JP7296648B2 - 電磁エネルギーの散乱性選択波長を生成するためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
［背景］
本願は、２０１５年４月１４日に出願されたＣｌａｒｋ Ｄ．ＢＯＹＤ等による「Ｐｈ
ｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｃｅｌｌ ａｎｄ／ｏｒ Ｐｈｏｔｏｃｅｌｌ Ｗｉｔｈ Ｌｉ
ｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｌａｙｅｒ」という名称の米国仮特許出願第６２／１４
７，５７３号、２０１６年１月２６日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈ
ｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｌａｍｉｎａｔｅｓ，Ｌａｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃ
ｏａｔｉｎｇｓ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎ
ｇ ａｎｄ Ｐａｓｓｉｎｇ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ ｏｆ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ」という名称の米国特許出願第１５００６１
４３号、及び、２０１６年１月２６日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈ
ｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｏｂｊｅｃｔｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ
Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃａｔｔｅｒ
ｉｎｇ Ｌａｙｅｒｓ，Ｌａｍｉｎａｔｅｓ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ」という名称の
米国特許出願第１５００６１４５号に対する優先権を主張し、これらの開示は、参照によ
りその全体が本明細書に組み込まれる。
本願は、２０１６年１月２６日に出願されたＣｌａｒｋ Ｄ．ＢＯＹＤ等による「Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ Ｓｅｌｅｃ
ｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ Ｏｂ
ｊｅｃｔｓ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｙ Ｔｒａｎ
ｓｍｉｓｓｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｌａｙｅｒｓ」という名称の
米国特許出願第１５００６１４８号、及び２０１６年１月２６日に出願されたＣｌａｒｋ
Ｄ．ＢＯＹＤ等による「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｄ
ｕｃｉｎｇ Ｏｂｊｅｃｔｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｓｅｌｅｃｔａｂｌｙ Ａ
ｃｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ Ｌ
ａｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ」という名称の米国特許出願第１５００６１５０
号に関連し、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
［１．開示される実施形態の分野］
本開示は、電磁エネルギー透過層であって、電磁エネルギーの特定波長を、残りの波長
が電磁エネルギー透過層を通過することを可能にしながら選択的に散乱させるように特に
形成される、電磁エネルギー透過層を形成するためのシステム及び方法に関し、システム
及び方法は、こうしたエネルギー透過層において、こうした透過性エネルギー散乱層で形
成される、あるいは透過性エネルギー散乱層を組み込む、オブジェクト、オブジェクト部
分、壁板、レンズ、フィルタ、スクリーン等に対して光学的光散乱技術を独自に実装する
ことを含む。
［２．関連技術］
層、材料、構造、または構造コンポーネントを通る可視または近可視無線周波数（ＲＦ
）スペクトルの光を含む電磁エネルギーの選択的透過を提供または促進する能力は、多数
の現実世界の使用例及び適用においてかなりの利益を提供する。光学または近光学スペク
トルの電磁エネルギーについての最も単純なレベルにおいては、構造物の内部が「自然に
」太陽に照らされるために、窓、天窓、及び同様なものが構造物内に設けられる。或る実
装態様において、窓または天窓は、構造物内に透過される光の量または構造内に透過され
る光の構成波長を制限または変更するために改変される。他の実装態様において、窓また
は天窓は、例えば、特定の窓または天窓のコンポーネントパネルを通して見る能力を制限
するように改変される。こうした改変が、基本的プライバシーまたは低レベルセキュリテ
ィ懸念に対処するためにしばしば組み込まれる。ガラス、または他の透明／半透明材料、
パネルが、例えば、艶消しされ、着色され、またはその他の方法で修正されて、特定の窓
または天窓が、光を通すが透過視されない能力を提供する。例えば、ステンドガラス窓は
、光がカラーフィルタリングされる方法で概して通過することを可能にしながら、特定の
画像表現またはマルチカラー設計様式を有するようにしばしば形成される。これらの技術
の全ては、単純な美観に対処するために実装されようが、他の理由で実装されようが、窓
及び／または構成パネルまたは窓ガラスの光透過特性を何らかの方法で、しかし、実質的
に両方向に等しく変更する。
代替的に、一方向ミラーまたは２方向ミラーと呼ばれるものは、観察室が暗く保たれる
一方向観測のためにしばしば使用され、それにより、観測者は、ミラーを通して、観察室
からミラーの反対側にある比較的明るい被観測空間または被観測室を透視することができ
る。これらの一方向ミラーパネルは、パネル内のまたはパネル上の１つ以上の反射層の厚
さまたは組成を変更することによることを含む、パネルの光学特性を調整することによっ
て、部分的に反射性を有しかつ部分的に透明であるよう特に形成される。パネルのガラス
は、例えば、金属材料の薄いほぼ透明な層でコーティングされて、または、それが内部に
埋め込まれて、一部の光を反射し、残りの光がミラーを通して透過されることを可能にす
る鏡面を生成し得る。しかし、光学的「トリック」は、光が常に、両方向に等しく正確に
、ミラーを通過することである。そのため、動作原理は、一方の側を明るい状態に保ち、
明るい側からのミラーの視覚的侵入を反射光がマスクする原理に基づいて、その側を透過
視することを「難しく」することである。これは、特定の実装態様においてうまく働き得
るが、他の暗い側からの明るい空間の観測のために、被観測鏡面仕上げパネルが設けられ
ていないとは誰も信じ込ませられない。同様に、意図されるまさにその効果は、入射光の
かなりの部分が、ミラーの「明るい」側から反射される点で、パネルを通るパネルの明る
い側で周囲光の実質的に修正不能の不利な透過特性を提供する。
ハイエンド車両窓着色は、外側反射層を付加し、外側反射層は、接着性裏当てフィルム
が車両窓の内側または外側表面に貼り付けられて、車両の外側から観測されるときにそれ
らを実質的に一方向ミラーにする点で、一方向ミラーと同様の効果を達成する。そして、
観測者が車両に非常に近づき、フィルム層の一部分に陰を作らない限り、また、そうする
まで、外側から車両の内部を透視することを難しくする。そうすることによって、観測者
は、車両窓が依然として非常に濃い陰をつけられるものの、車両窓を通して透過視するこ
とが可能であり、これは濃い着色の目的を実質的に打ち負かす。ここでもまた、実質的に
暗い着色の構成は、例えば車両の外側から車両の内側への光透過特性に悪い影響を及ぼし
、車両の内側は、無差別的な方法で必ず暗くされるまたは陰をつけられる。
最近、「ビュースルービニル（Ｖｉｅｗ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｖｉｎｙｌ）」として商業
的に述べられるものが、窓に貼り付けられて、最初の観測で不透明サイネージに見えるも
のを、しばしば、オフィス窓上に、バス窓上に、または、ビニル貼付け物の必要に応じた
貼付け及び除去を容易にするために選択された他の同様なガラスまたは透明プラスチック
表面上に、形成される特定の広告の形態で、提供する広告スキームが出現してきた。厳密
に検査すると、貼り付けられるビニルフィルム（一般的に、被印刷画像側及び接着剤担持
非画像側を有する）がピンホールを持つよう穿孔されることに基づいて、ビニル貼付け物
が、非画像側から効果的に「ビュースルー（ｖｉｅｗｅｄ－ｔｈｒｏｕｇｈ）」され得る
ことが明らかになった。そのピンホールは、通常、印刷側のグラフィクスの３５％が除去
されて、精細なメッシュ窓カバーリングを生成する６５／３５のパターンで、好ましくは
直径１．５ｍｍの範囲にあり得る。こうした穿孔スキームは、サイネージが不透明に「見
える」観測側に十分な印刷デザインを残す。しかし、穿孔スキームは、非印刷または非画
像側から透過視認性を提供するのに十分な量のビニル材料を、フィルムから除去する。し
かしながら、やはりここで、外部から適用されるこれらの窓処理の焦点は、外部から適用
されるコーティングによって生成される窓の光透過特性に及ぼす影響をあまり考慮せずに
、特定の窓に対する好ましい「見た目」を提供することである。これらのスキームは、覆
われる窓エリアの特定の寸法がわかっていること、及び、窓エリアが、そこに貼付けられ
るビュースルービニルにとって利用可能でなければならないことを必ず必要とすることに
よって更に制限される。
これとは別に、観測に対して不透明であるように見えるが、可視光線または近可視光線
を含む電磁エネルギーの特定の波長の透過を可能にする、特定の製造ファブリックが存在
する。こうしたファブリックの例は、いわゆるタンスルースイムウェア及び他の衣類が作
られるＭｉｃｒｏｓｏｌ（登録商法）である。こうした材料及びそれらの使用の説明は、
例えば、太陽光を透過する特定の材料の組成ならびにその材料から作られるスイミウェア
及び光保護ウェアを記載するＲｉｅｄｅｌによる米国特許第５，５１８，７９８号（１９
９６年５月２１日発行）において見られ、更には、ヘッドウェアの物品、特には、装着者
の頭部、前頭、顔、及び／または目をカバーするために特定の宗教的慣習によって必要と
されるヘッドウェアの物品であって、観測されるときに実質的に不透明であるように見え
るが、例えば、装着者のビタミンＤ不足を低減しようとして太陽光を透過する、ヘッドウ
ェアの物品を対象とする、Ｌａｎｈａｍ－Ｎｅｗによる英国特許出願公開第２ ４６１
４８８号（２０１１年５月８日公開）において見られる。しかし、これらのファブリック
は、ファブリックのいずれの側が照明されるかによらず、同じフィルタリング効果を生成
する。この点に関して、光は、いずれの方向にも等しくファブリックを通してフィルタリ
ングされる。
特にモニタリングされるエリアに存在する電磁エネルギー要素の収集及び解析を通して
特にモニタリングされるエリアにおいて全ての様式の環境因子及び／または活動を識別す
るためのリモートセンサは、新しくかつユニークな使用シナリオが出現するにつれてより
幅広い拡散及び受容を獲得し続ける。エリア観測、監視、及びモニタリングの分野におい
て、静止カメラ及びビデオカメラ、ならびに、全ての態様の可視光及び近可視光反応性セ
ンサが、しばしば使用される。エリア観測、監視、またはモニタリングの特質に応じて、
特定のカメラまたは他の電磁エネルギーセンサの存在を隠蔽またはカモフラージュし、そ
れにより、こうした存在がモニタリングされるエリアにおいて偶然の観測者または侵入者
にほとんど検出されないようにするすることが好ましい場合がある。他の考察は、構造の
美観に悪い影響を及ぼさない方法で特定の構造物内にカメラまたはセンサを邪魔にならな
いように埋め込むことが単に好ましい場合があることを含む。困難さは、カメラのレンズ
あるいは特定のセンサに関連する他の画像またはエネルギーレシーバを隠蔽する、カモフ
ラージュする、またはその他の方法で隠す従来の試みが、隠蔽、カモフラージュ、または
その他の方法で隠す層を通過する電磁エネルギーの特徴を、通常、無差別かつ不都合に変
更することである。可視光または近可視光がカメラまたはセンサデバイスの隠蔽部を通過
する場合、その層を通過するエネルギーの特性のこの変更は、隠蔽式動作使用シナリオに
おいてこうしたデバイスの動作に悪い影響を及ぼし得る、また、一般に及ぼす。
エネルギー収集及びエネルギーハーベスティングの分野において、光電池または他のフ
ォトセルは、周囲光を電気に変換するために、しばしば有利には特定の構造上でまたはそ
の中で使用される。特定のフォトセルの効率は、フォトセルの表面上で入射光を吸収する
、及び／または、入射光の反射を最小にするその能力によって影響を受ける。この理由で
、フォトセルは、暗い、通常は黒のまたは濃い灰色の、露出する光に向く表面または光入
射（「フェーシャル（ｆａｃｉａｌ）」）表面を有するように一般に形成される。フォト
セルの動作における最大効率は、暗いフェーシャル表面が可視スペクトルまたは近可視ス
ペクトルのフィルタリングされていない光に暴露されるときに達成される。この理由から
、実質上全ての従来の設置において、フォトセルが、（１）完全に露出して、あるいは、
（２）透明ガラス、透明プラスチック、または、保護外側構造層であって、未改変で可視
光または近可視光をフォトセルのフェーシャル表面に透過させる同様の透明な（実質的に
光に透明な）保護外側構造層、の背後で露出して、構造物の外部表面上に未改変の状態で
搭載される。任意の保護外側構造層によって与えられる保護は、フォトセルのフェーシャ
ル表面への可視光または近可視光の完全な透過に悪い影響を及ぼすことなく、フォトセル
のフェーシャル表面に対する悪い環境影響及び／または損傷に、単に対抗することが意図
される。多数の潜在的に有利な動作または使用シナリオにおいて使用されるフォトセルの
幅広い拡散に対する有意の欠点は、多くの事例におけるこうした「必要とされる」設置が
、フォトセルが使用のためにその上に搭載される構造またはオブジェクトの美観に悪い影
響を及ぼすことである。
換言すれば、フォトセルは、通常、周りの周囲光に対して、妨げられない及び／または
フィルタリングされない方法で、可視でなければならないことが知られている。フォトセ
ルの外観を、フォトセルを著しく非効率的にすることなく、あるいは、その動作を実質的
に低下させることなく、フェーシャル表面によって提供される暗い表示または組成から、
著しく変更することができないことが更に知られている。したがって、特定の設置におけ
るフォトセルの存在は、容易に視覚的に識別可能である。この理由だけで、特定の設備に
おける、または、特定の構造、オブジェクト、または製品に関連したフォトセルの包含は
、避けられる。製造業者は、設置されると、そうでなければフォトセルが有利にその上で
適用され使用される構造、オブジェクト、または、製品の外観または装飾設計にとって視
覚的なデトラクタまたはディストラクタになる、フォトセルに基づいて、一般に、これら
の意思決定を行う。
［概要］
先の議論は、表面処理及びカバーリングを提供するための既知の技術の適用に重点を置
き、その表面処理及びカバーリングは、特定状況において、ＲＦエネルギーの全てではな
いが一定のＲＦエネルギーが表面処理及びカバーリングを貫通することを可能にするよう
に、表面処理及びカバーリングを通して、可視光または近可視光の或る段階的なレベルの
フィルタリングされた透過を提供しつつ、観察側、観測側、または入射光側から、全体的
に不透明な表示を見ているかのように人間の目を効果的に「だます」。先の議論は視覚光
学に重点を置くが、本開示に係る原理は、視覚スペクトルの十分に外側に存在する電磁エ
ネルギーの波長のフィルタリングに同等に適用可能であり得る。しかし、現在まで、先に
論じた特定の実装及び他の同様な実装は全て、その固有の制限、これらの具体的な能力を
含むオブジェクトが形成される特定の製造プロセス、及び、特に、可視スペクトル及び近
可視スペクトルの光を含む電磁エネルギーが、エネルギー入射側または光入射側から、特
定の構造、構造コンポーネント外側層の反対側まで通過するときに、制限される、フィル
タリングされる、遮断される、またはその他の方法で変更される方法に関するその使用に
おける一定の付随する欠点、に基づいて、より広い範囲の使用事例に広く適合するその能
力が制限される。
既知の一方向エネルギー透過スキーム、技術、及び／または、材料の適用に関する先に
特定された制限を考慮すると、高度光散乱層及び三次元オブジェクトまたはオブジェクト
外側層形成システム及び／またはプロセスを開発することが有利であり、三次元オブジェ
クトまたはオブジェクト外側層形成システム及び／またはプロセスは、特に適合された構
造と、外側、観察側、観測側、またはエネルギー／光入射側から「不透明」に見える光散
乱層と、を提供するが、それにもかかわらず、形成されるオブジェクトからあるいは形成
される構造または外側層の反対側または非エネルギー入射／光入射側から観察するとき、
こうして形成される層、オブジェクト、及びオブジェクト外側層を実質的にエネルギー／
光透過性にする、実質的にフィルタリングされないエネルギー／光透過特性を提供する。
本開示に係るシステム及び方法の例示的な実施形態は、多数の有利な目的に合うよう形
成または製造される中実オブジェクト及び／または被製造システムまたはシステムのコン
ポーネント内に、１つ以上の一方向光透過のまたは実質的に透明な、オブジェクト部分、
層、レンズ、フィルタ、スクリーン等を、形成するあるいは組み込む、技術、プロセス、
及びスキームを提供し得る。
例示的な実施形態は、マイクロ粒子及び／またはナノ粒子を含む実質的に透明なマイク
ロメートル球及びサブナノメートル球から個々のエネルギー散乱層を形成し得て、それら
の間に組み込まれたマイクロボイド及び／またはナノボイドを有し得る。複数の実施形態
において、個々の粒子または粒子が固定されるマトリクス（基材）の屈折率は、調整可能
であってもよく、それにより、完成した層は、エネルギー／光入射側から観察される（ま
たは、入射エネルギーに暴露される）とき、選択的に不透明な外観を提供する。可視範囲
の光の散乱を伴う実施形態において、選択的に不透明な外観は、個々のユーザの欲求に応
じてレンダリングされ得て、一方、散乱層は、完成した層を通過して、完成した層の背後
のエリアまたはセンサに至る波長のエネルギー／光に対して実質的に透明である。
複数の実施形態においては、エネルギー／光散乱層が実質的に透明なコンポーネント（
粒子及び固定マトリクス）からなるため、特定の環境に関して、または、層及び／または
層で形成されるオブジェクトが、使用のために作用可能に配備され得る特定の使用に対し
て、実質上全く制約が存在しない。
例示的な実施形態は、マトリクスに配列される実質的に透明なマイクロメートル及びサ
ブマイクロメートルの球または粒子であって、それらの間にマイクロボイドまたはナノボ
イドが設けられる、球または粒子からなる、中実のまたは中空のオブジェクト本体構造ま
たはそうでなければオブジェクト外側層を形成して、非観察側または非エネルギー／光入
射側から、中実オブジェクト本体構造の内部から、中空オブジェクト本体構造の内側から
、あるいは、観察側、観測側、または光入射側に対向するオブジェクト外側層の側から観
察されるときに、オブジェクト本体部分、オブジェクト外側層、またはオブジェクト外側
層の選択的な離散的部分が実質的にエネルギー／光透明である状態で、観察側、観測側、
またはエネルギー／光入射側からエネルギー不透明に見える層をもたらし得る。
例示的な実施形態は、マイクロ粒子、ナノ粒子、マイクロ／ナノボイド（マイクロ球ま
たは蒸発プロセスによって生産される場合がある）、または上記の組合せから、中実オブ
ジェクト本体構造、中空オブジェクト本体構造のシェル、またはそうでなければオブジェ
クト外側層を形成して、反射光または「散乱」光の波長を「調整する」ように、実質的に
透明なマイクロ粒子、ナノ粒子等の構成特性を操作することによって、特定の所望のカラ
ーに従う不透明な外観を呈してもよい。
複数の実施形態において、マイクロメートル及びサブマイクロメートルの球または粒子
は、例えば、二酸化チタンから構成されてもよく、それにより、表面コーティング及び／
または塗料製造産業におけるこうした物質の利用可能性に基づいて高い屈折率及び比較的
低いコストを利用してもよい。
複数の実施形態において、エネルギー散乱層の屈折率は、マイクロメートル及びサブマ
イクロメートルの球のサイズ、マイクロメートル及びサブマイクロメートルの球が形成さ
れ得る材料の組成、マイクロメートル及びサブマイクロメートルの球が分散し固定される
マトリクスを形成する材料の組成、及び、マイクロメートル及びサブマイクロメートルの
球の間に設けられる介在空間（ボイド）のサイズに応じて特に調整されてもよい。
例示的な実施形態は、中実オブジェクト本体構造、中空オブジェクト本体構造上に、あ
るいは、中実オブジェクト本体構造、中空オブジェクト本体構造の構成コンポーネントと
して、またはそうでなければ、オブジェクト外側層として配設される光散乱層を提供して
もよく、光散乱層は、観察側、観測側、または光入射側から観察されたときに、光散乱層
内で所望の外観を生成するために、光の所定波長を散乱させながら、光の複数の波長が光
散乱層を通過することを可能にする。
複数の実施形態において、光散乱層は、オブジェクトの外側表面を完全に覆うように備
えられようと、オブジェクトの外側表面の離散的部分においてだけ備えられようと、特定
の光散乱層の全体にわたって同じ波長の光を散乱するように形成されてもよい。こうした
実施形態において、球または粒子のサイズ、及び、球または粒子の材料組成、及び、球ま
たは粒子がその中で固定されるマトリクスは、光散乱層の広がりにわたって実質的に均質
であってよい。
複数の実施形態において、光散乱層は、光散乱層の離散的エリア内で光の所定波長を散
乱するように形成されてもよく、それにより、単一カラーを反射するのではなく、光散乱
層は、複数のカラーならびに更にパターン化された、テクスチャー化された、及び／また
はマルチカラーの画像を反射してもよい。こうした実施形態においては、いろいろな屈折
率が、球または粒子のサイズ、ならびに／または、球及び／または粒子の材料組成、なら
びに、球及び／または粒子がその中で固定されるマトリクスを変更することによって、光
散乱層の広がりにわたって提供される。換言すれば、光散乱層の組成は、実質的に非均質
であることになる。
複数の実施形態において、エネルギー／光散乱層は、誘電体マトリクスに埋め込まれた
実質的に透明な金属ナノ粒子を使用して形成されてもよい。
複数の実施形態において、エネルギー／光散乱層は、光散乱層形成のために写真エマル
ジョン画像形成技術を含む二次元画像形成技術に独自に適合し、こうしたエネルギー／光
散乱層を全体としてまたは部分的に備える三次元オブジェクトを形成するための、三次元
付加製造（「ＡＭ：ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」）、印刷及び／ま
たはラミネート技術に更に独自に適合するプロセスに従って形成されてもよい。
複数の実施形態において、光散乱層は、例えば、写真等級ハロゲン化銀ゲルをオブジェ
クトの表面に塗布し、ｃｈｒｏｍｏｓｋｅｄａｓｉｃ現像プロセスを使用することによっ
て形成されて、特定のカラーまたは画像表示に合うよう層の光散乱特性を形成し固定させ
てもよい。
複数の実施形態において、観察側、観測側、または光入射側から観察されたときに、不
透明に見える表面または表面層は、オブジェクトまたはオブジェクト層を形成するユーザ
の裁量で、特定のカラーの材料で形成されているように見える、または、マルチカラーパ
ターンを含む特定のパターンを含むように形成されてもよい。
例示的な実施形態は、従来の材料で普通なら形成される構造によって陰を付けられるエ
リアの照明を促進するため、一方向への光の透過を促進するために使用される場合がある
中実オブジェクト本体構造またはオブジェクト外側層を形成してもよい。非制限的な例に
よれば、これらの、通常陰をつけられるエリアは、隆起ポーチの下にあるエリアまたは同
様に通常不利になるよう影を付けられる他のエリアを含んでもよい。
例示的な実施形態は、限定はしないが、カメラ、光センサ、光電池／フォトセル等を含
む、全ての態様の光活性化センサ、光吸収センサ、光使用センサ、またはそうでなければ
作用可能に光に関与するセンサを、収容またはカバーし得る中実オブジェクト本体構造ま
たはオブジェクト外側層を形成してもよい。
複数の実施形態において、埋め込み式光電池またはフォトセルの外観は、コーティング
またはフィルムによって高められてもよく、そのコーティングまたはフィルムは、光電池
及び／またはフォトセルの効率的な動作を実質的に乱さないまたは低下させないように、
広い範囲の選択カラー及び／または選択パターンの１つまたは複数を表示する層の背後で
、光電池及び／またはフォトセルの外観をマスク可能にするよう特に配置される。
複数の実施形態において、光電池及び／またはフォトセルについてのこうした被覆層の
適用は、それらの認識される脆弱性、及び、或るオブジェクトの表面上で利用可能な光に
容易に暴露され得る十分な構造エリアに関する制限に基づく、光電池及び／またはフォト
セルの幅広い使用における欠点に対処してもよい。
複数の実施形態において、特定のオブジェクトの外側表面の実質的に全体が、光電池及
び／またはフォトセルの埋め込み式アレイに対して透明にされてもよく、それにより、特
定のオブジェクトついての、要求される、美的一貫性、任意には美的に喜び、外側表示に
悪い影響を及ぼすことなく、特定のオブジェクトの潜在的に利用可能なエネルギー収集能
力またはエネルギーハーバスティング能力を増加させる。
例示的な実施形態は、特に形成される保護外側層を提供してもよく、その保護外側層は
、（１）埋め込み式フォトセルまたは他のセンサを支持した状態で保護外側層を通る実質
的に改変されないエネルギー／光の透過を可能にし、（２）光の選択波長の反射を可能に
し、したがって、適合性の高い表面仕上げを生成する。先に示したように、これらの適合
性の高い表面仕上げは、一般に、任意の特定のユーザ選択のカラーとして、または、マル
チカラーパターンまたはマルチカラー画像を含む任意の定められた（及び／またはユーザ
選択の）パターンに従って見えるように構成されてもよい。こうして、例示的な実施形態
は、表面光散乱層であって、所定の表面カラーまたは所定の表面カラーパターンを有する
と、または、所定の表面画像からなると、観測者にとって見える可能性があるオブジェク
ト表面の背後で、埋め込み式コンポーネントの視覚的見え方がマスクされることを可能に
する、表面光散乱層で形成される、または、表面光散乱層を外側層として含む、オブジェ
クトを提供してもよい。
例示的な実施形態は、典型的な電気スイッチ、コンセント、ならびに、他の住居用設置
物及び商業用設置物を覆うための光散乱層を含む中実オブジェクト本体構造として、典型
的な住居用及び／または商業用構成の壁板を形成してもよい。複数の実施形態において、
下にあるスイッチボックス及び／またはコンセントボックスは、エネルギー及び／または
光活性化センサ、デバイス、発電コンポーネント等を含むように構成されてもよい。開示
される実施形態に従う壁板の提供は、下にあるセンサ、デバイス、またはコンポーネント
に対して不透明な見え方を有する壁板を通したエネルギー伝達を促進し得る。複数の実施
形態において、こうしたセンサ、デバイス、またはコンポーネントは、壁板のボックス側
（非光入射側）に固定されてもよい。
例示的な実施形態は、別個に形成され、部分的に透過性があり、選択的に反射性がある
追加の層を含み得るオブジェクト本体構造を提供してもよい。部分的に透過性があり、か
つ、選択的に反射性がある層は、例えば、穿孔が有る状態または無い状態で形成され得る
指向性透明層を備え得る。穿孔が含まれ得る実施形態において、穿孔は、光の所定波長と
実質的に同じサイズであってよい。複数の実施形態において、穿孔は、光散乱層を構成す
るマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球の間の隙間及び／またはボイドの形
態であってよい。複数の実施形態において、穿孔は、マイクロメートルまたはサブマイク
ロメートルの球が固定されるマトリクス材料内の開口の形態であってよい。
例示的な実施形態は、光収束／方向転換層、光学アイソレータ層、鏡面仕上げ表面層等
を構成する更なる層を含むオブジェクト本体構造を形成してもよい。
開示されるシステム及び方法のこれらのまた他の特徴及び利点は、種々の例示的な実施
形態の以下の詳細な説明において述べられる、または、以下の詳細な説明から明らかであ
る。
電磁エネルギー透過層であって、特に、電磁エネルギーの特定波長を、残りの波長が電
磁エネルギー透過層を通過することを可能にしながら、選択的に散乱させるように構成さ
れる、電磁エネルギー透過層を形成するための開示されるシステム及び方法の種々の例示
的な実施形態は、これらの層において、こうした透過性エネルギー散乱層で形成されるあ
るいはそれを組み込む、オブジェクト、オブジェクト部分、壁板、レンズ、フィルタ、ス
クリーン等に対して、実質的に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球
の光学的光散乱技術を独自に使用することを含んで、以下の図面を参照して詳細に述べら
れる。
本開示に係る三次元本体構造の透明部分上に配設される例示的なオブジェクトエネルギー／光散乱表面層の概略図である。 本開示に係る光散乱表面層で少なくとも部分的に構成される表面を有する三次元オブジェクトに埋め込まれる例示的な光感応性センサ要素の概略図である。 本開示に係るラミネート層の１つまたは複数としてエネルギー／光散乱層を含む例示的な三次元オブジェクト積層表面の概略図である。 本開示に係るエネルギー／光散乱表面層を含む少なくとも１つのポータル部分を有する例示的な三次元オブジェクトの概略図である。 観察側、観測側、または光入射側から平面形態で観察される、本開示に係る光散乱表面層の例示的な描写を示す図である。 本開示に係るエネルギー／光散乱層の詳細の例示的な実施形態を示す図である。 本開示に係るエネルギー／光散乱表面層及び／またはエネルギー／光散乱表面層を含む三次元オブジェクト本体構造を自動的に形成するために使用可能な例示的なＡＭ 三次元オブジェクト形成システムの概略図である。 本開示に係るエネルギー／光散乱表面層形成スキーム、または、少なくともエネルギー／光散乱表面層を含むオブジェクトを形成するための三次元オブジェクト形成スキームのための、例示的な方法のフローチャートである。 本開示に係る光散乱層において使用可能な多層の個々のマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球の例示的な詳細の概略図である。 本開示に係るエネルギー／光散乱層で形成される少なくとも離散的部分を組み込む例示的な壁板の概略図である。
［実施形態の詳細な説明］
本開示に係るシステム及び方法は、電磁エネルギー透過及び／または散乱層を形成する
ための技術を含む。これらの層は、可視範囲、近可視範囲、非可視範囲の光エネルギーを
含む、電磁エネルギーの特定の波長を、残りの波長が層を通過することを可能にしながら
、選択的に散乱させるように特に形成され得る。これらの層は、こうしたエネルギー散乱
層であって、これらの層内の実質的に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメート
ルの球から構成されるエネルギー散乱層において、光学光散乱技術を独自に採用してもよ
い。開示されるシステム及び方法は、こうした透過性エネルギー散乱層及び／または光散
乱層を含む、またはその他の方法で、こうした透過性エネルギー散乱層及び／または光散
乱層を組み込む、オブジェクト、オブジェクト部分、壁板、レンズ、フィルタ、スクリー
ン等を形成するための技術を更に含んでもよい。開示されるシステム及び方法の説明は、
そのように形成される、二次元エネルギー／光散乱層についての、及び／または、１つ以
上の二次元エネルギー／光散乱層を組み込む三次元オブジェクトについての、或る範囲の
現実世界の使用例及び用途について言及する。
本開示で述べ示す例示的な実施形態は、特に（１）～（３）についてのいかなる特定の
構成に限定されるものとして解釈されるべきでない：（１）構造、オブジェクト、オブジ
ェクト部分、製品、またはそのコンポーネントセクション；（２）マイクロ粒子及び／ま
たはナノ粒子、ならびに、任意の形成プロセスにおいてこうしたマイクロメートルまたは
サブマイクロメートルの球の間に確立される任意の間隙ボイドまたはナノボイドを含む、
マイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球の任意の特定の組成を含むが、それに
限定されない、説明されるエネルギー／光散乱層、光方向付け層、または光透過層を形成
するための特定の個々の材料；または、（３）こうしたセンサコンポーネントを含むオブ
ジェクトが、その視点からは、エネルギー／光散乱層、光方向付け層、または光透過層が
、入射電磁エネルギーに対して「不透明」に見え得る、オブジェクトまたは層の観察、観
測、または光入射外側表面から観察される場合に、観察から隠されるように、こうしたエ
ネルギー／光散乱層、光方向付け層、または光透過層の背後に操作可能にマウントされ得
る、インストールされ得る、または配置され得る任意の特定のクラスのエネルギー／光収
集センサコンポーネント。本開示で詳細に論じるような、システム、方法、技術、プロセ
ス、及び／またはスキームを使用することによって、特に、可視または近可視の光コンポ
ーネントが通過することを可能にしながら、オブジェクトまたは層の美的に一貫性のある
または美的に喜ばせる、外側の見え方をもたらすために、エネルギー／光透過層、光方向
付け層、及び／または光散乱層、ならびに、こうした層で形成されるまたはその他の方法
で組み込むオブジェクトを形成するための開示されるスキームの任意の有利な使用が、開
示される例示的なシステム及び方法の範囲内に含まれるものとして企図されることが認識
されるべきである。
開示されるシステム及び方法は、オブジェクト内の、または、観察側、観測側、もしく
は光入射側から不透明に見え得る層の背後の特定の光電池またはフォトセル（概して以下
では総称的に「フォトセル（ｐｈｏｔｏｃｅｌｌ）」と呼ばれる）を隠すことに特に適合
可能であるものとして述べられる。本開示のバランスを通して使用されるとき、用語「フ
ォトセル」は、限定することなく、幅広いクラスの光活性化センサ、光吸収センサ、光使
用センサ、またはそうでなければ作用可能に光に関与するセンサ、センサコンポーネント
またはデバイスであって、光電効果、光導電効果、光起電効果が、有利には使用されて、
光（電磁スペクトルの可視範囲または近可視範囲の）または他の被選択電磁放射に暴露さ
れると電流または電圧を生成する、センサコンポーネントまたはデバイスを指すことを意
図される。こうしたフォトセルが、代替的に、光電セル、光電池、または光導電セルと呼
ばれてもよく、また、より口語的に、「エレクトリック・アイ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｙ
ｅ）」としての特定の実装形態であることを当業者は認識する。本開示におけるフォトセ
ルという用語の一般的な使用は、限定することなく、これらの用語を包含する。
フォトセルは、シリカ結晶の、アモルファスの、シンフィルムの、有機の、または他の
光方向付け層で覆われる。これらの光方向付け層は、散乱効果及び／またはプラズモン効
果を実装することによって働き、プラズモン効果において、金属ナノ粒子の表面プラズモ
ン共鳴で励起される金属ナノ粒子を使用して光を散乱させることによって、光吸収が全体
的に改善される。表面プラズモン共鳴またはＳＰＲは、一般に、入射光によって刺激され
たときの負誘電率材料と正誘電率材料との間の界面における伝導電子の共鳴振動を指す。
共鳴状態は、入射光子の周波数が、正の原子核の回復力に抗して振動する表面電子の固有
周波数に整合するときに確立される。
本開示に係るシステム及び方法の実施形態において、独自でかつ有利な光方向付け層は
、衝突する光スペクトルのわずかな部分を、光方向付け層の観察側、観測側、または光入
射側の観測者の方向に戻るように散乱させる。こうして、特定の光方向付け層は、可視ス
ペクトルの特定のカラーを有するように見えることができ、一方、光エネルギーのかなり
の部分は、薄い光方向付け層を許容範囲で通過し、下にあるフォトセルの作用表面に衝突
して、光電効果によって電気を生成する。
フォトセルを美的に隠すために特に使用可能である、開示されるエネルギー／光透過層
、エネルギー／光散乱層、及び／または、エネルギー／光方向付け層に対して参照が行わ
れてもよく、これらの用語は本開示の文脈で相互交換可能に使用され得る。しかし、開示
される層が、こうした層の背後に位置決めされる特定の形態のカメラ、撮像デバイス、ま
たはレンズ、を含む他のセンサが空間またはエリアの観測のために使用可能であり得る使
用シナリオ及び／使用事例において、同等に効果的であり得ることが認識されるべきであ
る。実質的に全ての照明状態で使用可能であるこうしたカメラまたは撮像デバイスの能力
は、カメラまたは撮像デバイス自身の能力だけによって制限され得て、カメラまたは撮像
デバイスがその背後に配置される光散乱層が、カメラまたは撮像デバイスに対して実質的
に透明ではないことに基づいて、制限されない。光散乱層の背後のこうしたカメラまたは
撮像デバイスの位置は、実質的に「隠蔽」またはそうでなければカモフラージュされても
よく、同様に、任意の数の光作動式検出コンポーネント、センサコンポーネントまたは他
のデバイスコンポーネントの位置であり得る。この点に関して、開示されるエネルギー／
光散乱層またはエネルギー／光散乱層で形成されるオブジェクトの使用に対する一般的な
言及は、埋め込み用フォトセルとして、開示されるシステム及び方法を、任意の特定のセ
ットまたはクラスの光活性化センサまたは光使用センサに限定するものとして考えられる
べきでない。更に、「光散乱」効果に対して一般的な言及が行われることになるが、これ
らの言及は、或るエネルギー散乱層が、それに対する非可視放射波の特定の波長に対して
不透明に見えるようにさせられる場合がある、電磁スペクトルの他の部分におけるエネル
ギー散乱を排除することを意図しない。
更に、開示されるマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球、マイクロ粒子及
び／またはナノ粒子が形成され得る材料の任意の特定の有用な組成への言及は、概して透
明なまたは見かけ上透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球、マイクロ
粒子及び／またはナノ粒子の形態で存在可能であり得る幅広いクラスの入力材料だけを同
様に説明する。こうしたマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球、マイクロ粒
子及び／またはナノ粒子についての適した材料は、それらの組成に応じて特に論じられて
もよく、または、一定の機能パラメータ（可変屈折率を含む）によって、より幅広く言及
されてもよく、そのいずれも、こうしたマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの
球、マイクロ粒子及び／またはナノ粒子が形成され得る広い範囲の入手可能な入力材料を
制限すると考えられるべきでない。典型的な球または粒子のサイズは、一般に、エネルギ
ー散乱層によって散乱することが意図される入射エネルギーの波長に応じて２５ミクロン
以下の範囲内にあることになる。更に、こうしたマイクロメートルまたはサブマイクロメ
ートルの球、マイクロ粒子及び／またはナノ粒子が安定化され得る典型的な誘電体マトリ
クスが述べられる。やはりここでも、特定のマイクロメートルまたはサブマイクロメート
ルの球、マイクロ粒子及び／またはナノ粒子の層における安定化または定着を促進する特
定の透明誘電体材料に対する言及は、例証的かつ非制限的であることを意図される。
例示的な実施形態は、有利には、任意の成形、機械加工、またはＡＭオブジェクト形成
プロセスにおいて形成され得る三次元オブジェクトを含む特定の三次元オブジェクトの外
側表面の少なくとも一部分を覆うエネルギー／光方向付け層、エネルギー／光反射層、及
び／またはエネルギー／光散乱層を使用してもよい。エネルギー／光方向付け層、エネル
ギー／光反射層、及び／またはエネルギー／光散乱層は、衝突するエネルギー及び／また
は光スペクトルの少なくとも一部分を観測者に戻るように散乱させるのに有用であり得る
。例えば、可視光が観測者に戻るように散乱される場合、オブジェクトは、完成したオブ
ジェクトの外側表面上に、特定のカラーまたは特定のパターンを有する、あるいは、特定
の画像を含む外観を与え得る。
光散乱層の見かけのカラー、パターン、または画像は、粒子のサイズ、粒子の材料組成
、粒子の物理的（層状）組成、粒子がその中で定着される場合があるマトリクス材料の組
成、粒子の間の間隙ボイドの存在及びサイズ、複数の個々の粒子／マトリクス層、あるい
は、上記の任意の組合せに応じて、粒子の屈折率を調整することによって生成されてもよ
い。見かけのソリッドカラーは、光散乱層の光入射表面にわたって上記パラメータの実質
的に均一な組合せを提示することによって生成されてもよい。パターンは、光散乱層の光
入射表面にわたって上記パラメータの１つまたは複数を操作することにより、屈折率の調
整を適切に変更することによって生成されてもよい。
複数の実施形態において、オブジェクト、オブジェクトの外側表面コーティング、及び
／または外側フィルムが設けられてもよく、それらは、任意の本質的に透明な光透明カバ
ーリング、コーティング、または保護外側層によって覆われているかのように、任意の埋
め込み式センサまたはフォトセルの効率を実質的に維持しながら、オブジェクトの観察側
、観測側、または光入射側から観測者に、広い範囲の選択カラーが表示されることを可能
にするように設計される。
複数の実施形態において、実質上任意のオブジェクト表面は、オブジェクト表面に関連
するフォトセルまたは他のセンサが完全にマスクまたはカモフラージュされるように変更
されてもよい。例えば、商業用建物または住居用ホームを含む構造の屋根は、フォトセル
で覆われるが、通常の板屋根、金属屋根、タール塗り屋根、または他の表面処理された屋
根の外観を依然として有し得る。これとは別に、構造の壁、内部または外部の一部分は、
塗装された表面、テクスチャー化された表面、または更に特に選択された芸術作品の表現
の外観を維持しながら、フォトセルを埋め込まれ得る。自動車及び／またはバスを含む車
両は、種々の外側表面上にフォトセルを備えてもよく、フォトセルは、光方向付け層及び
／または光散乱層のオーバコートによってマスクされて、影響を受ける表面を、通常の塗
装された表面に過ぎないものからなるように見えるものとして描写してもよい。
構造、車両、またはオブジェクトの外側表面層は、複数の異なるセンサを組み込んでも
よく、複数の異なるセンサは、視覚的に検出不能であるように、または、動作環境または
使用事例における制約に応じて、美的に、正しいか、喜ばせるか、または必要とされるよ
うに、マスクまたはカモフラージュされる。この点に関して、構造または構造コンポーネ
ントの外側層の必要とされるまたは所望される外観は、オブジェクトまたはオブジェクト
表面層の光透過特性の有利な使用を提供しながら、例えば、歴史的保存制約または他の外
側の外観の制約を受ける構造の修復において保存されてもよく、それにより、必要とされ
るまたは所望される外側の外観を維持するオブジェクトまたはオブジェクト表面の、背後
の、それを超えた、その下の、またはその周りのエリアの照明を促進してもよい。
光の一定の波長を単に吸収する、顔料、塗料、インク、または他の表面処理剤を使用す
ることなく、カラー化可能または視覚的にテクスチャー化可能である、中実オブジェクト
本体構造、中空オブジェクト本体構造、または他のオブジェクト表面層が生成されてもよ
い。開示されるエネルギー／光散乱層は、決定された可視波長、近可視波長、または非可
視波長のエネルギー／光が、他の決定された可視波長、近可視波長、または非可視波長の
エネルギー／光を散乱させながら、実質的に邪魔されずに層を通過することを可能にし、
したがって、例えば、可視光散乱の場合、エネルギー／光散乱層を含むまたは組み込むオ
ブジェクトの表面に対して、カラー化された見かけを生成する。
図１は、三次元本体構造１２０の透明部分上に配設される例示的なオブジェクトエネル
ギー／光散乱表面層１１０の概略図１００を示す。図１に示すように、エネルギー／光散
乱層１１０は、第１の所定波長ＷＬｐのエネルギー／光がエネルギー／光散乱層１１０を
通過可能にするように構成される。エネルギー／光散乱層１１０の構成は、同時に、或る
第２の所定波長ＷＬｓのエネルギー／光が、実質的に図示するように、入射方向に戻るよ
うに散乱することを生じさせる。
先に述べたように、また、以下でより詳細に述べるように、エネルギー／光散乱層１１
０は、マイクロ粒子、ナノ粒子を含む、実質的に２５ミクロン以下の範囲の様々なサイズ
のマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球の形態の実質的に透明な粒子と、実
質的に透明な粒子の間の間隙ボイドまたはナノボイドとで構成されてもよい。実質的に透
明な粒子は、誘電体材料を含むが、それに限定されない、実質的に透明なマトリクス材料
から更に構成される構造または他の層内で安定化されてもよい。特定の第２の所定波長Ｗ
Ｌｓのエネルギー／光を散乱させるため、光散乱層１１０の光散乱表面を「調整する（ｔ
ｕｎｅ）」ように実質的に透明な粒子を構成することができることは、エネルギー／光散
乱層１１０が、単一カラー、複数カラーで、または、エネルギー／光散乱層１１０によっ
て提供される画像の様視覚提示に従って、所望の外観を提供する能力を生じさせ得る。換
言すれば、エネルギー／光散乱層１１０（または複数層）を構成するコンポーネントの特
定の組成に応じて、１つ以上のカラー、テクスチャー、カラーパターン、またはカラーパ
ターン化画像が、エネルギー／光散乱層１１０によって視覚的に生成されてもよい。
入射エネルギーが可視スペクトルの波長を含む場合、エネルギー／光散乱層１１０の屈
折率は、粒子の１つ以上のサイズ、粒子の１つ以上の材料組成、粒子の１つ以上の物理的
組成、粒子がその中で定着され得る任意のマトリクスの１つ以上の材料組成、マトリクス
内で定着される粒子間の中間開口またはボイド、あるいは、上記パラメータの任意の組合
せに基づいて選択的に調整されてもよい。エネルギー／光散乱層１１０が、エネルギー／
光散乱層１１０の表面にわたって単一カラーとして見えることを意図される実施形態にお
いて、エネルギー／光散乱層１１０の表面にわたる粒子／マトリクス／ボイドスキームの
組成は、実質的に同一または均一であってよい。エネルギー／光散乱層１１０が、複数カ
ラー、複数テクスチャーで、または、画像化表面として見えることが意図される実施形態
において、エネルギー／光散乱層１１０の表面にわたる粒子／マトリクス／ボイドスキー
ムの組成は、表面層部分に異なる屈折率を提供し、それにより、エネルギー／光散乱層１
１０の光入射側から観察されると、異なるカラーとして見える。
エネルギー／光散乱層１１０の光散乱効果は、概してエネルギー／光散乱層１１０の表
面の近傍の及び／またはその表面に衝突する周囲光からの照明に応答して生成され得る。
代替的に、エネルギー／光散乱層１１０の光散乱効果は、概してエネルギー／光散乱層１
１０の光入射表面上に照明を収束させるある指向性光源１３０によって生成される直接照
明に応答して生成されてもよい。
図１に示す一般的な構成において、エネルギー／光散乱層１１０は、第１の所定波長Ｗ
Ｌｐのエネルギー／光が、エネルギー／光散乱層１１０を通過するだけでなく、更に透明
三次元本体構造１２０を実質的にフィルタリングなしで通過することを可能にする方法で
透明三次元本体構造１２０を覆って形成され、この方法は、可視範囲の光の場合、透明三
次元本体構造１２０内に、その下に、またはその背後に、あるいは、エネルギー／光散乱
層１１０の背後に位置決めされる、更には、例えば、透明三次元本体構造１２０に埋め込
まれる、エリアまたは光活性化センサが、第１の所定波長ＷＬｐのエネルギー／光によっ
て、これらの第１の所定波長ＷＬｐのエネルギー／光が、ガラス、プラスチック、他の透
明な外側カバーリングまたは保護層を実質的にフィルタリングなしに通過したかの如く、
照明されることを可能にする。こうして、エネルギー／光散乱層１１０及び透明三次元本
体構造１２０を通過する第１の所定波長ＷＬｐのエネルギー／光は、透明三次元本体構造
１２０によって陰を付けられたエリアを単に照明するために、または、透明三次元本体構
造１２０の全てまたは一部分内にまたはその背後に位置決めされる任意の光活性化センサ
、光吸収センサ、光使用センサ、またはそうでなければ作用可能に光に関与するセンサを
含む光検出コンポーネントが適宜使用するために、相当の光エネルギーを提供してもよい
。
図２は、光散乱表面層２１０で少なくとも部分的に構成される表面を有する三次元オブ
ジェクトの透明三次元本体構造２２０に埋め込まれる例示的な光感応性センサ要素２４０
の概略図２００を示す。図２に示すように、光散乱層２１０の近傍の周囲光の、または、
光散乱層２１０において光源２３０から向けられた光の少なくとも第１の所定波長ＷＬｐ
は、図１に示す実施形態を参照して述べたように、光散乱層２１０を通過し得て、一方、
周囲光のまたは向けられた光の少なくとも第２の所定波長ＷＬｓは、先に述べたように、
入射方向に戻るように散乱し得る。周囲光のまたは向けられた光の少なくとも第１の波長
ＷＬｐは、例示的な光感応性センサ要素２４０の面するまたはフェーシャル表面上に衝突
させられ得る。
複数の実施形態において、光散乱層２１０は、例示的な光感応性センサ要素２４０のフ
ェーシャル表面上に直接配設されてもよい。周囲光のまたは向けられた光の少なくとも第
１の波長ＷＬｐは、例示的な光感応性センサ要素２４０に、特定の出力信号を生成させて
もよく、特定の出力信号は、例示的な光感応性センサ要素２４０と有線または無線通信状
態にあり得るプロセッサ（またはエネルギーハーベスタ）２６０に出力されてもよい。無
線通信は、直接、または、介在するまたは関連する無線通信インタフェース２５０を介し
て例示的な光感応性センサ要素２４０とプロセッサ（またはエネルギーハーベスタ）２６
０との間で伝達されてもよい。こうした無線通信インタフェース２５０は、ＷｉＦｉ、Ｗ
ｉＧｉｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇ
ｙ（ＬＥ）（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｍａｒｔ（登録商標）またはＢｌｕｅ
ｔｏｏｔｈ（登録商標）のバージョン４．０＋規格とも呼ばれる）、ＺｉｇＢｅｅ（登録
商標）、または他の同様の無線信号処理プロトコルを含むが、それに限定されない、任意
の互換性のある無線信号処理プロトコルに従って動作してもよい。
例示的な光感応性センサ要素２４０がフォトセルを備え得る実施形態において、少なく
とも第１の波長ＷＬｐの光は、少なくとも第１の波長ＷＬｐの光を、エネルギーハーベス
タまたは電気エネルギー貯蔵要素によって収集される、または、電気エネルギー伝送手段
によって関連する負荷に伝送される電気に変換するようにフォトセルを活性化するのに十
分な光エネルギーを提供し得る。
図示及び理解を容易にするため個別要素として述べられるが、例示的な光感応性センサ
要素２４０は、特にフォトセルとして存在するとき、透明三次元本体構造２２０に埋め込
まれるまたはその背後に配置される実質的に統合された及び／または単一のフォトセルア
レイを備えてもよい、またはそうでなければ、光散乱層２１０をフォトセルアレイ上に直
接配設することによって透明三次元本体構造２２０のかなりの部分を置換してもよい。
図３は、ラミネート層の１つまたは複数としてエネルギー／光散乱層３１０を含む例示
的な三次元オブジェクト積層表面の概略図３００を示す。図３に示すように、エネルギー
／光散乱層３１０の近傍の周囲エネルギー／光、または、エネルギー／光散乱層３１０に
おいてエネルギー／光源３３０から向けられるエネルギー／光は、透明な保護層の形態で
あり得る透明オーバレイヤ３１２を通過してもよい。透明オーバレイヤ３１２は、ガラス
、プラスチック、他のエネルギー／光透明組成物、及び／または、透明三次元本体構造が
それから実質的に形成される材料で形成されてもよい。エネルギー／光散乱層３１０は、
図１を参照して上述されるエネルギー／光散乱層と同じ方法で作用するように構成されて
もよい。少なくとも第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光は、エネルギー／光散乱層３１０
を通過してもよく、一方、少なくとも第２の波長ＷＬｐｓのエネルギー／光は、上述した
方法で入射方向に戻るように散乱されてもよい。
少なくとも第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光は、エネルギー／光収束／フィルタリン
グ層（または要素）３１４として構成される１つ以上のラミネート層を通して収束または
フィルタリングされてもよい。エネルギー／光収束／フィルタリング層は、光学アイソレ
ータ、プリズム、レンズ等であってもよく、また、下にあるエリアの少なくとも第１の波
長ＷＬｐのエネルギー／光に対する暴露を制御するのに適切であるように、または、カメ
ラ及び／または他の撮像デバイスを含む１つ以上の下にあるまたは埋め込み式のセンサの
能力または入力要件に第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光を適合させるために要求される
ように、少なくとも第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光を収束させてもよい、フィルタリ
ングしてもよい、またはそうでなければ、調節してもよい。少なくとも第１の波長ＷＬｐ
のエネルギー／光が、適合性があるようレンダリングされるよう、マイナー修正及び／ま
たは再フィルタリングを必要とする場合があることを当業者は認識するであろう。
少なくとも第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光は、同様にまたはその他の方法で、中実
オブジェクト本体コンポーネントの形態であり得る１つ以上の不透明な、ほぼ不透明な、
または暗くされたエネルギー／光シェード３１６によって透明三次元本体構造３２０への
またそれを通しての更なる伝達から部分的に遮断されてもよい。エネルギー／光シェード
３１６は、透明三次元本体構造３２０の複数部分を、及び、エネルギー／光散乱層３１０
の背後で透明三次元本体構造３２０内にまたはその背後に配置される任意のエリアまたは
センサを、少なくとも第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光に対する暴露から実質的にシー
ルドしてもよいまたはそこに陰を作ってもよい。エネルギー／光フィルタリング層（また
は要素）３１４及びエネルギー／光シェード３１６は、任意の構成で配列されて、排他的
に機能してもよく、またはそうでなければ、協働して機能してもよく、それにより、例え
ば、透明三次元本体構造３２０を通って三次元本体構造３２０の背後のエリアまたはセン
サへ伝達する少なくとも第１の波長ＷＬｐのエネルギー／光の伝達を制御してもよい、お
よび／または、そうでなければ方向付けてもよい。
図４は、三次元本体構造３２０内にエネルギー／光散乱表面層４１０を含む少なくとも
１つのポータル部分４２７を有する例示的な三次元オブジェクトの概略図４００を示す。
図４に示すように、エネルギー／光散乱表面層４１０は、図１を参照して上述されるエネ
ルギー／光散乱層と同じ方法で作用するように構成されてもよい。周囲エネルギー／光の
、または、エネルギー／光源４３０から発せられる指向性のエネルギー／光の少なくとも
第１の波長ＷＬｐは、エネルギー／光散乱層４１０を通過してもよく、一方、周囲エネル
ギー／光のまたは上記指向性のエネルギー／光の少なくとも第２の波長ＷＬｓは、上述し
た方法で入射方向に戻るように散乱されてもよい。
図４に示す構成の違いは、三次元本体構造４２０が完全に透明でないことである。三次
元本体構造４２０は、透明ポータル部分４２７及び不透明遮断部分４２５を含むため、第
１の波長ＷＬｐのエネルギー／光は、下にあるエリアの第１の波長ＷＬｐのエネルギー／
光に対する暴露を個別に制御するように、あるいは、透明ポータル部分４２７内にまたは
それに一列に並んで配列され得る、下にあるまたは埋め込み式の１つ以上のセンサの暴露
を個別に制御するように、ポータル部分４２７を通して流されてもよい。
三次元本体構造４２０が、例えば、木甲板等の構造建物コンポーネントの形態をとり得
る実施形態を考える。木甲板の少なくとも一部分は、エネルギー／光散乱層４１０の下に
あるポータル部分４２７を含んで、こうした木甲板の１つ以上のユニットで構成される隆
起甲板によって陰を付けられるエリアの光エネルギーによる暴露または照明を提供しても
よい。エネルギー／光散乱表面層４１０の構成は、木甲板の中実部分、または、こうした
エネルギー／光散乱層４１０部分を有するように構成されない他の隣接する従来の木甲板
とし同じ外観を呈し得る。こうして、美的に一様な外観が、甲板表面のために提供されて
もよく、一方、光照明のポケットは、甲板の下にある通常不利に陰付けされるエリアを光
エネルギーに曝してもよい。
図５Ａ－５Ｃは、観察側、観測側、または光入射側から平面形態で観察される本開示に
係る光散乱表面層の例示的描写を示す。図５Ａに示すように、例示的な実施形態５００は
、光散乱表面層全体にわたって光の同じ波長ＷＬｓを散乱し、それにより単一の可視カラ
ー５１０を生成するように形成される光散乱表面層を含む。図５Ｂに示すように、例示的
な実施形態５３０は、背景カラー５４０として第１の波長ＷＬｓ１の光を、また、他のカ
ラー／テクスチャー部分５４５として複数の第２の波長ＷＬｓｎの光を散乱するように形
成される光散乱表面層を含む。カラー／テクスチャー部分５４５を生成する複数の第２の
波長ＷＬｓｎの光は、光散乱表面層において形成されてもよく、また、光散乱表面層の所
定エリア内でだけ光の１つ以上の第２の所定波長ＷＬｓｎを散乱し、したがって、光散乱
表面層において、或る態様のマルチカラーの及び／またはテクスチャーの外観を生成する
ように構成されてもよい。図５Ｃに示すように、例示的な実施形態５５０は、第１の背景
カラー５６０として第１の波長ＷＬｓ１の光を、第２の中間背景カラー（複数可）５６５
として第２の（またはそれより高い次数の）波長ＷＬｓ２の光を、また、カラー／テクス
チャー／画像部分５７０として複数の第３の波長ＷＬｓｎの光を散乱するように形成され
る光散乱表面層を含む。カラー／テクスチャー／画像部分５７０としての複数の第３の波
長ＷＬｓｎの光は、光散乱表面層において形成され、また、光散乱表面層の所定エリア内
で１つ以上の第３の所定波長ＷＬｓｎの光を散乱し、それにより、光散乱表面層において
、或る態様のマルチカラーの、マルチテクスチャーの及び／または画像様の外観を生成す
るように構成されてもよい。
上述した実施形態の全てにおいて、可視、近可視、または非可視範囲の被選択波長とし
て第１の所定波長ＷＬｐの光が光散乱層を通過することを可能にするように、また、主に
可視範囲の被選択波長として第２の所定波長ＷＬｓ（Ｘ）の光が散乱されることを可能に
するように、種々の光散乱層が形成されてもよいことが認識されるべきである。単一カラ
ーの、マルチカラーの、マルチテクスチャーの、及び／または画像様の視覚的表示は、実
質的に上述した方法における、粒子、マトリクス、及びボイドの組成に関する特定のパラ
メータの変更による、光散乱層の屈折率の局所的調整により生じ得る。
図６は、本開示に係るエネルギー／光散乱層６００の詳細の例示的な実施形態を示す。
開示されるスキーム、プロセス、技術、または方法は、直径２５ミクロン以下の範囲の、
実質的に透明な誘電体マトリクス６１０に埋め込まれる金属ナノ粒子６２０の形態の、実
質的に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球を使用して作成されるエ
ネルギー／光散乱層６００を生成してもよい。一例として、金属ナノ粒子６２０が、二酸
化チタンナノ粒子を含んでもよい。二酸化チタンが、その輝度及び比較的高い屈折率に基
づいて白色顔料として広く使用されていることがよく知られている。二酸化チタンは、例
えば、この特性、ならびに、その強い紫外線（ＵＶ）光吸収能力及びＵＶ光に対する露光
下における変色に対する一般的な耐性を根拠に、かなりの数の物理的サンスクリーンに見
られる。ナノスケールの二酸化チタン粒子は、例えば、可視光を散乱する一方、実質的な
ＵＶ保護を提供することから、サンスクリーンローションにおいて主に使用され得る。更
に、エネルギー／光散乱層６００は、エネルギー／光散乱層６００内に、または、エネル
ギー／光散乱層６００を通してランダムまたはパターン化されたボイド６３０を含んでも
よい。複数の実施形態において、図６に示すようなパターン化されたボイド６３０は、そ
うでなければカメラレンズまたは他のイメージングデバイスセンサ上に衝突する光を再フ
ィルタリングまたは再整列する必要性を、減少させ得るまたは実質的に取り除き得る。
開示されるスキームに従って使用されるとき、二酸化チタンは、広いバンドギャップ（
Ｅｇ＝３．２～３．４（ｅＶ））及び高い屈折率（ｎ＝２．５～２．９）を有する実質的
に透明な半導体材料として存在してもよい。これらの特性は、二酸化チタンが、可視及び
近可視の光範囲でエネルギー／光散乱層６００の所望の光学特性を取得する、または、そ
うでなければ制御する、ように設計される実質的に透明な金属誘電体複合物と共に使用さ
れることを可能にする。複数の実施形態において、金属誘電体複合物は、シリコン、金、
及び／または銀ナノ粒子のような材料を含んでもよい。
貴金属含有物を含む複合物のカラーは、金属相の複合物についての表面プラズモン共鳴
（ＳＰＲ）に基づいて調整されてもよい。励起光の波長よりかなり小さい寸法の、よく分
離された埋め込み式金属ナノ粒子を有するフィルムを備える光散乱層は、吸収スペクトル
の可視範囲内のピークによって特徴付けられてもよい。帯域幅、強度、及び最大効果の保
有は、周囲の誘電体マトリクスの組成ならびに金属ナノ粒子のサイズ、分布、及び形状に
依存し得る。実質的に透明な構成コンポーネントのこれらの物理的特性を制御できること
は、光散乱層がそれから形成され得る複合材料の光学特性の調整を可能にする。複合材料
の光学特性のこの調整は、（１）マトリクス（ＮＨ）の屈折率を変更すること、及び、（
２）金属含有物のモフォロジー及び分布を修正し、それにより、金属ナノ粒子のアスペク
ト比を変更することの一方または両方を含んでもよい。プラズモン共鳴及び粒子による光
の散乱の組合せを適用することによって、上述した例示的なナノ粒子の成分を含む、実質
的に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球からなる光散乱表面層を有
するオブジェクトのカラーの現れ方は、直接かつ正確に制御され得る。
エネルギー／光散乱層の最終的な光学特性または特徴は、散乱理論を使用して制御及び
／または決定されてもよい。こうした散乱理論の例は、均質球によって電磁平面波の散乱
を記述する、マクスウェルの方程式に対するミー（Ｍｉｅ）理論またはミーの解である。
ミーの解は、無限級数の球面多極部分波の形態をとる。全体的に、Ｓｔｒａｔｔｏｎ，Ｊ
．Ａ．、Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｈｅｏｒｙ，ＭｃＧｒａｗ－Ｈｉｌｌ（１
９４１）を参照されたい。
複数の実施形態において、エネルギー／光散乱層の１つ以上の見かけのカラーは、実質
的に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球を使用して作成されてもよ
い。１つ以上の階層の多層は、例えば、ポリスチレンラテックス懸濁液から水を蒸発させ
ることによって形成されてもよく、可視光の波長より小さい直径の単分散球粒子を含み得
る。例えば、Ｄｕｓｈｋｉｎ等「Ｃｏｌｏｒｅｄ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ ｆｒｏｍ
Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｓｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ―Ｓｐｈｅｒｅｓ」日本国 ３０
０－２６ つくば市東光台５－９－１ ＪＲＤＣ ＥＲＡＴＯ プロテイン・アレイ・プ
ロジェクト （Ｍａｙ ２８， １９９３）を参照されたい。
複数の実施形態において、エネルギー／光散乱層は、写真等級ハロゲン化銀ゲルを塗布
し、ｃｈｒｏｍｏｓｋｅｄａｓｉｃ現像プロセスを使用することによって形成されてもよ
い。ゼラチン懸濁液内のハロゲン化銀結晶は、透明複合本体構造としてガラスを含む基材
上にコーティングされてもよい。ハロゲン化銀ゲルは、例えば、フォトセルの対向面上に
直接塗布されてもよい。ハロゲン化銀結晶が光に露光されると、ハロゲン化銀結晶の表面
上の感光核は、金属銀の小さな核になる。金属銀の核は、ほぼ４つ以上の原子を含む場合
、現像可能になり、そのことは、金属銀が、結晶全体を金属銀にする現像を経験すること
ができることを意味する。大量の光を受けるエマルジョンのエリアは、最大の現像を経験
し、したがって、最大の光学密度をもたらす。ｃｈｒｏｍｏｓｋｅｄａｓｉｃ現像プロセ
スにおいて、ハロゲン銀粒子は、異なる化学物質及び／または光に対する露光と共に注意
深く管理されて、これらの粒子を異なるサイズにする。異なるサイズに作られるこれらの
銀粒子は、次に、ミー効果に従って異なるカラーを生成する異なる方法で光を散乱させる
。これをするために使用される化学物質は、しばしば、アセテート緩衝チオシアネート「
安定化剤」及び希釈水酸化カリウム「活性化剤」である。
例えば、Ｌｉｑｕｉｄ Ｌｉｇｈｔ（登録商標）等の写真等級ハロゲン化銀ゲルが設け
られてもよい。一般に、ハロゲン化銀ゲルは、増大速度ハロゲン化銀写真エマルジョンの
特定の形態であってもよい。この文脈において、ハロゲン化銀ゲルは、標準的な写真タイ
プの現像剤及び定着剤で処理されるように選択される。エネルギー／光散乱層について想
定される特定の使用事例に応じて、ハロゲン化銀ゲルは、フェノールまたは他の同様な溶
媒を全く含まない非毒性物質を提供する点で好ましい。
フォトセルを含む、下にあるベース本体構造の表面テクスチャーに応じて、ハロゲン化
銀ゲルが、その後、ベース本体構造の受容面に塗布される前に表面処理が適用されてもよ
い。表面処理が必要とされるまたはそうでなくとも好ましい事例において、オイルベース
のプレコートが、良好な付着のため、また、オーバレイヤの変色についての可能性を更に
防止するために使用され得る。こうしたプレコートは、ポリウレタン、ゼラチンプレコー
ト、及び／または写真「下塗り（ｓｕｂｂｉｎｇ）」溶液を含んでもよい。プレコーティ
ングの目的は、ベース本体構造の下にある受容表面に対してエマルジョンを結合させる平
滑表面を提供することである。ハロゲン化銀ゲルが塗布される受容表面がエマルジョンを
固定するのに十分に多孔性である場合、ハロゲン化銀ゲルが、プレコーティングなしで、
ベース本体構造の受容表面上に直接塗布されてもよいことが認識されるべきである。
開示される表面コーティグプロセス中に、ハロゲン化銀ゲルを塗布しながら、ミディア
ムアンバー、ダークイエロー、またはレッドセーフライト、あるいは写真暗室で使用する
のに適する他の光源の１つを使用することが有利である。セーフライトは、ハロゲン化銀
ゲルがそれに対して実質的に感応しない可視スペクトルの一部だけからの照明を提供する
ために選択される。この文脈においてハロゲン化銀ゲルが比較的ゆっくりであるため、ハ
ロゲン化銀ゲルは、曇らせることなく大量のセーフライト輝度及び露光を許容し得る。セ
ーフライト出力を最大にするため、アンバーフィルタを有する低圧ナトリウムランプが、
表面コーティングプロセス中に効果的に使用されてもよい。
ベース本体構造の受容表面が、必要に応じて適切に処理されると、ハロゲン化銀ゲルは
、ブラシ、スポンジ、塗料塗布器、塗料ローラ、スプレー、噴射プロセスの１つまたは複
数を使用して、ハロゲン化銀エマルジョンを流し排出することによって、または、既知の
または後に開発される他の塗布プロセス又は方法によって受容表面に塗布される。ハロゲ
ン化銀ゲルの複数のコートが、ベース本体構造の受容表面にわたって塗布される。各ハロ
ゲン化銀ゲル層がセットアップし、例えば生乾きになるにつれて、各ハロゲン化銀ゲル層
は、露出され現像され得る。代替的に、塗布されたハロゲン化銀ゲルを有するベース本体
構造は、後で使用するため、乾燥され保存され得る。
光散乱層が用意されると、所望のカラーまたはパターンを達成するための光散乱層の現
像が、次の通りに進められてもよい。
活性化剤（例えば、Ｋｏｄａｋ（登録商標） ５１１ 活性化剤等）と安定化剤（例え
ば、Ｋｏｄａｋ（登録商標） Ｅｋｔａｍａｔｉｃ Ｓ３０ 安定化剤）の両方の１０パ
ーセント（１０％）～２０パーセント（２０％）溶液が適切に混合されてもよい。約１／
２オンス（０．５ｏｚ．）の活性化剤及び安定化剤溶液が、４オンスと１／２オンス（４
．５ｏｚ．）の水に添加されて、１０パーセント（１０％）溶液をもたらしてもよい。約
１／２オンス（１．０ｏｚ．）の活性化剤及び安定化剤溶液が、４オンス（４．０ｏｚ．
）の水に添加されて、２０パーセント（２０％）溶液をもたらしてもよい。２つの異なる
溶液のそれぞれを別々に使用することによって、現像プロセスに対する更なる制御が達成
され得る。代替の実施形態において、Ｄｅｋｔｏｌ（登録商標）現像剤の５０パーセント
（５０％）溶液は、５オンス（５．０ｏｚ．、ストック、使用強さではない）を５オンス
（５ｏｚ．）の水で希釈することによって使用され得る。他の現像剤が、使用するために
同様な希釈で調製されてもよいことが認識されるべきである。
ベース本体構造上で、ハロゲン化銀で形成される光散乱層は、特定のカラーを現像する
ことが所望される光散乱層の１つまたは複数のエリア上にＤｅｋｔｏｌ（登録商標）の５
０パーセント（５０％）溶液を塗布することによって、調製され露光される。現像中、カ
ラーまたは画像が光散乱層に現れるにつれて、更なる現像剤が、必要に応じて塗布され得
る。
約９０秒後、または、カラー／画像が正しく現れると、水あるいは別のフラッディング
またはウォッシング溶液が使用されて、現像プロセスを抑制し、最終的に停止させ、それ
により、カラーを設定し得る。適切な現像が達成されると、安定化剤の約１０パーセント
（１０％）溶液が、もしあれば、先に生成された現像エリアに隣接する光散乱層の所定の
部分に、その隣接部分のカラーを同様に設定するために塗布され得る。
１０パーセント（１０％）活性化剤溶液が、光散乱層の選択部分に塗布されてもよい。
光散乱層の被露光部分は、同様に、蛍光または他の光に露光されて、光散乱層内のカラー
／画像を更に現像してもよい。
任意選択で、５０パーセント（５０％）Ｄｅｋｔｏｌ（登録商標）溶液が、光散乱層に
塗布されて、作用を加速してもよい。カラー／画像は、安定化剤及び／または活性化剤の
１０パーセント（１０％）及び２０パーセント（２０％）溶液を用いて、または、希釈さ
れたＤｅｋｔｏｌ（登録商標）を添加することによって更に現像されて、カラーを暗くし
てもよい。
異なる強度の光が、カラーまたはカラーの深度を変更し得る。更に、光及び先に全体的
に示した活性化剤及び安定化剤溶液は、ゼラチン状ハロゲン化銀エマルジョン内の銀塩と
反応して、異なるサイズの金属銀粒子を形成する。これらのいろいろな粒子サイズは、光
散乱層内の光を屈折させて、いろいろな色調を作成する。カラー効果は、光散乱層の表面
における画像様の提示において、異なるカラー効果のインタフェースにおいてより顕著で
あり得る。
カラーは、異なる化学物質がエマルジョン内で出会うときに作成される。現像剤の化学
的作用が、（安定化剤を使用して）抑えられる、または、（活性化剤を使用して）加速さ
れるとき、１つ以上の見かけのカラーが、ユーザが所望するカラーに徐々に変更され得る
。更に、異なる希釈は、変更された強度を有する異なるカラーを生成することになる。そ
のため、光散乱層に適用されるカラー、パターン、テクスチャー、及び／または画像は、
光散乱層の所望の特徴及び／または機能、ならびに、光散乱層がその上で使用のために配
設され現像されるベース本体構造の状態、機能、及び／または組成に基づく、ユーザの設
計選択であることが認識されるべきである。
上述した方法において、完成されまた安定化された、見かけのカラー化された、マルチ
コンポーネントカラー化された、テクスチャー化された、またはその他の方法で画像が現
像された表面透明光散乱層が生成される。こうした層は、特定のカラー化された、マルチ
カラー化された、テクスチャー化された、及び／または画像様にパターン化された光散乱
層表面を達成するために、光散乱層形成コンポーネントを、層受容基材としてのベース構
造上に堆積させ、表面コンポーネントの露光、活性化、及び／または安定化を自動的に制
御するための、既知の印刷方法または堆積方法及び現像方法によって、大量生産され得る
。
図７は、本開示に係る、二次元エネルギー／光散乱層及び／またはエネルギー／光散乱
層を含む三次元オブジェクト本体構造を自動的に形成するために使用可能な例示的なＡＭ
三次元オブジェクト形成システムの概略図を示す。例示的なシステム７００が使用され
て、個々のエネルギー／光散乱層を、ベース三次元本体構造上の付加層として、または、
それら自身が構築され共に積層される個々の層、例えば、ビルドプラットフォームとして
調製し構築し、それにより、ＡＭ 三次元オブジェクトビルドプロセスまたは形成プロセ
スにおいて三次元本体構造を形成してもよい。こうして、個々の二次元エネルギー／光散
乱層コンポーネントは、個々に生産され、例えば、層形成または現像ステーションから、
ＡＭ 三次元オブジェクトビルドプロセスのビルドプラットフォームに機械的に移送され
てもよい。それぞれの付加的二次元エネルギー／光散乱層コンポーネントは、ビルドプラ
ットフォーム上で、部分的にインプロセスの三次元オブジェクトを既に構成し得る、先に
処理された二次元エネルギー／光散乱層の積重体に順次付加されてもよい。
図７に示すように、例示的なシステム７００は、層形成デバイス７１０を含んでもよい
。層形成デバイス７１０は、複数の液体堆積ユニット７２０を備えてもよく、液体堆積ユ
ニット７２０は、（堆積プロセスのためにキャリア溶液内に分散されてもよい）いろいろ
なサイズ及び組成の実質的に透明な粒子、実質的に透明なマトリクス材料、またはその組
合せを含む液体コンポーネント７２４を、エネルギー／光散乱層を形成するための先に論
じた組成物に、先に論じた方法で配設するために、及び、ビルドプラットフォーム７３８
上、あるいは、形成され定着されるエネルギー／光散乱またはラミネート層７２８の前に
形成された積重体上に、異なる配列層を形成するための他の組成物、に配設するために使
用可能であってよい。各層は、適宜、或る形態の放射現像器ユニット７２２に曝されても
よく、放射現像器ユニット７２２から、例えば、光散乱層を形成する場合、セーフライト
放射７２６が、使用されて、ＡＭ 三次元オブジェクトビルドプロセスの層形成部分にお
いてインプロセスの二次元光散乱層を照明してもよい。図７では本質的に平面層として示
されるが、本開示に係る堆積プロセス及びエネルギー／光散乱層現像プロセスは、平面層
だけに限定されない。複数の実施形態において、各層は、インプロセスの三次元オブジェ
クト上で別々に形成されてもよく、それにより、ＡＭ 三次元オブジェクトビルドプロセ
スにおいてオブジェクトを順次構築してもよい。
ビルドプラットフォーム７３８は、層形成デバイス７１０に対してビルドプラットフォ
ーム７３８を最適に位置決めするために方向Ａに並進可能であり、それにより、三次元オ
ブジェクトベース構造、及び、ラミネート層であって、ラミネート層上にエネルギー／光
散乱層または次のエネルギー／光散乱層を含む、ラミネート層を最適に堆積し現像するた
めの、いろいろなサイズのインプロセス三次元オブジェクトを収容してもよい。
ビルドプラットフォーム７３８は、層形成デバイス７１０に対向する層形成位置と層定
着デバイス７４０に対向する層定着位置（７３８’として示す）との間で方向Ｂに並進可
能であってよく、層定着デバイス７４０は、既知の層定着方法を使用してもよく、既知の
層定着方法は、熱及び／または圧力を使用して、それぞれの後続の二次元エネルギー／光
散乱層（または他の別個のラミネート層）を、本質的にはインプロセスの三次元オブジェ
クトを構成するラミネート層として、前処理された二次元エネルギー／光散乱層（または
他の別個のラミネート層）の積重体上に、固定またはそうでなければ定着させることを含
む。ビルドプラットフォーム７３８は、例えば、コンベヤ搬送システム７３０、または、
ロボットアーム型材料搬送デバイスを含むが、それに限定されない、他の同等の搬送シス
テムを使用して、方向Ｂに並進可能であってよい。図７に示すコンベヤ搬送システム７３
０は、コンベヤベルト７３６が、その周りに循環するように作られ得る一連のコンベヤロ
ーラ７３２、７３４を備えてもよい。コンベヤ搬送システム７３０は、二次元ラミネート
層７２８の積重体のそれぞれの後続の二次元ラミネート層の堆積を伴うインプロセスの三
次元オブジェクトのビルドプロセスに適応するため、方向Ａに垂直に移動可能である要素
を有してもよい。コンベヤ搬送システム７３０は、三次元オブジェクトビルドプロセスに
おいてそれぞれの後続の二次元ラミネート層の転写及び定着に適応するため、層形成位置
と層定着位置との間で前後にビルドプラットフォーム７３８を循環させるように使用可能
であってもよい。
例示的なシステム７００は、プロセッサまたはコントローラ７５０の制御下で動作して
もよい。層及びオブジェクト形成情報は、例示的なシステム７００によって印刷され処理
される少なくとも１つのエネルギー／光散乱層を含むラミネート層の組から構築される三
次元モデルに関する入力であってもよい。コントローラ７５０は、制御可能なプロセスを
実行するため、コンポーネントデータになるよう転換または分析される三次元オブジェク
ト形成データを備えてもよく、そのプロセスにおいて、特に１つ以上のエネルギー／光散
乱層を含む個々のラミネート層が、完成したエネルギー／光散乱層またはエネルギー／光
散乱層がそのコンポーネントである完成した三次元オブジェクトの観察側、観測側、また
はエネルギー／光入射側から観察されると、単一カラー、マルチカラー、テクスチャー化
された表面、または画像パターン化された表現を提供するように、画像化又は形成される
。コントローラ７５０は、コンベヤ搬送システム７３０の移動及び層定着デバイス７４０
の動作を制御してもよい。
開示される実施形態は、エネルギー／光散乱層形成スキームまたはエネルギー／光散乱
表面層を含むオブジェクトを形成するための三次元オブジェクト形成スキームを実装する
ための方法を含んでもよい。図８は、こうした例示的な方法のフローチャートを示す。図
８に示すように、方法のオペレーションは、ステップＳ８０００で始まり、ステップＳ８
１００へと進む。
ステップＳ８１００において、ラミネート層ビルドプラットフォームの表面またはイン
プロセスの三次元オブジェクト本体コンポーネントの表面は、層形成材料の複数の実質的
に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球の堆積を受けるように準備ま
たは調整されてもよい。しかし、球は２５ミクロン以下の範囲にある。表面処理は、誘電
体コンポーネント材料を含むが、それに限定されない１つ以上の実質的に透明なマトリク
スコンポーネント材料の、ラミネート層ビルドプラットフォームの表面またはインプロセ
スの三次元オブジェクトの表面上への堆積を含んでもよく、ラミネート層ビルドプラット
フォームの表面またはインプロセスの三次元オブジェクトの表面の上には、層形成材料の
複数の実質的に透明なマイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球が堆積され得る
。方法のオペレーションは、ステップＳ８２００に進む。
ステップＳ８２００において、層形成材料の複数の実質的に透明なマイクロメートルま
たはサブマイクロメートルの球が、層ビルドプラットフォームまたは三次元オブジェクト
本体コンポーネントの処理された表面上に堆積され得る。方法のオペレーションは、ステ
ップＳ８３００に進む。
ステップＳ８３００において、堆積された複数の実質的に透明なマイクロメートルまた
はサブマイクロメートルの球は、一定の波長のエネルギー／光を通過させるエネルギー／
光散乱層になるように現像されてもよく、エネルギー／光散乱層は、上述したスキームに
従って、エネルギー／光散乱層の光入射表面からの散乱光の、知覚可能にレンダリングさ
れる単一カラーの、マルチカラーの、パターン化された、テクスチャー化された、または
画像様の表現に従って、例えば、可視光範囲の選択可能な散乱波長の、他の選択可能な波
長のエネルギー／光を散乱させることに基づき、一定の波長のエネルギー／光を通過させ
る。方法のオペレーションは、ステップＳ８４００に進む。
ステップＳ８４００は、判定ステップであり、ここでは、処理されたエネルギー／光散
乱層が、現像対象の唯一のエネルギー／光散乱層であるかどうか、または、インプロセス
の三次元オブジェクトのエネルギー／光散乱層の全てが、例えばＡＭオブジェクト形成プ
ロセスで三次元オブジェクトを形成するために層ごとの材料堆積スキームにおいて現像さ
れ定着されるかどうかが判定される。
ステップＳ８４００において、処理されたエネルギー／光散乱層が、現像対象の唯一の
エネルギー／光散乱層ではない、または、インプロセスの三次元オブジェクトのエネルギ
ー／光散乱層の全てが、三次元オブジェクトを形成するために層ごとの材料堆積スキーム
において現像され定着されないと判定される場合、方法のオペレーションは、ステップＳ
８５００に進む。
ステップＳ８５００において、現像されたエネルギー／光散乱層は、三次元オブジェク
トを形成するために、層ごとの材料堆積スキームにおいて次のラミネート層としてインプ
ロセスの三次元オブジェクトに定着され得る。方法のオペレーションは、ステップＳ８２
００に戻る。
ステップＳ８４００において、処理されたエネルギー／光散乱層が、現像対象の唯一の
エネルギー／光散乱層である、または、インプロセスの三次元オブジェクトのエネルギー
／光散乱層の全てが、三次元オブジェクトを形成するために、層ごとの材料堆積スキーム
において現像され定着されると判定される場合、方法のオペレーションは、ステップＳ８
６００に進む。
ステップＳ８６００において、現像対象の唯一のエネルギー／光散乱層としての処理さ
れたエネルギー／光散乱層、または、インプロセスの三次元オブジェクトを形成する最後
のエネルギー／光散乱層は、最終形態で定着され得る。方法のオペレーションは、ステッ
プＳ８７００に進む。
ステップＳ８７００において、仕上げ処理が、現像されたエネルギー／光散乱層または
最後に形成された三次元オブジェクトに適用されてもよい。方法のオペレーションは、ス
テップＳ８８００に進む。
ステップＳ８８００において、形成されかつ完成したエネルギー／光散乱層または最後
に形成されかつ完成した三次元オブジェクトは、ＡＭ 三次元オブジェクト形成システム
から出力されてもよい。方法のオペレーションは、ステップＳ８９００に進み、ここで、
方法のオペレーションは終わる。
開示される実施形態は、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を含んでもよく
、その命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、先に概説した方法のス
テップの全てまたは少なくとも一部を実行させてもよい。
先に示されているように、エネルギー／光散乱層の屈折率は、幾つかのメカニズムに従
って修正され得る。これらのメカニズムは、粒子、及び、粒子がその中で分散され定着さ
れるマトリクス材料、ならびに、複合材料層内の任意のボイドの物理的組成及び定型組成
を含む。マイクロメートルまたはサブマイクロメートルの球の組成は、異なる屈折率を有
する複数の層を含んでもよい。
図９は、本開示に係るエネルギー／光散乱層において使用可能な多層の個々のマイクロ
メートルまたはサブマイクロメートルの球９００の例示的な詳細の概略図を示す。開示さ
れる実施形態の実質的に透明な粒子は、図示するように層状構造であってもよい。各層９
１０～９５０は、異なる屈折率を示す。粒子層の数は、特定の適用及び／または使用事例
によって要求される範囲で変動してもよい。こうした粒子組成は、カラー、透過、及び散
乱を調整するときの、すなわち、エネルギー／光散乱層の組成によって生成されるエネル
ギー／光散乱効果を「調整する（ｔｕｎｉｎｇ）」ときの更なる自由度を可能にする。
先に或る程度詳細に述べたように、本開示に係るシステム及び方法は、可視光スペクト
ルの波長を有する入射エネルギーに暴露されると、実質的に透明なコンポーネント材料の
組合せが、例えば不透明であるように見える特定のエネルギー／光散乱特徴を有するよう
に、実質的に透明なコンポーネント材料から独自の方法で共通のオブジェクトを形成する
ことを対象としている。図１０は、本開示に係るエネルギー／光散乱層で形成される少な
くとも離散的部分を組込む例示的な壁板１０００の概略図を示す。こうした壁板１０００
は、典型的な住居用構成及び／または商業用構成において使用可能であり得て、典型的な
住居用構成及び／または商業用構成は、通常、下にあるギャングボックス内に見つけられ
得る機械的に移動可能なスイッチ及び／またはコンセント構成要素の一方または両方を収
容するための開口１０２０、１０２２、１０２４を有する壁板表面１０１０を有する。
複数の実施形態において、壁板表面１０１０は、先の説明に従ってエネルギー／光散乱
層で全体が形成される中実オブジェクト本体構造の例であり得る。個別の実施形態におい
て、壁板表面１０１０は、１つ以上のエネルギー／光散乱層で形成される或る離散的部分
１０３０、１０３２、１０３４をその平面形態内に収容しながら、特定カラーの従来の材
料で実質的に形成されてもよい。いずれの構成においても、例示的な壁板１０００のエネ
ルギー／光散乱層は、典型的な電気スイッチ、アウトレット、及び他の住居用及び商業用
設置物を覆ってもよい。複数の実施形態において、下にあるスイッチボックス及び／また
はアウトレットボックスは、エネルギー活性化及び／または光活性化センサ、デバイス、
発電コンポーネント等を含むように構成されてもよい。開示される実施形態による壁板１
０００の装備は、下にあるセンサ、デバイス、またはコンポーネントに対して不透明な見
え方を維持しながら、全体的にまたは離散的部分において壁板１０００を通したエネルギ
ー伝達を促進し得る。複数の実施形態において、こうした下にあるセンサ、デバイス、ま
たはコンポーネントは、壁板１０００のボックス側（非光入射側）に固着されてもよい、
またはそうでなければ、下にあるコンポーネントの１つまたは複数にあるいはギャングボ
ックスそれ自身の側面に固着されてもよい。開示される壁板１０００の特定の制限的な構
成が、図１０の例示的な描写によって示唆されることを意図されることが認識されるだろ
う。
上述した例示的なシステム及び方法は、一定の従来のコンポーネント、センサ、材料、
及び現実世界の使用事例を参照して、熟知するために、及び、理解を容易にするために、
本開示の主題に実装されてもよい、適した動作、製品処理、エネルギー／光散乱層形成な
らびに三次元オブジェクト形成またはＡＭ環境についての、簡潔で全体的な説明を提供す
る。必要とされないが、本開示の実施形態は、ハードウェア回路、ファームウェア、また
は、ソフトウェアコンピュータ実行可能命令の形態で少なくとも部分的に提供されて、上
述された特定のエネルギー／光散乱層形成機能を制御または実施してもよい。これらは、
プロセッサによって実行される個々のプログラムモジュールを含んでもよい。
開示される主題の他の実施形態が、多くの異なる構成の、種々の機械加工法、成形法、
加算的及び減算的層形成法、及び製造法を含む、多くの本質的に異なるフィルム形成、層
形成、ラミネート層形成、三次元オブジェクト形成、ＡＭ 三次元オブジェクト形成、及
び／または壁板形成のシステム、技術、プロセス、及び／またはデバイスにおいて実施さ
れてもよいことを当業者は認識するであろう。
先に示したように、本開示の範囲内の実施形態は、開示されるエネルギー／光散乱層形
成スキーム及び三次元オブジェクト形成スキームを制御するため１つ以上のプロセッサに
よってアクセスされ、読み出され、実行され得る記録されたコンピュータ実行可能命令ま
たはデータ構造を有するコンピュータ可読媒体を含んでもよい。こうしたコンピュータ可
読媒体は、プロセッサ、汎用コンピュータ、または専用コンピュータによってアクセスさ
れ得る任意の利用可能な媒体であり得る。制限ではなく例として、こうしたコンピュータ
可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュドライブ、デー
タメモリカード、あるいは他のアナログまたはデジタルデータ記憶デバイスを備えること
ができ、これらは、例えば、特定のオブジェクト、オブジェクト構造、層、層コンポーネ
ント、及び／または壁板（現実世界の使用事例の特定の例として）の、コンピュータ支援
設計（ＣＡＤ）またはコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）を実施するための所望のプログラ
ム要素またはステップを、アクセス可能なコンピュータ実行可能命令またはデータ構造と
して、搬送または記憶するために使用され得る。
コンピュータ実行可能命令は、例えば、上で指定した機能の或る部分を、個々にまたは
種々の組合せでプロセッサに実行させるために、それぞれ実行されアクセスされ得る非一
時的命令及びデータを含む。コンピュータ実行可能命令は、同様に、プロセッサがアクセ
スし実行するために遠隔に記憶されるプログラムモジュールを含んでもよい。
これらの実行可能命令を実施するための、実行可能命令または関連するデータ構造の、
例示的に示されるシーケンスは、先に概説した例示的な方法のステップにおいて説明され
た機能を実現するための行為の対応するシーケンスの一例を示す。例示的に示されるステ
ップは、任意の合理的な順序で実行されて、開示される実施形態の目的を遂行してもよい
。開示される方法のステップに対するいずれの特定の順序も、特定の方法ステップが、任
意の他の方法ステップの実行にとって必要な前提条件である場合を除き、図８の描写によ
って必ずしも示唆されない。
先の説明は、特定の詳細を含む場合があるが、特許請求の範囲をいずれの点でも制限す
るものとして解釈されるべきでない。開示されるシステム及び方法の述べられる実施形態
の他の構成は、本開示の範囲の一部である。
種々の上に開示したまた他の特徴及び機能またはその代替物が、多くの他の異なるシス
テムまたはアプリケーションに望ましくは組み合わされてもよいことが認識されるであろ
う。同様に、以下の特許請求の範囲によって包含されることが同様に意図される種々の代
替、修正、変形、または改良が、その後、当業者によって行われてもよい。

Claims (21)

  1. エネルギー散乱層であって、
    複数の実質的に透明な球形粒子と、
    前記球形粒子を、エネルギー散乱層を形成するように層配列で固定する実質的に透明なマトリクス材料と
    を備え、
    前記エネルギー散乱層は、エネルギー入射側を有し、
    前記球形粒子は、前記層配列が、前記エネルギー入射側から前記エネルギー散乱層に衝突する実質的に平面状の波面を有する入射電磁エネルギーの１つ以上の選択可能波長の実質的に全てを反射し、前記入射電磁エネルギーの他の波長を、前記エネルギー散乱層を通るように通過させる方式で前記マトリクス材料に固定され、
    前記球形粒子の固定についての前記方式は、前記実質的に平面状の波面を有する前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長のそれぞれが、前記実質的に透明な球形粒子の選択されたサイズ及び間隙に起因して、前記複数の実質的に透明な球形粒子により散乱されるような、前記球形粒子のサイズ及び間隙を選択することで定められ、
    前記入射電磁エネルギーは、可視スペクトルの入射光を含み、
    前記１つ以上の選択可能波長は、実質的に透明な球形粒子の１つ以上のサイズを選択することによって、前記実質的に透明な球形粒子を含む材料の屈折率を選択することによって、前記マトリクス材料の材料組成を選択することによって、又は、実質的に透明な球形粒子間の介在ボイドのサイズを選択することによって、選択可能であり、
    前記エネルギー散乱層は、前記介在ボイドとして、前記エネルギー散乱層の厚み方向において整列するパターン化されたボイドを備え、前記パターン化されたボイドを通じて、前記入射電磁エネルギーの他の波長が前記エネルギー散乱層を通過するエネルギー散乱層。
  2. 請求項１に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記球形粒子の構造的組成が、複数の層のそれぞれが異なる屈折率を示す多層構造を備えるエネルギー散乱層。
  3. 請求項１に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記球形粒子は金属ナノ粒子を含むエネルギー散乱層。
  4. 請求項３に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記金属ナノ粒子の少なくとも一部は、二酸化チタンナノ粒子であるエネルギー散乱層。
  5. 請求項３に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記マトリクス材料は、誘電体材料を含むエネルギー散乱層。
  6. 請求項３に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記球形粒子は２５ミクロン以下の直径を有するエネルギー散乱層。
  7. 請求項１に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記エネルギー散乱層の構成は、前記エネルギー散乱層に衝突する入射電磁エネルギーの少なくとも一部の前記選択可能波長の前記エネルギー入射側からの反射が、前記エネルギー入射側から観察したときに視覚的に不透明な外観を、前記エネルギー散乱層に与えることを生じさせるエネルギー散乱層。
  8. 請求項１に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記他の波長のエネルギーが、フィルタリングなし及び改変なし、の少なくとも一方で、前記エネルギー散乱層を通過する、他の波長の光を含むエネルギー散乱層。
  9. 請求項１に記載のエネルギー散乱層であって、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、近可視波長領域の電磁エネルギーを含むものとして更に定義されるエネルギー散乱層。
  10. エネルギー散乱層を形成するための方法であって、
    表面上に実質的に透明なマトリクス材料を堆積させることと、
    前記マトリクス材料に複数の実質的に透明な球形粒子を堆積させることと、
    前記マトリクス材料に、層配列で前記実質的に透明な球形粒子を固定し、それにより、選択可能屈折率を有するエネルギー散乱層を形成することと、
    を含み、
    前記エネルギー散乱層は、エネルギー入射側を有し、
    前記球形粒子は、前記層配列が、前記エネルギー入射側から前記エネルギー散乱層に衝突する入射電磁エネルギーの１つ以上の選択可能波長の実質的に全てを反射し、前記入射電磁エネルギーの他の波長を、前記エネルギー散乱層を通るように通過させることを生じさせる構成で、前記マトリクス材料内に固定され、
    前記球形粒子の固定は、前記実質的に平面状の波面を有する前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長のそれぞれが散乱されるような、前記球形粒子のサイズ及び間隙を選択することで定められ、
    前記入射電磁エネルギーは、可視スペクトルの入射光を含み、
    前記１つ以上の選択可能波長は、実質的に透明な球形粒子の１つ以上のサイズを選択することによって、前記実質的に透明な球形粒子を含む材料の屈折率を選択することによって、前記マトリクス材料の材料組成を選択することによって、又は、実質的に透明な球形粒子間の介在ボイドのサイズを選択することによって、選択可能であり、
    前記エネルギー散乱層は、前記介在ボイドとして、前記エネルギー散乱層の厚み方向において整列するパターン化されたボイドを備え、前記パターン化されたボイドを通じて、前記入射電磁エネルギーの他の波長が前記エネルギー散乱層を通過するように形成される方法。
  11. 請求項１０記載の方法であって、
    前記層配列の前記屈折率は、
    （１）前記球形粒子のサイズに従う前記球形粒子の屈折率、（２）前記球形粒子が形成される材料に従う前記球形粒子の屈折率、（３）複数の層のそれぞれが異なる屈折率を示す前記球形粒子の多層構造、（４）前記マトリクス材料の屈折率、（５）粒子間の前記マトリクス材料内の任意のボイドの屈折率、及び（６）複数の層配列を積層した前記層配列の多層構造
    のうちの１つまたは複数に従って選択可能である方法。
  12. 請求項１０記載の方法であって、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、近可視波長領域の電磁エネルギーを含むものとして更に定義される方法。
  13. オブジェクト本体構造であって、
    少なくとも第１の部分及び第２の部分を含むエネルギー入射面を有する構造本体部材と、
    前記構造本体部材の前記エネルギー入射面の前記少なくとも第１の部分を覆って形成されるエネルギー散乱層であってエネルギー入射表面及び前記エネルギー入射表面に対向する本体側表面を有するエネルギー散乱層と、
    を備え、前記エネルギー散乱層は、
    複数の実質的に透明な球形粒子と、
    エネルギー散乱層を形成するように前記球形粒子を層配列で固定する実質的に透明なマトリクス材料と、
    を備え、
    前記球形粒子は、前記層配列が、エネルギー入射表面側から前記エネルギー散乱層に衝突する入射電磁エネルギーの１つ以上の選択可能波長の実質的に全てを反射し、前記入射電磁エネルギーの他の波長を、前記エネルギー散乱層を通って前記構造本体部材内のまたは前記構造本体部材の背後のエリアまで通過させるように前記マトリクス材料に固定され、
    前記入射電磁エネルギーは、可視スペクトルの入射光を含み、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、実質的に透明な球形粒子の１つ以上のサイズを選択することによって、前記実質的に透明な球形粒子を含む材料の屈折率を選択することによって、前記マトリクス材料の材料組成を選択することによって、又は、実質的に透明な球形粒子間の介在ボイドのサイズを選択することによって、選択可能であり、調整によって、前記可視スペクトルの入射光に含まれる複数の可視波長のうちの全てではない１つ以上の可視波長が選択的に反射され、
    前記エネルギー散乱層は、前記介在ボイドとして、前記エネルギー散乱層の厚み方向において整列するパターン化されたボイドを備え、前記パターン化されたボイドを通じて、前記入射電磁エネルギーの他の波長が前記エネルギー散乱層を通過するオブジェクト本体構造。
  14. 請求項１３に記載のオブジェクト本体構造であって、
    前記球形粒子は２５ミクロン以下の直径を有するオブジェクト本体構造。
  15. 請求項１３に記載のオブジェクト本体構造であって、
    前記構造本体部材は、複数の光散乱層で形成されるオブジェクト本体構造。
  16. 請求項１３に記載のオブジェクト本体構造であって、
    前記エネルギー散乱層は、前記構造本体部材の前記エネルギー入射面の前記少なくとも第２の部分上に更に形成されるオブジェクト本体構造。
  17. 請求項１３記載のオブジェクト本体構造であって、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、近可視波長領域の電磁エネルギーを含むものとして更に定義されるオブジェクト本体構造。
  18. オブジェクト本体構造を形成するための方法であって、
    少なくとも第１の部分及び第２の部分に分割されるエネルギー入射面を有する構造本体部材を設けることと、
    前記構造本体部材の少なくとも前記第１の部分上にエネルギー散乱層であって、エネルギー入射表面及び前記エネルギー入射表面に対向する本体側表面を有するエネルギー散乱層を形成することと、
    を含み、前記エネルギー散乱層は、
    複数の実質的に透明な球形粒子と、
    前記エネルギー散乱層を形成するように前記球形粒子を層配列で固定する実質的に透明なマトリクス材料と、
    を備え、
    前記球形粒子は、前記層配列が、エネルギー入射表面側から前記エネルギー散乱層に衝突する入射電磁エネルギーの１つ以上の選択可能波長の実質的に全てを反射し、前記入射電磁エネルギーの他の波長を、前記エネルギー散乱層を通って前記構造本体部材内のまたは前記構造本体部材の背後のエリアまで通過させるように前記マトリクス材料に固定され、
    前記球形粒子の固定は、前記実質的に平面状の波面を有する前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長のそれぞれが前記複数の実質的に透明な球形粒子により散乱されるような、前記球形粒子のサイズ及び間隙を選択することで定められ、
    前記入射電磁エネルギーは、可視スペクトルの入射光を含み、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、実質的に透明な球形粒子の１つ以上のサイズを選択することによって、前記実質的に透明な球形粒子を含む材料の屈折率を選択することによって、前記マトリクス材料の材料組成を選択することによって、又は、実質的に透明な球形粒子間の介在ボイドのサイズを選択することによって、選択可能であり、調整によって、前記可視スペクトルの入射光に含まれる複数の可視波長のうちの全てではない１つ以上の可視波長が選択的に反射され、
    前記エネルギー散乱層は、前記介在ボイドとして、前記エネルギー散乱層の厚み方向において整列するパターン化されたボイドを備え、前記パターン化されたボイドを通じて、前記入射電磁エネルギーの他の波長が前記エネルギー散乱層を通過するように形成される方法。
  19. 請求項１８に記載の方法であって、
    前記エネルギー散乱層を形成することは、
    前記構造本体部材の前記エネルギー入射面の前記少なくとも第１の部分上に、前記実質的に透明なマトリクス材料を堆積させることと、
    前記マトリクス材料に、前記複数の実質的に透明な球形粒子を堆積させることと、
    前記エネルギー散乱層を形成するために前記マトリクス材料に前記層配列で前記球形粒子を固定することと、
    を含み、前記エネルギー散乱層は選択可能な屈折率を有する方法。
  20. 請求項１８に記載の方法であって、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、
    （１）前記球形粒子のサイズに従う前記球形粒子の屈折率、（２）前記球形粒子が形成される材料に従う前記球形粒子の屈折率、（３）複数の層のそれぞれが異なる屈折率を示す前記球形粒子の多層構造、（４）前記マトリクス材料の屈折率、（５）粒子間の前記マトリクス材料内の任意のボイドの屈折率、及び（６）複数の層配列を積層した前記層配列の多層構造
    を選択することによって、選択可能である方法。
  21. 請求項１８に記載の方法であって、
    前記入射電磁エネルギーの前記１つ以上の選択可能波長は、近可視波長領域の電磁エネルギーを含むものとして更に定義される方法。
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