專利名稱：具有與分別為垂直和水平方向的偏振濾光器相連的多區(qū)域的透明偏振視覺元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)透明偏振視覺元件，該元件含有至少一個(gè)連接有垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域，和至少一個(gè)非垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域。
背景技術(shù)：
US6,250,759描述了一種適合例如進(jìn)行高爾夫、打獵或者釣魚之類休閑活動(dòng)的眼鏡鏡片。這些鏡片被分成多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域的光傳播特點(diǎn)與進(jìn)行這些活動(dòng)時(shí)看到的物體或風(fēng)景相適應(yīng)。特別是，按照后者的偏振情況，這些鏡片的不同區(qū)域可具有不同的濾光特性。
自然光不是偏振光，自然光的電磁波含有各個(gè)方向的振動(dòng)。大衛(wèi).布儒斯特(David Brewster)(從1811年起)指出，對(duì)于特定的入射角，在透明表面上反射的單色光，將100％起偏振。布儒斯特定律保證了反射波的偏振方向與反射平面平行。這就是光在水平平面上的反射將會(huì)水平起偏的原因。偏光眼鏡片被設(shè)計(jì)成適應(yīng)這種反射光的物理特性。偏振方向是水平選擇的鏡片將過濾掉來源于在水平透明表面上反射的光線。這些鏡片對(duì)于消除水面上、地面覆蓋物上、在沙地或者雪地上令人煩惱的反射非常有效。然而，水平反射表面并不是構(gòu)成目眩來源的主要部分。這就是為什么建筑物或者機(jī)動(dòng)車輛的窗玻璃上反射的光線與前面所述的情況相反，而是垂直偏振的。所以，市面上現(xiàn)有的偏振鏡片對(duì)于保護(hù)觀察者免受這些光線的傷害是完全無效的。
呈現(xiàn)在人的視野中的風(fēng)景的某些特征對(duì)于城市環(huán)境來說是特別的。特別是城市環(huán)境含有很多的垂直反射表面，比如像建筑物的窗戶。這些垂直的墻會(huì)產(chǎn)生反射，而這些反射的強(qiáng)度足以產(chǎn)生目眩。這樣的目眩是不舒適的來源，但是它在特定環(huán)境中可能也是一些危險(xiǎn)源。比如對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛和摩托車駕駛員來說。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是用來給視力提供保護(hù)，可以使之免受反射表面產(chǎn)生的反射光線有關(guān)的目眩的干擾，特別是由于減少了與反射的多種目眩源相關(guān)的不舒適程度。
對(duì)于這點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種透明并且偏振的視覺元件，該元件被分成了幾個(gè)區(qū)域。其中，至少兩個(gè)區(qū)域連有偏振濾光器。透射過這個(gè)元件的光線對(duì)于兩個(gè)所述區(qū)域，按照所述光線的偏振方向分別受到不同影響。至少一個(gè)區(qū)域的偏振濾光器的方向相對(duì)于該元件的使用位置是垂直的，以及至少一個(gè)所述區(qū)域的偏正濾光器的方向相對(duì)于該元件的使用位置是水平的。
“透明偏振視覺元件”(也稱為元件)是指鏡片和護(hù)目鏡(ocularvisors)?！扮R片”是指所有的由礦物或者有機(jī)材料、復(fù)合材料以各種不同適合鏡框的形狀制成的鏡片，用來保護(hù)或者糾正視力。這些鏡片可以選擇無焦、單焦、雙焦、三焦和變焦鏡片?！白o(hù)目鏡”是指任何合成有機(jī)材料以及具有各種不同的適合防護(hù)裝置的外形，該防護(hù)裝置允許視線通過。作為說明性但非限定性的例子，護(hù)目鏡可以是潛水、登山等活動(dòng)用的面具的護(hù)目鏡，或者是車輛駕駛員頭盔和速度運(yùn)動(dòng)保護(hù)頭盔等的護(hù)目鏡。
“透明偏振視覺元件的使用位置”是指當(dāng)按照該元件對(duì)于人頭部的垂直位置來說的正常使用，其適合地位于人的眼睛前方的框架中時(shí)，該元件的位置。“垂直”是指重力垂直。相反的，“水平”是指相對(duì)于重力垂直方向偏轉(zhuǎn)90度的方向。
下面考慮的鏡片的光學(xué)中心，在研磨前之前經(jīng)常與鏡片的幾何中心相混淆。更一般地，光學(xué)中心通?？梢酝ㄟ^以下方式之一來定義-鏡片上位于兩個(gè)刻蝕的中間點(diǎn)；-為佩戴者遠(yuǎn)視時(shí)規(guī)定的棱鏡的表示點(diǎn)；-在安裝在框架前，通過描在鏡片上的十字標(biāo)記具體化在鏡片上的點(diǎn)；-或者是這樣一個(gè)點(diǎn)，鏡片的光軸通過該點(diǎn)，光軸是指連接鏡片的兩個(gè)表面的中心的直線。
“偏振濾光器的方向”是指入射光的電場方向，對(duì)于該方向，通過濾光器的光的強(qiáng)度最小或者為零。
在本發(fā)明中，僅考慮光線的線性偏振，或者是偏振光的線性成分。自然光不是偏振光，沒有特定的方向。另一方面，透明表面上反射的光是偏振的。反射波的偏振方向平行于反射平面。由于在元件的至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)的垂直方向的偏振濾光器的存在，來源于垂直墻體上反射的光在觀察者通過所述區(qū)域觀看時(shí)已經(jīng)被減弱了。因此改進(jìn)了在城市環(huán)境中的視覺舒適度。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，連有垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域被定位在元件相對(duì)于它的使用位置的側(cè)向部分。然后，該透明的視覺元件特別適合于在市區(qū)內(nèi)通常的目眩情況，其中垂直墻上的反射位于視野的側(cè)向部分。這樣一個(gè)位置符合步行者或者駕駛員沿兩邊有引起反射的商店窗戶的街道方向看的情形。這樣的位置同樣適合于車輛駕駛員由于在左邊和/或右邊出現(xiàn)的車輛的反射光而感到目眩的情況。特別地，連有垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域可以接近該元件的側(cè)邊。
在本發(fā)明中，不同于連有垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域，該元件的至少一個(gè)區(qū)域連有定位為水平方向的偏振濾光器。按照本發(fā)明的一變體，透明的偏振的光學(xué)元件可能同樣含有至少一個(gè)非偏振區(qū)域。
所以，在含有兩個(gè)區(qū)域的元件的情況下，相對(duì)于該元件的使用位置，第一區(qū)域(2a)連有垂直方向的偏振濾光器，第二區(qū)域(2b)連有水平方向的偏振濾光器(圖1)。
有利的是，連有相對(duì)于該元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一區(qū)域鄰近光學(xué)元件的外側(cè)邊。在光學(xué)元件是前面定義的鏡片的情況下，所述第一區(qū)域覆蓋了從所述鏡片的外側(cè)邊起直到5到75mm的距離處(優(yōu)選為5到30mm)的寬度，該寬度是在從外側(cè)邊到前面定義的所述鏡片的光學(xué)中心的直線上測得。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該透明偏振視覺元件可以包含兩個(gè)以上區(qū)域。特別地，它包含第一和第二區(qū)域，每個(gè)區(qū)域連有相對(duì)于該元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器，以及至少一個(gè)位于上述第一和第二區(qū)域之間的第三區(qū)域，該第三區(qū)域適于以不同于第一和第二區(qū)域的方式，對(duì)透射過所述第三區(qū)域的光線按照所述光的偏振方向起作用。
這樣一個(gè)透明偏振視覺元件提供了同樣的保護(hù)以避免來自視野的每一側(cè)射來的反射引起的目眩。該元件位于兩個(gè)連有垂直偏振濾光器之間的第三個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)于在不轉(zhuǎn)頭情況下用于看正前方的視野的中央部分。視野的這個(gè)部分不受垂直方向的偏振濾光器影響。該元件的第三區(qū)域(2b)連有方向是水平的偏振濾光片(圖2)。這個(gè)中央?yún)^(qū)域使在水平表面上反射的反射光形成的目眩源減弱成為可能，這些水平表面可以是水面，或者是濕的路面。這樣的視覺元件特別適于舒適駕駛。
所述的連有垂直方向的偏振濾光器的第一和第二區(qū)域優(yōu)選定位在靠近元件的側(cè)邊；它們以10到60mm的距離隔開，優(yōu)選為10到40mm的距離，20到40mm的距離更加優(yōu)選。當(dāng)所述透明偏振視覺元件具有上文所述的鏡片時(shí)，該段距離位于所述元件的中央部位。
按照本發(fā)明的另外一個(gè)變形(圖3)，透明偏振視覺元件可以包括-連有相對(duì)于該元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一區(qū)域(2a)(所述第一區(qū)域優(yōu)選被定位于靠近所述元件的外部側(cè)邊)；-連有水平方向的偏振濾光器的第二區(qū)域(2b)；-第三非偏振區(qū)域(2c)。
在本發(fā)明的這個(gè)變形實(shí)施例中，相對(duì)于該元件的使用位置，如果所述的第二區(qū)域優(yōu)選被定位在光學(xué)元件的上部。在這種方式下，相對(duì)于光學(xué)元件的使用位置，所述的第三區(qū)域優(yōu)選被定位在該光學(xué)元件的下部。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)透明偏振視覺元件可以包含第四區(qū)域(圖4)，該第四區(qū)域可以位于以下位置-在所述的連有相對(duì)于該元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一和第二區(qū)域(2a)之間，所述的第一、第二區(qū)域各自被定位于靠近所述元件的側(cè)邊；-在該元件的使用位置處于第三區(qū)域(2b)之下，所述的第三區(qū)域連有相對(duì)于元件的使用位置為水平方向的偏振濾光器；-以及所述的第四區(qū)域(2c)不與偏振濾光器相連。第三區(qū)域提供了防止水平表面上反射形成的目眩的保護(hù)。
本發(fā)明同樣涉及一種視覺器件，該器件包含至少一個(gè)前述的透明視覺元件。
該視覺器件可以包含一副眼鏡。該透明的光學(xué)元件形成該副眼鏡的鏡片。
該型視覺器件同樣可以含有頭盔，比如一個(gè)摩托車頭盔，該摩托車頭盔的護(hù)目鏡由透明偏振視覺元件構(gòu)成。
該器件同樣可以是面具的護(hù)目鏡，該護(hù)目鏡有兩個(gè)單獨(dú)的鏡片或者單一鏡片，不考慮面具的功能。它可以是登山面具，潛水面具，運(yùn)動(dòng)面具，適用于兩用車輛(convertible vehicles)駕駛的面具等等。
本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很清楚地理解，在護(hù)目鏡的情況下，考慮佩戴者瞳孔間的距離足以獲得相對(duì)于元件位置以及區(qū)域的寬度的尺寸。
本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在下面參照附圖對(duì)結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式的示范性視覺器件的非限定性的實(shí)施例的描述中體現(xiàn)。


圖1描述一個(gè)透明偏振視覺元件，該元件包括連有相對(duì)于元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一區(qū)域(2a)，且該第一區(qū)域靠近所述的視覺元件的側(cè)邊；和連有相對(duì)于該元件的使用位置為水平方向的偏振濾光器的第二區(qū)域(2b)；圖2描述一個(gè)透明偏振視覺元件，該視覺元件含有兩個(gè)連有相對(duì)于該元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的兩個(gè)側(cè)向區(qū)域；和連有相對(duì)于該元件的使用位置為水平方向的偏振濾光器的第三區(qū)域(2b)；這樣一個(gè)視覺元件特別適合于例如在城市里駕駛車輛的佩戴者。
圖3描述一個(gè)透明偏振視覺元件，該視覺元件含有連有相對(duì)于該元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一區(qū)域(2a)，該第一區(qū)域靠近該元件的外側(cè)邊；連有水平方向的偏振濾光器的第二區(qū)域(2b)，該區(qū)域位于所述元件的上部；以及第三非偏振區(qū)域(2c)，該區(qū)域位于所述元件的下部。
圖4描述一副安裝有按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的鏡片的眼鏡。
具體實(shí)施例方式
參考圖4，一副安裝有兩個(gè)鏡片2的眼鏡包括帶有兩個(gè)臂3的框架1?！扮R片”一詞是取自它的通常含義，即用于一副眼鏡的一種透明的光學(xué)元件，而不涉及構(gòu)成眼鏡的材料。
一種如本發(fā)明所考慮的眼鏡鏡片，可以由有機(jī)材料制成，這些材料例如是聚碳酸酯、聚亞安酯等等，或者是由礦物材料制成，例如基于硅酸鹽。
在本發(fā)明中，眼鏡鏡片可以僅僅是偏振濾光器的支撐。在這種情況下，鏡片的兩個(gè)面是平行的，以便不引起任何圖象失真。它可以是一種有光學(xué)糾正功能的鏡片。不考慮糾正的種類(近視、散光、遠(yuǎn)視和老花)和它可能是無單、單焦、雙焦、三焦或者特別是是可變焦鏡片。這些鏡片同樣可以連有其他光學(xué)機(jī)構(gòu)上，比如是太陽鏡鏡片或者是變色鏡鏡片等。
在圖4里，鏡片2被分割成四個(gè)截然不同的區(qū)域。連有垂直方向的偏振濾光器的兩個(gè)區(qū)域2a，是橫向定位的，這就是說是分別靠近鏡片的左邊或者右邊的邊緣。每個(gè)區(qū)域2a在鏡片2中央側(cè)上具有基本上為直線且垂直的邊界。兩個(gè)區(qū)域2a位于中心C一側(cè)的各自邊界之間的距離d，在中心c的高度上測量，為在10～60mm，優(yōu)選小于40mm。由于，不同種類人的眼球運(yùn)動(dòng)的特性不同，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)距離d在20～40mm之間時(shí)，是一個(gè)比較令人滿意的折衷。
鏡片位于兩個(gè)區(qū)域2a間的中央部位，本身也可以被劃分成2個(gè)區(qū)域2b和2c。區(qū)域2b連有一個(gè)相對(duì)于這副眼鏡的使用位置而言，水平方向的偏振濾光器。區(qū)域2c不連有偏振濾光器。這樣，當(dāng)在水平反射面上的反射光線在通過所述的區(qū)域2b時(shí)就會(huì)被減弱或者是被抑制。這樣的光線可能來源于位于該副眼鏡佩帶者前方地表的反射。特別是，它可以是車輛駕駛員前方的潮濕路面上的反射。
佩戴安裝有如圖4所述的鏡片的一副眼鏡的車輛駕駛員就可以免受位于其視野兩側(cè)的垂直墻的反射和位于位于他前方路面的反射引起的目眩。另外，位于他視野里較低的中央部位，對(duì)應(yīng)于區(qū)域2c，不受到偏振濾光器的作用。因此，所述區(qū)域2c就有可能不降低液晶屏的可見度，液晶屏發(fā)射偏振光，并且其偏振方向取決于顯示系統(tǒng)的技術(shù)、安裝限制，以及車輛制造廠商的選擇。
區(qū)域2b和2c之間的邊界可以在中心C和位于中心C以下20毫米處的點(diǎn)之間穿過。優(yōu)選地，該邊界定位于中心C以下10毫米。在鏡片2上的區(qū)域2b和2c間的邊界這樣的位置就特別適合于車廂上的不同顯示系統(tǒng)的放置。
參考上述的具體實(shí)施例還可以引入多種變形。
其中，該透明偏振視覺元件的區(qū)域，通過修改每個(gè)區(qū)域的邊界的形狀，可能有所修改。特別地，這些邊界可以是直線或曲線。
每個(gè)偏振濾光器可以按照本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的一種技術(shù)來制作，這里不再描述。它可以是通過吸收垂直偏振光的濾光器，或者必要的話，是通過反射垂直偏振光的濾光器。
權(quán)利要求
1.一種被劃分為多個(gè)區(qū)域的透明偏振視覺元件，所述區(qū)域中至少兩個(gè)(2a，2b)連有偏振濾光器，按照光線的偏振方向，穿過該元件的光線分別在所述的兩個(gè)區(qū)域受到不同的作用，該元件的特征在于這些區(qū)域中的至少一個(gè)區(qū)域的偏振濾光器的方向相對(duì)于該元件的使用位置是垂直的，以及至少一個(gè)區(qū)域的偏振濾光器的方向是相對(duì)于該元件的使用位置水平的。
2.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于，所述連有垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域設(shè)置在所述元件相對(duì)于其使用位置的側(cè)部。
3.如權(quán)利要求2中所述的元件，其特征在于，所述連有垂直方向的偏振濾光器的區(qū)域靠近所述元件的側(cè)邊。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的元件，其特征在于，所述元件區(qū)域(2c)中的其中一個(gè)區(qū)域不連偏振濾光片。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的元件，其特征在于，所述連有垂直方向的偏振濾光器的第一個(gè)區(qū)域(2a)覆蓋了從所述元件的外側(cè)邊到5到75mm的距離處的寬度，所述寬度是在從所述外側(cè)邊到前面定義的所述元件的光學(xué)中心的直線測得的。
6.如權(quán)利要求5所述的元件，其特征在于，所述連有垂直方向的偏振濾光器的第一區(qū)域(2a)延伸一段距離，該距離為5～30mm。
7.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的元件，其特征在于，它含有第一和第二區(qū)域(2a)，每個(gè)區(qū)域連有偏振濾光器，其偏振方向相對(duì)于該元件的使用位置是垂直的；以及至少一個(gè)位于所述第一和第二區(qū)域之間的第三區(qū)域(2b)，并且連有水平方向的偏振濾光器。
8.如權(quán)利要求7所述的元件，其特征在于所述的第一和第二區(qū)域在所述的元件的中央部分被一段10到60mm的距離隔開。
9.如權(quán)利要求7所述的元件，其特征在于，所述的第一和第二區(qū)域在所述元件的中央部分被一段10到40mm的距離隔開。
10.如權(quán)利要求7所述的元件，其特征在于，所述的第一和第二區(qū)域在所述的元件的中央位置被一段20到40mm的距離隔開。
11.如權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的元件，其特征在于，它含有-連有相對(duì)于所述元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一區(qū)域(2a)；-連有水平方向的偏振濾光器的第二區(qū)域(2b)；-第三非偏振區(qū)域(2c)。
12.如權(quán)利要求11所述的元件，其特征在于，所述第二區(qū)域(2b)設(shè)置在所述元件相對(duì)于其使用位置的上部，以及所述的第三區(qū)域設(shè)置在所述元件相對(duì)于其使用位置的底部。
13.如權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的元件，其特征在于，它含有一個(gè)第四區(qū)域(2c)，該第四區(qū)域不連有偏振濾光器，并且其設(shè)置在-在所述連有相對(duì)于所述元件的使用位置為垂直方向的偏振濾光器的第一和第二區(qū)域(2a)之間，每個(gè)所述的第一、第二區(qū)域位于靠近所述元件的側(cè)邊。-以及在所述元件的使用位置中的第三區(qū)域(2b)之下，所述的第三區(qū)域連有相對(duì)于所述元件的使用位置是水平方向的偏振濾光器。
14.如權(quán)利要求11～13中任意一項(xiàng)所述的元件，其特征在于，在所述連有水平方向的偏光濾光器的區(qū)域(2b)和不連有偏振濾光器的區(qū)域(2c)之間的邊界在中心C和定位于中心C以下20毫米處的點(diǎn)之間穿過。
15.權(quán)利要求14所述的元件，其特征在于，所述區(qū)域(2b)和區(qū)域(2c)之間的邊界在中心C和定位于中心C以下10毫米處的點(diǎn)之間穿過。
16.一種包含至少一個(gè)如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的透明視覺元件的視覺器件。
17.如權(quán)利要求16所述的視覺器件，含有一副眼鏡，所述透明視覺元件構(gòu)成所述眼鏡的一個(gè)鏡片(2)。
18.如權(quán)利要求16所述的視覺器件，含有頭盔，所述透明視覺元件構(gòu)成所述頭盔的護(hù)目鏡。
19.如權(quán)利要求16所述的視覺元件，含有面具，所述透明視覺元件構(gòu)成所述面具的護(hù)目鏡。
全文摘要
一種分成幾個(gè)區(qū)域的透明偏振視覺元件(2)。至少有兩個(gè)所述區(qū)域連接有偏振濾光器。按照光的偏振方向，透過該元件的光線分別在這兩個(gè)區(qū)域受到不同的作用。相對(duì)于元件的通常位置，至少有一個(gè)偏振濾光器的方向是垂直的，并且至少有一個(gè)偏振濾光器的方向是水平的。
文檔編號(hào)G02C7/12GK1942808SQ200580011992
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者塞德里克·貝貢, 約翰·比托, 克洛迪娜·比韋, 里夏爾·博斯曼斯, 讓-保羅·卡諾, 紀(jì)堯姆·吉羅代, 里查德·繆塞納 申請(qǐng)人:埃西勒國際通用光學(xué)公司