第一样品ULI层(样品S01)的透射率%。曲线74表示第二样品ULI层(样品S01,但厚50%)的透射率%。曲线76表示第一样品ULI层的透射率%。曲线78表示第二样品ULI层的透射率%。如图11所示,两种样品ULI层选择性反射可见光波长,同时透射近红外波长。
实施例9
图12A和图12B为呈现了示例性光学滤光器的透射率%与波长关系的图表。图12A呈现了包括涂覆有小珠(样品S06)且受PET限制的ESR2的第一样品光学滤光器的透射率%。图12B呈现了包括涂覆有ULI并且用PET层合的ESR2的第二样品滤光器的透射率。虽然两种样品光学滤光器均透射近红外波长,如图12A和12B所示,与将可见光波长阻挡到较低程度的小珠涂覆的ESR相比,ULI涂覆的ESR选择性地阻挡可见光波长的透射。
实施例10
图13为呈现了样品膜的透射率%与波长关系的图表。最上方的曲线呈现未涂覆PET的透射率%,可以看出其在光谱的可见光区域和近红外区域相对平坦。中间曲线和下方曲线分别呈现#3迈耶棒小珠涂覆PET层和#10迈耶棒小珠涂覆PET层的透射率%。虽然小珠涂层降低了透射率,但它没有选择性地降低透射率,并且所得透射率曲线在光谱的可见光区域和近红外区域上也相对平坦。因此,小珠涂覆PET层作为通过涂覆ULI形成的波长选择性散射层表现不佳。
实施例11
图14为呈现了米氏散射结果的图表,示出了包括不同粒度的光学滤光器的散射效率与波长。对于包括分散在介质中的粒子的光学滤光器而言,制备基于米氏散射的模型,用于散射效率随分散在介质中的粒子的粒度和介质与粒子的折射率之间的差值而变的关系。通过将介质的折射率设定为1.5,并且将散射粒子的折射率设定为1.0来评估模型。粒度从0.2μm变化到1.0μm,步长为0.1μm(曲线从左到右)。
实施例12
图15为呈现了对于包括介质和分散在介质中的多个粒子的光学滤光器,近红外散射比随粒径和折射率差值而变的关系的图表。使用模型评估粒度和介质折射率与近红外散射之间的差值的影响,并且模型的结果呈现于图15中。X轴表示折射率(介质-粒子)之间的差值,并且Y轴表示粒度(以微米为单位)。轮廓线表示不同的散射比,例如0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6和1.8。因此,曲线82表示0.2的近红外散射比。曲线84表示0.4的近红外散射比。曲线86表示0.6的近红外散射比。曲线88表示0.8的近红外散射比。
实施例13
表3呈现了可在空气界面上模拟具有特定折射率的混合(或非金属)表面的漫射涂层的最小散射率(透射率)。
表3
将表面处理为白色。R%通过空气对具有已知RI的材料的菲涅耳反射来计算。假设100%总反射=菲涅耳反射+漫反射,计算SPEX/SPIN(漫反射/总可见光反射)的理论最大比。
实施例14
使用X-Rite测量多个样品的漫反射率和总反射率。结果呈现于表4中。
表4
样品 R%SPIN R%SPEX SPEX/SPIN SPIN-SPEX
白色苹果手机套 68.7 67.19 0.98 1.51
白色瓷板#1 69.29 62.38 0.90 6.91
白色瓷板#2 87.1 83.17 0.95 3.93
白纸板 81.29 76.68 0.94 4.61
Di-Noc白色HG-1205(3M) 89.73 85.65 0.95 4.08
Di-Noc黑色HG-1201(3M) 4.97 0.42 0.08 4.55
Di-Noc灰色HG-1512(3M) 11.42 6.82 0.60 4.6
Di-Noc红色HG-1511(3M) 12.47 8.08 0.65 4.39
实施例15
对近红外膜的润湿度进行了评估。润湿是在施加到基底、特别是在光学膜接触基底的区域处的光学膜的均匀外观上的明显中断或干扰。通过在反射多层光学ESR2膜上施加波长选择性红外光透射可见光阻挡散射ULI层来制备两个近红外膜。将近红外透射黑色油墨施加到膜中的一个上。图16A至图16D是比较近红外膜的润湿度的照片。图16A示出了各个近红外膜的正面,图16B示出了其背面,其中一个膜没有近红外油墨涂层,另一个膜具有近红外油墨涂层。将双面胶带施加到两个膜的背面,并且膜分别粘附到相应的载玻片上。图16C示出了各个近红外膜的正面,图16D示出了其背面,其中一个膜没有近红外油墨涂层,另一个膜具有近红外油墨涂层,各自用双面胶粘附到载玻片上。如通过比较图16A和图16C所看到的,没有近红外油墨涂层的近红外膜表现明显的润湿,而具有近红外油墨涂层的近红外膜看起来均匀并且没有表现润湿。图17为呈现了图16A至图16D的近红外膜的透射率%与波长关系的图表。如图17所示,曲线92表示不具有近红外黑色油墨涂层的近红外膜的透射光谱,而曲线94表示具有近红外黑色油墨涂层的近红外膜的透射光谱。因此,施加近红外油墨涂层未显著影响近红外膜的可见光阻挡和红外透射率,因为各个膜继续阻挡小于约800nm的波长,同时透射大于约800nm的波长。因此,在不影响近红外膜的近红外滤光性质的情况下消除了润湿。
实施例16
将着色染料施加到近红外膜上。图18A至图18B为包括着色染料层的示例近红外膜的照片。通过在反射多层光学ESR2膜上施加波长选择性红外光透射可见光阻挡散射ULI层来制备近红外膜。在图18A的示例中,青色染料被施加在散射层的顶部上,远离反射膜的表面处。染料涂层表现明显的不均匀度,如图18A中所见。在图18B的示例中,青色染料被施加在散射层和反射膜之间。青色染料层为近红外线膜赋予了视觉上均匀的青色色调,如图18B中所见。
实施例17
对在近红外膜上施加近红外抗反射涂层的效果进行了评估。将未涂覆红外抗反射涂层的反射多层光学膜的折射率与涂覆有近红外抗反射涂层的反射多层光学膜的透射率进行了比较。图19为呈现了与未涂覆近红外抗反射涂层的反射多层光学膜(曲线96)相比,涂覆近红外抗反射涂层的近红外反射多层光学膜(曲线98)的透射率%与波长关系的图表。如曲线96中所见,反射多层光学膜在主反射谱带的外侧呈现高次谐波。在更接近主反射谱带处,谐波波纹更强。如曲线98中所见,施加近红外抗反射涂层增加了透射率并使谐波波纹变得平滑。
实施例18
评估近红外染料涂层对由红外光源发射的可见红光分量通过反射多层光学膜进行阻挡的效果。图20A为包括具有可见红光分量的红外LED的示例性系统的照片。图20B为包括具有可见光分量的红外线LED的示例性系统的照片,该可见光分量由不包括染料涂层的反射多层光学膜(ESR2)过滤。如图20B中所见,虽然ESR2膜在一定程度上降低了由红外LED发射的可见光分量的强度,但并未完全阻挡可见光分量的透射。图21为呈现了没有染料涂层的反射多层光学膜(ESR2)的透射率%与波长关系的图表。如图21中所见,虽然ESR2透射大于约830nm的波长(包括近红外波长)并且阻挡小于830nm的波长(包括可见光波长),但ESR2不能阻挡所有可见光波长。例如,透射光谱表现了介于380nm至450nm之间和介于550nm至650nm之间的峰。图22为呈现了与没有染料涂层的比较光学滤光器相比,具有红外染料涂层的反射多层光学膜的透射率%与波长关系的图表。曲线102和曲线106表示不包括染料涂层的不同光学滤光器的透射率。如图22中所见,曲线102和106的光学滤光器虽然在一定程度上阻挡可见光波长,但它们并未完全阻挡光谱的可见光分量。相比之下,完全阻挡可见光波长同时基本上透射近红外波长的曲线104表示包括近红外染料涂层的ESR2膜,名博油墨IR 9508-A和名博油墨IR9508-B(可购自中国广州的名博防伪技术(深圳)有限公司(MingboAnti-Forgery Technology(Shenzhen)Co.,Ltd.,Guangdong,China))。名博IR油墨吸收380至800nm之间的波长,但透射830至900nm之间的波长。在曲线104的示例中,名博IR油墨被涂覆在ESR2的两侧。380至800nm之间的透射率接近0%,而830至900nm之间的透射率高于75%。使用曲线104的膜来隐蔽虹膜扫描设备中的红外光源。因此,施加近红外染料涂层改善了ESR2对可见光分量的阻挡,同时允许近红外波长的透射率。
实施例19
由美国新泽西州纽瓦克市的依普林公司(Epolin,Inc.Newark,NJ)销售的EpolightTM 7527D Visible Opaque Dye(EpolightTM7527D可见光不透明染料)是因其在高达875nm的可见光中透射率低并且在950nm以上急剧升高而被选择的染料。将Epolight7527D与由Vitel 2200共聚酯(由威斯康辛州沃瓦托萨的波士胶公司(Bostik,Inc.Wauwatosa,WI)销售)溶解于MEK和甲苯中组成的涂覆溶液混合,然后以不同的比率和涂层厚度涂覆到75μm透明PET基底上。除Vitel 2200B之外的其他粘结剂也可用作染料载体。使用迈耶棒小规模地制备样品,并在80℃的实验室溶剂烘箱中进行干燥。表1至表5给出了在Vitel中的同时以总溶液和总固形物为基准的载量(从低到高的染料浓度)的涂覆溶液。利用这些溶液可以通过改变涂层厚度来获得各种光密度。
表5 1.3.0%Epolight 7527D
表6 5.9%Epolight 7527D
表7 11.3%Epolight 7527D
表8 20.6%Epolight 7527D
表9 34.6%Epolight 7527D
利用该过程制作五种增加染料载量的膜样品,其中术语染料“载量”是浓度和/或染料厚度。在由珀金埃尔默(Perkin-Elmer)制造的Lambda900分光光度计上测量法向入射的350至1400nm的透射光谱,如图23的曲线1、2、3、4、5所示,对应于上面的表1至表5。
这一系列样品展示了染料的两个基本问题。第一是从消光过渡到NIR透射的斜率显著增加,从而导致NIR透射的降低。第二是由于染料不能进入溶液中或从其中析出而产生较高浓度的低质量涂层,从而导致颗粒状外观和散射。除了导致涂层的视觉质量差之外,在NIR中还可发生散射,这将降低NIR相机的图像质量。
实施例20
在该实施例中,如实施例19所述的染料与干涉膜结合。如在曲线3中测量的PET上的Epolight 7527D染料涂层被层合至具有8171Optically Clear Adhesive(8171光学透明粘合剂)的镜膜ESR基底上,该光学透明粘合剂由明尼苏达州圣保罗市3M公司(3M,St.Paul,MN)出售。在Lambda 900分光光度计中,分别以法向入射、偏离法向入射20度和60度将层合叠堆的外部透射光谱测量为图24的曲线6、7和8。
图25示出了与图24相同的数据集,但具有比例为0至1%的透射率。可以看到,在可见光谱的广泛区域中,透射率在0.1%至略高于0.2%之间。
实施例21
对在曲线1至5中测量的被层合至具有8171Optically Clear Adhesive(8171光学透明粘合剂)的优化镜膜基底的PET上的Epolight 7527D染料涂层进行建模,该光学透明粘合剂由明尼苏达州圣保罗市3M公司(3M,St.Paul,MN)销售。图26示出了样品在法向入射下的透射率,其中染料浓度如先前的实施例那样从3%变化到34.7%。优化的镜膜基于由明尼苏达州圣保罗市3M公司(3M,St.Paul,MN)销售的ESR2镜膜,该ESR2镜膜由265层交替的PEN和PMMA树脂组成。层剖面被优化以增加整体带宽,将左频带边缘从约420nm移到约400nm,并且将右频带边缘从约800nm移到约860nm,并且具有更清晰的右频带边缘。这使IR中的透射率更高,并且从400nm到700nm直至60度入射角的可见光透射率变低。
图27仅示出了在法向入射时穿过镜的s偏振(Ts)和p偏振(Tp)光的透射率。图28示出了与图26所示的相同数据、但具有比例为0至0.1%透射率的曲线图。右频带边缘锐化和带宽增加的代价是在可见光中的透射率更高,其中通过添加染料可以有效地控制漏光。必要时可以通过增加镜膜结构中双层的数量来获得更高的光密度。
表10示出了图26和图28中的曲线的平均可见光透射率连同相关联的染料浓度水平。在较低浓度下观察到高达5.8%的平均可见光透射水平。
表10
实施例22
该实施例对前面实施例中的入射角效应进行了建模。
表11、12和13分别示出了前面实施例中以法向入射、30度和60度入射的光的结果。每个表示出了每种染料浓度水平的平均可见光透射率。需注意,最小可见光透射率的角度并非法向入射。对于这个特定的设置,60度提供了最低的可见光透射率。有可能设计在除了60度之外诸如法向入射下具有最低Vt的膜。
表11法向入射
表12 30度入射
表13 60度入射
实施例23
该实施例对干涉膜为反射偏振器的情况进行了建模。层剖面与镜壳体相同,但是材料现在是PEN和CoPEN,如在由明尼苏达州圣保罗3M公司销售的APF反射偏振膜中的那样。图29是示出了法向入射下的反射偏振器的通过和阻挡状态的曲线图。偏振器被设计为具有光谱选择性,阻挡可见光并透射法向入射的NIR。
具有如图29所示的透射率的反射偏振器与前面实施例中的相同的Epolin染料结合。图30示出了样品在法向入射下的透射率,其中染料浓度如先前的实施例那样从3%变化到34.7%。表14、15和16分别呈现了0度、30度和60度入射角处的光谱响应和可见光透射率。如前所述,呈现了浓度和平均可见光透射率表。该实施例表明,即使利用相对较高的可见光透射率干涉膜,当与合适的染料浓度结合时,Vt低至10%、5%或甚至1%时也是可能的。
表14法向入射
表15 30度入射
表16 60度入射
除非另外指明,否则说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。由端点表述的数值范围的使用包括该范围内的所有数字(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。
应当理解,尽管在前面的描述中已经阐述了各种实施方案的许多特征以及各种实施方案的结构和功能的细节,但是本具体实施方式仅是示例性的,并且可对细节进行改变,特别是在由各种实施方案所示的部件的结构和布置的问题上,达到由所附权利要求书所表达的术语的广泛一般含义所指示的全部范围。

Claims (96)

1.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
2.根据权利要求1所述的制品,其中对于介于400nm至700nm之间的波长的平均可见光透射率小于约5%。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的制品,其中对于介于830nm至900nm之间的波长的平均近红外透射率大于约50%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制品,其中所述波长选择性反射层包括干涉滤光片。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制品,其中所述波长选择性反射层包括多层光学膜。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的制品,其中所述波长选择性反射层包括反射偏振器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制品,其中所述波长选择性吸收层包括波长选择性染料和波长选择性颜料中的一者或两者。
8.根据权利要求7所述的制品,其中所述波长选择性吸收层包括多孔层,并且所述波长选择性染料和所述波长选择性颜料中的一者或两者设置在所述多孔层的孔内。
9.根据权利要求7所述的制品,其中所述波长选择性染料和所述波长选择性颜料中的一者或两者吸收第一光谱范围内的光并重新发出不同的第二光谱范围内的光。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制品,其中所述至少一个波长选择性吸收层包括第一波长选择性吸收层和第二波长选择性吸收层,并且所述波长选择性反射层介于所述第一波长选择性吸收层与所述第二波长选择性吸收层之间。
11.根据权利要求10所述的制品,其中所述第一波长选择性吸收层具有与所述第二波长选择性吸收层不同的光学特性。
12.根据权利要求11所述的制品,其中:
所述第一波长选择性吸收层包含黑色染料和黑色颜料中的一者或两者;并且
所述第二波长选择性吸收层包含彩色染料和彩色颜料中的一者或两者。
13.根据权利要求12所述的制品,其中所述彩色染料或所述彩色颜料包含青色、洋红色和黄色组分中的一种或多种。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的制品,其中所述光学滤光器包括密封剂层。
15.根据权利要求14所述的制品,其中所述波长选择性吸收层设置在所述密封剂层上。
16.根据权利要求15所述的制品,其中所述波长选择性吸收层涂覆或印刷在所述密封剂层上。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的制品,其中所述波长选择性吸收层散射少于约50%的介于400nm至700nm之间的波长,并且散射少于约50%的介于830nm至900nm之间的波长。
18.根据权利要求17所述的制品,其中所述波长选择性吸收层散射少于约30%的介于400nm至700nm之间的波长,并且散射少于约30%的介于830nm至900nm之间的波长。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的制品,其中与所散射的介于830nm至900nm之间的近红外波长中的光相比,所述波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
20.根据权利要求1至18中任一项所述的制品,其中与所散射的介于800nm至1200nm之间的近红外波长中的光相比,所述波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
21.根据权利要求1至18中任一项所述的制品,其中与所散射的介于900nm至980nm之间的近红外波长中的光相比,所述波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的制品,其中所述波长选择性吸收层为印刷层。
23.根据权利要求1至21中任一项所述的制品,其中所述波长选择性吸收层包括位于另一层上的涂层。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的制品还包括波长选择性散射层。
25.根据权利要求24所述的制品,其中所述波长选择性吸收层设置在所述波长选择性散射层上。
26.根据权利要求24所述的制品,其中所述波长选择性吸收层涂覆在所述波长选择性散射层上。
27.根据权利要求24所述的制品,其中所述波长选择性吸收层印刷在所述波长选择性散射层上。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的制品,其中所述光学滤光器为柔性的。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的制品,其中所述光学滤光器具有三维形状。
30.根据权利要求1至29中任一项所述的制品还包括基底。
31.根据权利要求30所述的制品,其中所述基底包括玻璃和聚合物中的至少一种。
32.根据权利要求30所述的制品,其中所述基底为三维基底。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的制品,其中所述制品具有三维形状并包括一个或多个附接特征结构,所述附接特征结构被配置成将所述制品附接到对象。
34.根据权利要求33所述的制品,其中所述附接特征结构包括一个或多个压配合附接特征结构。
35.根据权利要求33所述的制品,其中所述对象为电子部件。
36.根据权利要求1所述的制品,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
37.根据权利要求1所述的制品,其中所述光学滤光器对于介于800nm至1200nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
38.根据权利要求37所述的制品,其中所述光学滤光器对于介于800nm至1200nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
39.根据权利要求1至38中任一项所述的制品,其中在法向入射下所述光学滤光器的可见光透射率小于在倾斜角度处的所述光学滤光器的可见光透射率。
40.根据权利要求1至38中任一项所述的制品,其中在倾斜角度处的所述光学滤光器的可见光透射率小于在法向入射下所述光学滤光器的可见光透射率。
41.根据权利要求1至38中任一项所述的制品,其中在0和60度之间的倾斜角度处的所述光学滤光器的可见光透射率小于在法向入射下所述光学滤光器的可见光透射率。
42.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于900nm至980nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
43.一种包括光学滤光器的印刷制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个印刷的波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
44.根据权利要求43所述的印刷制品,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
45.根据权利要求43所述的印刷制品,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于800nm至1200nm之间的所有波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
46.一种包括光学滤光器的印刷制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个印刷的波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于900nm至980nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
47.一种包括光学滤光器的印刷制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个印刷的波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有小于约30%的可见光透射率,并且对于介于900nm至980nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
48.一种系统,包括:
对象;和
与所述对象相邻的光学滤光器,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个波长选择性吸收层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
49.根据权利要求48所述的系统,其中平均可见光透射率小于约1%。
50.根据权利要求48至49中任一项所述的系统,其中所述平均近红外透射率大于约75%。
51.根据权利要求48至50中任一项所述的系统,其中所述波长选择性吸收层散射少于50%的介于400nm至700nm之间的波长以及少于50%的介于830nm至900nm之间的波长。
52.根据权利要求48至51中任一项所述的系统,其中所述波长选择性吸收层散射少于约25%的介于400nm至700nm之间的波长以及少于25%的介于830nm至900nm之间的波长。
53.根据权利要求48至52中任一项所述的系统,其中与所散射的介于830nm至900nm之间的近红外波长中的光相比,所述波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
54.根据权利要求48至53中任一项所述的系统,其中所述光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
55.根据权利要求48至53中任一项所述的系统,其中所述光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
56.根据权利要求48至53中任一项所述的系统,其中所述光接收器包括虹膜扫描系统。
57.根据权利要求48至56中任一项所述的系统,其中所述光学滤光器设置在基底层上。
58.根据权利要求48至57中任一项所述的系统,其中所述光学滤光器被配置为至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许所述光接收器接收近红外波长。
59.根据权利要求48至58中任一项所述的系统,其中所述光学滤光器被配置成掩蔽所述光接收器和所述光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
60.根据权利要求48至59中任一项所述的系统,其中所述光学滤光器还包括波长选择性散射层。
61.根据权利要求48至60中任一项所述的系统,其中所述至少一个光发射器和所述光接收器是电子设备的部件,并且所述光学滤光器是具有三维形状并包括一个或多个附接特征结构的制品的部件,所述一个或多个附接特征结构被配置成将包括所述光学滤光器的所述制品附接到所述电子设备。
62.根据权利要求48至61中任一项所述的系统,其中所述对象包括光发射器和光接收器中的一者或多者。
63.根据权利要求48至62中任一项所述的系统,其中所述对象为回射性的。
64.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的波长具有大于约30%的平均可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
65.根据权利要求64所述的制品,其中:
所述至少一个波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的所有波长具有大于约30%的可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于830nm至900nm之间的所有波长具有大于约30%的近红外透射率。
66.根据权利要求64所述的制品,其中对于介于400nm至700nm之间的波长的平均可见光吸收率大于约50%。
67.根据权利要求64至66中任一项所述的制品,其中所述波长选择性吸收层散射少于50%的介于400nm至700nm之间的波长以及少于50%的介于830nm至900nm之间的波长。
68.根据权利要求64至66中任一项所述的制品,其中与所散射的介于830nm至900nm之间的近红外波长中的光相比,所述波长选择性吸收层散射更多介于400nm至700nm之间的可见光波长中的光。
69.根据权利要求64至68中任一项所述的制品,其中所述波长选择性反射层对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约50%的平均近红外透射率。
70.根据权利要求64至69中任一项所述的制品还包括波长选择性散射层。
71.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的波长具有大于约30%的平均可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于900nm至980nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
72.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层;和
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层对于介于400nm至700nm之间的波长具有大于约30%的平均可见光吸收率,其中所述光学滤光器对于介于800nm至1200nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
73.一种系统,包括:
对象;和
与所述对象相邻的光学滤光器,所述光学滤光器包括:
波长选择性反射层,所述波长选择性反射层对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率;和
至少一个波长选择性吸收层,所述波长选择性吸收层在400nm至700nm之间具有大于约30%的平均可见光吸收率以及对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
74.根据权利要求73所述的系统,其中所述光发射器包括近红外LED或近红外激光器。
75.根据权利要求73所述的系统,其中所述光接收器包括近红外相机或具有近红外接收谱带的光传感器。
76.根据权利要求73所述的系统,其中所述光接收器包括虹膜扫描系统。
77.根据权利要求73至76中任一项所述的系统,其中所述光学滤光器被配置成至少部分地屏蔽所述光接收器免受可见光波长,同时基本上允许所述光接收器接收近红外波长。
78.根据权利要求73至77中任一项所述的系统,其中所述光学滤光器被配置成掩蔽所述光接收器和所述光发射器中的一者或两者免于被视觉感知。
79.根据权利要求73至78中任一项所述的系统,其中所述对象包括光发射器和光接收器中的一者或两者。
80.根据权利要求73至79中任一项所述的系统,其中所述对象为回射性的。
81.一种包括光学滤光器的制品,所述光学滤光器包括:
波长选择性散射层,所述波长选择性散射层包含染料和颜料中的至少一种,所述波长选择性散射层被配置成散射介于400nm至700nm之间的可见光波长并透射介于830nm至900nm之间的近红外波长;以及
波长选择性反射层,所述波长选择性反射层被配置成透射介于830nm至900nm之间的近红外波长。
82.根据权利要求81所述的制品,其中所述波长选择性散射层包括涂层,所述涂层包含所述染料和所述颜料中的至少一种。
83.根据权利要求81所述的制品,其中所述涂层包含多于约11%的固体。
84.根据权利要求81所述的制品,其中所述涂层包含多于约12%的固体。
85.根据权利要求81所述的制品,其中所述涂层包含多于约13%的固体。
86.根据权利要求81所述的制品,其中所述涂层包含多于约14%的固体。
87.一种制作光学滤光器的方法,包括:
形成波长选择性吸收层和波长选择性反射层,其中所述光学滤光器对于介于400nm至700nm之间的波长具有小于约30%的平均可见光透射率,并且对于介于830nm至900nm之间的波长具有大于约30%的平均近红外透射率。
88.根据权利要求87所述的方法,其中形成所述波长选择性吸收层和所述波长选择性反射层包括在所述波长选择性反射层上形成所述波长选择性吸收层或在所述波长选择性吸收层上形成所述波长选择性反射层。
89.根据权利要求87所述的方法,其中形成所述波长选择性吸收层和所述波长选择性反射层包括形成单个组合层。
90.根据权利要求87至89中任一项所述的方法,其中形成所述波长选择性吸收层包括印刷或涂覆波长选择性吸收材料。
91.根据权利要求90所述的方法,其中印刷或涂覆所述波长选择性吸收层包括印刷或涂覆溶液,所述溶液包含波长选择性吸收材料、波长选择性散射材料、波长选择性反射材料和密封剂材料中的两种或更多种。
92.根据权利要求87所述的方法,其中形成所述波长选择性吸收层包括利用包含波长选择性吸收材料的溶液涂覆多孔层。
93.根据权利要求92所述的方法,其中所述多孔层是波长选择性散射层。
94.根据权利要求93所述的方法,其中所述波长选择性吸收材料包括进入所述多孔层的孔的染料,并且所述溶液包含保持在所述多孔层的表面上以形成密封剂的粒子。
95.根据权利要求87所述的方法,其中形成所述波长吸收层包括将两种或更多种波长选择性吸收材料的混合物形成在一起并将所述混合物沉积为所述波长选择性吸收层。
96.根据权利要求87所述的方法,其中形成所述波长吸收层包括:
形成包含第一波长选择性吸收材料的第一波长选择性吸收层;以及
形成包含第二波长选择性吸收材料的第二波长选择性吸收层。
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