[发明专利]以期望方式影响颜色视觉的光学滤光片及其通过非线性优化的设计方法

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张2015年3月13日提出申请的标题为“以期望方式影响颜色视觉的光学滤光片及其通过非线性优化的设计方法”的美国临时专利申请案第62,133,207号的优先权权益，所述美国临时专利申请案以全文引用的方式并入本文中。

本申请案还涉及2013年8月30日提出申请的标题为“多频带颜色视觉滤光片及通过LP优化的方法”的美国专利申请案第14/014,991号且涉及2012年3月5日提出申请的标题为“多频带颜色视觉滤光片及通过LP优化的方法”的PCT/US2012/027790，所述两者均以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及对如由人类颜色视觉所见的光的颜色表观的色度及发光方面提供调节及/或增强的光学滤光片，一般来说涉及此类光学滤光片的应用，涉及此类光学滤光片在眼科镜片中的应用，涉及此类光学滤光片的治疗应用，涉及此类光学滤光片在并入于例如辐射防护性眼睛佩戴物中时的工业及安全应用，涉及设计此类光学滤光片的方法，涉及制造此类光学滤光片的方法且涉及将此类光学滤光片并入到包含例如眼睛佩戴物、隐形镜片、窗、涂层及照明体的光学系统中的设计及方法。

背景技术

光学滤光片为具有作用于光源或光接收器的波长选择性透射的装置。此类滤光片可经配置以变换如由人类眼睛所见的颜色表观的方面。改进或修改颜色视觉的方面的光学滤光片可给具有颜色视觉缺陷的人、给具有低视觉障碍的人且给具有正常颜色视觉的人提供治疗益处。光学滤光片可提供眼睛保护以免受紫外、可见及/或红外光谱中的高能量辐射。并入有影响颜色视觉及/或颜色表观的光学滤光片的设备包含眼睛佩戴物、隐形镜片、镜组合件、相机、窗、涂层及灯组合件。此类设备通常可称为光学系统。其中光学滤光片用以修改由眼睛使用安置于面部或眼睛前方的镜片或罩接收的光的设备通常称为眼科系统。

发明内容

本文中揭示用于设计(举例来说)关于人类颜色感知对颜色表观提供增强及/或调节的光学滤光片的方法。通过所描述方法产生的光学滤光片设计可用作制造规范的基础以使用吸收性光学材料(例如窄频带吸收染料及/或宽频带吸收染料)制作光学滤光片。此类滤光片可制造为施加到光学衬底的表面上的涂层，其中光学衬底基本上是透明的或可并入到光学衬底的块体质量块中或两者。光学衬底可(举例来说)并入到眼睛佩戴物(例如，眼镜、太阳镜、面罩、单片眼镜、安全镜片、隐形镜片或任何其它适合眼科镜片)中，或可并入到镜组合件(例如，双目镜)中，或并入到相机镜头中(例如，作为放置于相机镜头组合件上的滤光片)，或可并入到灯组合件(例如，灯泡、闪光灯)中，或可并入到施加到反射表面的涂层(例如，施加到已通过颜料或通过印刷过程而涂色的纸或其它衬底上的清透涂层)中。

眼科镜片为供与眼睛一起使用的镜片。眼科镜片可提供对眼睛的光学(聚焦)校正，或所述眼科镜片可具有零倍率且不提供此类校正。眼镜镜片(例如，清透或基本上透明镜片)、经染色或经着色镜片、太阳镜镜片、偏振镜片、梯度镜片、光致变色镜片、多焦点(例如，渐进式、双焦点或三焦点)镜片及隐形镜片为眼科镜片的实例。

光学滤光片可由关于其透射率光谱的可测量性质表征。在本文中，术语“滤光片”的未经限定使用应理解为意指“光学滤光片”，除非另有规定。透射率为在特定波长下通过滤光片的光的分数。透射率可陈述为比率(例如，0.40)或陈述为百分比(例如，40％)。可见光波长介于约390纳米与约750纳米之间，然而仅考虑介于400纳米与约700纳米之间或介于420纳米与约670纳米之间的波长也是合理的，因为人类眼睛对具有接近可见光谱的端的波长的光相对不敏感且接近可见光谱的端的滤光片的性质可因此对颜色感知几乎没有影响。滤光片的透射率光谱是指其跨越光的可见光谱的透射，除非本文中另有规定。可通过使用(举例来说)1纳米的波长步长或使用任何其它合理步长或者其它取样方法将每波长透射率列表显示而在计算机上模拟滤光片的透射率光谱。

滤光片的均值透射率为在连续波长范围内的平均透射率，举例来说，介于500纳米与599纳米之间的均值透射率可通过以下操作而计算：将所述范围内的每一波长处的透射率(使用1纳米的步长)求和且接着将所述和除以100。

滤光片的发光透射率为通过滤光片的标准照明体的经加权平均透射率，其中加权函数为由标准观察者模型定义的明视发光效率函数。在本发明中，滤光片的发光透射率被定义为CIE标准照明体D65的经加权平均透射率且加权函数为由CIE 1932 2度标准观察者定义的明视发光效率函数。