JP5152597B2 - 眼用光学構造物 - Google Patents

Description

この発明は、眼鏡、スキー用ゴーグル、乗り物用ゴーグル、遮光ゴーグル、防災面、遮光面等の眼用光学構造物に関するものである。

眼用光学構造物には、ダブルレンズやトリプルレンズで構成され、外レンズの前面に無機膜加工（例えばミラー加工、反射防止膜加工等）して成るものがある。

しかしながら、上記無機膜は、(1) 飛来物、拭きキズ、転倒時の外的接触、(2) 雪や雨等の水分に直接曝される、(3) 紫外線に直接さらされる、という外的要因により剥離する恐れがある。

上記問題を解決する一手段として、無機膜の表面にフッ素やシリコン等の摩擦力の低い物質をコーティングすることにより、傷、水分の侵入の低減する方法が知られているが、フッ素やシリコンコーティングは剥離し易くその効果は半永久的というものでもない。

特開昭６１−２３３７０１公報

そこで、この発明では、外的要因により無機膜がレンズから剥離しにくい眼用光学構造物を提供することを課題とする。

（請求項１記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、外レンズと内レンズとを平行に対置し、前記外・内レンズ相互の周縁又はその近傍を全周シールして外・内レンズ相互間に空室を形成して成る眼用光学構造物において、前記空室を構成する外レンズの後面側と内レンズの前面側のうち内レンズの前面側に無機膜を形成してミラー加工を施してあり、前記外レンズはカラーレンズであり、前記内レンズの前面側に形成される無機膜は金属膜であり、前記外・内レンズは、それぞれ中央部が両端部よりも突出する凸形状に形成されている。

「外・内レンズ」
レンズは、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリアミド系、アクリル系、環状オレフィン系、繊維基系、ポリスルフォン系、ポリフェニレンスルフィッド系、塩化ビニル系、ポリスチレン系の樹脂等と、それらの透明アロイ樹脂等により構成でき、また、ウレタン系、ポリエポキシ系、アクリル系、アリル系等の熱硬化性樹脂より構成できる。なお、強靱性からすると、ポリカーボネート系熱可塑性樹脂とウレタン系熱硬化性樹脂が好ましい。

レンズの厚みは、強度及び加工性を考慮すると、厚みは０．３〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜７ｍｍである。

「全周シール」
外・内レンズ相互の周縁又はその近傍を全周シールするのは、外・内レンズ相互間にできる空室内に、水が侵入しないように密閉するためである。

「無機膜」
無機膜は、金属、珪素を含む金属酸化物、珪素を含む金属窒化物などの薄膜である。通常は、真空蒸着法、スパッター法等の高度の真空化で形成する１層当たり０．５ｍｍ以下の薄膜である。打ち抜く前のレンズ、或いは打ち抜いた後のレンズ、曲げる前のレンズ、或いは曲げた後のレンズに付与する。

無機膜が、空室を構成するレンズ面側に設けられるのは、水の接触による剥離や、手の接触による磨耗やエッチングを受けにくくして、レンズの本来の性能や美観を損なわないようにするためである。

ここで、従来は外レンズの前面側に無機膜を蒸着加工し、場合によって無機膜の剥離を防止するためシリコン又はフッ素コーティングを施しているが、前記コーティング面には印刷加工ができないという欠点がある。しかしこの発明では、無機膜は外レンズの後面側と内レンズの前面側のうち少なくとも一方に形成するものであるから、無機膜の剥離を防止するという観点からは外レンズの前面側にシリコン又はフッ素コーティングを施す必要が全くなくなり、外レンズの前面側に印刷加工ができることになる。

「金属膜」
金属膜は、明るい側から見るとメタル光沢膜（ミラー膜）になり、暗い方から見ると半透明膜になるので、遮光性能上好ましい光学加工方法である。

この発明では、金属膜は内レンズの前面側に形成してあるから、水分での剥離や、手等との接触による磨耗やエッチングを受けることがなくなるので、本来の性能や美観を損なわないことになる。レンズに付けられる金属膜は通常、真空蒸着法やスパッター法で、金、銀、クロム、ニッケル、錫、アルミニウムなどである。

一般に、レンズ形状に打ち抜く前、或いは打ち抜いた後の基材に、例えば真空蒸着機により金属膜を付けるが、ハードコート膜等他の機能膜の上に金属膜の上に金属膜を付与することもある。

「レンズが凸形状の場合」
特に、平板状のレンズに金属膜を付与してから曲げる方法をとる場合、金属膜を内側にして曲げると、金属膜にシワが寄ったり、剥離しやすいため、金属膜を外側にして曲げる場合は内レンズの前面側（凸面側）に付与することが好ましい。

外レンズはハードコート液に浸漬し、両面がハードコート処理されている場合は、ハードコートされた外レンズの凹面側に反射防止膜を付与することがある。

（請求項２記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、上記請求項１記載の発明に関し、外レンズと内レンズのうち、少なくとも外レンズに紫外線吸収機能又は紫外線反射機能を有するものとしてある。

「紫外線吸収機能又は紫外線反射機能」
波長４００ｎｍ以下の紫外光をほぼ１００％カットすることが好ましい。レンズを吸収する樹脂の中に、紫外線吸収剤を配合する方法、色素を配合する方法、外レンズの前面側に、紫外線を反射する無機膜を付与する等の方法、及びこれらの組み合わせるもできる。

（請求項３記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、上記請求項１又は２記載の発明に関し、外レンズの前面側にハードコートを施してある。

「ハードコート膜」
ハードコート膜は、一番外傷を受けやすい外レンズの前面側に付与するのが好ましい。ハードコート膜の素材はアクリル系やシラン系があるが、一般的には得られる表面硬度や塗布のしやすさなどから、シラン系化合物の加水分解物とシリカゾルなど無機ゾル粒子を主成分にするものが好ましい。

ハードコート膜を付与する方法としては、フィルム状或いは平板状のシートの片面にロールコータ等でハードコート液を塗布し、硬化する片面ハードコート膜の付与方法と、平板状レンズ或いは曲げたレンズの状態でハードコート液に浸漬し、硬化する両面ハードコート膜の付与方法がある。外レンズの前面側のハードコート膜に、フッ素系或いはシリコーン系等の撥水、撥油処理を行うと、水滴や雪、氷が付着しにくく、かつ手垢や油汚れを簡単にふき取れるようになる。撥水、撥油処理剤はフッ素系シラン化合物を真空蒸着法或いは浸漬法でハードコート膜の上に付与するのが、耐久性から好ましい。

（請求項４記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の発明に関し、内レンズの後面側に防曇膜を設けてある。

眼の方と対向する内レンズの後面側が、水分によって曇りやすいが、防曇膜により前記曇りが阻止される。

「防曇膜」
防曇膜は親水性ポリマーや界面活性剤が主成分になる。フィルム状或いは平板状のシートの片面にロールコータ等で防曇液を片面塗布するか、レンズの状態で防曇液に浸漬し、両面塗布する方法がある。防曇膜と金属膜の密着性がわるい場合は、内レンズの前面側に金属膜を付与した後に防曇膜を付与する方が好ましいことがある。

（請求項５記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の発明に関し、全周シールは、止水性緩衝材により行われている。

「止水性緩衝材」
止水性緩衝材は、弾性力と可撓性、及び耐水性を有する樹脂により構成されている。耐水性とは、水に溶けたり膨潤したり、水を通したりしない性質をいう。

止水性緩衝材は、天然ゴム系、合成ゴム系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスルフォン系、ポリフェニレンスルフィッド系、塩化ビニル系、ポリスチレン系、繊維素系等と、それらのポリマーアロイ樹脂で構成される。なお、いずれも独立気泡を含んでいてもよいが、独立気泡を含む場合はポリオレフィン系、或いはポリウレタン系樹脂が、弾力性と可撓性、および耐水性において特に好ましい。

止水性緩衝材の厚さは、０．４〜１０ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍとしてある。このような厚さに設定してあるのは、０．４ｍｍ以下では外レンズと内レンズが接触する可能性が高くなり、１０ｍｍを超えると、眼用光学曲面構造物の厚みが大きくなり見栄えを損なう傾向があるからである。

レンズへの止水性緩衝材の接着は、適度の耐水性のある樹脂用接着剤を緩衝材とレンズの間に塗布し、接着するか、適度の耐水性のある両面粘着テープまたはシートを緩衝材とレンズの間に用いて接着する。

（請求項６記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の発明に関し、外レンズ又は／及び内レンズ又は／及び止水性緩衝材に気圧調整孔を設け、空室の内圧と外気圧に差が生じないようにしてある。

「気圧調整孔」
気圧調整孔は、空室が、気圧の変動で膨れたり、縮んだりすることを防ぐために、空室の内圧を外圧と同じにするものである。外レンズと内レンズ、緩衝材の少なくともいずれかに、直径０．１〜５ｍｍ程度の孔を開けるようにして構成される。気圧調整孔は直径０．１ｍｍでは効果が弱く、５ｍｍ以上では見栄えが悪い。

（請求項７記載の発明）
この発明の眼用光学構造物は、上記請求項６記載の発明に関し、気圧調整孔を、通気性を有する防水フィルターで塞いでいる。

「防水フィルター」
防水フィルターは、気圧調整孔から空室内に水、雪、氷が侵入せず且つ、室内の内圧と外圧とを同じにするため通気性を有するものとしている。このような性質をもつものとしては、ゴアテックス（登録商標）と呼ばれるフッ素樹脂の延伸膜やポリウレタン膜等がある。それらの膜をラミネートあるいは塗布した布をフィルターとして空気調整孔の上に貼付する。

防水フィルターのレンズへの貼付には、耐水性のある両面粘着テープまたはシートを用いる方法が簡便である。その場合、空気調整孔の部分には、両面粘着テープまたはシートの粘着剤が位置しないようにする。

この発明の眼用光学構造物によると、外的要因により無機膜がレンズから剥離しにくいものとなる。

この発明の実施例の眼用光学構造物であるダブルレンズ式のスキー用ゴーグルの外観斜視図。 前記ゴーグルの上面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 前記ゴーグルを構成する防水フィルターが貼着された部分を縦に断面した断面図。 前記ゴーグルに使用されているゴーグルレンズを内レンズから見た図。

以下にこの発明の眼用光学構造物を実施するための最良の形態としての実施例について詳細に説明する。

図１はこの発明の実施例の眼用光学構造物であるダブルレンズ式のスキー用ゴーグルの外観斜視図、図２はは前記ゴーグルの上面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は前記ゴーグルを構成する防水フィルターが貼着された部分の縦断面図、図５は前記ゴーグルに使用されているゴーグルレンズを内レンズ側から見た図である。

（このスキー用ゴーグルの基本構成について）
このスキー用ゴーグルＧは、図１や図２に示すように、ゴーグル枠１と、グル枠１に連結された伸縮弾性バンド２と、ゴーグル枠１に着脱自在に嵌着されたゴーグルレンズ３と、ゴーグルレンズ３に付設された防水フィルター４とを具備している。

以下に、このスキー用ゴーグルＧの各構成について詳述する。

（ゴーグル枠１について）
ゴーグル枠１は弾性合成樹脂、ゴム等の軟質材から成り、図１や図３に示すように、レンズ嵌込縁１０と、顔面当座１１と、前記レンズ嵌込縁１０と顔面当座１１とを連絡する周壁部１２とから成り、レンズ嵌込縁１０にはゴーグルレンズ３が着脱自在に嵌め込まれている。

顔面当座１１には、図２や図３に示すように、その左右部分に伸縮弾性ゴムバンド２を連結するための連結部１１ａが穿孔されており、また、顔面との密接を良好なものとするためのスポンジ、モントプレーン等の密接用材１１ｂが貼着されている。

周壁部１２には、図１や図３に示すように、その上下部構成壁及び左右部構成壁に孔を設けてベンチレーション１２ａを形成してあり、前記ベンチレーション１２ａを厚みが薄いスポンジ板Ｓ１等により閉蓋するようにしてある。なお、ベンチレーション部１２ａをスポンジ板Ｓ１等により閉蓋してあるのは空気以外の雪やゴミがゴーグル内部に侵入しないようにするためである。

（伸縮弾性バンド２について）
伸縮弾性バンド２は、図１に示すように、バンド主体２０，２０は伸縮自在に構成したものを使用しており、上記連結部１１ａ，１１ａに取り付けたバンド主体２０，２０相互をバックル２１を介して連結できるようにしてある。

（ゴーグルレンズ３について）
ゴーグルレンズ３は、図３や図５に示すように、透明性のある樹脂から成る
二枚の外・内レンズ３０，３１と、前記外・内レンズ３０，３１のうち隣り合うレンズの周縁を全周シールすべく設けられた止水性緩衝材３３とから構成されており、前記止水性緩衝材３３とこれらを挟み込むレンズとを両面テープにより接着してある。ここで、このゴーグルレンズ３では、外・内レンズ３０，３１相互間距離をそれぞれ２ｍｍに設定してあり、外・内レンズ３０，３１相互間側に形成される空室Ｒを断熱層としてある。また、これら外・内レンズ３０，３１はそれぞれ０．６ｍｍ程度に設定してあり、中央部が両端部よりも突出する凸形状に形成されている。

外レンズ３０は、図３や図５に示すように、上縁部近傍部分にベンチレーション部３ａを構成する孔３０ａを形成してあり、その外周縁をレンズ嵌込縁１０への嵌り込み部分としてある。

内レンズ３１は、図３や図５に示すように、上記外レンズ３０と比べて一回り小さい形状としてあると共に、その上縁部近傍部分にベンチレーション部３ａを構成する孔３１ａを形成してある。

ここで、上記外レンズ３０には紫外線がほぼカットされるように紫外線吸収機能又は紫外線反射機能を持たせてあり、その前面側にハードコート８を施してある。

また、内レンズ３１には、その前面側に銀やクロム等の金属膜５（無機膜）を形成してあり、これにより、明るい側から見るとミラー膜となり、暗い側から見ると半透明となるようにしてある。そして、前記内レンズ３１の後面側には防曇膜７を形成してある。

上記した孔３０ａ，３１ａに相当する外レンズ３０と内レンズ３１との間にはスポンジ板Ｓ２を挟み込ませてある。理由はスポンジ板Ｓ１を施した場合と同様である。

また、このゴーグルレンズ３では、図４や図５に示すように、内レンズ３１における視界から外れた外縁付近に気圧調整孔ｈを形成してあり、図４に示すように気圧調整孔ｈを防水フィルター４で塞いである。

（防水フィルター４について）
防水フィルター４としては、水分の通過を阻止し且つ空気の通過を許容する撥水性通気シートを採用してある。なお、この撥水性通気シートは、ナイロン布等の通気性を持ったシート状の通気性基材に、連続気孔性多孔室材、例えば４フッ化エチレン樹脂繊維層を貼着したものである。この４フッ化エチレン樹脂繊維層は、延伸されて非常に強靱でしなやかな細かい繊維構造のもので、多くの連続気孔を有すると共に強い撥水性を持っており、その平均孔径０．２〜５．０μｍ，気孔率２５〜９５％、空気流量０．１〜３０００（４８８ｉｎＨ₂ Ｏ）ｃｃ／ｓｉｎ／ｉｎ² としてある。

したがって、滑降等により外部気圧が変化した場合、防水フィルター４を介してゴーグルレンズ３内外の圧力が平衡状態になるので、外・内レンズ３０，３１は何ら変形することはなく、視界の歪みを防止できる。

また、外部気圧が上昇した場合においては、撥水性通気シートを介して気圧調整孔ｈ１より外部空気を吸い込むこととなるが、上記の構成の撥水性通気シートを採用していることから、外部空気に多量の水分が含まれていた場合、或いは通気性基材の前面に雪等が付着していても、ゴーグルレンズ３の内部への水分の侵入は阻止される。したがって、圧力平衡用の気圧調整孔ｈ１があるにもかかわらず、ゴーグルレンズ３内での曇りの発生を防止できる。

（このゴーグルの優れた効果について）
(1) 無機膜である金属膜５は内レンズ３１の前面側に形成されている。つまり、飛来物、拭きキズ、転倒時の外的接触という外的接触が生じる外レンズ３０の前面には無機膜は存在しない。したがって、このゴーグルによれば、無機膜が前記外的要因により剥離することはない。
(2) 外レンズ３０には紫外線がほぼカットされるように紫外線吸収機能又は紫外線反射機能を持たせてあるため、内レンズ３１の前面側に形成された無機膜である金属膜５には、紫外線があたらないものとなる。したがって、このゴーグルによれば、無機膜が前記外的要因により剥離することはない。
(3) 上述した如く無機膜である金属膜５は内レンズ３１の前面側に形成されている。ここで、外レンズ３０後面側と内レンズ３１の前面側とにより構成される空室Ｒ内には、防水フィルター４の存在により雪や雨等の水分は侵入しないようになっている。したがって、このゴーグルによれば、無機膜が水分に直接曝されるようなことがないから、水分により無機膜が剥離するようなことがない。
(4) 外レンズ３０がカラーレンズである場合、当該外レンズ３０の後面側にミラー加工を施すとミラーの色目が変わってしまうが、このゴーグルの如く内レンズ３１の前面側にミラー加工を施した場合には、カラーレンズの色目は変わらない。

（実施例の変形例について）
ゴーグルとしての基本的構成は上記実施例と同じであるが、他の変形例を以下に説明する。
(1) 上記実施例の如く外レンズ３０後面側に無機膜である反射防止膜が形成することができる。この無機膜である反射防止膜においても外的要因により剥離しないことが明らかである。
(2) 実施例において外レンズ３０を紫外線吸収偏光レンズとすることができる。
(3) 上記実施例にかえて、無機膜である金属膜５を内レンズ３１の前面側ではなく外レンズ３０の後面側に形成するようにしてもよい。

Ｇ スキー用ゴーグル
ｈ１ 気圧調整孔
ｈ２ 気圧調整孔
Ｒ１ 前空室
Ｒ２ 後空室
Ｒ３ 空室
１ ゴーグル枠
２ 伸縮弾性バンド
３ ゴーグルレンズ
４ 防水フィルター
５ 金属膜
７ 防曇処理膜
８ ハードコート
３０ 外レンズ
３１ 内レンズ
３３ 止水性緩衝材
３４ 止水性緩衝材

Claims (7)

1. 外レンズと内レンズとを平行に対置し、前記外・内レンズ相互の周縁又はその近傍を全周シールして外・内レンズ相互間に空室を形成して成る眼用光学構造物において、前記空室を構成する外レンズの後面側と内レンズの前面側のうち内レンズの前面側に無機膜を形成してミラー加工を施してあり、前記外レンズはカラーレンズであり、前記内レンズの前面側に形成される無機膜は金属膜であり、前記外・内レンズは、それぞれ中央部が両端部よりも突出する凸形状に形成されていることを特徴とする眼用光学構造物。
2. 外レンズと内レンズのうち、少なくとも外レンズに紫外線吸収機能又は紫外線反射機能を有するものとしてあることを特徴とする請求項１記載の眼用光学構造物。
3. 外レンズの前面側にハードコートを施してあることを特徴とする請求項１又は２記載の眼用光学構造物。
4. 内レンズの後面側に防曇膜を設けてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の眼用光学構造物。
5. 全周シールは、止水性緩衝材により行われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の眼用光学構造物。
6. 外レンズ又は／及び内レンズ又は／及び止水性緩衝材に気圧調整孔を設け、空室の内圧と外気圧に差が生じないようにしてあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の眼用光学構造物。
7. 気圧調整孔を、通気性を有する防水フィルターで塞いでいることを特徴とする請求項６記載の眼用光学構造物。

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