CN101750640B - 光学物品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光学物品及其制造方法。提供一种不出现干涉条纹的眼镜镜片。光学物品(5)具有光学基材(2)和层叠在光学基材(2)的表面上的功能层(1)，功能层(1)在k空间中的反射率R(k)的周期Pk(nm-1)为3.66×10-5以下。进一步优选功能层1的反射率R(k)的周期Pk为3.03×10-5以下，更加优选功能层(1)的反射率R(k)的周期Pk为2.08×10-5以下。

Description

光学物品及其制造方法
技术领域
本发明涉及眼镜镜片等、至少一个面面向外界的光学物品及其制造方法。
背景技术
在专利文献1中提供了具有涂膜的光学物品，该涂膜的耐环境性强且可以制成透明的。因此，在透明树脂基材上形成有利用CVD法形成的变性层以及利用CVD法形成的包含Si和O的硬化涂层，上述变性层包含Si和Ti中的至少一个，且折射率沿厚度方向变化。此外，记载了硬化涂层的膜厚大于0.4μm小于5μm。
在专利文献2中，记载了塑料基板的反射率大范围均匀下降的情况。因此，在塑料基板上形成硬化涂层来高强度地保护塑料基板，此时，以如下方式形成硬化涂层，即：硬化涂层的与塑料基板接触的部位的折射率大致等于塑料基板的折射率，且硬化涂层的折射率在厚度方向上连续或阶段性地变化。
【专利文献1】日本特开平9-113702号公报
【专利文献2】日本特开平7-56002号公报
塑料制的光学基材(例如塑料镜片)与作为玻璃制光学基材之一的玻璃镜片相比，更加轻量，且成形性、加工性、染色性良好，不易碎裂，安全性也很高。因此，广泛应用于眼镜镜片领域。19世纪40年代由美国的PPG公司开发出的塑料材料(CR-39)，作为眼镜镜片材料，各种物性的平衡性优良。至今，塑料材料(CR-39)已经长期作为塑料镜片的材料来使用，但是，对于折射率低至1.50且度数为负的镜片而言，存在镜片边缘厚度较厚的缺点。相反，对于塑料镜片而言，存在中心厚度较厚的缺点。
为了减薄塑料镜片，需要提高基材的折射率。关于塑料材料的折射率，已经从1.50开发出1.56、1.60、1.67、1.70、1.74、1.76这些高折射率材料，目前在市场上销售有各种折射率的塑料制眼镜。
塑料制的光学基材为了弥补容易划伤的缺点，大多情况下在基材的表面形成有用于防止划伤的被称为硬化涂层的层(膜)。硬化涂层的膜厚大致为1～5μm，用于形成硬化涂层的典型材料为热硬化型硅树脂、UV硬化型有机树脂。这些材料的折射率为1.50～1.55左右，当在高折射率(例如1.60以上)的塑料基材上形成薄膜时，会因折射率之差以及膜厚不均而产生干涉条纹。
虽然该干涉条纹不会对眼镜镜片本身的光学性能带来任何影响，但却是导致外观不美观及反光刺眼等的主要原因，为了提高商品价值，希望消除干涉条纹。尤其对于超高折射率(例如1.70以上)的塑料镜片而言，虽然其具有能够制造出薄而轻量的眼镜镜片这一显著的优点，但干涉条纹变得更深而清晰可见。
抑制干涉条纹产生的一个方法是，使硬化涂层含有用于调整折射率的金属氧化物，使硬化涂层与塑料基材的折射率大致相同。例如，在上述专利文献1和2中，折射率沿厚度方向变化，利用硬化涂层与塑料基材相接触的部分来消除或减小折射率之差，降低反射率。并且，通过减薄膜厚而连续地改变折射率并降低表面折射率，由此来降低反射率。在该方法中，为了完全抑制干涉条纹，需要针对每种基材，设计专用的硬化涂层而进行管理和加工。但是，为了施加各种折射率的涂层，需要各种制造设备，制造商的负担较大。
此外，硬化涂层原本的目的并不是用于使折射率与基材一致，而是作为赋予给基材耐候性、耐摩擦性等各种特性的层而发挥功能，随着高折射率层的使用，很难同时满足上述目的。
并且，大多情况下在硬化涂层上形成有反射防止膜。因而对于反射防止膜而言，如果硬化涂层的折射率不同，则也需要分别设计专用的反射防止膜。因此，如果塑料镜片的折射率提高，则无法提供薄而轻量的眼镜镜片和眼镜，很难同时满足各种质量特件。
发明内容
本发明的一个方式为一种光学物品，该光学物品具有光学基材和层叠在光学基材表面上的透光性的功能层，功能层的反射率(反射系数)在k空间中的周期Pk(nm-1)为3.66×10-5以下。k空间为波数(1/λ)空间。用(1/λ)来表示层叠在光学基材上的薄膜的反射率R的函数，即k空间中的反射率R(k)通常以一定周期Pk进行振动。
在本发明的光学物品中，并不是减薄功能层，而是利用反射率R(k)的周期Pk来规定功能层，由此能够抑制干涉条纹的出现，和/或能够抑制人所感觉到的干涉条纹。如果反射率R(k)的周期Pk大于上述值，则在将三波长日光荧光灯(F10)作为光源来观察光学物品时，由于功能层膜厚不均，很有可能强烈感觉到由干涉条纹引起的色差，不理想。
优选功能层的反射率R(k)的周期Pk为3.03×10-5以下。虽然仍可能略微感觉到由干涉条纹引起的色差，但其程度变小。
进一步优选功能层的反射率R(k)的周期Pk为2.08×10-5以下。由干涉条纹引起的色差得到改善而成为可被隐约感觉到的程度。
进一步优选功能层的反射率R(k)的周期Pk为1.59×10-5以下。虽然仍可能隐约感觉到由干涉条纹引起的色差，但其程度变小。
进一步优选功能层的反射率R(k)的周期Pk为1.39×10-5以下。基本无法再识别出由干涉条纹引起的色差。
进一步优选功能层的反射率R(k)的周期Pk为2.63×10-6以上。如果低于该值，则功能层过厚，因此难以保持其表面的表面精度，可以预想到因成膜时的干燥处理中的体积变化等而引起裂纹产生，不理想。进一步优选功能层的反射率R(k)的周期Pk为5.26×10-6以上。容易实现功能层表面的表面精度，能够降低由干涉条纹引起的色差的被感知程度。
典型的功能层包括硬化涂层。功能层可以是多层膜，例如，除了硬化涂层，还可以包含层叠在硬化涂层与光学基材之间的底涂层。并且，光学物品还可以具有层叠在功能层上的反射防止膜。并且，光学物品还可以具有层叠在反射防止膜上的防污膜。
典型的光学基材为塑料镜片基材，例如眼镜镜片。
本发明的其它方式之一为具有上述眼镜镜片和安装眼镜镜片的镜框的眼镜。
本发明的其它不同方式之一为一种系统，该系统具有作为上述光学物品的面向外界的光学物品，用于透过光学物品来透视图像。
本发明的其它不同方式之一为一种光学物品的制造方法，该制造方法具有以下步骤：在光学基材的表面上形成透光性的功能层，该功能层的反射率在k空间中的周期Pk(nm-1)为3.66×10-5以下。
本发明的其它不同方式之一为一种成膜方法，该成膜方法包含以下步骤：在光学基材的表面上形成透光性的功能层，该功能层的反射率在k空间中的周期Pk(nm-1)为3.66×10-5以下。
附图说明
图1是表示光源的光谱分布的一例(F10)的图。
图2是表示显现出干涉条纹的反射率的分布的一例的图。
图3是表示未显现干涉条纹的反射率的分布的一例的图。
图4是表示k空间的反射率和光源分布的图。
图5是用于评价干涉条纹的产生的仿真的大致步骤的流程图。
图6是表示仿真模型的图。
图7是对仿真得到的色差的平均值进行评价的参考资料。
图8是表示反射系数的分布的一例的图。
图9是表示实施例和比较例的图。
图10是表示色差平均值dEav至少为级别1(1.5以下)的模型D1～D10的图。
图11是表示色差平均值dEav为1.5以上的参照模型RD1～RD5的图。
图12是表示色差平均值dEav至少为级别2(1.0以下)的模型D11～D20的图。
图13是表示色差平均值dEav为1.0以上的参照模型RD11～RD14的图。
图14是表示色差平均值dEav至少为级别3(0.5以下)的模型D21～D30的图。
图15是表示色差平均值dEav至少为级别4(0.3以下)的模型D31～D40的图。
图16是表示色差平均值dEav至少为级别5(0.2以下)的模型D41～D50的图。
标号说明
1、功能层；2、光学基材；5、光学物品；8、反射光；9、光源。
具体实施方式
(关于干涉条纹的诱因)
干涉条纹的根本诱因之一在于折射率之差。因此，为了消除干涉条纹，至今为止一直采用对折射率进行调整的方法。但是，在大多情况下忽视了折射率的波长依赖性。即，塑料基材的折射率与硬化涂层的折射率可能相接近、或者在某种波长下相一致。但是，如果材料不同，则光的每种波长的折射率不同，因此，基本无法做到在所有波长下使折射率完全一致。对于可见光波段(380～780nm)中的折射率分布，长波侧(780nm侧)通常较低，短波侧(380nm侧)通常较高。作为典型的折射率，通常使用e线(546nm)的折射率，在本说明书中除非特别指出，否则折射率也表示e线的折射率。因此，即使e线的折射率相同，但由于存在折射率的波长依赖性，因而基本上无法做到使折射率在所有波长下均完全一致。因此，有可能成为导致干涉条纹产生的重要原因。
产生干涉条纹的另一个诱因在于膜厚不均。即，如果能在基材表面上实现完全不存在膜厚不均的均匀涂层，则作为干涉色，仅能观测到均匀的颜色，而不会产生虹色的干涉条纹。通常存在这样的趋势：如果膜厚变薄，则干涉条纹的间隔、线宽变大，干涉条纹能够得到抑制。这是因为，在为薄膜的情况下，膜厚值的绝对值很小，相应地，偏差幅度也变小，因而以往，为了抑制干涉条纹而希望减小膜厚。但是，即使对涂布方法下功夫，也很难完全消除膜厚不均、即膜厚偏差，而且，还会由于镜片等的基材形状、表面状态的原因而产生膜厚不均。因此，即便膜变薄也无法完全消除膜厚偏差，有可能成为导致干涉条纹产生的重要原因。
作为干涉条纹的诱因，特别是能够显著观察到干涉条纹的另一个重要原因在于光源。在光源为太阳光这样的包含有同等强度的各种波长的光的情况下，很难观察到干涉条纹。相反，在为三波长荧光灯这样的特定波长的光的强度较强的光源的情况下，干涉条纹显而易见。这是因为，三波长光(通常指蓝、绿、红)分别因基材上的硬化涂层(薄膜)而发生光的干涉，或强或弱，因此光源色失去平衡而强烈显现出特定的颜色。三波长荧光灯广泛用于节能，也广泛应用于普通家庭及办公场所。本申请的发明人基于上述观点而研究了抑制干涉条纹产生的方法。
图1表示三波长发光体F10的光谱分布S(λ)。在入射光具有这种光谱分布S(λ)的情况下，如果三波长(三原色)的光失去平衡，即三种颜色失去平衡，则会产生各种颜色，而这就是干涉条纹的根源。在入射光具有模拟太阳光D65的光源的光谱分布的情况下，由于模拟太阳光D65包含各种波长(颜色)的光，因此不易产生特定颜色，也很难观察到干涉条纹。
图2表示显现出干涉条纹的一例。图2中，在波长空间中用实线表示镜片的反射率(反射系数、计算值)R(λ)，该镜片是通过在折射率为1.67的镜片基材上形成厚度为3μm、折射率为1.50的硬化涂层而成的。反射率R(λ)描绘出平缓的曲线波。因此，如虚线所示，反射光的反射强度分布受到各波长的反射率R(λ)的影响，光源的光谱分布S(λ)中位于550nm附近的绿色的峰值大幅减小，三波长荧光灯的三波长光(蓝、绿、红)失去平衡。其结果，反射光的颜色变成与原来光源的颜色不同的颜色。此外，在硬化涂层的膜厚发生变化的情况下，反射率R(λ)的波左右变化，反射光的三波长光(蓝、绿、红)的峰值各自独立地反复变大或变小，呈现出虹色的干涉条纹。
图3表示通过减小反射率R(λ)在波长空间中的周期并提高振动频率而抑制了干涉条纹产生的例子。图3中，在波长空间中用实线表示镜片的反射率(计算值)R(λ)，该镜片是通过在折射率为1.67的镜片基材上形成厚度为30μm、折射率为1.50的硬化涂层而成的。反射率R(λ)的周期小且振动频率高，因此，如虚线所示，以三波长荧光灯为光源时反射光的反射强度的波长分布保持与原来光源的相对分布S(λ)大致相同的形状。即，可见光区域(380～780nm)中的反射率R(λ)的周期以几nm左右的窄波重复，因此，反射光强度的相对分布与原来光源的相对分布S(λ)为大致相同的形状。此外，即使硬化涂层的膜厚略微发生变化而使反射率的波形发生变化，但是，由于反射率R(λ)的强度分布(光谱)在波长空间中的周期非常小，因此反射光的强度分布保持与原来光源的强度分布S(λ)相同的形状。
由此可知，通过缩短硬化涂层的反射率R(λ)在波长空间中的周期，从而即使硬化涂层的膜厚发生变化，反射光的颜色也不会发生变化，其颜色与光源颜色相近。这意味着，即使膜厚略微发生变化，也不易显现出特定颜色，不易产生干涉条纹。
图4表示波数空间(1/λ空间、k空间)中硬化涂层的反射率R(k)(＝R(1/λ))和光源的光谱分布S(k)(＝S(1/λ))。光谱分布S(k)为上述三波长荧光灯F10的光谱分布，反射率R(k)仅表示趋势。在光学基材表面上形成硬化涂层等透射(透光)性薄膜时的反射率一般用下式表示。
R＝A+Bcos(2πnT/λ)...(1)
其中，A、B是比例常数，n是折射率，T是膜厚，λ是波长。因此，通过利用k空间(波数空间)进行表示，可知反射率R(k)是以一定周期进行振动。
此外，关于膜厚T和相邻的峰值波长(波谷波长)λ1及λ2，下式是公知的。
T＝λ1·λ2/2·n1·|λ1-λ2|...(2)
其中，n1是薄膜(硬化涂层)的折射率。根据以下条件进行展开，可得到式(3)。
λ1＞λ2
(1/λ2-1/λ1)＝1/(2·n1·T)...(3)
因此，通过在k空间中，使硬化涂层等层叠在基材上的功能层的反射率R(k)以无法确认到其与入射光(光源)的光谱分布(光谱)S(k)之间的相关性的程度细微地振动，由此能够提高反射光谱与入射光谱之间的相关性。即，通过使功能层的反射率R(k)的周期Pk充分小于入射光(光源)的光谱分布(光谱)S(k)的周期或变动，由此能够提高反射光光谱与入射光光谱之间的相关性。通过提高反射光光谱与入射光光谱S(k)之间的相关性，能够抑制特定颜色的出现，因此能够抑制干涉条纹的产生。
以下，假定基材和层叠在该基材上的透明功能层的模型，求取反射率R(λ)和反射光的具体色坐标，根据该色坐标的色差来评价有无发生干涉条纹。并且，通过评价干涉条纹被人感觉到的程度来规定功能层的反射率R(k)的周期Pk的范围(上限)。
(与干涉条纹识别有关的仿真)
图5表示与干涉条纹识别有关的仿真的大致步骤。在步骤S10中，设定图6所示的光学物品5例如镜片的模型(参数)。典型参数为：光学基材2的折射率n2、硬化涂层等透明功能层1的膜厚T、功能层1的折射率n1、功能层1的膜厚不均(膜厚差)dT、以及光源9的光谱分布S(λ)等。功能层1在可见光区域具有透射性(透光性)。此外，功能层1的折射率n1恒定，不沿膜厚方向变化。使用JISZ8719中规定的代表性的荧光灯的波长分布，作为光源波长分布的一例。可以使用几种波长分布中以进一步强调干涉条纹为目的、由三波长发光体F10规定的相对光谱分布。为了产生干涉条纹，功能层1的膜厚差dT是必要的，例如当假定为浸渍涂布时，优选将膜厚差dT设定为中心厚度T的±20％或±30％左右。
接下来，在步骤11中，在膜厚T±dT的范围内，设定膜厚不同的适当数量的采样点，针对每个适当的波长，计算可见光区域中各采样点处的波长的反射率。例如，在波长380～780nm的范围内，计算每隔1nm(按1nm递增)的波长的反射率。关于采样点，例如以膜厚T为中心上下分别设定50个点，总计101个点。
在步骤12中，根据各波长的反射率和光源(入射光)9的光谱分布S(λ)来计算反射光8的色坐标C(i)。色坐标例如可以使用L*a*b*表色系的色彩空间内的坐标。在步骤13中，针对所有采样点，重复进行上述作业，在膜厚T±dT的范围内求取101个点的色坐标C(1)～C(101)。
在步骤14中，根据求出的101个色坐标(i)来计算平均色坐标Cav。在步骤15中，根据平均色坐标Cav而针对各个色坐标(i)计算基于L*a*b*表色系的色差ΔE* ab(i)。然后，在步骤16中，将这些色差ΔE* ab(i)的平均值dEav作为用于评价中心膜厚T的干涉条纹程度的评价值。如果光学物品5的表面内存在多处相同的颜色，则平均值dEav较小，而如果表面内存在多种颜色，则平均值dEav较大。
(评价方法)
在色差平均值dEav的评价中，采用图7中NBS单位的色差ΔE与人的视觉之间的相关表作为第1基准。NBS是美国国家标准局(NationalBureau of Standards)提出的标准。如果NBS单位的色差ΔE为1.5以下，则色差为可略微感觉到的程度。因此，如果上述仿真得到的平均值dEav为1.5以下，则即使在光学物品5的表面上出现了干涉条纹，也能够预想到干涉条纹处于可被人略微感觉到的程度以内，可以判断为是有意义的结果(级别1)。
如果色差ΔE为1.0以下，则只要颜色不相邻，均无法由人来区别。因此，如果上述仿真得到的平均值dEav为1.0以下，则即使在光学物品5的表面上出现了干涉条纹，也能够预想到干涉条纹处于可被人略微感觉到的程度以内，且感觉到色差的程度更小，可以判断为是更有意义的结果(级别2)。
如果NBS单位的色差ΔE为0.5以下，则色差为可隐约感觉到的程度。因此，如果上述仿真得到的平均值dEav为0.5以下，则即使在光学物品5的表面上出现了干涉条纹，也能够预想到干涉条纹处于可被人隐约感觉到的程度以内，可以判断为是更有意义的结果(种类3)。
此外，人的颜色识别的最小值为0.2，有时将其称为最小色差(LPD：Least Perceptible Difference)。因此，如果上述仿真得到的平均值dEav为0.2以下，则即使在光学物品5的表面上出现了干涉条纹，也能够预想到干涉条纹不会被人感觉到，可以判断为是更有意义的结果(5)。
并且，即使色差ΔE并未达到最小色差(LPD：Least PerceptibleDifference)，但如果色差ΔE为0.3以下，则实质上也很难利用人眼来区分色差。因此，如果上述仿真得到的平均值dEav为0.3以下，则即使在光学物品5的表面上出现干涉条纹，也能够预想到干涉条纹基本不会被人感觉到，可以判断为是有意义的结果(级别4)。
因此，仿真得到的平均dEav可进一步详细划分成图7所示的范围来进行评价。即，色差平均dEav超过1.5的模型(光学物品)5不能说是有意义的结果。优选色差平均dEav为1.5以下的模型(光学物品)5，其干涉条纹为可被人略微感觉到的程度，而更加优选色差平均dEav为1.0以下的模型(光学物品)5，这是因为其干涉条纹所能被感觉到的程度更小。优选色差平均dEav为0.5以下的模型(光学物品)5，其干涉条纹为可被隐约感觉到的程度，更加优选色差平均dEav为0.3以下的模型(光学物品)5，这是因为其干涉条纹基本不会被感觉到。最优选的是色差平均dEav为0.2以下的模型(光学物品)5，这是因为其即便存在有干涉条纹，也不会被人眼所感觉到。
(反射率的计算，步骤11)
各采样点(膜厚)处的反射率以及反射光的计算方法的一例如下。功能层1的表面反射波与往返于功能层1而被反射的波之间的位相差2δ由下式表示。
2δ＝(4π/λ)n1Tcosφ...(4)
其中，n1是功能层1的折射率，T是功能层1的厚度，φ是光线的入射角。
反射系数R由下式表示。
R(λ)＝(r1+r2exp(-2iδ))/(1+r1r2exp(-2iδ))...(5)
其中，r1和r2是菲涅耳系数，在垂直入射的情况下由下式表示。
r1＝(n0-n1)/(n0+n1)
r2＝(n1-n2)/(n1+n2)...(6)
其中，n2是基材2的折射率，n0是空气的折射率。
(反射光的计算，步骤S12)
根据式(5)，针对可见光波长380～780nm中的各个波长，以1nm为单位来计算反射率。图8表示根据模型5求出的反射率R(λ)，在模型5中，基材2的折射率n2为1.60、功能层1的折射率n1为1.50、功能层1的膜厚T为10μm。
根据该反射率R(λ)的值，利用下式来计算三刺激值(XYZ)。此时使用的光源9的光谱分布S(λ)为图1所示的三波长发光体F10的光谱分布。
X＝K∑380 780S(λ)·x-(λ)·R(λ)dλ
Y＝K∑380 780S(λ)·y-(λ)·R(λ)dλ
Z＝K∑380 780S(λ)·z-(λ)·R(λ)dλ...(7)
其中，K＝100/∑380 780S(λ)·y-(λ)dλ，x-(λ)、y-(λ)和z-(λ)是XYZ表色系中的等色函数。
根据式7而得到的CIE色坐标的CIE XYZ为(4.00、4.13、3.38)。
并且，利用下式，根据XYZ来计算基于L*a*b*表色系的色坐标(L*，a*，b*)。
L*＝116(Y/Yn)1/3-16
其中，Yn＝K∑380 780S(λ)·y-(λ)·1dλ
K＝100/∑380 780S(λ)·y-(λ)dλ，
a*＝500[(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3]
b*＝200[(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3]
其中，Xn＝K∑380 780S(λ)·x-(λ)·1dλ，
Zn＝K∑380780S(λ)·z-(λ)·1dλ...(8)
基于L*a*b*表色系的色坐标为(24.11、0.21、0.11)。
(重复进行采样点处的计算，步骤13)
在该模型中，将膜厚差dT设定为10μm的膜厚T的±30％。因此，在膜厚7～13μm的范围内，在膜厚的减小(minus)侧设定了50个膜厚采样点，在膜厚的增加(plus)侧设定了50个膜厚采样点。针对各个点，重复执行上述步骤11和12。例如，在膜厚为7.00μm处，进行步骤11和12中的计算，在膜厚为7.06μm处，进行步骤11和12的计算，在膜厚为7.12μm处，进行步骤11和12的计算。通过这种方式得到101个色坐标(L*、a*、b*)。
(平均值的计算，步骤14)
根据101个色坐标来计算平均(中心)色。即，分别对L*、a*、b*求平均。该模型的平均值为(23.98、0.0、0.0)。
(色差计算，步骤15)
利用下式，计算L*、a*、b*的平均值与各采样点(101个)处的色坐标之间的色差。
ΔE*＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2...(9)
(色差的平均计算，步骤16)
求取各采样点的色差ΔE*的平均值dEav。在该模型中，色差平均值dEav为0.40。因此，干涉条纹为可隐约感觉到的程度，能够提供基本不会出现干涉条纹的光学物品5。
通过改变模型5的参数可改变色差平均值dEav。对于参数中的膜厚不均(膜厚差)dT而言，平均值dEav对其不十分敏感，在膜厚不均为±5～±30％的范围内，基本没有太大差异。
例如，在上述仿真中，只改变膜厚公差时的结果如下。
膜厚公差为±5％的模型
L*、a*、b*的平均值为(23.98、0.0、0.0)，dEav为0.27
膜厚公差为±10％的模型
L*、a*、b*的平均值为(23.98、0.0、0.0)，dEav为0.31
膜厚公差为±15％的模型
L*、a*、b*的平均值为(23.99、0.0、0.0)，dEav为0.33
膜厚公差为±20％的模型
L*、a*、b*的平均值为(23.99、0.0、0.0)，dEav为0.33
膜厚公差为±25％的模型
L*、a*、b*的平均值为(23.99、0.0、0.0)，dEav为0.36
膜厚公差为±30％的模型
L*、a*、b*的平均值为(23.98、0.0、0.0)，dEav为0.40
(实施例与仿真结果的对比)
制造了几个实施例和比较例的光学物品，将干涉条纹的可见度与使用仿真得到的平均值dEav的评价进行比较。
制作硬化涂层形成用的涂布液
在20重量份的环氧树脂-氧化硅混合物(商品名称：コンポセランE102(荒川化学))中混合入4.46重量份的酸酐硬化剂(商品名称：硬化剂液(C2)(荒川化学))，进行搅拌而得到混合液(涂布液)。
实施例和比较例的光学物品的制造
使用旋涂机(spin coater)在基板2上涂布规定厚度的上述涂布液，形成硬化涂层(功能膜)1，制造出实施例(E1～E4)、比较例(R1、R2)的光学物品(眼镜镜片)5。涂布的基板(基材)2使用折射率为1.67的“Seiko Super Sovereign”基板(セイコ一ス一パ一ソブリン用基板)(E1、E2、R1)以及折射率为1.74的“Seiko Prestige”基板(セイコ一ス一パ一ソブリン用基板)(E3、E4、R2)。接着，在125℃下对涂布后的镜片基材进行煅烧。
[评价1]
针对如上制造的眼镜镜片5，将三波长荧光灯用作光源，目测观察干涉条纹的状况。判断标准如下。
◎干涉条纹不明显
○干涉条纹不太明显
△干涉条纹明显
×干涉条纹相当明显
[评价2]
利用光谱反射率计，在380～780nm的范围内对如上制造的眼镜镜片5的反射率进行测定，与仿真同样，根据该实测的反射率来计算光源F10下的反射色Lab*。该操作是从基板上的上方到下方随机地进行10个点的测定，求出其平均值，根据平均值计算这10个点的色差(ΔE)，并计算这些色差的平均值Eab。
图9示出了这些结果、仿真得到的反射率R(k)的周期Pk、以及色差平均值dEav。如该图所示，基于仿真得到的色差平均值dEav的评价与制造出的实施例E1～E4及比较例R1、R2的评价基本一致。
然后，针对硬化涂层1的折射率n1与基材2的折射率n2之差dn，将同样的实施例E1、E2与比较例R1进行比较，将实施例E3、E4与比较例R2进行比较，可知，在硬化涂层1的膜厚较大且反射率R(k)的周期Pk较短的实施例E1和E2中，制造出未产生干涉条纹或感觉不到干涉条纹的镜片5。
而且，在折射率差dn为0.19的折射率差dn较大的实施例E3、E4中，通过缩短硬化涂层1的反射率R(k)的周期Pk，也能够制造出未产生干涉条纹或感觉不到干涉条纹的镜片5。
(最大周期)
由上述可知，通过缩短(减小)硬化涂层等层叠在基材2上的功能层1的反射率R(k)的周期Pk，能够提供即便发生以下情况也不会感觉到干涉条纹的镜片5，所述情况是：基材2与功能层1之间存在折射率差、或者功能层1的折射率n1恒定、再或者功能层1的厚度存在差异、公差或偏差。因此，为了得到能够实现这种效果的最小膜厚，对几种模型进行了仿真，求出了反射率R(k)的周期Pk与色差平均值eEav之间的关系。这些模型是在如下范围内进行选择的，即：基材2的折射率n2的范围为1.50～1.90，功能层1的折射率n1的范围为1.50～1.90，而且，基材2与功能层1之间的边界处的折射率差dn的范围为0.06～0.40。
图10表示这些模型中至少满足上述级别1的周期Pk的模型D1～D10，即，色差平均值dEav为1.5以下。另一方面，图11表示色差平均值dEav为1.5以上的周期Pk的参照模型RD1～RD5。这些模型D1～D10与参照模型RD1～RD5相比，周期Pk均为3.66×10-5nm-1以下，且均满足色差平均值dEav为1.5以下的级别1的条件。因此，用以至少满足级别1的功能层1的反射率R(k)的最大周期Pk1可以设定为3.66×10-5nm-1。
图12表示至少满足上述级别2的周期Pk的模型D11～D20，即，色差平均值dEav为1.0以下。另一方面，图13表示色差平均值dEav为1.0以上的周期Pk的参照模型RD11～RD14。这些模型D11～D20与参照模型RD11～RD14相比，周期Pk均为3.03×10-5nm-1以下，且均满足色差平均值dEav为1.0以下的级别2的条件。因此，用以至少满足级别2的功能层1的反射率R(k)的最大周期Pk2可设定为3.03×10-5nm-1。
图14表示至少满足上述级别3的周期Pk的模型D21～D30，即，色差平均值dEav为0.5以下。参照图12所示的模型D11、D16、D18以及D19，这些模型D21～D30的周期Pk均为2.08×10-5nm-1以下，且这些模型D21～D30均满足色差平均值dEav为0.5以下的级别3的条件。因此，用以至少满足级别3的功能层1的反射率R(k)的最大周期Pk3可以设定为2.08×10-5nm-1。
图15表示至少满足上述级别4的周期Pk的模型D31～D40，即，色差平均值dEav为0.3以下。参照图14所示的模型D26、D28以及D29，这些模型D31～D40的周期Pk均为1.59×10-5nm-1以下，且这些模型D31～D40均满足色差平均值dEav为0.3以下的级别4的条件。因此，用以至少满足级别4的功能层1的反射率R(k)的最大周期Pk4可以设定为1.59×10-5nm-1。
图16表示至少满足上述级别5的周期Pk的模型D41～D50，即，色差平均值dEav为0.2以下。参照图15所示的模型D36、D38以及D39，这些模型D41～D50的周期Pk均为1.39×10-5nm-1以下，且这些模型D41～D50均满足色差平均值dEav为0.2以下的种级别5的条件。因此，用以至少满足级别5的功能层1的反射率R(k)的最大周期Pk5可以设定为1.39×10-5nm-1。
从不出现干涉条纹或干涉条纹不被人感觉到这一点看，功能层1的反射率R(k)的周期Pk越短(小)越好。但是，由于级别5已经无法被人识别，因此，为了在级别5的基础上进一步减小色差而减小反射率R(k)的周期Pk可能会过度增大功能层1的厚度，这种厚度的功能层1对于抑制干涉条纹的产生没有作用。另一方面，如果功能层1的膜厚过度增加，则不但浪费材料，还可以预想到在制造工序中，因成膜后的干燥处理中的体积变化等而引起裂纹产生。此外，虽然通过加厚功能层1，即便存在厚度偏差也不易出现干涉条纹，但是从光学物品或光学元件的性能上讲，不希望功能层表面的表面精度显著劣化。
希望功能层1的厚度T为100μm以下，即，因成膜干燥引起裂纹产生的可能性小。如果是这种程度的厚度，则也容易确保表面精度。例如，如果功能层1的折射率n1为1.9，则膜厚T为100μm的反射率R(k)的周期Pk是2.63×10-6，可以将该周期Pk作为最小周期。
并且，如果功能层1的厚度T为50μm以下，则更加容易确保面精度。例如，如果功能层1的折射率n1为1.9，则膜厚T为50μm的反射率R(k)的周期Pk是5.26×10-6，可以将该周期Pk作为最小周期。
(反射率的周期范围)
根据以上结果，如果功能层1的反射率在k空间中的周期Pk(nm-1)为3.66×10-5以下，则至少进入级别1，由干涉条纹引起的色差为可被略微感觉到的程度。即，当反射率R(k)的周期Pk(nm-1)高于3.66×10-5时，可能会强烈感觉到由干涉条纹引起的色差，不理想。另外，波数k是波长的倒数(1/λ)。
进一步，如果功能层1的反射率R(k)的周期Pk为3.03×10-5以下，则至少进入级别2，虽然仍可略微感觉到由干涉条纹引起的色差，但其程度变小。
进一步，如果功能层1的反射率R(k)的周期Pk为2.08×10-5以下，则至少进入级别3，由干涉条纹引起的色差为可被隐约感觉到的程度。
进一步，如果功能层1的反射率R(k)的周期Pk为1.59×10-5以下，则至少进入级别4，虽然仍可隐约感觉到由干涉条纹引起的色差，但其程度更小。
进一步，如果功能层1的反射率R(k)的周期Pk为1.39×10-5以下，则至少进入级别5，基本感觉不到由干涉条纹引起的色差。
虽然没有特别定义功能层1的反射率R(k)的周期Pk的最小值，但考虑到功能层1的厚度，希望周期Pk为2.63×10-6以上，优选为5.26×10-6以上。
这样，对于上述光学物品5，通过减小或缩短硬化涂层等功能层1的反射率R(k)的周期Pk，抑制了光源9的光谱S(k)发生各种变换，抑制了干涉条纹的产生。例如，通过将功能层1的反射率R(k)的周期Pk设定为远远小于光源9的光谱S(k)所含的周期或带有S(k)特征的周期，能够使反射光的光谱接近或等同于光源9的光谱。
因此，通过在镜片等光学基材上形成具有上述反射率的膜，即，形成折射率恒定而不沿厚度方向发生变化的硬化涂层等功能膜，从而即使功能层的折射率与光学基材的折射率不同，也能够抑制干涉条纹的产生。因此，即使镜片基材等的光学基材不同，也能够通用涂布系统，该涂布系统包含层叠在基材上的硬化涂层、以下说明的底涂层、以及在其上设置的反射防止膜、防污膜(防污层)。并且，不需要设计加工折射率沿厚度方向变化的复杂规格的硬化涂层。因此，无论是哪种折射率的镜片基材或其它光学系统，硬化涂层等的生产线只需1个即可，位于其上的反射防止膜的种类也只需1个即可。因此，对于多种多样的光学基材，可以应用极其简单的生产线来制造眼镜镜片等光学物品，可以降低制造成本。
另外，在上述实施例中，记载了硬化涂层的一例即功能层1，但硬化涂层的结构不限于此。作为用于形成硬化涂层的树脂，可以列举出：丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、乙烯醇树脂、聚苯乙烯树脂、硅树脂以及它们的混合物或共聚物等。形成作为本发明的对象的功能层的树脂没有特别限定，只要能形成透明皮膜即可，对象是用作涂布剂的通用树脂。但是，当功能层1主要发挥保护膜的功能时，作为硬化涂层优选采用硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂，此外，作为用于产生密合性的底涂层，优选聚氨酯树脂和聚酯树脂。并且，硬化涂层不限于1层，也可以为多层。
此外，功能层1不限于硬化涂层，还可以包含至少一层的底涂层，该底涂层层叠在至少一层硬化涂层与光学基材2之间，且折射率恒定。与上述硬化涂层同样，可以通过缩短反射率R(k)的周期Pk来抑制由底涂层引起的干涉条纹的产生。因此，即使镜片基材等光学基材不同而与底涂层之间产生折射率差，但只要层叠在基材上的底涂层的折射率保持恒定即可。
底涂层用于确保镜片基材2与硬化涂层之间的密合性，和/或用于改善作为高折射率镜片基材的缺点的耐撞击性。作为用于形成底涂层的树脂，可以列举出：丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、乙烯醇树脂、聚苯乙烯树脂、硅树脂以及它们的混合物或共聚物等。作为用于产生密合性的底涂层，优选采用聚氨酯树脂和聚酯树脂。
并且，当设镜片基材的折射率为n2、底涂层的折射率为n3、硬化涂层的折射率为n1时，希望这些折射率满足下式。
n2≤n3≤n1或者n2≥n3≥n1...(10)
通过选择满足该关系的材料，能够减小反射率的最大值与最小值之差，使反射率的波形更加平直，因此能够进一步抑制干涉条纹。对于包含不同折射率的多个层的功能层而言，还要考虑内部层间的反射，因此反射率的频率特性变得复杂，产生干涉条纹的原因也变得多样。但是，通过从功能层1的整体上确保以上公开的膜厚，能够抑制干涉条纹的产生。而且，在构成功能层的各个层的折射率相对于镜片基材等的折射率差为相同程度的情况下，可以将构成功能层的各个层作为一个功能层来应用上述公开的条件，由此将干涉条纹的产生防患于未然。
此外，作为在塑料镜片等光学基材上形成硬化涂层等功能层的方法，可以利用任何公知的涂布方法。为了形成更加均匀的膜厚，优选旋涂(spincoating)的方法，不过，在注重生产性而一次要对多个镜片进行涂布的情况下，优选浸渍的方法。
而且，在功能层1上，可以形成无机的反射防止膜，或者形成有机的反射防止膜。反射防止膜是根据需要而形成在硬化涂层上的薄层。反射防止膜例如可通过如下方式形成，即：交替层叠折射率为1.3～1.5的低折射率层和折射率为1.8～2.3的高折射率层。作为层数，优选5层或7层左右。
作为构成反射防止层的各个层所使用的无机物的例子，可以列举出：SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、TaO2、Ta2O5、NbO、Nb2O3、NbO2、Nb2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2和WO3等。这些无机物或者单独使用，或者将两种以上混合而使用。作为反射防止层的一例，将低折射率层设为SiO2，将高折射率层设为ZrO2。
作为形成反射防止层的方法，以干法为例，可以列举出真空蒸镀法，离子镀法、溅射法等。在真空蒸镀法中，可以使用在蒸镀过程中同时照射离子束的离子束辅助法。
反射防止层也可以使用湿法来形成。例如，可以利用与硬化涂层和底涂层相同的方法来涂布形成如下的反射防止层形成用的涂布组合物，该涂布组合物包含具有内部空洞的二氧化硅微粒(以下也称为“中空二氧化硅微粒”)和有机硅化合物。使用中空二氧化硅微粒是因为，通过使折射率比二氧化硅低的气体或溶剂容纳在内部空洞内，由此与无空洞的二氧化硅微粒相比，能够降低折射率，结果能够赋予出色的防反射效果。中空二氧化硅微粒可以利用日本特开2001-233611号公报所记载的方法等来制造，不过优选的是，平均粒子直径处于1～150nm的范围内，且折射率处于1.16～1.39的范围内。该有机的反射防止层的层厚优选为50～150nm的范围。与该范围相比，过厚或过薄均可能得不到充分的防反射效果。
并且，还可以在反射防止膜上形成防水膜或亲水性防雾膜(防污膜)。防污膜是以提高光学物品表面的防水防油性能为目的而在反射防止层上形成的层，其由含有氟的有机硅化合物构成。作为含有氟的有机硅化合物，例如可以适当使用日本特开2005-301208号公报或日本特开2006-126782号公报中记载的含氟硅烷化合物。
含氟硅烷化合物优选用作溶解于有机溶剂并调整至规定浓度的防水处理液(防污层形成用的涂布组合物)。防污层可通过在反射防止层上涂布该防水处理液(防污层形成用的涂布组合物)来形成。作为涂布方法，可以使用浸渍法、旋涂法等。另外，可以在将防水处理液(防污层形成用的涂布组合物)填充到金属球(metal pellet)中之后，使用真空蒸镀法等干法来形成防污层。
防污层的层厚没有特别限定，但优选为0.001～0.5μm。更优选为0.001～0.03μm。如果防污层的层厚过薄，则防水防油效果不佳，而扶过层厚过厚，则表面发粘而不甚理想。此外，如果防污层的厚度大于0.03μm，则可能降低防反射效果。
在上述记载中，作为光学物品的例子，主要说明了在塑料镜片上进行了涂布的眼镜镜片。如上所述，能够提供具有具备厚的硬化涂层的塑料眼镜镜片和安装该眼镜镜片的镜框的眼镜。该眼镜即使在室内、办公场所等受到荧光灯光的照射，在眼镜镜片的表面上也不易出现干涉条纹，能够防止防止外观不美观，抑制反光刺眼。因此，能够提供商品价值高的眼镜。
此外，光学物品不限于眼镜镜片，还可以应用于室内、办公室、工厂等的厂房内或其他场所中表面受到荧光灯等的光谱分布不是白色的光的照射的光学物品。例如电视机、计算机显示器、窗户等系统，它们具有至少一个面面向外界的光学物品，并透过光学物品来透视图像。

Claims (9)

1.一种眼镜镜片，该眼镜镜片具有：
光学基材；以及
层叠在所述光学基材的表面上的对可见光区域具有透光性的功能层，
所述光学基材与所述功能层之间的边界处的折射率差的范围为0.06～0.40，
所述功能层的反射率在k空间中的周期Pk为3.66×10-5以下，其中，所述周期Pk的单位是nm-1。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片，其中，
所述功能层的反射率的周期Pk为3.03×10-5以下。
3.根据权利要求2所述的眼镜镜片，其中，
所述功能层的反射率的周期Pk为2.08×10-5以下。
4.根据权利要求3所述的眼镜镜片，其中，
所述功能层的反射率的周期Pk为1.59×10-5以下。
5.根据权利要求4所述的眼镜镜片，其中，
所述功能层的反射率的周期Pk为1.39×10-5以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的眼镜镜片，其中，
所述功能层的反射率的周期Pk为2.63×10-6以上。
7.根据权利要求6所述的眼镜镜片，其中，
所述功能层的反射率的周期Pk为5.26×10-6以上。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的眼镜镜片，其中，
所述光学基材是塑料镜片基材。
9.一种眼镜，该眼镜具有：
权利要求8所述的眼镜镜片；以及
安装所述眼镜镜片的镜框。
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