JP6109071B2 - 偏光ミラーめがねレンズ - Google Patents
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Description
このような偏光フィルムの両面に透明な保護シートを貼り合わせて、偏光シートとした後に、曲げ加工を施して、曲げ偏光レンズとする。特に、耐衝撃性、耐熱性を要求される偏光レンズには、保護シートにポリカーボネート系樹脂シートが用いられている(特許文献1)。
また、さらに耐衝撃性を向上させる、あるいは視力矯正用レンズとする目的で、曲げ加工を施した後に射出成形にてポリカーボネート系樹脂で裏打ちされた射出偏光レンズも広く用いられている(特許文献2)。
この写り込みの低減のために、反射層の裏面側に光吸収係数が高い誘電体膜を積層する(特許文献3)、あるいは、レンズ基材を着色する方法が開示されている(特許文献4)。
しかし、写り込み光を抑制するには、誘電体膜あるいは光吸収層での光吸収率を高くしなければならないので、レンズの透過光が低下してしまうという問題があった。また、レンズの透過率を高めた場合には、写り込み光を完全には抑制できないという問題があった。
しかし、反射色の色純度を高めると、透過光においては、その波長成分が減少してしまうので、視認性が低下してしまうという問題がある。この波長成分を補正するためにレンズ基材を着色する方法が開示されている(特許文献4)。しかし、レンズ基材を着色する等の吸収による波長成分の補正方法においては、色補正を強くするとレンズの透過率が低下してしまうという問題があった。また、レンズの透過率を高めた場合には十分な色補正が得られないという問題があった。
本発明における反射型偏光性フィルム層は、入射光の所定の直線偏光成分を透過し、これと直交する直線偏光成分を反射する機能を持つものである。また、反対面側からの入射光に対しても同じ機能を持つものである。この反射型偏光性フィルム層は、入射光の所定の直線偏光成分を透過し、これと直交する直線偏光成分を反射するものであれば特に限定されず、例えば複屈折型多層積層フィルムが挙げられ、その市販品として例えば3M社製の反射型偏光性フィルム(DBEF)が例示できる。
すなわち、このDBEFに入射した光のうち、前記透過軸に平行な光のみを透過させることにより偏光作用を発揮する。このDBEFを透過しなかった光は、実質的にこのDBEFには吸収されず、反射される。従って、このDBEFにおいて反射された光は、バックライトに戻され、バックライトに通常組み込まれているPET樹脂発泡体などの反射要素によって乱反射され、もう一度DBEFに向けて戻されることになる。
なお、DBEFの用途としては、液晶表示装置の輝度向上の目的以外の用途での使用例はほとんど無く、特にサングラス用途での使用例は無かった。
吸収型偏光性フィルム層は、透過率が高いほど明るいレンズが得られ、偏光度が高いほどミラー裏面の写り込みが小さくなる。これは、偏光度が高いほど吸収軸の光吸収率が高くなり、写り込みはこの高い光吸収率の層を2回透過したものであることによる。
この着色吸収型偏光性フィルム層は、所望の色調を呈する吸収スペクトルを持つ染料を適宜選択して、前記吸収型偏光性フィルム層と同様の方法にて得ることができる。着色吸収型偏光性フィルム層を形成する材料としては、例えばPVA偏光フィルムなどが好ましく挙げられる。
サングラス装用者の視界色への影響をより小さくするには、より二色比の高いものを使用することが好ましい。また、ミラー色の発色を高めるためには、所望の波長域の透過率が高く、それ以外の波長域の透過率が低いものを使用することが好ましい。
透明熱可塑性樹脂フィルムまたはシート層を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、トリアセチルセルロース(TAC)などの樹脂が使用できる。耐衝撃性、耐熱性が要求されるサングラスあるいはゴーグルにおいては、透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層には、ビスフェノールAからの芳香族ポリカーボネートを使用するのが好ましい。
また、前記の各偏光性フィルム層の最適加工温度が低い場合には、例えば、芳香族ポリカーボネート/PCC組成物(全脂環式ポリエステル組成物)、ガラス転移温度130℃以下のポリアミドなどを選択することが好ましい。
接着層としては、ホットメルト型接着剤と硬化型接着剤のいずれも使用可能である。通常、硬化型接着剤としては、アクリル樹脂系材料、ウレタン樹脂系材料、ポリエステル樹脂系材料、メラミン樹脂系材料、エポキシ樹脂系材料、シリコーン系材料などが挙げられる。例えば、透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層にポリカーボネートフィルム或いはシートを使用する場合には、接着層自体あるいは接着した際の透明性とポリカーボネートとの接着性の点から、ウレタン樹脂系材料であるポリウレタンプレポリマーと硬化剤からなる二液型の熱硬化性ウレタン樹脂が好ましい。
特に、透明ポリアミド及び芳香族ポリカーボネートは射出成形レンズに使用されているものであり好ましい。また、芳香族ポリカーボネート/PCC組成物(全脂環式ポリエステル組成物)、ガラス転移温度130℃以下のポリアミドなども好ましい。
本発明は、光入射側から、少なくとも反射型偏光性フィルム層と吸収型偏光性フィルム層とを有し、これらがこの順に、透過軸を揃えて配置され、光入射側が凸面の球面あるいは非球面である偏光ミラーめがねレンズである。
このような配置にすることにより、本発明者らはミラー面で反射することによって生じる写り込みが実質的に無くなることを見出した。
さらに、この強い写り込みを除去するために、反射型偏光性フィルム層の凹面側に偏光依存性の無い光吸収層を追加したものを作製した。この偏光ミラーめがねレンズにおいては、光吸収層を追加することにより、写り込みは大幅に低減したが、光透過率が大幅に低下してしまい、従来技術のミラーコート付き偏光サングラスと性能上の有意な差は生じなかった。
レンズ凹面側からの入射光の所定の直線偏光成分に対しては、吸収型偏光性フィルム層が吸収した後に、反射型偏光性フィルム層が反射するために、反射光は実質的に生じなくなる。また、これと直交する直線偏光成分に対しては、吸収型偏光性フィルム層においても反射型偏光性フィルム層においても透過するので、レンズ凸面側から出射するために反射光は生じない。
レンズ凸面側からの入射光の所定の直線偏光成分に対しては、反射型偏光性フィルム層により所定の直線偏光成分が反射され良好なミラー外観が生じる。また、これと直交する直線偏光成分に対しては、反射型偏光性フィルム層においても吸収型偏光性フィルム層においても透過するので光のロスを最小限に抑えられる。
このような配置にすることにより、本発明者らは、サングラス装着者の視界色に影響を与えることなく、偏光ミラーめがねレンズのミラー外観に所望の反射色を付与する方法を見出した。
さらに、このサングラス装用者の視界色への影響を除去するために、反射型偏光性フィルム層の凹面側に、着色フィルムの透過光の色を補正する層を追加したものを作製した。この偏光ミラーめがねレンズにおいては、色補正層を追加することにより、このサングラス装用者の視界色への影響は低減したが、光透過率が大幅に低下してしまい、従来技術の着色ミラーコート付き偏光サングラスと性能上の有意な差は生じなかった。
すなわち、本発明の好ましい態様の偏光ミラーめがねレンズは、反射型偏光性フィルム層の凹面側に吸収型偏光性フィルム層が配置され、さらに凸面側に着色吸収型偏光性フィルム層が配置されており、各偏光性フィルム層の透過軸の方位は揃っている。
レンズ凸面側からの入射光の所定の直線偏光成分に対しては、着色吸収型偏光性フィルム層により特定の波長域を吸収し、他の波長域を透過する。この透過光が、反射型偏光性フィルム層によりレンズ凸面側に反射されて、反射色を持ったミラー外観が生じる。
レンズ凸面側からの前記入射光の所定の直線偏光成分と直交する直線偏光成分に対しては、着色吸収型偏光性フィルム層、反射型偏光性フィルム層、吸収型偏光性フィルム層の全ての層において透過するので光のロスを最小限に抑えられる。
また、着色吸収型偏光性フィルム層に偏光度の高いものを使用することにより、着色吸収型偏光性フィルム層の透過光には実質的に色がつかなくなる。そのため、サングラス装用者の視界色は吸収型偏光性フィルム層のカラーに依存するため、所望のカラーの吸収型偏光性フィルム層を適宜選択することによって、サングラス装用者の視界色を任意に選択することができる。
偏光ミラーシートは、偏光ミラーめがねレンズを構成する各フィルム或いはシートを接着層を介して貼り合わせることにより作製される。
隣接するフィルム或いはシートの接着においては、耐溶剤性の高いフィルム或いはシート側に接着層を均一厚みに形成することが好ましい。その後、各偏光性フィルム層の透過軸を揃えて貼り合わせて、接着層を硬化させることにより作製する。
この偏光ミラーシートを所望のレンズ形状に打ち抜いて、曲げ加工を施す。
本発明は、球面、楕円体面、あるいは円筒面に曲げられる。曲げ形状の曲率は実用されている範囲で特に制限はないが、曲げ加工することによって、曲げ形状の曲率は小さくてもミラー外観の発現がより効果的になり好ましい。
また、曲げ加工条件は、反射型偏光性フィルム層、吸収型偏光性フィルム層、または着色吸収型偏光性フィルム層の偏光機能を保持することを必須条件として選択する必要がある。
樹脂が射出される面の透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層と射出樹脂は同種であることが好ましく、特にポリアミド、ポリカーボネートは射出成形レンズに使用されているものであり好ましい。
なお、樹脂が射出される面の透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層の表面には、射出成形に用いる樹脂との密着性の点から、適宜、射出成形に用いる透明樹脂との密着性改良用のプライマー層が形成されても良い。
また、樹脂が射出される面の透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層の表面に、射出樹脂と同種の透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層が接着層を介して貼り増しされても良い。
成形済みのプラノレンズあるいはセミフィニッシュレンズに、曲げ偏光ミラーレンズを接着層を介して貼り合わせても良い。レンズの材質としては、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、チオウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、CR39などが挙げられる。また、貼り合わせるために用いる接着剤としては、アクリル樹脂系材料、ウレタン樹脂系材料などが使用できる。
<可視光線透過率>
サングラス装用者の視界の明るさを評価するために、レンズの可視光線透過率を紫外可視分光光度計UV2450(島津製作所)にて測定した。
<レンズ外観の鏡面光沢感評価>
レンズ凸面側から、レンズ外観を目視にて評価した。
鏡面光沢感が有る場合:○
鏡面光沢感が無い場合:×
<レンズ凹面側への写り込み評価>
反射型偏光性フィルム層(ミラー面)で反射することによって生じるレンズ凹面側への写り込み具合を目視にて評価した。
写り込みが無い場合:○
写り込みが有る場合:×
反射型偏光性フィルムにはDBEF(3M社製)(透過率48%、偏光度88%)を用い、DBEFのレンズ凹面側に二色性色素を吸着させたポリビニルアルコールからなる吸収型偏光性フィルム(透過率38%、偏光度94%)を、DBEFと吸収型偏光性フィルムの透過軸とを揃えて配置した。さらに、DBEFのレンズ凸面側と吸収型偏光性フィルムのレンズ凹面側に、厚さ0.3mmのポリカーボネートシート(三菱瓦斯化学社製)からなる透明熱可塑性樹脂フィルムを配置し、各フィルム或いはシートをウレタン樹脂系接着剤にて貼り合わせて、偏光ミラーシートを得た。
この偏光ミラーシートを、基本形状としては直径79.5mmの真円であり、垂直方向の幅が55mmにカットされる型でストリップ形状として打ち抜き、ベースカーブ7.95(曲率半径66.67mm)の金型を用いて曲げ加工を行い、図1に記載した曲げ偏光ミラーレンズを作製した。曲げ加工においては金型温度138℃、保持時間120秒の条件にて成形した。ここで言うベースカーブとは、レンズ前面の曲率の意味で用いており、530をミリメータ単位の曲率半径で除した値のことである。さらに、曲げ偏光ミラーレンズの凹面側に反射防止コート処理を施した。得られた曲げ偏光ミラーレンズの評価結果を表1に示す。
可視光線透過率は35%と高く、レンズ凸面側からレンズ外観を観察したところ、金属蒸着によるミラー膜と同等の鏡面光沢感が得られた。また、DBEFで反射することによって生じるレンズ凹面側への写り込みを目視で確認したところ、写り込みは無かった。
実施例1と同様にして作製された曲げ偏光ミラーレンズを射出成形用の金型内にインサートし、レンズの凹面側に溶融したポリカーボネートを射出成形して射出樹脂層を形成し、図2に記載した射出偏光ミラーレンズを得た。射出成形においては、1回の射出で同時に2個の偏光レンズを形成できるベースカーブ7.932(曲率半径66.81mm)の金型を用い、計量値40mm、シリンダー温度300℃、金型温度120℃、射出速度25mm/sec、保圧60MPa、V−P切り替え位置8mmの条件にて成形した。さらに、射出偏光ミラーレンズの凹面側に反射防止コート処理を施した。得られた射出偏光ミラーレンズの評価結果を表1に示す。
可視光線透過率は35%と高く、レンズ凸面側からレンズ外観を観察したところ、実施例1と同様に、金属蒸着によるミラー膜と同等の鏡面光沢感が得られた。また、DBEFで反射することによって生じるレンズ凹面側への写り込みを目視で確認したところ、写り込みは無かった。
実施例1で作製した偏光ミラーシートの層構成において、DBEFのレンズ凸面側に二色性色素を吸着させたポリビニルアルコールからなる着色吸収型偏光性フィルムを、着色吸収型偏光フィルムとDBEFの透過軸とを揃えて配置した。各フィルム或いはシートはウレタン樹脂系接着剤にて貼り合わせて、着色偏光ミラーシートを得た。この着色偏光ミラーシートを実施例1と同様の条件にて曲げ加工を行い、図3に記載した曲げ着色偏光ミラーレンズを作製した。さらに、曲げ着色偏光ミラーレンズの凹面側に反射防止コート処理を施した。得られた曲げ着色偏光ミラーレンズの評価結果を表1に示す。
可視光線透過率は33%と高く、着色による光のロスは最小限に抑えられていた。また、レンズ凸面側からレンズ外観を観察したところ、反射色を有し、かつ鏡面光沢感を有したレンズを得ることができた。さらに、DBEFで反射することによって生じるレンズ凹面側への写り込みを目視で確認したところ、写り込みは無かった。
実施例1で作製した偏光ミラーシートの層構成において、レンズ凸面側のポリカーボネートシートとレンズ凹面側のポリカーボネートシートを、各々厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルム(TAC)(富士フィルム社製)からなる透明熱可塑性樹脂フィルムに置き換え、曲げ加工における金型温度と保持時間が異なる以外は、実施例1と同様にして図4に記載した曲げ偏光ミラーレンズを作製した。さらに、曲げ偏光ミラーレンズの凹面側に反射防止コート処理を施した。得られた曲げ偏光ミラーレンズの評価結果を表1に示す。
可視光線透過率は35%と高く、レンズ凸面側からレンズ外観を観察したところ、実施例1と同様に、金属蒸着によるミラー膜と同等の鏡面光沢感が得られた。また、DBEFで反射することによって生じるレンズ凹面側への写り込みを目視で確認したところ、写り込みは無かった。
実施例1で作製した偏光ミラーシートの層構成において、吸収型偏光性フィルム層を設けない他は、実施例1と同様にして図5に記載した曲げ偏光ミラーレンズを作製した。さらに、曲げ偏光ミラーレンズの凹面側に反射防止コート処理を施した。得られた曲げ偏光ミラーレンズの評価結果を表1に示す。
可視光線透過率は40%で、レンズ凸面側からレンズ外観を観察したところ、金属蒸着によるミラー膜と同等の鏡面光沢感が得られた。しかしながら、DBEFで反射することによって生じるレンズ凹面側への写り込みを目視で確認したところ、めがねレンズとして使用することが困難なほど写り込みが強かった。
2・・・反射型偏光性フィルム層
3・・・吸収型偏光性フィルム層
5、6、7、10・・・接着層
8・・・射出樹脂層
9・・・着色吸収型偏光性フィルム層
11、12・・・透明熱可塑性樹脂フィルム(トリアセチルセルロースフィルム)
Claims (3)
- 光入射側から、少なくとも、着色吸収型偏光性フィルム層(A)、反射型偏光性フィルム層(B)、及び吸収型偏光性フィルム層(C)をこの順に有し、
前記反射型偏光性フィルム層(B)及び前記吸収型偏光性フィルム層(C)が透過軸を揃えて配置され、
光入射側が凸面の球面あるいは非球面であり、
前記着色吸収型偏光性フィルム層(A)及び前記反射型偏光性フィルム層(B)が透過軸を揃えて配置されてなることを特徴とする偏光ミラーめがねレンズ。 - 前記吸収型偏光性フィルム層(C)の光出射側および/または前記着色吸収型偏光性フィルム層(A)の光入射側に、透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層が接着層を介して積層されてなる請求項1記載の偏光ミラーめがねレンズ。
- 前記吸収型偏光性フィルム層(C)の光出射側に透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層が配置され、該透明熱可塑性樹脂フィルム或いはシート層の面に透明熱可塑性樹脂からなる射出成形層を有する請求項1または2に記載の偏光ミラーめがねレンズ。
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