JP2017054139A - メガネ用部材、メガネおよびメガネ用部材の製造方法 - Google Patents

メガネ用部材、メガネおよびメガネ用部材の製造方法 Download PDF

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Tatsuya Sato
達弥 佐藤
和宏 浦
Kazuhiro Ura
和宏 浦
康昭 梅澤
Yasuaki Umezawa
康昭 梅澤
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Abstract

【課題】右目領域と左目領域が分離し、フレームなしでは扱いにくいという問題点を解消したメガネ用部材を提供する。【解決手段】メガネ用部材であって、一の吸収軸を有し、使用者の使用状態において、使用者の右目の前面に位置する右目領域および左目の前面に位置する左目領域に配された偏光板と、偏光板に積層され、右目領域112において偏光を変調する第1光学軸を有するとともに、左目領域114において偏光を変調する、第1光学軸とは異なる方向の第2光学軸を有し、右目領域112と左目領域114とが一体的に形成されている偏光変調層とを備える。【選択図】図2

Description

本発明は、メガネ用部材、メガネおよびメガネ用部材の製造方法に関する。
使用者の右目の前面に位置する右目領域と、左目の前面に位置する左目領域と、で異なる光学軸を有する立体画像用のメガネがある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2012−220853号公報
しかしながら、上記メガネにおいては右目領域と左目領域が分離しているので、フレームなしでは扱いにくい、という課題があった。
本発明の第1の態様においては、メガネ用部材であって、一の吸収軸を有し、使用者の使用状態において、使用者の右目の前面に位置する右目領域および左目の前面に位置する左目領域に配された偏光板と、偏光板に積層され、右目領域において偏光を変調する第1光学軸を有するとともに、左目領域において偏光を変調する、第1光学軸とは異なる方向の第2光学軸を有し、右目領域と左目領域とが一体的に形成されている偏光変調層とを備える。
本発明の第2の態様においては、メガネ用部材の製造方法であって、一の吸収軸を有する偏光板に、偏光を変調する第1光学軸を有する第1領域と、偏光を変調する、第1光学軸とは異なる方向の第2光学軸を有する第2領域とが一体的に形成された偏光変調層を積層した積層板を形成する工程と、使用者の使用状態において、第1領域が使用者の右目に位置し、第2領域が使用者の左目に位置する形状に、積層板を一体的に切り抜く工程とを備える。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本実施形態に係るメガネ100の斜視図である。 メガネ本体110の展開図である。 メガネ本体110の分解斜視図である。 メガネ本体110の断面図である。 偏光変調層140を製造する製造装置10の全体構成図である。 マスク38の平面図である。 メガネ本体110を製造する工程を説明する概略図である。 メガネ本体110の他の例を示す。 メガネ本体110のさらに他の例を示す。 メガネ本体110のさらに他の例を示す。 メガネ本体110のさらに他の例を示す。 メガネ本体110のさらに他の例を示す。 メガネ本体110を製造する他の工程を説明する概略図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本実施形態に係るメガネ100の斜視図である。メガネ100は、入射光の偏光を変調して透過するメガネ本体110と、当該メガネ本体110を保持するフレーム160とを備える。
図2は、メガネ本体110の展開図である。メガネ本体110は、使用者の使用状態において、使用者の右目の前面に位置する右目領域112と、左目の前面に位置する左目領域114とにまたがって、一体的に形成されている。図2のメガネ本体110は左右対称の外形を有する。これに代えて、凸部、切欠き等によって一部に非対称な形状を設けてもよい。左右で非対称な形状とするとで、表裏面の区別を容易につけることができる。
図3はメガネ本体110の分解斜視図であり、図4はメガネ本体110の断面図である。図3においては簡略化のため外形を四角形で示した。図3の紙面奥側および図4の上側が使用状態における使用者に近い側である。メガネ本体110は、偏光板120と、偏光変調層140と、それらを積層する粘着層130とを有する。
偏光板120は、右目領域112および左目領域114にまたがって一体的に形成される。偏光板120は全体として一つの吸収軸を有する。図3に示す例において、吸収軸は使用状態において水平に対して90°をなす方向、すなわち鉛直方向に配される。偏光板120は、一の吸収軸を有する偏光層126と、当該偏光層126を挟む一対の保護層124、128とを有する。
偏光層126は、例えばポリビニルアルコールにより形成される。偏光層126は吸収軸に平行な偏光を吸収するとともに、吸収軸に直交する偏光を透過する。偏光層126の厚さの一例は、40μmである。
保護層124、128は、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムによって構成することができる。TACフィルムは、富士写真フィルム社製のフジタックT80SZ及びTD80UL等を挙げることができる。また、保護層124、128は、シクロオレフィン系のフィルムを含む、等方性材料によって構成してもよい。シクロオレフィン系フィルムとして、シクロオレフィンポリマー(=COP)や、シクロオレフィンポリマーの共重合体であるシクロオレフィンコポリマー(=COC)を使用することができる。COPフィルムとして、日本ゼオン社製のゼオノアフィルムZF14を挙げることができる。シクロオレフィン系フィルムを使用する場合は、脆弱性の観点から高靭性タイプのフィルムを使用することが好ましい。
保護層124、128は光学的に等方で透明である。保護層124、128の厚さの一例は80μmである。保護層124の図4における上面にはさらに、ハードコート層、反射防止層を形成してもよい。
偏光変調層140は偏光板120と同形であって、右目領域112および左目領域114にまたがって一体的に形成される。偏光変調層140は右目領域112に第1光学軸を有し、左目領域114には第1光学軸とは異なる方向の第2光学軸を有する。図3の例において、第1光学軸は鉛直方向に対して−45°をなしており、第2光学軸は+45°をなしている。従って、第1光学軸と第2光学軸とのなす角は90°である。偏光変調層140の一例は、λ/4位相差層である。この場合に第1光学軸および第2光学軸は遅相軸である。偏光変調層140は、ベース146と、当該ベース146上に配された配向膜148、152と、液晶層150、154とを有する。
ベース146は、偏光板120の保護層124、128と同様の材料から形成されてもよいし、光学的に等方性を有する他の材料から形成されてもよい。ベース146の厚さの一例は80μmである。なお、ベース146の図4における下面にはさらに、ハードコート層、反射防止層を形成してもよい。
配向膜148は、ベース146の右目領域112上に形成されている。一方、配向膜152は、ベース146の左目領域114上に形成されている。配向膜148と配向膜152とは境界で接しており、連続的につながっている。配向膜148、152の厚さの一例は0.1μmである。
配向膜148、152は、公知の光配向性化合物を適用できる。光配向性化合物は、紫外線等の直線偏光が照射されると、その直線偏光の偏光方向に高分子が規則的に配向される材料である。更に、光配向性化合物は、自己の上に形成された液晶層150、154の高分子を自己の配向に沿って並ばせる機能を有する。光配向性化合物の例として、光分解型、光二量化型、光異性化型等の化合物をあげることができる。配向膜148の高分子は、第1光学軸に対応した方向に配向している。配向膜152の高分子は、第2光学軸に対応した方向に配向している。
液晶層150は、配向膜148上に形成される。液晶層150は、紫外線または加熱等によって硬化可能な液晶ポリマーによって構成することができる。液晶層150の高分子は、配向膜148の高分子の配向に沿って配向される。
一方、液晶層154は、配向膜152上に形成される。液晶層154は、紫外線または加熱等によって硬化可能な液晶ポリマーによって構成することができる。液晶層154の高分子は、配向膜152の高分子の配向に沿って配向される。
液晶層150と液晶層154とは境界で接しており、連続的につながっている。液晶層150、154の厚さの一例は1〜2μmである。液晶層150、154は、円偏光を直線偏光に変調して透過する。
上記構成により、メガネ100は立体画像観賞用に用いられる。すなわち、立体画像表示装置から右目用画像と左目用画像とが互いに反対周りの円偏光が出力された場合に、右目領域112で右目用画像を透過するとともに左目用画像を遮断する。一方、左目領域114で左目用画像を透過するとともに右目用画像を遮断する。
図5は、偏光変調層140を製造する製造装置10の全体構成図である。図5に矢印で示す上下を製造装置10の上下方向とする。上流及び下流は、搬送方向における上流及び下流とする。搬送方向は、偏光変調層140の長手方向と同方向であって、幅方向と直交する。
製造装置10は、送り出しロール12と、配向膜塗布部14と、配向膜乾燥部16と、露光部18と、液晶層塗布部20と、液晶層配向部22と、液晶層硬化部24と、セパレートフィルム供給部26と、巻き取りロール28とを備える。
送り出しロール12は、搬送経路の最も上流側に配置されている。送り出しロール12の外周には、ベース146が巻かれている。ベース146は、切り出されるメガネ本体110の左右方向の最大幅に切り代を加えた幅、例えば200mm程度の幅を有する。
送り出しロール12は、回転可能に支持されている。これにより、送り出しロール12は、ベース146を送り出し可能に保持できる。送り出しロール12は、モータ等の駆動機構によって回転可能に構成してもよく、巻き取りロール28の回転に伴って、従動可能に構成してもよい。あるいは、搬送経路の途中にベース146を駆動させる機構を設けてもよい。
配向膜塗布部14は、送り出しロール12の下流側であって、露光部18の上流側に配置されている。配向膜塗布部14は、搬送されるベース146の搬送経路の上方に配置されている。配向膜塗布部14は、ベース146の上面に、露光材料の一例である液状の配向膜148、152を供給して塗布する。この状態では配向膜148と配向膜152とは区別なく、ベース146の上面に配されている。
配向膜乾燥部16は、配向膜塗布部14の下流側に配置されている。配向膜乾燥部16は、加熱、光照射、または送風等によって、内部を通過するベース146上に塗布された配向膜148、152を乾燥させる。
露光部18は、配向膜乾燥部16の下流側に配置されている。露光部18は、上流側エア吐出部32と、第1偏光光源34と、第2偏光光源35と、マスク38と、マスク保持部40と、下流側エア吐出部42と、一対の上流側張力ロール44及び下流側張力ロール46とを有する。
上流側張力ロール44及び下流側張力ロール46は、下方を搬送されるベース146に合わせて回転する。また、上流側エア吐出部32及び下流側エア吐出部42は、ベース146に下向きのエアを吹き付けて、搬送中のベース146を下方へと押圧する。
第1偏光光源34は、図3の第1光学軸に対応した直線偏光である第1偏光を出力する。露光部18は、第1偏光光源34から出力された第1偏光を、マスク38を介して、ベース146上に塗布された配向膜148に照射する。
第2偏光光源35は、第1偏光光源34よりも下流側に設けられる。第2偏光光源35は、図3の第2光学軸に対応した直線偏光である第2偏光を出力する。露光部18は、第2偏光光源35から出力された第2偏光を、マスク38を介して、ベース146上に塗布された配向膜152に照射する。
これにより、露光部18は、配向膜148、152の高分子を配向させて、パターンを形成する。第1偏光光源34および第2偏光光源35から出力される偏光の一例は、280nmから340nmの波長の紫外線である。
液晶層塗布部20は、露光部18の下流側に配置されている。液晶層塗布部20は、ベース146の搬送経路の上方に配置されている。液晶層塗布部20は、ベース146に形成された配向膜148、152上に液晶層150、154を供給して、塗布する。この状態では液晶層150と液晶層154とは区別なく、ベース146の上面に配されている。
液晶層配向部22は、液晶層塗布部20の下流側に配置されている。液晶層配向部22は、加熱、光照射、または、送風等によって、内部を通過する配向膜148、152上に形成された液晶層150、154の高分子を、対応する配向膜148、152の高分子の配向方向に沿ってそれぞれ配向させつつ、乾燥させる。
液晶層硬化部24は、液晶層配向部22の下流側に配置されている。液晶層硬化部24は、紫外線を照射することにより液晶層150、154を硬化させる。これにより、配向膜148、152の高分子の配向に沿って配向された液晶層150、154の高分子の配向が、固定される。これにより偏光変調層140が製造される。
セパレートフィルム供給部26は、液晶層硬化部24と巻き取りロール28との間に配置されている。セパレートフィルム供給部26は、偏光変調層140の液晶層150、154上にセパレートフィルム92を供給して、貼り合わせる。セパレートフィルム92は、巻き取られたベース146間の離脱を容易にする。尚、セパレートフィルム供給部26は、省略してもよい。
巻き取りロール28は、液晶層硬化部24の下流側であって、搬送経路の最も下流側に配置されている。巻き取りロール28は、回転駆動可能に支持されている。巻き取りロール28は、配向膜148、152及び液晶層150、154が形成されてパターニングされた偏光変調層140を巻き取る。
図6は、マスク38の平面図である。マスク38は、矩形の板状に形成されている。マスク38は、石英ガラス等の材料に遮光層58を設けることにより形成される。遮光層58は、第1偏光光源34および第2偏光光源35からの偏光を遮蔽可能な材料、例えばクロムからなる。遮光層58には、第1透過領域62及び第2透過領域66として機能する開口が形成されている。第2透過領域66は、第1透過領域62よりも搬送方向の下流側に配置されている。
第1透過領域62は、第1偏光光源34とベース146との間に配置されている。第1透過領域62は、ベース146の幅方向の一端側から中央まで延在し、少なくとも第1偏光を透過する。これにより、第1偏光光源34から出力された第1偏光が、第1透過領域62を透過して、ベース146に形成された配向膜148を露光する。
第2透過領域66は、第2偏光光源35とベース146との間に配置されている。第2透過領域66は、ベース146の幅方向の他端側から中央まで延在し、少なくとも第2偏光を透過する。これにより、第2偏光光源35から出力された第2偏光が、第2透過領域66を透過して、ベース146に形成された配向膜152に照射される。
第1透過領域62および第2透過領域66は、幅方向の中央側の端部が互いに揃っている。よって、第1偏光で形成される配向膜148と第2偏光で形成される配向膜152とは連続的につながっている。
なお、第1透過領域62を、第1偏光のみを透過可能な偏光板で構成してもよい。また、第2透過領域66を、第2偏光のみを透過可能な偏光板で構成してもよい。この場合、一つの偏光光源が両方の領域に対して非偏光を出力してもよい。さらに他の例として、第1透過領域62および第2透過領域66のいずれか一方を、ベース146の幅方向全体に渡って開口させてもよい。
図7は、メガネ本体110を製造する工程を説明する概略図である。偏光板120は長手方向に平行な吸収軸を有するものを準備し、上面に粘着層130を塗布する。さらに、図5および図6で形成された偏光変調層140を準備し、セパレートフィルムを剥離して偏光板120上に配する。さらにこれらを一対のローラ94、96で挟むことにより長尺状の積層体116を形成する。
積層体116を図2に示す形状に切り抜いて、メガネ本体110が形成される。この場合に、メガネ本体110の左右方向の中央が右目領域112と左目領域114との境界となるように切り抜く。当該切り抜きは、型により積層板を打ち抜くことで実行されてもよい。
以上、本実施形態によれば、左右のメガネ本体が一体なので、使用者の利便性が向上する。また、左右それぞれのメガネ本体を別々に作らなくてもよいので、製造の工程を簡略化することができる。また、フレームへ組み付けるときに左右の間違いが生じないので、メガネの製造の作業性を向上させることができる。
図8は、メガネ本体110の他の例を示す。図8のメガネ本体110は、偏光板170および偏光変調層171の光学軸以外は、図1から図3のメガネ本体110と同様である。以下、光学軸について説明する。偏光板170において吸収軸は水平方向に対して45°をなす。偏光変調層171の右目領域の光学軸は鉛直方向に対して0°をなし、左目領域の光学軸は鉛直方向に対して90°をなす。
図9は、メガネ本体110のさらに他の例を示す。図9のメガネ本体110は、偏光変調層172以外は、図1から図3のメガネ本体110と同様である。以下、偏光変調層172について説明する。
偏光変調層172は、λ/2位相差層をなす。さらに、偏光変調層172の右目領域の光学軸は鉛直方向に対して−22.5°をなし、左目領域の光学軸は鉛直方向に対して22.5°をなす。従って、これらの光学軸間のなす角は45°である。これにより、図9のメガネ本体110は、右目用画像および左目用画像が互いに直交する直線偏光を有している立体画像に対して用いられる。
図10は、メガネ本体110のさらに他の例を示す。図10のメガネ本体110は、偏光変調層173の光学軸以外は、図10のメガネ本体110と同様である。以下、偏光変調層173の光学軸について説明する。偏光変調層173の右目領域の光学軸は鉛直方向に対して−67.5°をなし、左目領域の光学軸は鉛直方向に対して67.5°をなす。従って、これらの光学軸間のなす角は135°である。これにより、図10のメガネ本体110は、右目用画像および左目用画像が互いに直交する直線偏光を有している立体画像に対して用いられる。
図11は、メガネ本体110のさらに他の例を示す。図11のメガネ本体110は、偏光板174の吸収軸以外は、図9のメガネ本体110と同様である。以下、偏光板174の吸収軸について説明する。偏光板174の吸収軸は水平方向に対して0°をなす。
図12は、メガネ本体110のさらに他の例を示す。図12のメガネ本体110は、偏光板174の吸収軸以外は、図10のメガネ本体110と同様である。偏光板174の吸収軸は水平方向に対して0°をなす。
なお、メガネ本体110の積層の構造は図4に示すものに限られない。他の例として、使用者に近い方から、保護層124、偏光層126、保護層128、粘着層130、ベース146、配向膜148、152、液晶層150、154の順になるように積層されてもよい。さらに他の例として、図4に示す構造の保護層128を省略して、偏光変調層140を積層してもよい。さらに他の例として、保護層128上に配向膜148、152を成膜させ、その上に液晶層150、154を設けてもよい。また、上記実施形態においては、偏光変調層140の右目領域112と左目領域114とが接している。これに代えて、偏光変調層140の右目領域112と左目領域114とが一体的であれば、右目領域112と左目領域114との間に非配向領域等の他の領域が介されていてもよい。
図13は、メガネ本体110を製造する他の工程を説明する概略図である。図13の偏光板120は、図7の偏光板120の2倍の幅を有する。
図13の偏光変調層140は、右目領域112と左目領域114との組を幅方向に2つ有する。当該偏光変調層140は、図6のマスク38に代えて、第1透過領域62が幅方向において第2透過領域の一つを跨いで二つあり、第2透過領域66が第1透過領域の一つを跨いで二つあるマスクで露光されることにより製造される。
上記偏光板120の上面に粘着層130が塗布されてローラ94、96で偏光変調層140と貼り合わされることにより、積層体116が形成される。当該積層体116の幅方向について、図2に示す形状を2つ切り抜くことにより、メガネ本体110が二つ形成される。さらに、図13に示す形態に代えて、偏光変調層140において右目領域112と左目領域114とが幅方向に3回以上繰り返し配され、幅方向について3個以上、メガネ本体110が切り抜かれてもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10 製造装置 、12 送り出しロール、14 配向膜塗布部、16 配向膜乾燥部、18 露光部、20 液晶層塗布部、22 液晶層配向部、24 液晶層硬化部、26 セパレートフィルム供給部、28 巻き取りロール、32 上流側エア吐出部、34 第1偏光光源、35 第2偏光光源、38 マスク、40 マスク保持部、42 下流側エア吐出部、44 上流側張力ロール、46 下流側張力ロール、58 遮光層、62 第1透過領域、66 第2透過領域、92 セパレートフィルム、94 ローラ、96 ローラ、100 メガネ、110 メガネ本体、112 右目領域、114 左目領域、116 積層体、120 偏光板、124 保護層、126 偏光層、128 保護層、130 粘着層、140 偏光変調層、146 ベース、148 配向膜、150 液晶層、152 配向膜、154 液晶層、160 フレーム、170 偏光板、171 偏光変調層、172 偏光変調層、173 偏光変調層、174 偏光板

Claims (7)

  1. 一の吸収軸を有し、使用者の使用状態において、前記使用者の右目の前面に位置する右目領域および左目の前面に位置する左目領域に配された偏光板と、
    前記偏光板に積層され、前記右目領域において偏光を変調する第1光学軸を有するとともに、前記左目領域において偏光を変調する、前記第1光学軸とは異なる方向の第2光学軸を有し、前記右目領域と前記左目領域とが一体的に形成されている偏光変調層と
    を備え、
    前記偏光板は、偏光層と、前記偏光層を挟む一対の保護層とを有し、
    前記偏光変調層は、ベースと、前記ベース上に配された配向膜と、前記配向膜上に形成された液晶層とを有し、
    前記偏光板と前記偏光変調層とは、前記一対の保護層の一方と前記液晶層とが向かい合うように粘着層を介して積層され、
    前記右目領域と前記左目領域とで少なくとも一部で非対称な形状を有し、
    前記偏光板は、前記右目領域と前記左目領域とにまたがって一体的に形成されており、
    前記一の吸収軸は前記使用状態における鉛直方向に配され、
    フレームへの装着時にフレームの側面まで延在するメガネ用部材。
  2. 前記偏光変調層はλ/4位相差層であって、前記第1光学軸と前記第2光学軸とのなす角は90°である請求項1に記載のメガネ用部材。
  3. 前記偏光変調層はλ/2位相差層であって、前記第1光学軸と前記第2光学軸とのなす角は45°または135°である請求項1に記載のメガネ用部材。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載のメガネ用部材と、
    前記メガネ用部材を保持するフレームと
    を備えるメガネ。
  5. 偏光層と、前記偏光層を挟む一対の保護層とを有し、一の吸収軸を有する偏光板をロールから引き出し、ベースと、前記ベース上に配された配向膜と、前記配向膜上に形成された液晶層とを有し、偏光を変調する第1光学軸を有する第1領域と、偏光を変調する、前記第1光学軸とは異なる方向の第2光学軸を有する第2領域とが一体的に形成された偏光変調層をロールから引き出し、粘着層を介して、前記偏光板と前記偏光変調層とを、前記一対の保護層の一方と前記液晶層とが向かい合うように互いに長手方向に平行に積層した積層板を形成する工程と、
    使用者の使用状態において、前記第1領域が前記使用者の右目に位置し、前記第2領域が前記使用者の左目に位置する形状に、前記積層板を一体的に切り抜く工程と
    を備え、
    前記積層板は長尺状であって、前記一の吸収軸は前記積層板の長手方向に平行であるメガネ用部材の製造方法。
  6. 前記偏光変調層において、前記第1領域と前記第2領域は前記長手方向に直交する方向に繰り返し配され、
    前記切り抜く工程において、前記長手方向に直交する方向に複数個切り抜かれる請求項5に記載のメガネ用部材の製造方法。
  7. 第1の偏光を照射して高分子を配向させることにより、前記第1領域を形成する工程と、
    前記第1の偏光とは異なる方向の第2の偏光を照射して高分子を配向させることにより、前記第2領域を形成する工程と
    をさらに備える請求項5または6に記載のメガネ用部材の製造方法。
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