CN103026268B - 光学制品和眼镜塑料镜片 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供一种可视光透过性高、反射率充分降低、难以察觉反射色的光学制品和眼镜塑料镜片。解决手段采用在光学制品的基体之上设置有光学多层膜的光学制品，并且使所述光学多层膜中反射光的颜色在CIE表色系的色度图(x,y，Y)中满足如下所有条件：〔1〕0.27≦x≦0.30，〔2〕0.30≦y≦0.36。并且，使光学制品基体为眼镜塑料镜片基体。

Description

光学制品和眼镜塑料镜片

技术领域

本发明涉及相机镜头等光学制品以及眼镜塑料镜片。

背景技术

对于塑料制的光学制品，为了降低在表面上的反射，在表面上形成作为防反射膜的光学多层膜。所述光学多层膜是通过交替地层积数层左右的低折射率层和高折射率层来形成的，从加工稳定性和外观上的观点出发，多使用反射率极大点为520nm附近且分光反射率的分布为W型的防反射膜，对于附带光学多层膜的光学制品，从光入射的一侧观察时，能够看到浅绿色的反射像(对于眼镜塑料镜片也是能够看到这种现象)。

为了使上述反射像变得更浅、更难以察觉，需要在考虑成本的同时进行设计以进一步降低可视范围内的反射率。在下述专利文献1中，公开了一种7层结构的防反射膜的设计，其对于入射角0度的光在420nm～720nm的波长范围内的反射率为1.0%以下(权利要求1，【0009】)，但其目的是降低反射眩光。

背景技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2006-126233号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，即使是专利文献1的防反射膜，其反射率约1%的极大点位于580nm附近(图2中21)，能看到浅绿色的反射像的事实并没有发生变化，尽管透过性的高、比较好地改善了外部光反射的降低程度，但是存在反射色依旧明显的问题。

因此，对于权利要求1所记载的发明来说，其目的在于提供可视光透过性高、反射率充分降低、难以察觉反射色的光学制品。

解决问题的手段

为了达到上述目的，权利要求1所记载的发明为在光学制品基体之上设置有光学多层膜的光学制品，其特征在于，在上述光学多层膜上的反射光的颜色在CIE表色系的色度图(x,y,Y)中，满足如下所有的条件：

〔1〕0.27≦x≦0.30

〔2〕0.30≦y≦0.36。

除了上述目的以外，为了达到使反射光更加难以察觉的目的，权利要求2所记载的发明的特征在于，在上述发明中，进一步，在400纳米以上且700纳米以下的波长范围内，反射率总是为1%以下，并且上述Y为1%以下。

除了上述目的以外，为了达到比较简易地提供难以察觉反射光的光学制品的目的，权利要求3～6所记载的发明的特征在于，在上述发明中，上述光学多层膜合计具有7层，将上述光学制品基体侧记为第1层的情况下，奇数层为低折射率层，同时偶数层为高折射率层，上述低折射率层由二氧化硅形成，上述光学多层膜的第4层的光学膜厚为0.189λ以上且0.295λ以下，λ代表设计波长(470nm～530nm)，上述光学多层膜的第4层和第5层的物理膜厚合计为63纳米以上且69纳米以下，上述高折射率层为钛的氧化物。

权利要求7所记载的发明涉及眼镜塑料镜片，为了达到提供如上所述的属于反射光非常难以察觉、美观程度优异的光学制品的眼镜塑料镜片的目的，其特征在于，在上述发明中，上述光学制品基体为眼镜塑料镜片基体。

发明效果

依据本发明，利用光学多层膜进行了防反射处理的面所反射的微弱的反射光满足在CIE表色系的色度图(x,y,Y)中〔1〕0.27≦x≦0.30并且〔2〕0.30≦y≦0.36的条件。因而，对于反射光来说，相比以往的反射色，能够使其彩度非常低，接近缺少色彩的无色，诱目性（visualattraction）低，即难以察觉。

附图说明

图1中，(a)为表示实施例1和比较例1、2的分光反射率特性的曲线图；

(b)为示出它们中的反射光在CIE表色系的色度图中的各自位置的视图；

(c)为表示实施例2、3和比较例3的分光反射率特性的曲线图；

(d)为示出它们中的反射光在CIE表色系的色度图中的各自位置的视图；

(e)为示出实施例1～3和比较例1～3中的反射光在CIE表色系的色度图中的各自位置的表。

具体实施方式

以下，就本发明涉及的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明的实施方式不限定于以下方式。

对于作为本发明中的光学制品的一个示例的光学镜片来说，在镜片基体的表面上，自镜片基体依次具有硬质涂层膜和光学多层膜。需要说明的是，可以将膜构成改变成其他形式，例如在镜片基体表面和硬质涂层膜之间形成有底涂层、在光学多层膜的表面形成防污膜、使镜片表面和硬质涂层膜之间、硬质涂层膜和光学多层膜之间或者光学多层膜和防污膜之间等具备中间层或省略硬质涂层膜等。并且，也可以在镜片基体的背面或在表面和背面两面上形成硬质涂层膜或光学多层膜。需要说明的是，防污膜优选由具有全氟聚醚基的化合物形成。

作为镜片基体的材质(基材)，例如可以举出如聚氨酯树脂、环硫化物树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、聚醚砜树脂、聚4-甲基戊烯-1树脂、二甘醇双烯丙基碳酸树脂等。并且，作为折射率高且适合的物质，可以举出由聚异氰酸酯化合物与聚硫醇和/或含硫多元醇进行加成聚合而得到的聚氨酯树脂，作为折射率更高且适合的物质，可以举出由环硫化物基与聚硫醇和/或含硫多元醇进行加成聚合而得到的环硫化物树脂。

并且，硬质涂层膜为在镜片基体上均匀地施以硬质涂层液而形成的。作为硬质涂层膜的材质，例如可以使用包含无机氧化物微粒的有机硅氧烷系树脂，对于这种情况下的硬质涂膜液来说，其可以通过将有机硅氧烷系树脂和无机氧化物微粒溶胶作为主成分在水或者醇系的溶剂中进行分散(混合)来制备。

有机硅氧烷系树脂优选为通过对烷氧基硅烷进行水解缩合得到的物质。作为烷氧基硅烷的具体示例，可以举出γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、硅酸乙酯。对于这些烷氧基硅烷的水解缩合物来说，其可通过对该烷氧基硅烷化合物或者它们的组合在盐酸等酸性水溶液中进行水解来制造得到。

另一方面，作为无机氧化物微粒的具体示例，可以举出下述各种溶胶的1种或者对2种以上进行混晶化而得到的物质：氧化锌、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铍、氧化锑、氧化钨、氧化铈。从确保硬质涂层膜的透明性的观点出发，无机氧化物微粒的尺寸优选为1纳米～100纳米(nm)，更优选为1nm～50nm。并且，从确保硬质涂层膜的硬度和强韧性为合适程度的观点出发，无机氧化物微粒的混配量优选占到硬质涂层成分中的40wt%～60wt%。

此外，在硬质涂层液中可以添加乙酰丙酮金属盐、乙二胺四乙酸金属盐等作为固化催化剂，进一步可以根据需要添加用于调整的表面活性剂、着色剂、溶剂等。

硬质涂层膜的膜厚优选为0.5微米～4.0微米(μm)，更优选为1.0μm～3.0μm。对于该膜厚的下限，由于若比该下限更薄，则无法得到充分的硬度，因此确定了该下限。另一方面，对于上限，由于若比该上限更厚，则产生裂缝或松脆等与物性有关的问题的可能性飞跃式地得到增大，因此确定了该上限。

光学多层膜是通过真空蒸镀法或溅射法等交替地层积低折射率层和高折射率层而形成的。各层中使用了无机氧化物，作为无机氧化物，可以举出例如氧化硅、折射率比其更高的氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化钇、氧化坦、氧化铪、氧化锡、氧化铌、氧化铈、氧化铟。并且，可以使用化学当量不足的氧化钛(TiOx，x<2且接近2)，并且可以在其中至少1层使用ITO膜。

光学多层膜被设计用作防反射膜，进而被付与了以下的特性。即，对于所反射的微弱的反射光的颜色，CIE表色系的色度图(x,y,Y)中的x在0.27～0.30的范围内，且y在0.30～0.36的范围内，颜色变得极其难以察觉。并且，在作为可视波长范围的400nm～700nm内，反射率为1%以下，且视反射率Y为1%以下。

【实施例】

《概要》

作为属于本发明所涉及的光学制品的制品，按照以下说明的方式，制作了实施例1～3。并且，为了与实施例1～3进行对比，制作了不属于本发明的比较例1～3。并且，分别对于实施例1～3和比较例1～3实施了下述测定和评价：可视范围内分光反射率特性的测定、防反射处理后仍然反射的反射光的各CIE表色系的色度图(x,y,Y)的测定、耐热/耐汗/耐盐水/耐湿性能的评价等。

《构成》

实施例1～3和比较例1～3的镜片基体为塑料制的平面镜片，均使用了折射率1.60的聚氨酯树脂。这些镜片基体可以用作眼镜塑料镜片基体，其大小为眼镜塑料镜片的标准尺寸。

并且，在各自的镜片基体表面上形成有各种防反射膜。均为7层构造的光学多层膜，从镜片基体一侧开始依次记为L1～L7层，奇数层由二氧化硅(低折射率材料)所形成，同时偶数层由二氧化钛所形成。并且，依次蒸镀L1～L7，使各层具有如下所示的[表1]～[表6]所述的光学膜厚。此处，[表1]～[表3]依次示出实施例1～3中各层的光学膜厚等，[表4]～[表6]依次示出比较例1～3中各层的光学膜厚等。需要说明的是，对于设计波长(中心波长)λ来说，主要假定为500nm，但是可以在470～530nm的范围内任意地进行变更。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

《分光反射率特性/反射光的表色系的色度图(x,y,Y)》

图1中的(a)中示出了表示实施例1和比较例1、2的分光反射率特性曲线，图1中的(b)中示出了表示它们中的反射光在CIE表色系的色度图中的各自位置的图，图1中的(c)中示出了表示实施例2、3和比较例3的分光反射率特性的曲线，图1中的(d)中示出了表示它们中的反射光在CIE表色系的色度图中的各自位置的图，图1中的(e)中示出了表示实施例1～3和比较例1～3中的反射光在CIE表色系的色度图中的各自位置的表。

分光反射率为使用镜片分光反射率测定器(Olympus株式会社制造的SPM-RU)，以镜片的单面进行测定而得到的。并且，对于各色度坐标值来说，光源为D65光源，视野角为2度，自分光反射率出发利用分光测色法以物体色的形式计算出来。

实施例1(L4层光学膜厚0.203λ)呈现与实施例2基本相同的反射率分布。并且，(x,y)=(0.28,0.35)，相比以往，彩度变得极低。此外，视反射率Y也为极低的0.33。需要说明的是，λ=500nm，并且只要没有特别说明，下同。

并且，对于比较例2(L4层光学膜厚0.155λ)来说，尽管在可视范围内反射率相比于实施例2上升了约0.1～0.2个点，但是仍保持在0.5%以下，为基本上无反射的状态。并且，(x,y)=(0.29,0.35)，反射光的彩度相比以往变得极低。此外，视反射率Y为0.42，相比于实施例1～3有少许的增加。

另一方面，对于比较例1(L4层光学膜厚0.132λ)来说，在440～620nm区间内呈现峰(约1.0%)位于510nm附近的山峰形状的反射率分布，在可视范围内存在反射率超过1%的部分(相比于410nm的短波长侧)。并且，(x,y)=(0.25,0.44)，有极微弱的反射光存在，但是为青绿色。此外，视反射率Y为0.62，相比实施例1～3增加了约2倍。

另外，实施例2(L4层光学膜厚0.250λ)在450nm～600nm区间内呈现约0.4%的低反射率，在其两侧反射率降低，在400nm～700nm的可视波长范围内反射率为1%以下。并且，(x,y)=(0.28,0.34)，彩度变得极低(0.27≦x≦0.30,0.30≦y≦0.36)。此外，视反射率Y也为极低的0.29(Y≦1.0[%])。

并且，实施例3(L4层光学膜厚0.274λ)呈现与实施例2基本相同的反射率分布。并且，(x,y)=(0.29,0.35)，彩度变得极低。此外，视反射率Y也为极低的0.31。

另一方面，对于比较例3(L4层光学膜厚0.297λ)来说，在440nm～650nm区间内呈现出峰(约1.2%)位于530nm附近的山峰形状的反射率分布，反射率最低也为约0.3%，在可视范围内存在反射率超过1%的部分（500nm～560nm区间，相比于410nm的短波长侧）。并且，(x,y)=(0.3,0.42)，有极微弱的反射光存在，但是为黄绿色。此外，视反射率Y为0.93，相比于实施例1～3急剧增加。

《密着性能》

接着，对于实施例1～3、比较例1～3中的各镜片的密着性能，按照以下说明的方法进行评价，其结果在之后的[表7]的上部示出。

[表7]

对于密着性能评价来说，各自选取2枚镜片，在其防反射膜的表面以切刀划出1毫米(mm)见方的纵横网格(棋盘格)，从而制作出100个1平方毫米(mm²)的方格，其后，贴上透明胶带（NICHIBAN株式会社制造），拿住胶带的一端，猛地剥去，对纵横网格上防反射膜的剥离状态进行确认。

对于这2枚镜片，在形成之后不久以及利用以紫外线炭精电弧为光源的耐候试验机(SUGA TEST INSTRUMENTS株式会社制造)进行了60、120、180、240小时的耐候试验之后，对于所得到的合计10种的镜片进行了确认，在上述[表7]的“密着性能”的行中示出了该确认的结果。即，无论任一镜片，若发生1个方格的剥离，则记为“△”；若发生3个以上的剥离，则记为“×”；完全没有发生剥离的情况下记为“○”。

对于密着性能，比较例2、3发生大量的剥离，连比较例1也发生了剥离。另一方面可知，实施例1～3未发生剥离，保持了良好的密着性能。

《耐煮沸性能》

为了能使各镜片浸没，在烧杯中加入充足的市供自来水并使其沸腾，在沸腾的市供自来水之中，将镜片浸渍10分钟后，对于此时发生膜的剥离的状况进行了确认。对于该确认的结果，在上述[表7]的“市供自来水煮沸性能”的栏中示出。需要说明的是，如果未发生膜的剥离则记为“○”，如果发生则记为“×”。

对于煮沸试验，在上述剧烈的环境下，比较例1～3、实施例1～3中任一例均未发生膜的剥离。

《耐汗性能》

将各镜片浸渍于碱性人工汗液中，在保持于20度的环境下静置24小时，在静置24小时后取出镜片，进行水洗之后对表面状态的变化进行了确认。此处，碱性人工汗液为在烧杯中加入氯化钠10g、磷酸氢钠12水合物2.5g、碳酸铵4.0g，在1升的纯水中溶解而制成的。对于该确认的结果，在上述[表7]的“人工汗性能”的栏中，以与煮沸性能同样的方式示出。

对于人工汗试验，在上述强力的环境下，比较例1～3、实施例1～3中任一例均未发生膜的剥离。

《耐盐性能》

相对于煮沸试验，除了使用浓度4.5重量%的食盐水代替市供自来水以外，进行了同样内容的盐水煮沸试验。第1次的煮沸时间设为10分钟，反复进行达第4次。对于该确认的结果，在[表7]的“盐水煮沸性能”的行中，以与市供自来水煮沸性能同样的方式示出。

对于盐水煮沸试验来说，比较例1～3、实施例1～3的任一例中均未发生膜的剥离。

《耐湿性能》

将各镜片在60度且湿度95%的环境中合计放置1、3、7日时，进行涉及这些时刻的变化的恒温恒湿试验，进一步对于放置7日后的镜片进行与上述相同的密着试验，观察耐热耐湿性能。在[表7]的“恒温恒湿性能”的栏中以与市供自来水煮沸性能同样的方式示出，对于任一镜片均维持了初期的性能。

《综合评价》

综上所述，若着眼于性能(特别是密着性能)，则比较例2、3不能令人满意，比较例1略有不足，实施例1～3令人满意。另一方面，相对于入射光或透射光，从反射率极微弱(1%以下)且反射光的彩度非常低之类的光学特性上的观点出发，比较例1、3不满足该观点，比较例2和实施例1～3能满足该观点。因而，各种性能良好并且能够满足上述光学特性的镜片为实施例1～3。

对于实施例1～3，反射光的颜色在CIE表色系的色度图中依次为(x,y)=(0.28,0.35)，(0.28,0.34)，(0.29,0.35)，满足〔1〕0.27≦x≦0.30、〔2〕0.30≦y≦0.36这两方的条件，彩度非常低，微弱的反射光几乎无法被识别，成为了几乎无法注意到反射光、反射光的影响被抑制并且美观程度优异的镜片。与此相对，比较例1、3不满足上述〔1〕、〔2〕的条件，因此反射光带有微弱的色泽，有可能感觉到反射光，成为了能够观察到反射光的影响的镜片。

并且，对于实施例1～3，在400nm以上且700nm以下的波长范围内反射率总是为1%以下，上述Y(视反射率)也为1%以下（依次为0.33%、0.29%、0.31%），因此相对于入射光，反射光的能量极其微弱，进而成为难以察觉反射光的镜片。

此外，对于实施例1～3，光学多层膜的第4层的光学膜厚为0.203λ以上且0.274λ以下(依次为0.203λ、0.250λ、0.274λ)，赋予了防反射性能，同时能够比较简易地构造出反射光非常难以察觉的镜片。并且，当使设计波长λ在470nm～530nm的范围内进行变化并重复进行模拟时，已判明：若使光学多层膜的第4层的光学膜厚为0.189λ到0.295λ之间的范围，则能够构造出对于反射光非常难以察觉的镜片。

并且，第4层和第5层的物理膜厚合计为63nm以上且69nm以下(依次为64.15nm、65.82nm、68.45nm)，因此赋予了防反射性能，同时能够比较简易地构造出反射光非常难以察觉的镜片。需要说明的是，比较例1～3的第4层的光学膜厚依次为0.132λ、0.155λ、0.297λ，并且比较例1～3的第4层和第5层的物理膜厚的合计值依次为54.82nm、65.06nm、71.24nm(比较例2的光学性能良好但是密着性能不良)。

Claims (3)

1.一种光学制品，其为在光学制品基体上设置有光学多层膜的光学制品，其中，所述光学多层膜上的反射光的颜色在CIE表色系的色度图(x,y,Y)中满足如下所有的条件：

〔1〕0.27≦x≦0.30

〔2〕0.30≦y≦0.36

在400纳米以上且700纳米以下的波长范围，其反射率总是为1％以下，并且所述Y为1％以下；

所述光学多层膜合计具有7层，其中，以挨着所述光学制品基体的层为第1层的情况下，奇数层为低折射率层，偶数层为高折射率层，并且所述低折射率层是由二氧化硅形成的；

所述光学多层膜的第4层的光学膜厚为0.189λ以上且0.295λ以下，λ代表设计波长470nm～530nm；

所述光学多层膜的第4层和第5层的物理膜厚合计为63纳米以上且69纳米以下。

2.如权利要求1所述的光学制品，其中，所述高折射率层为钛的氧化物。

3.一种眼镜塑料镜片，其是权利要求1或2所述的光学制品，其中，所述光学制品基体为眼镜塑料镜片基体。