CN113168032B - 具有特定颜色眩光的光学制品 - Google Patents

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Abstract

本文披露的光学制品以某种可调谐颜色呈现偏振眩光，该偏振眩光在视觉上比常规着色镜片或常规偏振镜片更具感知性。被配置为对透射过镜片的平面偏振光进行上色的光学制品、包括太阳镜镜片将吸引配戴者的注意力，并有助于识别配戴者视野中的表面上的轮廓或危险。

Description

具有特定颜色眩光的光学制品
技术领域
本发明总体上涉及向用户突显导致眩光的区域的光学制品。
背景技术
光典型地是非定向的，并且光波振荡典型地不是均匀排列的，即光波在所有方向上随机定向。当光从平坦表面反射时，光往往会变成平面偏振的，意味着光波振荡均匀地排列在同一(通常为水平)方向上。这产生令人烦恼且存在潜在危险的反射光强度，从而导致眩光并降低可见性。
太阳镜镜片主要有两种类型：(1)着色非偏振的；以及(2)偏振的。着色非偏振太阳镜采用减少穿过镜片的光透射的颜色色调。由于没有偏振滤光片，所以这些太阳镜镜片不能阻挡偏振眩光。偏振镜片包括偏振滤光片，从而阻挡大部分偏振眩光。
在一些情况下，太阳镜配戴者采用偏振镜片是有益的。例如，船夫和渔民受益于偏振镜片减少来自周围水体反射的眩光的能力。着色非偏振镜片将不会减少从水体反射的眩光。
许多太阳镜作为两个极端之一而存在—阻挡大部分平面偏振光的偏振镜片以及在某些波长范围内降低透射率但不阻挡平面偏振光的着色镜片。然而，在一些情况下，对于太阳镜配戴者来说，采用突显平面偏振光并引起对平面偏振光注意的镜片是有益的。
参与滑雪、滑冰、骑自行车和驾驶等户外活动的人受益于观察到一定程度的偏振眩光。例如，在结冰的道路上驾驶的汽车驾驶员将会受益于注意到反射平面偏振光的结冰块。为此，生产允许一些平面偏振光穿过镜片的太阳镜镜片或其他光学制品将是有益的。以某种可调谐颜色呈现偏振眩光也是有益的，该颜色在视觉上比常规着色镜片或常规偏振镜片更具感知性。被配置为对透射过镜片的平面偏振光进行上色的镜片将吸引配戴者的注意力，并有助于识别表面上的轮廓或“危险”。
发明内容
本披露通过提供部分透射可调谐颜色的偏振眩光的光学制品来解决这个问题，这些光学制品帮助用户看到表面轮廓。这种类型的光学制品可以应用于比如滑雪、滑冰、骑自行车和水上运动的活跃运动，以及检测比如黑冰的潜在危险表面，这种光学制品在权利要求1至14中有描述。
本披露的一些方面涉及一种光学制品，该光学制品被配置为对透射过光学制品的平面偏振光进行上色。在一些实施例中，光学制品具有颜色(A)，并且包括光学制品基材、具有第一颜色色调的颜色(B)的偏振层、以及第二颜色色调的颜色(C)，其中，透射过光学制品的光在第一可见光波长与第二不同可见光波长之间的偏振效率差(ΔPE(λ))至少是30％；光学制品的总PE小于90％；并且光学制品颜色(A)与第一颜色色调的颜色(B)之间的色差(ΔE)大于2。PE(λ)是作为波长的函数的偏振效率，由以下等式表示：
PE(λ)＝[(T(λ)par-T(λ)perp)/(T(λ)par+T(λ)perp)]*100 (I)
其中T(λ)par和T(λ)perp分别是在波长λ处平行于镜片偏振轴偏振的光的透射率和在波长λ处垂直于镜片偏振轴偏振的光的透射率。总偏振效率由以下等式表示：
PE＝[(τv(par)-τv(perp))/(τv(par)+τv(perp))]*100 (II)
其中τv(par)和τv(perp)分别是平行于和垂直于镜片偏振轴偏振的可见光透射率。τv值继而由以下公式计算：
其中τv％是可见光透射率；D(λ)是CIE光源D65的光谱分布；VM(λ)是CIE标准明视发光效率；t(λ)是380-780nm范围内的光谱透射率；并且Δλ是波长间隔。ΔE值由以下公式计算：
其中ΔE是两个镜片之间的色差，L是明度，a*是绿-红颜色分量，b*是蓝-黄颜色分量，以及下标是指第一镜片和第二镜片的对应参数。
任何所披露的组合物和/或方法的任何实施例可以由任何所描述的要素和/或特征和/或步骤组成或基本上由其组成-而不是包含/包括/含有/具有任何所描述的要素和/或特征和/或步骤。因此，在任何权利要求中，术语“由……组成”或“基本上由……组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词，以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。
术语“实质上”及其变型被定义为在很大程度上但不一定完全是如本领域普通技术人员所理解的指定的内容，并且在一个非限制性实施例中实质上是指在10％以内、在5％以内、在1％以内、或在0.5％以内的范围。术语“约”或“近似”或“实质上不变”被定义为接近于本领域普通技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％以内、优选在5％以内、更优选在1％以内、并且最优选在0.5％以内。
当与权利要求和/或说明书中的术语“包含”结合使用时，使用词语“一个/种(a或an)”可以意指“一个/种(one)”，但也符合“一个或多个”、“至少一个”以及“一个或多于一个”的含义。
如本说明书和一个或多个权利要求中所用，词语“包含(comprising)”(以及包含的任何形式，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”)、“具有(having)”(以及具有的任何形式，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(以及包括的任何形式，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(以及含有的任何形式，如“含有(contains)”和“含有(contain)”)是包含性的或开放式的并且不排除额外的、未被叙述的要素或方法步骤。
用于其用途的组合物和方法可以“包含贯穿说明书披露的任何成分或步骤”、“基本上由其组成”或“由其组成”。关于过渡短语“基本上由……组成”，在一个非限制性方面，在此说明书中披露的组合物和方法的基础且新颖的特征包括光学制品，该光学制品将光的可调谐颜色赋予透射过光学制品的平面偏振光。
本发明的其他目的、特征和优点将从下面的详细描述中变得清楚。然而，应当理解，详细描述和实例，虽然指明本发明的具体实施例，但仍仅通过说明的方式给出。另外，预期本发明的精神和范围内的变化和修改对于本领域技术人员而言将从此详细描述中变得清楚。
附图说明
图1是描绘了具有可变偏振效率的多种不同的镜片随波长而变的偏振效率的曲线图。还包括阻挡可见光谱上99％的平面偏振光的标准灰色偏振镜片。
图2A至图2D。图2A是不戴太阳镜观察的结冰人行道的图像。图2B是通过本发明的增强了对结冰人行道的感知的镜片观察的结冰人行道的图像。图2C是通过常规偏振镜片观察的结冰人行道的图像。在这种情况下，结冰人行道不会被突显。图2D是通过本发明的增强了对结冰人行道的感知的镜片观察的结冰人行道的图像。
图3是描绘了低偏振效率的蓝色调镜片(第一颜色色调B)、第二颜色色调C、以及包括低偏振效率蓝色调镜片和第二颜色色调两者的灰色镜片产品(最终颜色色调A)在多种不同可见光波长上的透射率的曲线图。
图4是描绘了低偏振效率的蓝色调镜片(第一颜色色调B)、第二颜色色调C、以及包括低偏振效率蓝色调镜片和第二颜色色调两者的棕色镜片产品(最终颜色色调A)在多种不同可见光波长上的透射率的曲线图。
图5是描绘了低偏振效率的玫瑰色调镜片(第一颜色色调B)、第二颜色色调C、以及包括低偏振效率玫瑰色调镜片和第二颜色色调两者的灰色镜片产品(最终颜色色调A)在多种不同可见光波长上的透射率的曲线图。
图6是描绘了低偏振效率的玫瑰色调镜片(第一颜色色调B)、第二颜色色调C、以及包括低偏振效率玫瑰色调镜片和第二颜色色调两者的棕色镜片产品(最终颜色色调A)在多种不同可见光波长上的透射率的曲线图。
图7A至图7B。图7A是描绘入射到偏振镜片上的随机偏振光的图。垂直于镜片偏振轴偏振的光基本上被镜片吸收，而平行于镜片偏振轴偏振的光基本上透射过镜片。图7B是描绘了入射到偏振镜片上的水平偏振光的图。因为水平偏振光正交于偏振镜片竖直偏振滤光轴，所以几乎没有光会穿过镜片。
图8是描述了随机偏振光和垂直偏振光针对样品蓝色、样品B1(蓝色着色成灰色)和样品B2(蓝色着色成棕色)的颜色透射的CIElab色轮。
图9是描述了随机偏振光和垂直偏振光针对样品玫瑰色、样品R1(玫瑰色着色成灰色)和样品R2(蓝色着色成棕色)的颜色透射的CIElab色轮。
具体实施方式
本披露的一些方面涉及一种光学制品，该光学制品被配置为对透射过光学制品的平面偏振光进行上色。在一些实施例中，光学制品具有颜色(A)，并且包括光学制品基材、具有第一颜色色调的颜色(B)的偏振层、以及第二颜色色调的颜色(C)，其中，透射过光学制品的光在第一可见光波长与第二不同可见光波长之间的偏振效率差(ΔPE(λ))至少是30％；光学制品的总PE小于90％；并且光学制品颜色(A)与第一颜色色调的颜色(B)之间的色差(ΔE)大于2。
在一些实施例中，透射过光学制品的随机偏振光的色相与透射过光学制品的垂直偏振光的色相之间的最终色相差(Δh，以度表示)至少是20，并且响应于透射过光学制品的垂直偏振光(L2)的明度大于20。Δh由下面的等式V或等式VI表示：
当Δh≤180时Δh＝|hr-h⊥| (V)
当Δh＞180时Δh＝360-|hr-h⊥| (VI)
其中hr以及h⊥分别是透射过镜片的随机偏振光的色相和垂直偏振白光(D65)的色相。
在一些实施例中，光学制品与对照之间的随机偏振光颜色透射差(ΔEr)小于20。在一些方面，光学制品与对照之间的垂直偏振光颜色透射差(ΔEp)大于30。在实施例中，总偏振效率在10％至90％之间。在一些实施例中，光学制品在450nm至650nm的范围内展现出大于30％的偏振效率差(ΔPE(λ))。
在一些方面，第一颜色色调可以设置在偏振层内。第一颜色色调可以是二向色性染料或二向色性染料的混合物。在一些方面，第二颜色色调是使第一颜色色调平衡的颜色平衡色调。可以在偏振层内、在偏振层的表面上、在层压或铸在镜片上的附加膜上、在光学基材内、或者在光学基材的表面上、或其任意组合上提供第二颜色色调。在一些方面，第二颜色色调是染料或染料的混合物。
具有第一颜色色调和第二颜色色调的光学制品可以具有接近对照镜片的色调。对照镜片是具有与光学制品A的目标色调相当的颜色色调的偏振镜片。对照镜片的示例性非限制性示例包括标准的灰色偏振镜片(-6<a*<-1；-3<b*<2)，标准的棕色偏振镜片(7<a*<14；32<b*<41)和标准的灰绿色偏振镜片(-8<a*<-4；6<b*<11)。对照镜片展现出在大约8％到18％的范围内的％τv。在一些实施例中，光学制品是太阳镜镜片、护目镜镜片、隐形眼镜、头盔护罩、挡风玻璃、车窗或建筑物窗户。
在一些实施例中，光学制品的a*范围为-10至10，b*范围为-10至10。在一些方面，光学制品的a*范围为0至20，b*范围为25至45。在进一步的方面，光学制品的a*范围为-20至0，b*范围为0至20。
在一些方面，光学制品在可见光光谱上展现出约8％至约18％的平均可见光透射率。在一些实施例中，垂直偏振光相对于光学制品偏振层的偏振方向垂直偏振。在实施例中，透射过光学制品的平面偏振光的颜色不会随着偏振角的变化而变化。在一些实施例中，透射过光学制品的平面偏振光的强度随着偏振角的变化而变化。在本披露的一些方面，可以调节第一颜色色调的颜色和第二颜色色调的颜色中的至少一种，以调节透射过光学制品的平面偏振光的颜色。
参考附图中所示并在下面的描述中详述的非限制性实施例，更全面地解释了各个特征和有利的细节。然而，应当理解，详细描述和具体实例，虽然指明实施例，但仍仅通过说明的方式而不是限制的方式给出。根据本披露，各种替代、修改、添加和/或重排对于本领域普通技术人员将是明显的。
在下面的描述中，提供了许多具体细节以提供对所披露的实施例的透彻理解。然而，相关领域的普通技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者用其他方法、组分、材料等实践本发明。在其他情况下，并未示出或详细描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊本发明的各方面。
本发明涉及部分透射某些颜色的偏振眩光以帮助看到表面轮廓的光学制品。通过为从引起眩光的区域反射的光赋予颜色，配戴者可以感知和区分引起眩光的区域和其他区域。基于这种类型的光学制品的镜片可以应用于比如滑雪、滑冰、骑自行车和水上运动的活跃运动、以及检测比如黑冰的潜在危险表面。
本发明的方法始于具有第一颜色色调并展现出低偏振效率(PE<90％，PE根据上面的等式II计算)的镜片。然后，具有具有第一颜色色调并展现出低偏振效率的镜片被提供第二颜色色调，该第二颜色色调将颜色赋予平面偏振光(即眩光)以改善眩光感知。第二颜色色调可以通过本领域技术人员已知的任何方法来施加。例如，美国专利公开号2001/0014988披露了一种对塑料镜片着上颜色的方法，其披露内容通过援引以其全文并入本文。
在本披露中，通过着色方法将在某一可见光范围内展现出小于50％的低PE(λ)、在不同可见光波长范围内大于50％和大于30％的％τv的(图1)的有色偏振镜片着色为中性(例如灰色、棕色或灰绿色)使得着色镜片的％τv降低至约8％至18％的范围(第3类范围)。
图3至图6中描绘的示例包括穿过起始镜片、第二颜色色调和成品眩光增强镜片的透射率谱。镜片包括蓝色和玫瑰色。蓝色镜片的PE(λ)在400-520nm范围内<50％(在440-480nm范围内<30％)并且在600-700nm范围内>90％。总PE(380-780nm范围)约为60％，并且％τv约为47％。对于玫瑰色镜片，总PE约为25％，并且τv约为25％。镜片用互补染料着色，以产生灰色或棕色镜片，其％τv～12％。
在一些方面，镜片展现出透射过光学制品的随机偏振光的色相与透射过光学制品的垂直偏振光的色相之间的色相差(Δh)至少为20(参见图7A和图7B中的h1和h2)，并且响应于透射过光学制品的垂直偏振光(L2)的明度大于20。
当与相似颜色的“典型偏振镜片”(ΔEr(随机偏振光)<20)相比时，在一些实施例中，镜片对于垂直方向的偏振光(ΔEp(垂直偏振光)>30)具有显著不同的颜色透射。
表1两个镜片之间的随机偏振光ΔE和垂直偏振光ΔE
如上面的表1所描绘的，在本发明的灰色3标准偏振镜片与蓝色着色的灰色镜片之间的垂直偏振光的ΔE大于30，而对于随机偏振光其小于10。这表明，对于垂直偏振光，可以感觉到明显的色差。
下面的表2比较了着色成棕色的蓝色镜片与着色成棕色的玫瑰色镜片之间的颜色值，其中目标棕色对照镜片用于透射随机偏振光。
表2棕色镜片与棕色着色镜片之间的随机偏振光ΔE
表3描绘了包括具有第一颜色色调的镜片(例如，镜片ID“蓝色”)、以及也包括第二颜色色调的对应镜片(例如，镜片ID“B1”或“B2”)的颜色值和PE值的光学参数。测量这些值以使随机偏振光或垂直偏振光透射过镜片。
表3具有第一颜色色调(B)的镜片和具有第二颜色色调的最终颜色色调(A)的镜片的颜色值
“随机”＝随机偏振光；“垂直”＝垂直偏振光
下表4示出了一些对照镜片示例的光学参数，包括颜色值和PE。
表4对照镜片的颜色值
本披露提供了将颜色赋予透射过光学制品的平面偏振光的光学制品。由光学制品提供的颜色将向用户突显引起眩光的区域，并且可以被调整以获得所期望的颜色。成品眩光增强镜片可以用作常规太阳镜片。当受到偏振眩光时，镜片将赋予透射过镜片的偏振眩光特定的颜色，由此引起对眩光点的注意。
权利要求不应被解释为包括装置加功能的或步骤加功能的限定，除非这样的限定在给定权利要求中分别使用一个或多个短语“用于…的装置”或“用于…的步骤”明确地被叙述。

Claims (12)

1.一种光学制品，所述光学制品被配置为对透射过所述光学制品的平面偏振光进行上色，所述光学制品具有颜色(A)，并且包括：
光学制品基材；
具有第一颜色色调的颜色(B)的偏振层；以及
第二颜色色调的颜色(C)；
其中：
所述第二颜色色调的颜色(C)设置在所述偏振层内；
透射过所述光学制品的光在第一可见光波长与第二不同可见光波长之间的偏振效率差(ΔPE(λ))至少是30％；
所述光学制品的总偏振效率(PE)在10％至90％之间；并且
所述光学制品颜色(A)与所述第一颜色色调的颜色(B)之间的色差(ΔE)大于2。
2.如权利要求1所述的光学制品，其中，
透射过所述光学制品的随机偏振光的色相与透射过所述光学制品的垂直偏振光的色相之间的最终色相差(Δh)至少是20；并且
响应于透射过所述光学制品的垂直偏振光(L2)的明度大于20。
3.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述光学制品与对照之间的随机偏振光颜色透射差(ΔEr)小于20。
4.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述光学制品与对照之间的垂直偏振光颜色透射差(ΔEp)大于30。
5.如权利要求1所述的光学制品，其中，在450nm至650nm的范围内，所述偏振效率差(ΔPE(λ))大于30％。
6.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述第一颜色色调设置在所述偏振层内。
7.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述第一颜色色调是二向色性染料或二向色性染料的混合物。
8.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述第二颜色色调是染料或染料混合物。
9.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述光学制品的绿-红颜色分量a*的范围是-10至10，并且蓝-黄颜色分量b*的范围是-10至10。
10.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述光学制品的绿-红颜色分量a*的范围是0至20，并且蓝-黄颜色分量b*的范围是25至45。
11.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述光学制品的绿-红颜色分量a*的范围是-20至0，并且蓝-黄颜色分量b*的范围是0至20。
12.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述光学制品是太阳镜镜片、护目镜镜片、隐形眼镜、头盔护罩、挡风玻璃、车窗或建筑物窗户。
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