雪景光学滤光片的制作方法

本发明涉及一种特别是用于诸如滑雪镜之类的眼镜中的滤光片，用于提高在雪地为主的位置的能见度。

背景技术：

滑雪镜和其他类型的眼镜，如太阳眼镜，经常被用来在晴天保护眼睛免受强光，尤其重要的是当地面覆盖着雪并且反射紫外线时。明亮的阳光和反射光的结合可能对眼睛有害，并导致雪盲。此外，即使在多云的天气中，雪中的感应对比度也很低，可能会造成困难，例如在下坡滑雪中，滑雪者必须能够对雪表面的任何变化做出快速反应。例如，如果滑雪者在高速时没有准备好，一块坚硬的冰或一小堆松散的雪可能是危险的。

因此，已经进行了几次尝试过滤光以保护眼睛并改善在雪地中的感知对比度。这就是为什么滑雪镜可能会有不同颜色的原因之一，它试图通过过滤通过护目镜透射的光来突出对比敏感度良好的光谱部分。

在us9910297中讨论了一个关于这种滤光眼镜的实例，其中在特定波长550-570nm和450-490nm中提供非常高的吸收(>80％)。然而，所选择的光谱不适合区分雪中的不同特征，也不适合处理高纬度地区低太阳逐渐变暖的颜色。在us2008/094566中还描述了一种用于减少较短波长的光毒性效应的滤光片，其吸收波长范围为400-460nm。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种滤光片，该滤光片既能保护眼睛免受紫外线的影响，又提高了人在雪中辨别对比度的能力。

根据本发明的优选实施例，滤光片具有两个透射峰，一个在蓝色范围内，特别是在470nm的范围内，或者至少在460-500nm的范围内。

蓝光透射峰在雪中产生对比度。470nm的透射峰是观察雪中对比度的最重要的透射峰，因为它突出显示了蓝色到蓝绿色的波长。

众所周知，由于天空是蓝色，较短的波长比较长的波长在两种空气中的散射效率更高，因此昏暗处和某种程度上阴天的天气可能会呈现蓝色。

以类似的方式，水是蓝色的，因为使水具有颜色的吸收位于可见光谱的红色端。因此，当观察穿过几米深的水的光线时，人们会看到蓝色，这是红色的互补色。

与水一样，这种颜色是由红光和黄光(保留在可见光谱的蓝色端的光)的吸收引起的。冰的吸收光谱与水的吸收光谱相似，不同之处在于氢键会导致所有峰移动到较低的能量，从而使颜色更绿。雪中的散射会增强此效果，这会导致光线沿间接路径传播，从而提供了更多的吸收机会。

较大尺寸的气泡状冰块可使入射光深入穿透，并且反射的色相可能会从蓝绿色变为蓝色，这具体取决于冰层下表面的颜色。因此，提高滑雪者对于蓝色范围内的颜色的灵敏度可能是有利的。

在户外时，另一个问题是蓝光也会产生有害影响，因此需要加以控制。哈佛大学医学研究表明，“高能可见光(hev)蓝光多年来一直被认为是对视网膜最危险的光。长期暴露后，黄斑变性、青光眼，和视网膜退行性疾病的数量可预期地会出现长期增长”。美国黄斑变性基金会(amdf)发表的一篇论文指出，“与光谱中的任何其他光线相比，光谱中的蓝光似乎更为加速了与年龄有关的黄斑变性(amd)”。因此，限制到达滑雪者的眼睛的蓝光的量，尤其是在较短波长中的蓝光的量，可能是有利的。

如上所述，当来自天文物体的光(或更具体地说，称为光子的光包)穿过地球大气层时，会散射掉粒子在地球大气层中。较短的“蓝色”波长比较长的波长散射更多，因此穿透大气的光将逐渐包含较少的蓝光，并呈现红色调。因此，当太阳靠近地平线时，与天空中较高的光线相比，该光线将包含更多的红光。

在北半球，在冬季中期也有同样的效果。太阳在地平线上停留在较低的位置，由于长时间穿越大气层，太阳光变得更红。这种变化在多云天气也很明显。

因此，本发明的目的是提供一种适合在冬季运动中使用的眼镜，特别是在高纬度或低日光下使用的眼镜，其在通常用于感知雪和环境中对比度的波长范围内增加对比度和可见度。如所附权利要求书中指定的那样获得。

下面将参考附图讨论本发明，附图以实施例的方式说明了本发明。

附图说明

图1示出了根据本发明的透镜的四个不同的透射光谱，其示出了透过率作为波长的函数的百分比。

图2示出了人眼的灵敏度光谱。

图3示出了图1和图2的组合。

具体实施方式

从图1可以看出，所有滤光片光谱都具有优选在约650nm处，或至少在620-670nm范围内的透射峰，以便如上文所讨论的增加使用者对红光的灵敏度。这样，滑雪镜可以帮助使用者利用接近地平线的太阳的红光。

为了提高红色范围内的对比度，透过率曲线在670nm处有一个透射峰，以便捕获从表面反射的大部分红光。它还将突出红色滑雪比赛大门和雪地上的红色标记。

此外，光谱的绿色和黄色部分具有相对较低的透过率，第一透射峰比最小透过率高至少2.5倍。

根据本发明的优选实施例，在470nm处，或者至少在460-500nm的范围内存在至少一个另外的透射峰，是450-670nm范围内的最小透过率的至少两倍。如此选择是为了增加佩戴者对蓝光的敏感度，从而区分不同类型的冰、雪和水表面。因此，随着蓝光的增强，在可见光谱的蓝色端有一个透射峰，将在雪中产生更大的对比度，而不太重要的颜色具有较小的透过率。蓝色的透射峰将突出显示蓝色滑雪比赛大门以及雪地中的蓝色标记。

为了提高区分蓝色特征的能力，也可以在大约420-440nm的范围内，尤其是在大约435nm处实现第三峰，第二和第三峰之间的局部最小值在大约450nm处，但为了减少hev蓝光的影响，透过率在大约410nm以下为0。实验证据表明，与400-470nm的蓝光相比，暴露于470-490nm范围的蓝光的损害可能较小。因此，为了减少有害的蓝光暴露，435nm的峰可能低于约470nm的峰。如图1所示，与第三峰相比，局部最小值的透过率可能会降低至少10％。这也可能取决于所选的滤光片以及用于控制光谱的滤光片技术。

图2以示出蓝色、绿色和红色灵敏度曲线的可比标度显示了相对锥形灵敏度。如图3所示，在结合了前面的图的情况下，根据本发明的滤光片在眼睛具有最高灵敏度的区域范围内衰减光。这样，根据本发明的优选实施例，在与雪/水/冰表面有关的范围以及与靠近地平线的低太阳有关的红色光谱中，使用者将体验到提高的灵敏度。

如上所述，为了在仍然保持安全的情况下在可见光谱的蓝色端具有透射峰，透射峰在470nm处，这被认为是在安全区域中。图1中的四个不同曲线表示如下：

·“rig001”镜头基于极其困难的光照条件，可在470nm以下实现更高的透过率，以增强对比度。

·针对“rig006”和“rig007”所述的透过率曲线是为暴露在更强的光线下而开发的，因此在470nm以下具有较低的透过率。

·针对“rig004”描述的透过率曲线是为在更高海拔下甚至更强的光线而开发的，并且几乎没有蓝光透过率。

·在410nm以下没有透过率，因为380nm和410nm之间的光由于高频而被认为是有害的。

·由于已知紫外线有害，因此，没有紫外线(低于380nm)透射。

在开发镜头技术的同时，还对仅透射蓝色和红色波长的滑雪镜进行了实验。由于人们认为必须激活所有三个视锥(r、g和b)才能使大脑接收足够的信息，因此，这会造成深度感知的损失。此外，许多滑雪镜通常在黄色到红色区域产生单色感。在此，r和g都具有相对较高的灵敏度(如图2所示)，因此被认为是明亮而强烈的光。但是，由于在雪地环境中可用的颜色很少，因此不会产生更多的对比度。因此，根据本发明的滤光片在410nm以上的所有波长下都保持透明度，并且在420nm至670nm之间的范围内具有5％以上的透过率。

在绿色和黄色波长中保持一定的光透过率，还将提供自然光和自然色，以及提供极大的深度感知。

优选地，透过率曲线通过混合具有在可见光谱内的不同吸收范围的不同生物着色剂来获得，但其他结构，例如介电涂层和衍射图案，例如ep2585870b1中所讨论的，可根据情况和所需的透射光谱精度来考虑。

图1和图3所示680nm处的最大吸收是特定情况下生产方法的结果，在眼睛灵敏度较低的可见光谱边缘，对性能滤光片没有任何意义。其主要特征是在650nm处具有最大透过率。

总而言之，本发明涉及一种用于眼镜例如滑雪镜的滤光片，其用于在以雪地为主的位置提高能见度。该滤光片具有一种透射光谱，该透射光谱的第一透射峰在620nm-670的波长范围内，最大值在约650nm处。第一透射峰的峰值与在460-670nm范围内最小透射值之比至少为2.5。

优选地，光学滤光片还包括在460-500nm范围内，最大值在约470nm处的第二透射峰，优选为，其中第二透射峰值与在460-670nm范围内的最小透射值之比至少2。但如图1所示，根据情况，rig001可能会降至1.5。因此，优选地，第一透射峰具有比第二透射峰更高的透过率。

该滤光片在420nm至670nm的整个光谱范围内具有透过率，在460nm至670nm的范围内的最小透过率至少为5-8％，以便为使用者提供完整的可见光谱。优选地，在460nm至670nm之间的范围内的最小透射值大于第一透射峰最大值的1/4。

这样，在使用两个峰的优选实施例中，重点在蓝色和红色范围内，同时降低绿色/黄色范围中的光强度。

优选地，为了保护使用者的眼睛，将在410nm以下的透过率降低至零，从而也阻止紫外线，并且可以从470nm处的第二透射峰以均匀曲线降低。

如前所述，根据本发明的滤光片特别适用于冬季运动活动的眼镜，例如滑雪镜、太阳眼镜等。