JP5795675B2 - 眼鏡レンズ用光学部品、眼鏡レンズ用光学部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2012年2月17日に出願された特願2012−33167号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、目の健康に対して、可視光線の青色領域(380〜500nm)はエネルギーが強いため、網膜などの損傷の原因になると言われている。青色光による損傷を「ブルーライトハザード」といい、特に435〜440nm近辺が最も危険であり、この領域の光をカットすることが望ましいと言われている。
例えば、マイナス度数の眼鏡レンズにおいて、光が入射する表面の曲率は、装用時の顔側にあたる光が出て行く後面の曲率よりも小さい。そのため、装用時に後方から入射してくる光が表面で反射し、眼球付近に収束することからわずらわしく感じる。また、表面での室内灯などの反射像が大きく目立つことから、第三者から見て、外観に違和感を持つことがある。
このように特定の波長をカットする場合は、多層膜を付加する適切な面及び反射率を選定する必要がある。
また、本発明の一態様に係る光学部品の製造方法によれば、眩しさが低減され、見え易く、疲労、眼病予防にも効果的な光学特性を有した光学部品を提供することが可能となる。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
(1) 第一の実施形態
図1は、本発明の光学部品の第一の実施形態を模式的に示す側断面図であり、図1において符号1は眼鏡レンズ用の光学部品である。
この光学部品1は、プラスチック基材2と、プラスチック基材2の曲率の大きい方の面上に配設された無機多層膜3とを備える。本実施形態において、プラスチック基材の表面2aと後面2bのうち、後面2bが曲率の大きい方の面である。
また、プラスチック基材2の後面2bと無機多層膜3との間には、機能性薄膜4が配設されている。この機能性薄膜4は、本実施形態ではプライマー層5とハードコート層6とからなる。
また、本実施形態では、プラスチック基材2の屈折率(nd)としては、例えば1.50、1.60、1.67、及び1.74のうちから選択されたものが用いられる。なお、プラスチック基材2の屈折率を1.6以上にする場合、プラスチック基材2としては、アリルカーボネート系樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、及びチオウレタン系樹脂等を使用することができる。
プラスチック基材2の度数は、負の値とすることができる。このような基材における後面の曲率は、表面の曲率より大きい。
また、プラスチック基材2は透光性を有していれば透明でなくてもよく、着色されていてもよい。着色されたプラスチック基材2の透過率は、5〜85%とすることができる。
プライマー層5は、プラスチック基材2とハードコート層6との密着性を良好にするためのもので、密着層として機能する。また、光学部品1に対する衝撃を吸収するためのものでもあり、衝撃吸収層としても機能する。
なお、プライマー層5は、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、及び有機珪素系樹脂の少なくとも一種を含んでいてもよい。プライマー層5の厚み(実際の厚み)は、0.5μm以上1.0μm以下程度とすることができる。
プライマー層5の形成材料液としては、例えば水又はアルコール系の溶媒に、上記のプライマー層5となる樹脂と無機酸化物微粒子ゾルとを分散又は溶解し、混合した液を用いることができる。
ハードコート層6は、例えばオルガノシロキサン系ハードコート層からなっている。オルガノシロキサン系ハードコート層は、オルガノシロキサン系樹脂に無機酸化物の微粒子を分散させたものである。無機酸化物としては、例えばルチル型の酸化チタンや、ケイ素、錫、ジルコニウム、及びアンチモンの酸化物が用いられる。
また、ハードコート層6は、例えば特公平4−55615号公報に開示されているような、コロイド状シリカ含有の有機ケイ素系樹脂であってもよい。ハードコート層6の厚み(実際の厚み)は、2μm以上4μm以下程度とすることができる。
ハードコート層6の形成材料液としては、例えば水又はアルコール系の溶媒に、上記のハードコート層6となる樹脂と無機酸化物微粒子ゾルとを分散又は溶解し、混合した液を用いることができる。
したがって、プラスチック基材2の屈折率に応じて、機能性薄膜4の屈折率が調整される。機能性薄膜4(プライマー層5、ハードコート層6)の屈折率の調整は、機能性薄膜4の主成分となる樹脂の種類(物性)を選択すること、あるいは、その主成分となる樹脂に添加する微粒子の種類(物性)を選択すること等によって行うことができる。
また、機能性薄膜4の構成膜として、例えばITO(Indium Tin Oxide)などからなる誘電体膜や金属膜を、プライマー層5及びハードコート層6に加えて配設してもよい。
また、本実施形態において、無機多層膜を構成する高屈折率無機材料と低屈折率無機材料との間に、厚さ20nm以下の誘電体膜又は金属膜を配設してもよい。なお、誘電体膜又は金属膜の厚さは、10nm以下であってもよい。
この無機多層膜3は、本実施形態では380〜780nmの波長範囲における反射率最大値が3〜50%となるように設計されている。
反射率最大値が上記の範囲にあれば、眼鏡レンズとして使用した場合、充分な防眩効果等のフィルター機能が得られ、かつ良好な視認性を維持することができる。
この波長域における反射率最大値を3%未満に設定した場合、このような眼鏡をかけた者は、充分な防眩効果等のフィルター機能、疲労予防効果及び眼病予防効果が期待できないことがある。
一方、この波長域における反射率最大値を50%を超えて設定した場合、透過光量が低下し視認性が悪くなることがある。
反射率最大値は3〜35%とすることができ、3〜15%であることが好ましい。
また、本実施形態においては、多層膜として無機多層膜を用いているが、本発明の効果を損なわない限り、有機多層膜を用いてもよい。
このような反射防止膜を配設することにより、防眩効果等のフィルター機能及び視認性に一層の効果を有する眼鏡レンズを得ることができる。
さらには、ジルコニウム、チタン、タンタルの複数種からなる合金の酸化物によって形成することもできる。また、これら以外にも、例えば酸化アルミニウム(Al2O3)、二酸化イットリウム(Y2O3)、二酸化ハフニウム(HfO2)、Nb2O5(二酸化ニオブ)を用いることもできる。
また、機能性薄膜4(プライマー層5、ハードコート層6)が省略された場合においても、高屈折率層(ZrO2)とプラスチック基材2との密着性(密着力)のほうが、低屈折率層(SiO2)とプラスチック基材2との密着性(密着力)よりも大きいため、密着性についてより有利になる。
また、高屈折率層7については、前記したように第1層9、第2層10、第3層11の三層構造で形成することなく、上述した反射率についての条件を満たせば、二層、あるいは四層以上で構成することもできる。
この撥水撥油膜12は、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を主成分とするもので、撥液性(撥水性、撥油性)を有する。すなわち、この撥水撥油膜12は、光学部品の表面エネルギーを低下させ、水やけ防止、汚れ防止の機能を発揮するとともに、光学部品表面のすべり性能を向上させ、その結果として、耐擦傷性を向上させることができる。
フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物としては、下記一般式(1):
一般式(1)〜(5)で示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物としては、ダイキン工業株式会社製オプツール−DSX、オプツール−AES4などを用いることができる。また、一般式(6)で示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物としては、信越化学工業株式会社製KY−130、KY−164などを用いることができる。
図2は、本発明の光学部品の第二の実施形態を模式的に示す側断面図であり、図2において符号1’は眼鏡レンズ用の光学部品である。図2において、図1に示した光学部品1と同じ構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
この光学部品1’は、第一の実施形態の光学部品1の構造に加えて、プラスチック基材2の表面2a(曲率の小さい方の面)上に配設された無機多層膜3’を備える。本実施形態においては、プラスチック基材2の表面2aと後面2bのうち、後面2bが曲率の大きい方の面である。
また、プラスチック基材2の表面2aと無機多層膜3’との間には、機能性薄膜4が配設されている。この機能性薄膜4は、本実施形態ではプライマー層5とハードコート層6とからなっている。
本実施形態における第1層9’、 第2層10’、 第3層11’に用いられる無機材料としては、第一の実施形態における第1層9、 第2層10、第3層11に用いられる無機材料と同様のものが挙げられる。
高屈折率層7’については、第一の実施形態における高屈折率層7と同様に、三層構造で形成することなく、二層、あるいは四層以上で構成することもできる。
即ち、曲率の大きい方の面(後面2b)上に配設された無機多層膜3の反射率最大値は、曲率の小さい方の面(表面2a)上に配設された無機多層膜3’の反射率最大値よりも大きい。
また、プラスチック基材2の後面2b上に配設された無機多層膜3は、反射率最大値が4〜35%となるように設計され、4〜15%となるように設計されることが好ましい。
プラスチック基材2の表面2a上に配設された無機多層膜3’は、反射率最大値が3〜30%となるように設計され、3〜10%となるように設計されることが好ましい。
一例において、表面2aに設けられた多層膜3’(第1多層膜)は、380nm以上かつ780nm以内の波長範囲における平均反射率が3%以下にでき、後面2bに設けられた多層膜3(第2多層膜)は、415nm以上かつ780nm(又は750nm)以内の波長範囲のうち、極大値の反射率の波長(第1波長)を含む30nmの範囲における平均反射率が2%以上かつ13%以内にできる。
一例において、表面2aに設けられた多層膜3’(第1多層膜)は、380nm以上かつ780nm以内の波長範囲における平均反射率が3%未満にでき、後面2bに設けられた多層膜3(第2多層膜)は、380nm以上かつ500nm以内の波長範囲のうちの反射率が最大となる波長(第1波長)を含む30nmの範囲における平均反射率が3%以上かつ30%以内にできる。
また、多層膜3’(第1多層膜)は、380nm以上かつ780nm以内の波長範囲における平均反射率が1.5%未満であり、380nm以上かつ500nm以内の波長範囲における平均反射率が3%未満にできる。
また、曲率の大きい方の面(後面2b)上に配設された無機多層膜3の反射率最大値と、曲率の小さい方の面(表面2a)上に配設された無機多層膜3’の反射率最大値との差を2〜49%とすることができる。
表面の曲率半径が400mm未満の場合には、反射率最大値の差は、2〜10%であることが好ましく、表面の曲率半径が400mm以上1500mm未満の場合には、反射率最大値の差は、2〜15%であることが好ましく、表面の曲率半径が1500mm以上の場合には、反射率最大値の差は、5〜15%であることが好ましい。
一例において、415nm以上かつ780nm(又は750nm)以内の波長範囲のうち、極大値の反射率の波長(第1波長)における、多層膜(第1多層膜)3’の反射率と多層膜(第2多層膜)3の反射率との差が1%以上かつ10%以内にできる。
一例において、380nm以上かつ500nm以内の波長範囲のうちの反射率が最大となる波長(第1波長)における、多層膜(第1多層膜)3’の反射率と多層膜(第2多層膜)3の反射率との差が3%以上かつ41%以内にできる。
また、機能性薄膜4の構成膜として、例えばITO(Indium Tin Oxide)などからなる誘電体膜や金属膜を、前記プライマー層5及びハードコート層6に加えて配設してもよい。
また、本実施形態において、無機多層膜を構成する高屈折率無機材料と低屈折率無機材料との間に、厚さ20nm以下の誘電体膜又は金属膜を配設してもよい。なお、誘電体膜又は金属膜の厚さは、10nm以下であってもよい。
また、本実施形態においては、多層膜として無機多層膜を用いているが、本発明の効果を損なわない限り、有機多層膜を用いてもよい。
次に、光学部品1の製造方法に基づいて、本発明の光学部品の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の光学部品の製造方法は、プラスチック基材2に対して従来と同様の方法で機能性薄膜4(プライマー層5、ハードコート層6)を形成する工程と、プラスチック基材2を加熱する工程と、加熱によってプラスチック基材2を所定温度(例えば70℃)に調整した後、このプラスチック基材2上に無機多層膜3を形成する工程と、無機多層膜3上に撥水撥油膜12を形成する工程と、を備える。
また、蒸着装置30は、図示しない温調手段により、第1成膜室31、第2成膜室32、第3成膜室33のそれぞれの内部温度が調整可能である。
光源装置36から射出された電子が蒸着源35に照射されることによって、その蒸着源35から、無機多層膜3を形成するための材料(ガス)が放出される。
例えば、光源装置36が第1蒸着源35Aにビームを照射することにより、ZrO2の蒸気を第1蒸着源35Aから放出させ、保持部材34に保持されているプラスチック基材2上に供給し蒸着させる。これにより、無機多層膜3の高屈折率層7における第1層9と第3層11を形成することができる。
同様に、第2蒸着源35Bにビームを照射することにより、SiO2の蒸気を第2蒸着源35Bから放出させ、保持部材34に保持されているプラスチック基材2上に供給し蒸着させる。これにより、無機多層膜3の高屈折率層7における第2層10と、低屈折率層8を形成することができる。
ただし、本発明では、無機多層膜3を380〜780nmの波長範囲における反射率最大値が3〜50%となるように設計する。更に、曲率の小さい方の面(表面2a)は、反射防止膜が配設され、この反射防止膜は、380〜780nmの波長域において反射率が5.0%以下となるように設計される。
尚、第1蒸着源35Aとして酸化ジルコニウム(ZrO)からなる蒸着源を用い、第2チャンバ32の内部空間に酸素を導入しながら第1蒸着源35Aにビームを照射し、二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる高屈折率無機材料層を形成するようにしてもよい。
本実施形態においては、無機多層膜3を構成する高屈折率層7と低屈折率層8との間に、ITO等の誘電体膜を配設する際に、イオンビームアシストを施しながら成膜を行う。
なお、第2成膜室32内で無機多層膜3を構成する層のうち少なくとも一層を、イオンビームアシストを施しながら成膜を行えばよく、イオンビームアシストを施す対象は、誘電体膜に限定されない。
また、成膜装置30’はその内部がほぼ真空に減圧され、プラスチック基材2の周囲を真空雰囲気に保持できる。更に成膜装置30’には、ガスボンベ等の雰囲気ガス供給源が接続されていて、真空容器の内部を真空等の低圧状態で、かつ、酸素ガス、アルゴンガス、またはその他の不活性ガス雰囲気、あるいは、酸素を含む不活性ガス雰囲気にすることができる。
イオンガン装置は、ガスの原子または分子の一部をイオン化し、そのイオン化した粒子を引き出し電極で発生させた電界で制御してイオンビームを生成し、そのイオンビームを試料に照射する。
なお、成膜装置30’においては、蒸着源35’の構成粒子を叩き出すことができることが重要であるので、蒸着源35’に高周波コイル等で電圧を印加して蒸着源35’の構成粒子を叩き出し可能なように構成し、光源装置36を省略しても良い。
光源装置36から蒸着源35’に電子を照射すると、蒸着源35’の構成粒子が叩き出されて高屈折率層7上に飛来する。そして、高屈折率層7上に、蒸着源35’から叩き出した構成粒子を堆積させると同時に、イオンガン37からアルゴンイオンを照射する。
撥水撥油膜12の形成方法としては、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法などの湿式法、あるいは真空蒸着法などの乾式法がある。
湿式法の中では、ディッピング法が一般的であり、よく用いられる。この方法は、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を有機溶剤に溶解した液中に、無機多層膜3まで形成した光学部品を浸漬し、一定条件で引き上げ、乾燥させて成膜する方法である。
有機溶剤としては、パーフルオロヘキサン、パーフルオロ−4−メトキシブタン、パーフルオロ−4−エトキシブタン、メタキシレンヘキサフルオライドなどが使用される。
乾式法の中では、真空蒸着法がよく用いられる。この方法は、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を真空槽内で加熱して蒸発させ、撥水撥油膜12を形成する方法である。
また、光学部品の製造方法にあっては、このようなバランスのとれた優れた光学部品を確実に提供することができる。
ウレタン系合成樹脂基板上に、屈折率1.67のシリコン系ハードコート、及び屈折率1.67のプライマーコートを加熱硬化にて施し、以下に示すように真空蒸着法により成膜した。
尚、ウレタン系合成樹脂基板として、度数が−1.00D〜−6.00Dの範囲内にあり、表面の曲率半径が200mm〜1300mmの範囲内にあり、後面の曲率半径が100mm〜170mmの範囲内にあるものを使用した。
上述したように、ウレタン合成樹脂基板の度数は負であるため、各基板における後面の曲率半径は、表面の曲率半径より小さく、後面の曲率は、表面の曲率より大きいものとなっている。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.155λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.045λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.485λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.335λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.035λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.135λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.04λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.500λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.150λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.225λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.280λで積層した。尚、λは設計の中心波長で485nmとした。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.035λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.135λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.04λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.500λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.150λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.225λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.280λで積層した。尚、λは設計の中心波長で485nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.155λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.045λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.485λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.335λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
実施例1のレンズの後面及び比較例1のレンズの表面における分光特性図及び分光特性データを図5A、5Bに示し、実施例1のレンズの表面及び比較例1のレンズの後面における分光特性図及び分光特性データを図6A、6Bに示す。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.10λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.505λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.215λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.065λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.235λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.240λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.035λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.135λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.04λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.500λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.150λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.225λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.280λで積層した。尚、λは設計の中心波長で485nmとした。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.035λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.135λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.04λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.500λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.150λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.225λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.280λで積層した。尚、λは設計の中心波長で485nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.10λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.505λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.215λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.065λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.235λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.240λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
実施例2のレンズの後面及び比較例2のレンズの表面における分光特性図及び分光特性データを図7A、7Bに示し、実施例2のレンズの表面及び比較例2のレンズの後面における分光特性図及び分光特性データを図8A、8Bに示す。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.125λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.055λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.305λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.535λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.265λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.085λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.185λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.335λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.035λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.135λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.04λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.500λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.150λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.225λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.280λで積層した。尚、λは設計の中心波長で485nmとした。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.035λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.135λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.04λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.500λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.150λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.225λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.280λで積層した。尚、λは設計の中心波長で485nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.125λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.055λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.305λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.535λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.265λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.085λ、第7層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.185λ、第8層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.335λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
実施例3のレンズの後面及び比較例3のレンズの表面における分光特性図及び分光特性データを図9A、9Bに示し、実施例3のレンズの表面及び比較例3のレンズの後面における分光特性図及び分光特性データを図10A、10Bに示す。
(装用評価1:視認性、疲労感確認)
実施例1に沿って作製した光学部品を装備した眼鏡を装用し、パソコンによるデスクワーク時に装用し、比較例1に沿って作製した光学部品を装備した眼鏡との比較評価を行った。
評価時の条件及び、判定項目は以下の通りである。
モニタ人数 :12名
ディスプレイ:17インチ液晶ディスプレイ
作業時間 :1時間/日
装用期間 :1週間
判定項目 :1.表示文字等の見え易さ 2.疲労感
判定基準 :1.実施例が良い 2.同等 3.比較例が良い
判定基準の回答人数を集計し、装用評価1の結果を表2に示す。
実施例1〜3及び比較例1〜3に沿って作製した光学部品を装備した眼鏡を装用し、様々な環境下において入射光の影響の比較評価を行った。評価時の条件及び、判定項目は以下の通りである。
モニタ人数:12名
評価環境 :1.オフィス 2.日中電車内 3.夜間
装用期間 :1週間
判定項目 :1.天井灯の映りこみ 2.外光の映りこみ 3.街灯の映りこみ
判定基準 :1.実施例が良い 2.同等 3.比較例が良い
判定基準の回答人数を集計し、装用評価2の結果を表3に示す。
入射光によるわずらわしさについては、外光の映りこみによるわずらわしさは実施例1、実施例2、実施例3が良いと回答した人数が多いことから、後面(顔側の面)に380〜780nmの波長範囲における反射率の最大値が3〜50%の多層膜を配設することにより入射光によるわずらわしさがなく、視認性が向上することが確認された。
合成樹脂基板上に、屈折率1.67のシリコン系ハードコートを加熱硬化にて施し、以下に示すように真空蒸着法により成膜した。
尚、ウレタン系合成樹脂基板として、実験1と同様に、度数が−1.00D〜−6.00Dの範囲内にあり、表面の曲率半径が200mm〜1300mmの範囲内にあり、後面の曲率半径が100mm〜170mmの範囲内にあるものを使用した。ウレタン合成樹脂基板の度数は負であるため、各基板における後面の曲率半径は、表面の曲率半径より小さく、後面の曲率は、表面の曲率より大きいものとなっている。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.135λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.085λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.20λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.055λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.19λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.35λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.11λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.09λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.22λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.20λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.33λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
後面(顔側):レンズを真空槽内に設けられた回転するドームにセットし、真空槽内の温度を70度に加熱し、圧力が1.0×10−3Paになるまで排気し、加速電圧500V、加速電流100mAの条件でArイオンビームクリーニングを60秒間施した後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.11λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.09λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.22λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.06λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.20λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.33λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
表面:後面と同様の装置、加工雰囲気、前処理後、プラスチック基材側から順次、第1層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.135λ、第2層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.085λ、第3層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.20λ、第4層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.055λ、第5層ZrO2(屈折率2.00)を光学的膜厚0.19λ、第6層SiO2(屈折率1.47)を光学的膜厚0.35λで積層した。尚、λは設計の中心波長で500nmとした。
実施例4のレンズの後面及び実施例5のレンズの表面における分光特性図及び分光特性データを図14A、14Bに示し、実施例4のレンズの表面及び実施例5のレンズの後面における分光特性図及び分光特性データを図15A、15Bに示す。
(装用評価1:視認性、疲労感確認)
実施例4に沿って作製した光学部品を装備した眼鏡を装用し、パソコンによるデスクワーク時に装用し、実施例5に沿って作製した光学部品を装備した眼鏡との比較評価を行った。
評価時の条件及び、判定項目は以下の通りである。
モニタ人数 :12名
ディスプレイ:17インチ液晶ディスプレイ
作業時間 :1時間/日
装用期間 :1週間
判定項目 :1.表示文字等の見え易さ 2.疲労感
判定基準 :1.実施例4が良い 2.同等 3.実施例5が良い
判定基準の回答人数を集計し、装用評価1の結果を表5及び図18に示す。
実施例4及び実施例5に沿って作製した光学部品を装備した眼鏡を装用し、様々な環境下において入射光の影響の比較評価を行った。評価時の条件及び、判定項目は以下の通りである。
モニタ人数:12名
評価環境 :1.オフィス 2.日中電車内 3.夜間
装用期間 :1週間
判定項目 :1.天井灯の映りこみ 2.外光の映りこみ 3.街灯の映りこみ
判定基準 :1.実施例4が良い 2.同等 3.実施例5が良い
判定基準の回答人数を集計し、装用評価2の結果を表6及び図19に示す。
このことから、後面(顔側)に380〜780nmの波長範囲における反射率の最大値が3〜50%の多層膜を配設し、後面の反射率最大値を、表面の反射率最大値よりも大きくすることにより、入射光によるわずらわしさがなく、視認性が向上することが確認された。
このような数値からも、負の度数のレンズにおいて、曲率が大きい後面に、曲率が小さい表面よりも380〜780nmの波長範囲における反射率の最大値が大きい多層膜を配設することにより、入射光によるわずらわしさがなく、視認性が向上することが明らかである。
Claims (14)
- 度数が負のプラスチック基材と、前記プラスチック基材の表面と後面の面上に配設された多層膜とを備えた眼鏡レンズ用光学部品であって、
前記多層膜は、380〜500nmの波長範囲における反射率最大値が3〜10%であり、曲率の大きい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値は、曲率の小さい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値よりも大きく、
前記曲率の大きい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値と、前記曲率の小さい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値との差が2〜10%であることを特徴とする眼鏡レンズ用光学部品。 - 前記曲率の小さい方の面上に380〜780nmの波長範囲における平均反射率が5.0%以下の反射防止膜が配設された請求項1に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 前記プラスチック基材は、着色され、その透過率が5〜85%である請求項1又は2に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 前記プラスチック基材から最も遠い前記少なくとも曲率の大きい方の面上に配設された多層膜の最外層の上に、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む撥水撥油膜を更に備える請求項1〜3のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 前記フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物は、下記一般式(1):
及び下記一般式(2)〜(5):
及び下記一般式(6):
の中から選択される1種類以上のフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物である請求項4に記載の眼鏡レンズ用光学部品。 - 前記多層膜は、4層以上の多層膜である請求項1〜5のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 前記プラスチック基材と前記多層膜との間に、機能性薄膜を備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 前記多層膜を構成する高屈折率材料と低屈折率材料との間に、厚さ20nm以下の誘電体膜又は金属膜を備えたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 前記高屈折率材料は、二酸化ジルコニウムを含み、前記低屈折率材料は、二酸化珪素を含むことを特徴とする請求項8に記載の眼鏡レンズ用光学部品。
- 度数が負のプラスチック基材と、前記プラスチック基材の表面と後面の面上に配設された多層膜とを備えた眼鏡レンズ用光学部品の製造方法であって、
前記プラスチック基材を加熱する工程と、前記加熱によって前記プラスチック基材を所定温度に調整した後、前記プラスチック基材上に前記多層膜を形成する工程とを備え、
前記多層膜を形成する工程は、高屈折率無機材料と低屈折率無機材料とを交互に複数積層し多層構造の高屈折率層を形成する処理と、前記高屈折率層上に、前記低屈折率無機材料からなる低屈折率層を形成する処理と、を有するとともに、
前記多層膜の380〜500nmの波長範囲における反射率最大値を3〜10%にし、曲率の大きい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値を、曲率の小さい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値よりも大きくし、
前記曲率の大きい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値と、前記曲率の小さい方の面上に配設された多層膜の前記反射率最大値との差を2〜10%とすることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の眼鏡レンズ用光学部品の製造方法。 - 前記多層膜を、真空蒸着法を用いて形成する工程を含む請求項10に記載の眼鏡レンズ用光学部品の製造方法。
- 前記多層膜を形成する工程は、前記多層膜を構成する層のうちの少なくとも一層を、イオンビームアシストを施しながら成膜を行う工程を含む請求項10又は11に記載の眼鏡レンズ用光学部品の製造方法。
- 前記イオンビームアシストは、不活性ガス、酸素ガス、及び、不活性ガスと酸素ガスの混合ガスのうちから選ばれる少なくとも一種のガスを用いて行われる請求項12に記載の眼鏡レンズ用光学部品の製造方法。
- 前記不活性ガスはアルゴンである請求項13に記載の眼鏡レンズ用光学部品の製造方法。
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