本发明专利技术大体上涉及：光学滤波器，其对人类视觉提供光的色彩外观的色度和明度方面的调节和/或增强；此些光学滤波器的治疗应用；此些光学滤波器在被并入在例如防辐射眼镜中时的工业和安全应用；设计此些光学滤波器的方法；制造此些光学滤波器的方法；以及将此些光学滤波器并入到包含例如眼用佩镜和发光体的设备中的设计和方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术大体上涉及：光学滤波器，其对人类视觉提供光的色彩外观的色度和明度方面的调节和/或增强；此些光学滤波器的治疗应用；此些光学滤波器在被并入在例如防辐射眼镜中时的工业和安全应用；设计此些光学滤波器的方法；制造此些光学滤波器的方法；以及将此些光学滤波器并入到包含例如眼用佩镜和发光体的设备中的设计和方法。【专利说明】相关申请案的交叉参考本申请案主张2011年3月3日申请且名称为“用于好的色彩外观的多频带光学滤波器(MULT1-BAND OPTICAL FILTERS FOR GOOD COLOR APPEARANCE) ” 的第 61/449，049 号临时美国专利申请案的优先权，所述案的全文以引用方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及:光学滤波器，其对人类视觉提供光的色彩外观的色度和明度方面的调节和/或增强；此些光学滤波器的应用；此些光学滤波器在眼用透镜中的应用；此些光学滤波器的治疗应用；此些光学滤波器在并入在例如防辐射眼用佩镜中时的工业和安全应用；设计此些光学滤波器的方法；制造此些光学滤波器的方法；以及将此些光学滤波器并入到包含例如眼用佩镜和发光体的设备中的设计和方法。
技术介绍
作用于光源或光接收器的具有波长选择性传输的光学滤波器可变换色彩外观的方面。改进色觉的光学滤波器可对具有色觉缺陷的人提供治疗益处。光学滤波器可使眼睛免受紫外线光谱、可见光谱和/或红外线光谱的高能辐射。并入有光学滤波器的设备包含眼用佩镜、窗和发光体。
技术实现思路
本文揭示一种用于设计光学滤波器的滤波器产生方法，所述光学滤波器例如对相对于人类色彩感知的色彩外观提供增强和/或调节。由所述方法产生的光学滤波器设计可用作用于通过例如将多层介电材料物理气相沉积到光学衬底上而制造所述光学滤波器作为例如干涉滤波器的制造规格基础。所述干涉滤波器可进一步包括具吸收性的金属材料层。例如，可通过物理气相沉积而制造此些金属衰减涂层。所述光学衬底可为透明的或可并入吸收性、光致变色或偏振滤波材料，其中通过使所述衬底掺杂有此些材料、将此些材料层压于多个衬底之间或将此些材料涂覆在所述衬底的一或两侧上而实现所述并入。可例如通过并入适当抗反射滤波器而使组合件内和组合件外两者的边界表面折射率匹配以减少传输损耗且大体上改进经组装滤波器的光学质量。所述滤波器可例如并入到眼用佩镜(例如目镜、太阳镜、眼罩、单片眼镜、安全眼镜、隐形眼镜或任何其它适合眼用透镜)中，或可并入到发光体(例如灯组合件)中。眼用透镜为供眼睛使用的透镜。眼用透镜可对眼睛提供光学(聚焦)校正，或其可具有零屈光度且不提供此校正。目镜(例如太阳镜)和隐形眼镜为眼用透镜的实例。在一方面中，一种用于设计以所要方式影响色觉的光学滤波器的计算机实施方法包括使用计算机来解算由如下表达式给出的线性程序:最小化C1X,遭受Ax≤b的约束，且遭受I≥X≥O的约束；其中，在此方法中，解算向量X的线性程序，且为波长的函数的滤波器的透射率f ( λ )由如下表达式计算:给定 E = Le1...ey..eN],且给定P，那么qO ) =Σ ? = 1...Νχ々(λ )，且f ( λ ) = p(A)Xq(A)； 其中，在此方法中，f为所设计的光学滤波器，f (λ )为是波长λ的函数的f的透射率，E为基本滤波器的矩阵，使得矩阵ei的列为是每基本滤波器的波长的函数的光的透射率，且基本滤波器的数目为N。定义q(X)的表达式为基本滤波器的加权求和，其中加权系数为对应元素Xi。加权和等于基本滤波器矩阵E与线性程序解向量X之间的矩阵向量乘积表达式q = Ex。此外，p(λ)Xq(λ)通过为波长的函数的第一滤波器q与第二滤波器p的乘法而表示两个光学滤波器的组合系列，其中Ρ( λ)为是波长λ的函数的P的透射率，且P在本专利技术中一股也被称为“预滤波器”，但一股可依任何顺序组成分量滤波器。线性程序约束I≥X≥O等效于约束I≥Xi≥0，其中i介于I到N之间。此外，上述表达式中的c为引导线性程序解算器朝向解的成本向量，所述解提供以所要方式影响色觉的滤波器f。由CTX计算与所述解相关联的总成本，CtX表示C的转置与X之间的向量内积。提供较低总成本的解X —股相对于滤波器的所要功能(例如色彩辨别增强)而更优，但质量的其它测量也可用于确定特定解的适当性。上述表达式中的A为矩阵，且上述表达式中的b为向量。Ax为矩阵A与向量X之间的矩阵乘积。矩阵A的元素中的至少一些和向量b的元素中的至少一些是相关于:滤波器f在光的一个或一个以上波长处的最小或最大透射水平；对滤波器白点的约束；或对一个或一个以上参考光(如通过滤波器所观看或照亮)的色彩外观的约束；和/或滤波器f在一个或一个以上入射角处的此些透射约束。可通过在波长标度上(例如使用I纳米的步长)或实质上等效的另一标度(例如频率或log波数)均匀取样而用表格表示上述表达式中的为波长λ的函数的滤波器(ei;P，f)的透射率的规格。还可依样本点之间具有不均匀间隔的任意标度定义取样。由所述方法设计的滤波器f(其本质上可被描述为多频带滤波器)具有光谱透射率，其中多频带滤波器为与阻带交错的多个通带。特定来说，用于影响色觉的滤波器具有由两个或两个以上阻带分离的三个或三个以上通带，每一阻带和每一通带具有中心和宽度，其中所述中心位于可见光谱中的约400纳米到约700纳米之间，且所述宽度可在约10纳米到约110纳米之间的范围内。频带的下边界被定义为所述中心减去所述宽度的一半，且频带的上边界被定义为所述中心加上所述宽度的一半。频带的平均透射率为光在所述频带边界内的平均光谱透射率。交错阻带共享上边界和下边界以及相邻通带的互补边界。多频带滤波器的特征为相对于阻带及其相邻通带的平均透射率的最小对比率。例如，多频带滤波器可符合对比率的下限，使得每一交错阻带具有小于或等于例如相邻通带的平均透射率的一半的平均透射率。多频带滤波器的进一步特征为符合对比率的上限，此对于多频带滤波器的一些实施例与色觉一起使用是合意的。并入到例如眼用透镜的设备中的滤波器的进一步特征为光透射率，其被定义为由CIE 1924感光发光度函数加权的通过滤波器的光的平均光谱透射率。用在眼用透镜(例如太阳镜)中的滤波器通常具有至少8%的光透射率。另外，滤波器白点被定义为平均日光(即，发光体D65)在适合色彩空间中的色度坐标，其中(u' ,y')色度坐标意指CIELUV色彩空间中的位置和(x，y)色度坐标意指CIE xyY色彩空间中的位置。滤波器的白点与所述滤波器施加在视场上的表观色调主观对应，其中被描述为呈中性的白点施加少量的此色调。在一些变动中，滤波器通带本质上呈矩形，即，为波长的函数的透射率在频带边界内的变化是瞬时的或几乎为瞬时的。矩形通带的宽度的特征为短波长边界与长波长边界之间的距离。可在频率标度上等效地测量矩形频宽。在一些变动中，滤波器通带本质上为高斯的(Gaussian)，即，为波长的函数的透射率在频带边界内的变化是渐进的或本质上平滑。高斯通带的宽度的特征为短波长边界上的半峰透射率到长波长边界上的半峰透射率之间的距离(也称为半高全宽(FWHM))。可在频率标度上等效地测量半峰频宽。在一些变动中，通带中的一者或一者以上可具有不规则形状(即，非矩形且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于设计以所要方式影响色觉的光学滤波器的计算机实施方法，所述方法包括：使用计算机来解算由如下表达式给出的线性程序使cTx最小化，遭受Ax≤b的约束，且遭受1≥x≥0的约束；其中：由如下表达式给出为波长的函数的所述光学滤波器的光透射f(λ)假定E＝[e1...ei...eN]，且假定p(λ)，那么q(λ)＝∑i＝1...Nxiei(λ)，f(λ)＝p(λ)×q(λ)；且在上述表达式中，E为矩阵，所述矩阵的列ei为基本滤波器，且x为向量，所述向量的元素xi为形成定义第一滤波器组件q(λ)的加权求和的基本滤波器系数，所述第一滤波器组件q(λ)与第二滤波器组件p(λ)一起定义所述经设计的光学滤波器f(λ)；c为成本向量，其引导所述线性程序的解朝向以所述所要方式影响色觉的光学滤波器；且A为矩阵，且b为向量，其中矩阵A的元素中的至少一些和向量b的元素中的至少一些相关于：所述光学滤波器在光的一个或一个以上波长处的最小或最大透射水平；对所述光学滤波器的白点的约束；或对如通过所述光学滤波器所观看或照亮的一个或一个以上参考色彩的外观的约束。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·W·史密德，唐纳德·M·穆佛森，
申请(专利权)人：英克罗马公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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