JP2012194546A - 光学レンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズ基材11と、レンズ基材11の一主面側を覆って配置された反射防止膜15と、反射防止膜15に積層する位置に設けられた光透過性材料からなる透明パターン19aとを備え、レンズ基材11の一主面側から透明パターン19aが視認される光学レンズ1aである。反射防止膜15は、低屈折率膜15aと高屈折率膜15bとを交互に積層させた構成を有している。透明パターン19aは、反射防止膜15の層間、当該反射防止膜の上部または下部の何れかに設けられている。
【選択図】図1
Description
1.第1実施形態(反射防止膜とレンズ基材との間に島状の透明パターンを設けた例)
2.第2実施形態(反射防止膜とレンズ基材との間に開口部を有する透明パターンを設けた例)
3.第3実施形態(反射防止膜の上部に島状の透明パターンを設けた例)
尚、各実施形態において共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<第1実施形態の光学レンズの構成>
図1は、第1実施形態の光学レンズの構成を説明するための平面図(図1A)と、当該平面図におけるa−a’断面図(図1B)である。これらの図に示す第1実施形態の光学レンズ1aは、例えば眼鏡用の光学レンズに好適に用いられるものであって、次のように構成されている。
レンズ基材11は、光学レンズ用に用いられる一般的なプラスチック材料からなり、所定のレンズ形状に成形されている。プラスチック材料は、例えば屈折率(nD)1.50〜1.74程度のものが用いられる。このようなプラスチック材料としては、例えばアリルジグリコールカーボネート、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート、チオウレタン系樹脂及びエピスルフィド樹脂が例示される。このようなレンズ基材11において、この光学レンズ1aを用いて構成される眼鏡の外側となる面を一主面とし、この一主面上に上述したハードコート膜13〜撥水膜17、および透明パターン19aの各層が積層されている。
ハードコート膜13は、反射防止膜15の下地として用いられる膜であり、例えば有機珪素化合物を含む材料を用いて構成されている。このハードコート膜13は、上述したプラスチック材料の屈折率に近い屈折率である。具体的には、ハードコート膜13の屈折率(nD)は1.49〜1.70程度であり、レンズ基材11の素材に応じて膜構成が選択される。
反射防止膜15は、屈折率の異なる材料膜を積層させた多層構造を有し、干渉作用によって光の反射を防止する膜である。このような反射防止膜15は、一例として低屈折率膜15aと高屈折率膜15bとを交互に積層してなる多層構造が挙げられる。低屈折率膜15aは、例えば屈折率1.43〜1.47程度の二酸化珪素(SiO2)からなる。また高屈折率膜15bは、低屈折率膜15aよりも高い屈折率を有する材料からなり、例えば酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化イットリウム(Y2O3)、さらには酸化アルミニウム(Al2O3)等の金属酸化物を、適宜の割合で用いて構成される。
高屈折率膜15bの膜厚が各屈折率に応じて設定されている膜構成が挙げられる。
撥水膜17は、例えばフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物からなる。この撥水膜17は、反射防止膜15と合わせて反射防止機能を奏するように設定された膜厚を有している。
透明パターン19aは、例えば装飾用の模様、ロゴマーク、または文字等として設けられたものであって、光透過性を有する材料で構成された島状パターンとして構成されている。本第1実施形態で用いられる透明パターン19aは、例えば可視光に対して光透過性を有していれば良いが、特には透明パターン19aを挟んで配置される各層の屈折率よりも高い屈折率を有することが好ましい。またこの透明パターン19aの膜厚は、透明パターン19aを構成する材料の屈折率と、撥水膜17側から見た場合の透明パターン19aに対して求められる視認性とによって、適宜に調整される。尚、透明パターン19aは、異なる材料層を積層させたものであっても良い。
図2〜4は、上述した構成を有する第1実施形態の光学レンズの製造手順を示す製造工程図である。以下にこれらの図に基づいて、第1実施形態の光学レンズを眼鏡用に適用する場合の製造手順を説明する。
先ず、図2Aに示すように、レンズ基材11を用意する。このレンズ基材11は、光学レンズを用いて構成する眼鏡のオーダー(仕様)に応じた光学処方やシェイプ形状(外形形状)を基に選択されたレンズ基材11であり、必要に応じて研磨が施されたものである。このようなレンズ基材11は、一例として眼鏡用単焦点レンズが挙げられる。
次に、図2Bに示すように、オーダーに応じて作成された光学レンズに関する三次元の外形形状Fのデータと、レンズ基材11において点マークM1〜M3で示される光学座標とから、レンズ基材11において外形形状Fの中心(フレーム中心)F.Cとなる位置を検出する。
その後、図2Cに示すように、光学中心O.Cとフレーム中心F.Cとの関係から、レンズ基材11に対して、レンズ領域の外形形状Fを確定する。そして、光学座標を示す点マークM1〜M3に基づいて、レンズ基材11上に外形形状Fの基準となる基準マークm1〜m4を形成する。これらの基準マークm1〜m4は、上下左右を識別可能であり、さらに好ましくは眼鏡の右側レンズであるか左側レンズであるかを識別可能なデザインで構成されることとする。例えば、左右を示す基準マークm2、m4を、眼鏡の中央に向く矢印として形成する。
以上のようにして基準マークm1〜m4を形成した後、図3Aの平面図、および図3Bの断面図(図3Aのa−a’断面に相当)に示すように、レンズ基材11上にハードコート膜13を成膜する。ハードコート膜13の成膜は、例えば有機珪素化合物を溶解させた溶液を用いた浸漬法によって成膜する。
次に図4Aに示すように、マスキング層21の上方から透明材料膜19の成膜を行う。ここでは、蒸着法によって、例えば酸化タンタル(Ta2O5)からなる屈折率2.05〜2.15の透明材料膜19を、予め設定された膜厚(例えば10nm)で成膜する。この成膜においては、イオンアシスト蒸着を行うことにより、膜質および密着性良好に透明材料膜19を成膜することが好ましい。
次いで図4Bに示すように、ハードコート膜13上からマスキング層21を除去する処理を行い、マスキング層21と共にこの上部の透明材料膜19を選択的に除去する。ここでは、例えばマスキング層21を溶解する溶剤(エタノールやアセトン)を用いたウェット処理により、マスキング層21の除去を行う。これにより、マスキング層21の開口パターン21a内に成膜された透明材料膜19部分のみを、ハードコート膜13を介してレンズ基材11上に残し、残された透明材料膜19部分を透明パターン19aとしてレンズ基材11上に形成する。このようにして形成された透明パターン19aは、マスキング層21に形成した開口パターン21aと同一の位置に形成された同一形状のものとなる。
次に図4Cに示すように、透明パターン19aが形成されたハードコート膜13上に、低屈折率膜15aと高屈折率膜15bとを交互に積層成膜した多層構造の反射防止膜15を成膜し、さらに反射防止膜15上に撥水膜17を成膜する。反射防止膜15の成膜は、イオンアシスト蒸着を適用して行うことにより、下層側の低屈折率膜15a-1から順に、低屈折率膜15a-7までの各層を、各組成および各膜厚で成膜する。
以上の後には、先の図1Aおよび図1Bに示したように、撥水膜17までが成膜された
レンズ基材11を、レンズ基材11に対して確定された外形形状Fにシェイプカットする。この際、図3Aを参照し、レンズ基材11における外形形状Fの外側に形成した基準マークm1〜m4に基づいて位置合わせされた所定位置に加工用治具を吸着させ、レンズ基材11を加工用治具に固定する。この状態で、シェイプカット加工機を用い、基準マークm1〜m4に基づいて位置合わせされた外形形状Fに、レンズ基材11をシェイプカットし、その後加工用治具を取り外して光学レンズ1aを完成させる。その後は、外観検査を経て光学レンズ1aを出荷する。
以上説明した第1実施形態の構成を有する光学レンズ1aは、多層構造の反射防止膜15に対して透明パターン19aを積層させたことにより、透明パターン19aの配置部分とそれ以外の部分とで、反射防止膜15側から光学レンズ1aに入射した光の光反射特性が異なるものとなる。これにより、撥水膜17を介して反射防止膜15側から光学レンズ1aを見た場合には、反射防止膜15における反射防止機能が維持され、かつ上述した光反射特性の違いとして透明パターン19aを容易に視認することができる。一方、この光学レンズ1aを眼鏡用とし、眼鏡の装着者側となる反射防止膜15および撥水膜17とは反対側の至近距離から光学レンズ1aを見た場合、透明パターン19aが容易に視認されることはない。
<第2実施形態の光学レンズの構成>
図5は、第2実施形態の光学レンズの構成を説明するための平面図(図5A)と、当該平面図におけるa−a’断面図(図5B)である。これらの図に示す第2実施形態の光学レンズ1bが、第1実施形態の光学レンズ(1a)と異なるところは、例えば装飾用の模様、ロゴマーク、または文字等として設けられた透明パターン19bが、開口部hを有する抜きパターンとして構成されているところにあり、他の構成は第1実施形態と同様である。
以上のような構成の第2実施形態の光学レンズ1bの製造方法は、第1実施形態と同様である。ただし、図3を用いて説明したマスキング層21の形成においては、パターンを反転させたマスキング層を、インクジェット法の適用によって形成すれば良い。
このような第2実施形態の光学レンズ1bであっても、第1実施形態の光学レンズの構成と同様の構成で、ハードコート膜13と反射防止膜15の低屈折率膜15a-1との間に、透明パターン19bを積層させている。これにより、第1実施形態と同様に、この光学レンズ1bを用いることにより、装着者の視界を違和感なく確保することが可能でありながらも、外側から視認可能な透明パターン19bを例えば装飾用の模様、ロゴマーク、または文字等として備えることでデザイン性に優れた眼鏡を構成することが可能になると共に、透明パターン19bを設けたことによって多層構造の反射防止膜15を成膜する際のプロセスの連続性が阻害されることもない。さらに透明パターン19bが、これを挟んで配置されているハードコート膜13と反射防止膜15の低屈折率膜15a-1よりも高い屈折率を有する場合であれば、第1実施形態で説明したと同様に、透明パターン19bが薄膜の単層構造であっても、反射防止膜15側から光学レンズ1bを見た場合の透明パターン19bの視認性の向上を図ることができる。
<第3実施形態の光学レンズの構成>
図6は、第3実施形態の光学レンズの構成を説明するための平面図(図6A)と、当該平面図におけるa−a’断面図(図6B)である。これらの図に示す第3実施形態の光学レンズ1cが、他の実施形態の光学レンズ(1a,1b)と異なるところは、例えば装飾用の模様、ロゴマーク、または文字等を構成する島状の透明パターン29c(処理パターン)が、反射防止膜15の上部に積層して設けられているところにあり、他の構成は第1実施形態と同様である。
図7および図8は、上述した構成を有する第3実施形態の光学レンズの製造手順を示す製造工程図である。以下にこれらの図面に基づいて、第3実施形態の光学レンズを眼鏡用に適用する場合の製造手順の特徴部を説明する。
先ず予め、第1実施形態において図2A〜図2Cを用いて説明した手順と同様にして、レンズ基材11の一主面側に、ここでの図示を省略した基準マーク(m1〜m4)を形成しておく。その後、先ずこのレンズ基材11の一主面上にハードコート膜13を成膜し、次いでハードコート膜13表面の濡れ性を確保するための改質処理を行った後、多層構造の反射防止膜15を成膜する。
次に図7Bに示すように、反射防止膜15における低屈折率膜15a-7の上部に、第1実施形態と同様のインクジェット法を適用してマスキング層21を形成する。ここで形成するマスキング層21は、第1実施形態と同様であり、レンズ基材11の一主面側に確定したレンズの外形形状を全体的に覆うと共に、光学レンズに形成する透明パターンに対応する開口パターン21aを備えている。またこのインクジェット法において用いるインクは、第1実施形態と同様であって、例えば硬化後にエタノールやアセトンに溶解して除去することが可能なUVキュアインクを用いる。
次いで図8Aに示すように、マスキング層21の上方から透明材料膜29の成膜を行う。ここでは、蒸着法によって、二酸化珪素(SiO2)からなる屈折率1.43〜1.47の透明材料膜29を、予め設定された膜厚(例えば10nm)で成膜する。この成膜においては、必要に応じてイオンアシスト蒸着を行うことにより、膜質および密着性良好に透明材料膜29の成膜を行う。
その後、図8Bに示すように、反射防止膜15上からマスキング層21を除去する処理を行い、マスキング層21と共にこの上部の透明材料膜29を選択的に除去する。ここでは、例えばマスキング層21を構成するインクを溶解する溶剤(エタノールやアセトン)を用いたウェット処理により、マスキング層21を除去し、マスキング層21と共に上部の透明材料膜29の選択的な除去を行う。これにより、マスキング層21の開口パターン21a内に成膜された透明材料膜29部分のみを、ハードコート膜13および反射防止膜15を介してレンズ基材11上に残し、残された透明材料膜29部分を透明パターン29cとしてレンズ基材11上に形成する。このようにして形成された透明パターン29cは、マスキング層21に形成した開口パターン21aと同一の位置に同一形状で形成されたものとなる。
以上の後には、先の図6に示したように、透明パターン29cを覆う状態で、反射防止膜15上に撥水膜17を成膜する。次いで、撥水膜17までが成膜されたレンズ基材11を、レンズ基材11に対して確定された外形形状Fにシェイプカットする。この際、第1実施形態で説明した手順と同様に、レンズ基材11における外形形状Fの外側に形成した基準マークm1〜m4に基づいて位置合わせされた外形形状Fに、レンズ基材11をシェイプカットする。
このような第3実施形態の光学レンズ1cであっても、他の実施形態の光学レンズの構成と同様に、多層構造の反射防止膜15に対して透明パターン29cを積層させている。これにより、他の実施形態と同様に、この光学レンズ1cを用いることにより、装着者の視界を違和感なく確保することが可能でありながらも、外側から視認可能な透明パターン29cを装飾用の模様、ロゴマーク、または文字等として備えることでデザイン性に優れた眼鏡を構成することが可能になる。
Claims (2)
- レンズ基材と、
屈折率の異なる材料膜を積層させた構成を有し前記レンズ基材の一主面側を覆って配置された反射防止膜と、
前記反射防止膜の層間、当該反射防止膜の上部または下部の何れかに設けられた光透過性材料からなる透明パターンとを備え、
前記レンズ基材の一主面側から前記透明パターンが視認される
光学レンズ。 - 前記透明パターンは、当該透明パターンを挟んで配置される各層の屈折率よりも高い屈折率を有する
請求項1に記載の光学レンズ。
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