JP2016538597A - 青色エッジフィルタ光学レンズ - Google Patents
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Abstract
Description
IBW=Sin−1[(nh−nl)/(nh+nl)]、又は、単に低い屈折率を仮定してIBW≒(nh−nl)/(nh+nl)。
PET及びcoPMMAの275交互層を有するフィルムは、共押出されて、スペクトルの紫色領域の狭いが高反射性3次高調波帯域を与えるために、約0.5のf比及び狭い層厚み範囲で配向された。フィルムの透過スペクトルを、図4にプロットする。この帯域のFWHMは、約31nmである。長波長帯域端(LWBE)の5T%〜70T%の移行は、6nm幅である。弱い2次反射帯域は、積層体のいくつかの層ペアにおいてf比=0.50の条件から小さい偏差の理由によって、600nm付近で見える。398nm〜418nmの平均透過率は0.1パーセントであり(平均透過率=0.001が底値0.1%)、400〜420nmの平均透過率は0.6%である。このフィルタのシャープな帯域端は、任意の顕著な黄色着色をフィルムに加えずに、紫色光の99%超の遮断を可能にする。
化学放射線からのより多くの保護を提供するために、実施例1の反射帯域を広げて、スペクトルの紫色部分を越える光のより長い波長を遮断できる。430、435又は440nmに対する遮断領域の拡張は、黄斑変性からの眼の保護を高める。スペクトルを、積層体の層厚み特性の勾配を増大させることによって広げることができる、又は、共押出すること若しくは第1の積層体に別に形成された積層体を積層することのいずれかによって、追加の層を積層体に加えること、若しくは第2の別個の積層体を加えることが可能である。2つの異なる多層ポリマ反射体積層体の共押出は、2010年5月7日出願の米国特許公開第2011/0272849号、名称「Feedblock for Manufacturing Multilayer Polymeric Films」に記載される装置を使用して、達成できる。図5のスペクトルプロットは、実施例1のスペクトル(紫色の反射体)及び440nm付近のLWBEを有する第2のフィルムのスペクトル(青色の反射体)を示す。形成された第2のフィルムは、実施例1に記載するのと同じ方法であり、PETとcoPMMAの223交互層を有する。この第2の青色反射フィルタは、420〜446nmの1%の平均透過率を有する。445nmの透過率は2%であり、454nmでの透過率は52%であり、このように適度にシャープな帯域端を提供する。この端の位置は、フィルム形成中、流延成形ホイールの速度又はポリマ樹脂の押出速度を調整することによって、調整され得る。
黄色光の狭帯域反射体が、対象物及び画像の色を強化する眼鏡に有用であることがわかった。275層の多層積層体が上述及び実施例1と同じ方法が形成されて、図6に示される約35nmのFWHMを有する580nm付近を中心とした3次反射帯域(564nm〜599nm)を提供する。シャープな帯域端は、35nmのFWHM値と比較して、幅24nmの底値1%を得る、568〜592nmで1%未満の平均透過率を有する、非常に良好な遮断帯域を可能にする。短及び長周波帯域端の50%透過率値は、底値1%の各端の4nm〜7nm内にある。49nmの最大90%(FW90M)のFWHM及び全幅の狭い値の理由から、眼鏡でそれ自体が使用されている際、ごくわずかな緑色光又は赤色光を反射又は遮断して、強化された色視を提供する。この場合最大90%は、空気の最大T%が約88%であるので、約79%の空気中の測定透過率に近い。このフィルタだけで、青色の対象物及び画像はより明るい青色であるように見えて、赤色の対象物及び画像はより明るく、より濃い赤色であるように見える。大部分の黄色に着色された対象物は、大部分の黄色染料及び色素が約500〜700nmの光を透過するので、色はわずかに変わるだけだった。弱い4次反射帯域は450nm付近で見えるが、これは実質的な着色効果を生じなかった。
575nm付近を中心とした5次高調波反射帯域及び425nm付近のLWBEを備える7次反射帯域を有する、赤外線反射体のコンピュータモデル化スペクトル(モデル化MOF T曲線)が、図7にプロットされている。モデル化したものは、上述のとおり配向されたPET及びcoPMMAの223交互層の積層体を想定した。赤外線積層体のf比は0.5で設定されて、それによって、PETとcoPMMAの分散の屈折率が異なることに起因して小さな6次高調波が出現した。f比は調整されて、6次反射ピークを減らすことができる。410nmより短い波長は、赤方偏移UVAなどの染料で吸収することが可能である。プロットした染料スペクトルは、「UV遮断剤」、赤方偏移ベンゾトリアゾールと標示されるUVAである。それは米国特許第6,974,850号で参照されて、具体的には、ベンゾトリアゾール2−(2−ヒドロキシ−3−α−クミル−5−t−オクチルフェニル)−5−トリフルオロメチルベンゾトリアゾールである。それは、Ciba Specialty Chemicals製である。405nm付近を中心とする小さな漏出は、異なる染料の使用又はこの染料のより大きな添加によって減少することができる。プロットした染料及びフィルタスペクトルが乗算されて、これらの吸収及び反射構成要素のすべての透過率をもたらすとき、406nmのピーク透過率は6.1%である。
眼鏡産業において、例えば認識した大気の曇りの減少を求めるパイロット及びスポーツマン用、又は眼内のよりシャープな焦点用以外で、黄色に着色したレンズは通常使用されない。このような黄色レンズは通常、青色光のほとんど又はすべてを遮断して、対象物及び画像の良好な色知覚にとって望ましくない。400〜440nmのみなど、より短い青色光波長だけを遮断することは、光源に依存する望ましくない黄色の外観も生じ得る。染料が所与の染料量でレンズバルクに混合されるとき、黄色相の大きさ及び端カットオフ波長(例えば1T%の波長)は、レンズ厚みに依存する。レンズは多くの厚みをもたらし、その結果種々のカットオフ波長が生じて、これがレンズ供給者の課題になり得る。更に縁部で見るとき、通常の眼鏡レンズの端から端が約5cmの経路長の理由から、レンズは非常に濃い黄色のように見えることがある。レンズ上の、又は、ポリマシート若しくはポリマ干渉フィルタなどの別個の基材上の薄層を染料でコーティングすることは、縁部で黄色レンズを見ることの後者の課題を除去する。垂直入射と比較して斜め入射角で見るとき、多層干渉青色反射体も黄色にならない。縁部から見るとき、青色反射多層帯は、レンズに色を付与しない。したがって、コーティングされた染色層とより長い波長遮断干渉フィルタの組み合わせは、レンズバルク内で混合される染料のみを使用して、青色光の同一量を遮断することと比較して、青色光の一部を遮断するという理由から、レンズの不必要な呈色を減らす。黄色染料の存在により、最も濃い青色光がすべての入射角で遮断されることが確実になる。このように、薄い色素層と干渉反射体の組み合わせを有する、レンズの青色遮断機能を提供する正当な理由が存在する。厚さ0.5mm未満、及び好ましくは厚さ0.25又は0.1mm未満のフィルム又はコーティング層に組み込まれる場合、色素層は薄いと考えられる。例えば、染料は、厚さ0.25mmのポリカーボネート層に、又は下記の実施例9の厚さ25マイクロメートルの接着剤層に組み込まれることができる。これらの実施例の多層ポリマ干渉フィルムは、厚さ約0.1mmである。
各次反射帯域が実施例5の色素層に関連して使用されることができ、ただしそれらは比較的シャープな帯域端を有する。多層積層体(青色反射体)の透過率データが、図9にプロットされる。特にそれは、440nm付近のLWBEを備えた5次高調波帯域を有する積層体である。この積層体は、実施例3と同じ方法で形成された。3次反射帯を可視範囲の端の外に、及び5次帯域を青色領域の中に移動するため、実施例3のフィルム設計は単純により厚くなった。実施例3の黄色反射体がこの構造に加えられて、より良好なホワイトバランスを透過光に提供できる。HW Sands Coporation製の黄色染料(SDB 7040)のデータ(黄色染料)が適合されて、5次帯域が実施例5にプロットされる3次帯域より狭いとき、青色遮断をより長い波長に移動するため、より高い濃度を示す。
実施例5及び6のような色バランスのために、別個の黄色干渉フィルタ積層体を加える代わりに、多層積層体の青色反射帯域を作成する同じ積層体で、黄色反射帯域を作成することが可能である。図10にプロットされる反射体スペクトル(青色及び黄色反射帯域)は、0.835のf比を有する、PETとco−PMMAの275層積層体のために算出された。1次帯域は、1700nm付近を中心とする。厚み値が調整されて、4次反射帯域のLWBEが440nm付近になり、440nmで低透過率を提供するシャープな帯域端が備わる。450nmの本帯域端の透過率は63%であり、440nmの透過率は0.01%である。3次反射帯域は、575nm付近を中心として、29nmのFWHMを有する。4次高調波の長波長帯域端が、450nmの62T%と共に、わずか4nmの5T%〜80T%に移行する。430nm付近のわずかな漏出が好ましくない場合、わずかにより長い波長黄色染料(黄色染料)が使用され得る。
440nm付近の帯域端が前の実施例ほどシャープでなく、より短い波長の青色光が漏出する場合であっても、染料を単独で、最高440nmまでの紫色光及び青色光を遮断するために用いることができる。しかしその構造は、より単純である。上述のように、この染料は、実施例3の黄色反射体などのポリマ端干渉フィルタなどのポリマ基材上の薄いコーティングに組み込むことができ、又はレンズ構造の他の薄いポリマ層の1つに組み込むことができる。実施例5の染料(黄色染料)のスペクトルは、実施例3の黄色反射体のスペクトル(黄色反射体)と共に、図11にプロットされる。標準的な色彩理論の方法を用いて、黄色反射体は、最適な色バランスを提供するように製造されることが可能である。一般に550〜620nmの間の波長帯内の光を反射する。最適な範囲は、560〜600nmの間である。黄色反射帯域内の正確な帯域幅及び透過率は、眼鏡の所望の色透過率に依存する。
狭帯域多層反射体1010は、反射帯域が550nm付近を中心にするように、層が薄くなる以外、実施例3と同一に作成された。フィルムは、約90マイクロメートル厚であった。前記フィルムは、フィルム作成過程終了時の巻き取り直前で積層される、柔らかいポリ「粘着」ライナで生じた。このフィルタをポリカーボネートレンズ100へ取り込むことは、以下の方法で達成された。
Claims (26)
- 光学レンズであって、
湾曲ポリマ基材と、
前記湾曲ポリマ基材に配置されるポリマ干渉フィルタと、を含み、
前記光学レンズが、約400nm又はそれ未満の短波長帯域端及び420〜440nmの範囲の長波長帯域端を有する青色光帯域に対して2%未満の平均光透過率を有しており、前記長波長帯域端より10nm又はそれよりも長い波長を有する青色光を実質的に透過する、光学レンズ。 - 前記ポリマ干渉フィルタが、400〜440nmの範囲のすべての青色光の少なくとも99%を反射して、450nm超のすべての青色光の少なくとも50%を透過する、請求項1に記載の光学レンズ。
- UV及び紫色光吸収材料を更に含む、請求項1に記載の光学レンズ。
- 前記ポリマ干渉フィルタが、415〜440nmのすべての青色光の少なくとも99%を反射して、450nm超のすべての青色光の少なくとも70%を透過する、請求項3に記載の光学レンズ。
- 前記ポリマ干渉フィルタと前記湾曲ポリマ基材の間に配置される黄色光吸収材料を更に含む、請求項1に記載の光学レンズ。
- 前記光学レンズが、幅(FWHM)40nm未満である560〜600の範囲内の光の第2の帯域を遮断する、請求項1に記載の光学レンズ。
- 前記湾曲ポリマ基材を前記ポリマエッジフィルタに固定する接着材層を更に含み、前記湾曲ポリマ基材が球状に湾曲している、請求項1に記載の光学レンズ。
- 前記光学レンズが、300nm〜440nmの青色光帯域に対して1%未満の平均光透過率を有し、450nm超のすべての青色光の少なくとも70%を透過する、請求項1に記載の光学レンズ。
- 第2の湾曲ポリマ基材を更に含み、前記ポリマ干渉フィルタが前記ポリマ基材を前記第2のポリマ基材から分離する、請求項1に記載の光学レンズ。
- 請求項1に記載の光学レンズを含む眼鏡。
- 光学レンズであって、
湾曲ポリマ基材と、
前記湾曲ポリマ基材に配置されるポリマ干渉フィルタと、を含み、
前記光学レンズが、400nm〜420nmの青色光帯域に対して2%未満の平均光透過率を有し、430nm超の青色光を実質的に透過する、光学レンズ。 - 前記ポリマ干渉フィルタが、430nm超の可視光の少なくとも70%を透過する、請求項11に記載の光学レンズ。
- UV吸収材料を更に含む、請求項11に記載の光学レンズ。
- 前記光学レンズが、300nm〜420nmの青色光帯域に対して1%未満の平均光透過率を有し、430nm超のすべての可視光の少なくとも70%を透過する、請求項13に記載の光学レンズ。
- 請求項11に記載の光学レンズを含む眼鏡。
- 光学レンズであって、
湾曲ポリマ基材と、
前記湾曲ポリマ基材に配置される多層光学赤外線反射フィルムと、を含み、該多層光学赤外線反射フィルムが、400〜440nmの範囲の青色光帯域を反射して、実質的に450nm超の青色光を透過する高次高調波を有する、光学レンズ。 - UV吸収材料を更に含む、請求項16に記載の光学レンズ。
- 紫色光吸収材料を更に含む、請求項17に記載の光学レンズ。
- 前記光学レンズが、幅(FWHM)40nm未満である560〜600の範囲内の光の第2の帯域を遮断する、請求項16に記載の光学レンズ。
- 前記多層光学赤外線反射フィルムが、40nm未満のFWHMを有する黄色光の帯域を反射し、及び、該FWHM値の1/2超である幅を有する黄色光の前記反射帯域の底値1%を反射する、請求項16に記載の光学レンズ。
- 前記光学レンズが、400nm〜440nmの青色光帯域に対して2%未満の平均光透過率を有し、450nm超の青色光を実質的に透過する、請求項16に記載の光学レンズ。
- 光学レンズであって、
球状に湾曲したポリマ基材と、
前記球状に湾曲したポリマ基材に配置されるポリマ帯域消去フィルタと、を含み、該ポリマ帯域消去フィルタが、40nm未満のFWHMを有する黄色光の帯域を反射し、及び、該FWHM値の1/2超である幅を有する黄色光の前記反射帯域の底値1%を反射する、光学レンズ。 - 黄色光の前記反射帯域が560〜600nmの範囲にあり、25nm超である幅を有する底帯域内の光の前記底値1%である、請求項22に記載の光学レンズ。
- 黄色光の前記反射帯域が530〜570nmの範囲にあり、25nm超である幅を有する底帯域内の光の前記底値1%である、請求項22に記載の光学レンズ。
- 第2の球状に湾曲したポリマ基材を更に含み、前記ポリマエッジフィルタが前記球状に湾曲したポリマ基材を該第2の球状に湾曲したポリマ基材から分離する、請求項22に記載の光学レンズ。
- 光学レンズであって、
球状に湾曲したポリマ基材と、
前記球状に湾曲したポリマ基材に配置されるポリマ干渉フィルタと、を含み、該ポリマ干渉フィルタが、40nm未満のFWHMを有する可視光の帯域を反射し、及び、該FWHM値の1/2超である幅を有する可視光の前記反射帯域の底値1%を反射する、光学レンズ。
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