WO2021240805A1 - 眼鏡レンズ及び眼鏡 - Google Patents

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晴彦 諸井
和宏 小林
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株式会社乾レンズ
株式会社エツミ光学
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    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G—PHYSICS
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    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G—PHYSICS
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    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses

Definitions

  • the present invention relates to a spectacle lens having a UV cut function for suppressing the incident of ultraviolet rays from the front and appropriately suppressing reflected light from the back in the visible region and the ultraviolet region.
  • the ultraviolet A wave which occupies more than 90% of the ultraviolet rays reaching the earth is the cell. It is related to the progress of substance change, and is said to be a factor that causes not only cosmetic problems such as spots and wrinkles but also cataracts.
  • Patent Document 9 a spectacle lens provided with a multilayer film that absorbs ultraviolet rays from the back surface.
  • the invention described in Patent Document 9 is intended to alternately stack only 6 layers of zirconium dioxide and silicon dioxide on the concave surface of the spectacle lens.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-052275 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-003706 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-203856 JP-A-2015-045743 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-219169 Re-table 2009/139478 Gazette Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-168462 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-074024 JP-A-2015-045743
  • the incident light from the back is not limited to ultraviolet rays
  • the incident light on the eyeball should be suppressed even for visible light.
  • the 2 ° field of view is the only problem, but the backside reflected light near the incident angle of 0 ° usually does not reach the eye, so the problem should be rather the incident angle. It is incident light of about 45 °.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can provide a wide variety of products, and also reflects light at an incident angle that may actually reach the eye from the ultraviolet region to the visible region. It is an object of the present invention to provide a spectacle lens capable of effectively suppressing the above.
  • the present invention provides a total of eight antireflection films on the back surface of the lens substrate having a UV blocking function, and the antireflection films are a zirconium dioxide (ZrO 2 ) layer and a dioxide. It is composed of a total of 4 units with the silicon (SiO 2 ) layer as one unit, the total thickness of the zirconium dioxide (ZrO 2 ) layer is 100 to 125 nm, and the total thickness of the silicon dioxide (SiO 2) layer is 100 to 125 nm.
  • the physical film thickness is 150 to 179 nm
  • the average reflectance of the back surface of the lens evaluated at an incident angle of 45 degrees is 4.0% or less in the wavelength range of 315 nm to 380 nm
  • the visual reflectance is 380 nm to 780 nm in the wavelength range. It is characterized in that it is 3.0% or less (see * part of Table 2).
  • the visual reflectance is obtained by correcting the normal reflectance ⁇ ( ⁇ ) in the visible region (380 to 780 nm) by the luminosity function V ( ⁇ ) of the International Commission on Illumination (CIE). It is calculated based on (Equation 1).
  • the integration range is 380 to 780 nm.
  • the average reflectance of the back surface (concave surface) of the lens evaluated at an incident angle of 45 degrees is 4.0% or less in the wavelength range of 315 nm to 380 nm called the ultraviolet A wave, so that the ultraviolet rays reaching the eye by the back surface reflection. Can be effectively suppressed.
  • the visual reflectance in the visible region is 3.0% or less in the wavelength range of 380 nm to 780 nm, it is possible to effectively suppress visible light that reaches the eye due to backside reflection.
  • the radius of curvature R [mm] of the back surface of the lens is specified by (Equation 2) based on the number of curves C and the refractive index N of the material. ing.
  • the lens has an 8-curve or 9-curve radius of curvature on the back surface of the lens, there is almost no possibility that the reflected light will reach the eye, but if the radius of curvature is 6 to 0, the reflected light will be emitted. It can reach the eyes.
  • FIG. 1 illustrates the relationship between the incident light and the back surface of the lens.
  • the incident light having an incident angle of about 5 ° to 45 ° is reflected by the back surface of the lens when the radius of curvature is 6 to 0. And it shows that it can reach the eye.
  • the incident light having an incident angle of 0 ° has no possibility of reaching the eye regardless of the radius of curvature of the back surface of the lens.
  • the base material of sunglasses that is very bright when the spectacle lens is viewed from the back surface side and undergoes a coloring step and a dyeing step. Is suitable as.
  • the present invention is composed of a total of 4 units including a zirconium dioxide (ZrO 2 ) layer and a silicon dioxide (SiO 2 ) layer as one unit, and the total thickness of the zirconium dioxide (ZrO 2 ) layer is 100 to a physical film thickness.
  • the total thickness of the 125 nm silicon dioxide (SiO 2 ) layer is not particularly limited as long as it has a physical film thickness of 150 to 179 nm, but is preferably the first layer, the third layer, and the fifth layer of zirconium dioxide (ZrO2).
  • the layers should be formed thicker in this order, while the seventh layer should be formed thinner than the fifth layer.
  • the silicon dioxide (SiO2) layer of the second layer, the fourth layer, and the sixth layer is formed thin in this order, while the eighth layer is preferably formed to be thicker and thicker than the first layer. Is.
  • the lens base material of the present invention may be a plastic material or a glass material as long as it has a UV blocking function. That is, since the refractive indexes of the glass material and the plastic material are both around 1.5 and there is almost no difference, the above-mentioned reflection characteristics can be realized regardless of the composition and physical properties of the lens base material.
  • an appropriate material may be mixed with a plastic or glass raw material, or a reflective film exhibiting the UV cut function may be formed on the surface side (convex surface) of the plastic material or the glass material. good.
  • thermoplastic resins such as acrylic resin, polystyrene resin and polycarbonate resin, and thermosetting resins such as allyldiglycol carbonate resin, polyurethane resin and polythiourethane resin are used.
  • allyl diglycol carbonate resin which is also called CR-39 or the like, is particularly suitable.
  • the spectacle lens of the present invention may or may not have a prescription.
  • the present invention is suitably applied to a lens having a large radius of curvature on the back surface, and is calculated from the equation (2) in relation to the curve number, the radius of curvature R, and the refractive index N. It is preferable that the curve number is less than 8.
  • the lens base material is a flat surface with 0 curves on both the front and back surfaces.
  • the specific composition of the lens substrate is based on [CAS No. 142-22-3] bis (3-hydroxyallyl) carbonate C 12 H 18 O 7 as a central material (91.1% by weight) as a catalyst.
  • bis (isopropoxycarbonyl) peroxide C 8 H 14 O 6 CAS # 105-64-6] wherein 3.2 wt%, as an ultraviolet absorber, [CAS No. 131-54-4] 2,2 '-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone C 15 H 14 O 5 is contained in an amount of 0.2%.
  • the rest are a polarizing sheet that occupies 5% by weight and a dye that occupies 0.5% by weight.
  • an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi High-Tech Science was used, and the incident angle was 0 °, the incident angle was 5 °, the incident angle was 15 °, and the incident angle was 15 °.
  • the average reflectance values for the incident angle of 30 °, the incident angle of 45 °, and the incident angle of 60 °, which are closely related to the back reflection, and the visual reflectance in the visible range are as shown in Table 2. be.
  • the visual reflectance with respect to the incident angle of 0 degrees was 0.64 in Example 1 and 0.71 in Example 2, both of which were less than 1.
  • the reflectance characteristics for the incident light having an incident angle of 0 ° to 15 ° are as shown in FIG. 2, and the reflectance characteristics for the incident light having an incident angle of 30 ° to 60 ° are as shown in FIG.

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Abstract

レンズ背面からの反射光を適切に抑制する眼鏡レンズを提供する。　レンズ基材の裏面側に、ＺｒＯ２層と、ＳｉＯ２層とを一単位とする合計４単位で構成された合計８層の反射防止膜を設けた。ＺｒＯ２層の合計厚は、物理膜厚１００～１２５ｎｍ、ＳｉＯ２層の合計厚は、物理膜厚１５０～１７９ｎｍである。

Description

眼鏡レンズ及び眼鏡
　本発明は、正面からの紫外線の入射を抑制するＵＶカット機能を有すると共に、可視域及び紫外域において、背面からの反射光を適切に抑制した眼鏡レンズに関する。
　正面からの紫外線の入射を抑制するＵＶカット機能を有する眼鏡レンズとして、各種のガラスレンズやプラスチックレンズが知られている（特許文献１～特許文献８）。
　ここで、紫外線について確認するに、波長域３１５～３８０ｎｍの紫外線Ａ波と、波長域２８０～３１５ｎｍの紫外線Ｂ波のうち、地球に到達する紫外線の９０％強を占める紫外線Ａ波は、細胞の物質交代の進行に関係しており、例えば、シミやシワなどの美容上の問題だけでなく、白内障を引き起こす要因にもなるとも言われている。
　したがって、眼鏡前方からの透過光だけでなくレンズ裏面の反射光についても、波長域２８０～３８０ｎｍの近紫外線を適切に抑制する必要がある。
　そこで、かかる観点に基づき、背面からの紫外線を吸収する多層膜を設けた眼鏡レンズが提案されている（特許文献９）。この特許文献９に記載の発明は、眼鏡レンズ凹面に二酸化ジルコニウムと二酸化ケイ素を交互に全６層だけ積層することを趣旨としている。
特開２０２０－０５２２７５号公報 特開２０２０－００３７０６号公報 特開２０１５－２０３８５６号公報 特開２０１５－０４５７４３号公報 特開２０１２－２１９１６９号公報 再表２００９／１３９４７８号公報 特開２０１０－１６８４６２号公報 特開２００９－０７４０２４号公報 特開２０１５－０４５７４３号公報
　しかし、背面から入射光は、紫外線に限らない以上、可視光についても、眼球への入射を抑制すべきである。なお、特許文献９に記載の発明では、専ら２°視野を問題にするが、入射角０°付近の裏面反射光は、通常、眼に至らない以上で、問題にすべきは、むしろ入射角４５°程度の入射光である。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、バリエーションに富んだ商品を提供でき、また、紫外域から可視域まで、実際に眼に至る可能性のある入射角の反射光を有効に抑制できる眼鏡レンズを提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明は、ＵＶカット機能を有するレンズ基材の裏面に、合計８層の反射防止膜を設け、前記反射防止膜は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層と、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層とを一単位とする合計４単位で構成され、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層の合計厚は、物理膜厚１００～１２５ｎｍ、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層の合計厚は、物理膜厚１５０～１７９ｎｍであり、入射角４５度で評価するレンズ裏面の平均反射率が、波長範囲３１５ｎｍ～３８０ｎｍにおいて４．０％以下であって、視感反射率が、波長範囲３８０ｎｍ～７８０ｎｍにおいて３．０％以下であることを特徴とする（表２の＊部を参照）。
　ここで、視感反射率は、可視域（３８０～７８０ｎｍ）における通常の反射率ρ（λ）を、国際照明委員会（ＣＩＥ）の比視感度関数Ｖ（λ）で補正したものであり、（式１）に基づいて算出される。なお、積分範囲は、３８０～７８０ｎｍである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　本発明は、入射角４５度で評価するレンズ裏面（凹面）の平均反射率が、紫外線Ａ波と呼ばれる波長範囲３１５ｎｍ～３８０ｎｍにおいて、４．０％以下であるので、裏面反射によって眼に至る紫外線を効果的に抑制できる。
　また、本発明は、可視域における視感反射率が、波長範囲３８０ｎｍ～７８０ｎｍにおいて３．０％以下であるので、裏面反射によって眼に至る可視光線についても、効果的に抑制できる。
　ここで、眼鏡レンズ裏面の曲率半径について確認すると、レンズ裏面の曲率半径Ｒ［ｍｍ］は、カーブ数Ｃと、素材の屈折率Ｎと、に基づいて（式２）で特定されるようになっている。
　Ｒ＝（Ｎ－１）＊１０００／Ｃ・・・（式２）
　例えば、屈折率１．５２３のレンズ基材の場合、第４カーブの曲率半径Ｒは、（１．５２３－１）＊１０００／４＝１３０．７５ｍｍ、第８カーブの曲率半径Ｒは、（１．５２３－１）＊１０００／８＝６５．３７５ｍｍとなる。
　したがって、レンズ裏面の曲率半径が小さい８カーブや９カーブのレンズであれば、反射光が眼に至る可能性が殆どないものの、曲率半径が大きい６カーブから０カーブの場合には、反射光が眼に至る可能性が生じる。
　図１は、入射光とレンズ裏面との関係を図示したものであり、入射角５°～４５°程度の入射光は、曲率半径が大きい６カーブから０カーブの場合には、レンズ裏面で反射して、眼に至る可能性があることを示している。一方、入射角０°の入射光は、レンズ裏面の曲率半径に拘わらず、眼に至る可能性はない。
　なお、本発明によれば、入射角０度の視感反射率が１以下となるので、眼鏡レンズを裏面側から見た場合に、非常に明るく、着色工程や染色工程を経るサングラスの基材として好適である。
　本発明は、レンズ裏面に合計８層の反射防止膜を設けるので、各層の膜厚を微妙に調整することで、各種の色彩を実現することができる。この色彩（レンズの色合い）は、反射防止膜の膜厚の違いに基づくもので、僅かではあるが、裏面側から見た場合の色彩を表現できる。
　本発明は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層と、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層とを一単位とする合計４単位で構成され、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層の合計厚は、物理膜厚１００～１２５ｎｍ、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層の合計厚は、物理膜厚１５０～１７９ｎｍであれば、特に限定されないが、好適には、第１層、第３層、第５層の二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層は、この順番に厚く形成される一方、第７層は、第５層より薄く形成されるべきである。
　また、第２層、第４層、第６層の二酸化珪素（ＳｉＯ２）層は、この順番に薄く形成される一方、第８層は、第１層より厚く最大厚に形成されるのが好適である。
　また、本発明のレンズ基材は、ＵＶカット機能を有する限り、プラスチック材でもガラス材でもよい。すなわち、ガラス材やプラスチック材の屈折率は何れも１．５前後であって殆ど差異が無いので、レンズ基材の組成や物性に拘わらず、上記した反射特性を実現することができる。
　また、ＵＶカット機能は、適宜な材料をプラチックやガラスの原材料に混合しても良いし、プラスチック材やガラス材の表面側（凸面）にＵＶカット機能を発揮する反射膜を成膜しても良い。
　プラスチック材としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂や、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリチオウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。このうち、ＣＲ－３９などとも称されているアリルジグリコールカーボネート樹脂が特に好適である。
　また、本発明の眼鏡レンズは、度付きであっても良いし、度付きなしでも良い。但し、何れのレンズであっても、本発明は、裏面の曲率半径が大きいレンズに好適に適用され、カーブ番号と、曲率半径Ｒと、屈折率Ｎとの関係において、式（２）から算出されるカーブ番号８未満が好適である。
入射光とレンズ裏面との関係を図示した図面である。 入射角０～１５°の入射光に対する反射率特性を示す図面である。 入射角３０～６０°の入射光に対する反射率特性を示す図面である。
　以下、実施例について更に詳細に説明する。但し、具体的な記載内容は、特に本発明を限定するものではない。
　実施例では、レンズ基材として、ＵＶカット機能を有するプラスチック材を使用した。なお、レンズ基材は、表裏面とも０カーブの平坦面である。
　レンズ基材の具体的な組成は、［ＣＡＳ番号１４２－２２－３］の炭酸ビス（３－ヒドロキシアリル）Ｃ１２Ｈ１８Ｏ７を中心材料（９１．１重量％）とし、触媒として、［ＣＡＳ番号１０５－６４－６］のビス（イソプロポキシカルボニル）ペルオキシドＣ８Ｈ１４Ｏ６を、３．２重量％含み、紫外線吸収剤として、［ＣＡＳ番号１３１－５４－４］の２，２’－ジヒドロキシ－４，４’－ジメトキシベンゾフェノンＣ１５Ｈ１４Ｏ５を、０．２％を含有させたものである。なお、残りは、５重量％を占める偏光シートと、０．５重量％を占める染料である。
　上記のレンズ基材の裏面に、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層と、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層とを一単位とする合計４単位の反射防止膜を成膜した。第１実施例と、第２実施例において、各層の物理膜厚は、表１に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記の第１実施例と第２実施例について、紫外可視近赤外分光光度計Ｕ－４１００（日立ハイテクサイエンス製）を使用し、入射角０°、入射角５°、入射角１５°、入射角３０°、入射角４５°、及び、入射角６０°のＮ偏光の反射率を計測した。
　このうち、背面反射に関連性が深い入射角３０°、入射角４５°、及び、入射角６０°についての反射率平均値と、可視域での視感反射率は、表２に示す通りである。なお、入射角０度に対する視感反射率は、実施例１が０．６４、実施例２が０．７１であり、何れも１未満であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　また、入射角０°～１５°の入射光に対する反射率特性は図２に示す通りであり、入射角３０°～６０°の入射光に対する反射率特性は、図３に示す通りであった。

Claims (6)

  1. 　ＵＶカット機能を有するレンズ基材の裏面側に、合計８層の反射防止膜を設け、
    　前記反射防止膜は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層と、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層とを一単位とする合計４単位で構成され、
    　二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層の合計厚は、物理膜厚１００～１２５ｎｍ、二酸化珪素（ＳｉＯ２）層の合計厚は、物理膜厚１５０～１７９ｎｍであり、
    　前記裏面側への入射角０度で評価する視感反射率が、波長範囲３８０ｎｍ～７８０ｎｍにおいて１以下であることを特徴とする眼鏡レンズ。
  2. 　第１層、第３層、第５層の二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層は、
    　この順番に厚く形成される一方、第７層は、第５層より薄く形成されている請求項１に記載の眼鏡レンズ。
  3. 　第２層、第４層、第６層の二酸化珪素（ＳｉＯ２）層は、
    　この順番に薄く形成される一方、第８層は、第１層より厚く最大厚に形成されている請求項１又は２に記載の眼鏡レンズ。
  4. 　前記眼鏡本体は、ＵＶカット機能を有しているガラス又はプラスチックである請求項１～３の何れかに記載の眼鏡レンズ。
  5. 　レンズ基材は、紫外線吸収剤を含有するプラスチック材である請求項１～４の何れかに記載の眼鏡レンズ。
  6. 　請求項１～５の何れかに記載の眼鏡レンズを使用した眼鏡。
     
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