JP6453364B2 - メガネ用変色光学フィルター及びこれを備えたメガネ - Google Patents
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Description
[1]二色性色素を含む2枚以上の偏光子と、該偏光子を支持するフレームとを有する変色光学フィルターであって、少なくとも1枚の偏光子へ入射する偏光面又は少なくとも1枚の偏光子から出射する偏光面を相対的に回転させることによって、光学フィルターの透過光の色相又は彩度が変化する変色光学フィルター。
[2]2枚以上の偏光子のうちの少なくとも1枚が、有彩色の偏光子である[1]記載の変色光学フィルター。
[3]少なくとも1枚の偏光子自体を回転させることによって、偏光面を相対的に回転させる[1]記載の変色光学フィルター。
[4]複数の偏光子の間に介在する液晶デバイスの電圧制御によって、偏光面を相対的に回転させる[1]記載の変色光学フィルター。
[5]色弱者用の色識別ツールである[1]記載の変色光学フィルター。
[6]偏光面を相対的に回転させることによって、透過光が白色光から赤色光又は緑色光に変化する[5]記載の変色光学フィルター。
[7]偏光子の二色性色素に基づく色彩以外の色彩範囲に移行する為のカラーフィルターを併用する[1]記載の変色光学フィルター。
[8][1]〜[7]の何れか記載の変色光学フィルターを備えたメガネ。
本発明において「偏光子」とは偏光能を有する部材自体を意味し、その形状は何ら限定されない。また本発明において「偏光板」とは、光透過性を有する板状基材に偏光子を設けてなる部材を意味する。また一般に「光学フィルター」とは、フィルターに入射・透過する光の光学的性質を変化させることを目的として使用するフィルターを意味する。そして、本発明において「変色光学フィルター」とは、偏光面を相対的に回転させる機構を有し、これにより特に透過光の色相又は彩度を変化させることを目的とするデバイスを意味する。偏光子の形状は特に限定されないが、フィルム状が好ましい。フィルム状の偏光子は、例えば所望の基板に積層して偏光板として用いれば良い。偏光子の材質としては、例えばポリエステル、ポリビニルアルコール等の樹脂が挙げられる。具体的には、ポリエステルやポリビニルアルコールの延伸フィルムを好適に使用できる。ただし、延伸フィルム以外の公知の偏光子を使用しても構わない。また視力矯正用メガネ等の特定用途に使用する場合は、必要に応じて度付のレンズ状基板に偏光子を貼り付けてもよい。
本発明におけるフレームに特に制限は無く、偏光子自体又は偏光子を含む部材(例えば偏光板)を支持できる部材であれば良い。フレームの具体的な形状に関しては、偏光子自体を回転させる実施形態に用いるフレームと、液晶デバイスを用いる実施形態に用いるフレームとでは異なるので、詳細は後述する。
本実施形態においては、少なくとも1枚の偏光子自体を回転させることによって、偏光面を相対的に回転させる。例えば、偏光子自体を回転させる為の構成として、図1及び図2に示すような円柱形のフレーム10を使用する。そして図3に示すように、フレーム10の内面には、固定偏光板20を固定する為の溝11と、回転偏光板30を支持する為の溝12が形成されている。さらに溝12の一部には内側から外側に貫通したスリット13が形成されている。
本実施形態においては、複数の偏光子の間に介在する液晶デバイスの電圧制御によって、偏光面を相対的に回転させる。例えば、液晶デバイスを用いた構成として、図7に示すように、2枚の偏光フィルム60の間に、透明電極61/配向膜62/ネマティック液晶63/配向膜62/透明電極61の積層構造(液晶デバイス)を介在させ、この2枚の透明電極61の間に電圧を印加することによって、偏光面を相対的に回転させることができる。
光学フィルターの透過光の色彩の測定には、日本電色工業株式会社製の分光式色彩計SE−2000を使用した。光源はD65/10とし、色彩の測定結果はCIE 1976 (L*, a*, b*) 色空間で表した。L*は明度、a*は赤色、b*は黄色を表す。彩度C*及び色相∠H°は以下の式で算出した。ただし、∠H°の値に関してはa*>0かつb*<0のときは360°を加え、a*<0のときには180°を加えて、∠H°が0°から360°の範囲になるようにした。
まず偏光子として以下の市販の着色偏光フィルム(販売:株式会社松謙)を用意した。
グレーの偏光子(L*=70.8、a*=−2.6、b*=3.4、C*=4.3、色相=128°)
赤の偏光子(L*=78.7、a*=26.7、b*=4.3、C*=27.1、色相=9°)
緑の偏光子(L*=76.7、a*=−19.7、b*=8.7、C*=21.6、色相=156°)
青の偏光子(L*=79.4、a*=−8.1、b*=−16.0、C*=18.0、色相=243°)
そして、各々の偏光フィルムを無色透明の基材(厚さ2mmのアクリル板)に貼り、各色の偏光板を得た。
固定偏光板20にグレーの偏光板、回転偏光板30に赤の偏光板を用いて、図1〜5に示す変色光学フィルターを以下の通り作製した。
固定偏光板20にグレーの偏光板、回転偏光板30に緑の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は彩度が低く白色光であった(L*=62.3、a*=−7.8、b*=7.7、C*=10.9、色相=136°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は緑色であり、赤色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=33.9、a*=−49.7、b*=14.6、C*=51.8、色相=164°)。
固定偏光板20にグレーの偏光板、回転偏光板30に青の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は彩度が低く白色光であった(L*=63.4、a*=−3.6、b*=3.1、C*=4.8、色相=139°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は青色であり、赤色や緑色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=37.7、a*=−19.5、b*=−27.3、C*=33.6、色相=234°)。
固定偏光板20に赤の偏光板、回転偏光板30に赤の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は赤色であった(L*=72.4、a*=25.8、b*=8.2、C*=27.1、色相=18°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は赤色であるが、緑色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=52.7、a*=69.5、b*=16.9、C*=71.5、色相=14°)。
固定偏光板20に赤の偏光板、回転偏光板30に緑の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は彩度が低く白色光であった(L*=63.0、a*=0.8、b*=5.7、C*=5.8、色相=82°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光はオレンジ色であり、緑色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=48.6、a*=13.8、b*=17.2、C*=22.1、色相=51°)。
固定偏光板20に赤の偏光板、回転偏光板30に青の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は彩度が低く白色光であった(L*=66.0、a*=5.5、b*=−4.1、C*=6.9、色相=323°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は紫色であり、緑色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=51.4、a*=27.7、b*=−19.2、C*=33.7、色相=325°)。
固定偏光板20に緑の偏光板、回転偏光板30に緑の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は緑色であった(L*=64.1、a*=−17.2、b*=10.5、C*=20.1、色相=149°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は緑色であり、赤色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=47.7、a*=−64.7、b*=19.2、C*=67.5、色相=164°)。
固定偏光板20に緑の偏光板、回転偏光板30に青の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は緑色であった(L*=67.5、a*=−13.9、b*=3.8、C*=14.4、色相=165°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は青緑色であり、赤色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=50.7、a*=−43.3、b*=−13.7、C*=45.4、色相=198°であった)。
固定偏光板20にグレーの偏光板、回転偏光板30にグレーの偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルターを作製した。回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は彩度が低く薄いグレーであった(L*=63.8、a*=−4.1、b*=6.1、C*=7.4、色相=124°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は彩度が低く濃いグレーであり、明度は変化したが色相及び彩度は変化しなかった(L*=0.4、a*=0.1、b*=−0.7、C*=0.7、色相=277°)。
固定偏光板20に青の偏光板、回転偏光板30に青の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を0°から90°に回転させたところ、透過光の彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は青色であった(L*=69.6、a*=−4.9、b*=−15.9、C*=16.6、色相=253°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は青色であるが、赤色や緑色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=53.9、a*=−22.1、b*=−39.5、C*=45.2、色相=241°)。
赤の偏光子と緑の偏光子を回転角90°で固定して貼り付けたこと以外は他の偏光板と同様にして赤×緑90°の偏光板を作製した。固定偏光板20にこの赤×緑90°の偏光板(L*=49.9、a*=16.6、b*=17.6、C*=24.2、色相=47°)、回転偏光板30にグレーの偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を赤色偏光子に対して0°から、45°、90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転偏光板30の回転角が0°のときの透過光は緑色であり、赤色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=31.8、a*=−46.9、b*=13.8、C*=48.8、色相=164°)。回転偏光板30の回転角が45°のときの透過光は彩度が低くグレーであった(L*=30.6、a*=−0.2、b*=9.6C*=9.6、色相=91°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は赤色であり、緑色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=32.5、a*=47.5、b*=13.8、C*=49.5、色相=16°)。
緑の偏光子とグレーの偏光子を回転角30°で固定して貼り付けたこと以外は他の偏光板と同様にして赤×グレー30°の偏光板を作製した。固定偏光板20にこの緑×グレー30°の偏光板(L*=58.3、a*=−10.5、b*=7.6、C*=12.9、色相=144°)、回転偏光板30に赤の偏光板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして変色光学フィルターを作製した。その回転偏光板30を赤色偏光子に対して0°から90°に回転させたところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、回転角が0°のときの透過光は緑色であった(L*=54.9、a*=−5.6、b*=7.5、C*=9.4、色相=127°)。回転偏光板30の回転角が90°のときの透過光は赤色であり、緑色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=28.8、a*=44.3、b*=13.5、C*=46.4、色相=17°)。
図6に示すように、2つのフレーム10をブリッジ40で接合し、これにテンプル50を付けてメガネ型フレームを作製し、この2つのフレーム10に実施例1〜11と同様にして偏光子をはめ込み、本発明のメガネを得た。
図7に示す偏光フィルム60として以下の市販の着色偏光フィルム(販売:株式会社松謙)を用意した。
グレーの偏光フィルム(L*=70.8、a*=−2.6、b*=3.4、C*=4.3、色相=128°)
赤の偏光フィルム(L*=78.7、a*=26.7、b*=4.3、C*=27.1、色相=9°)
緑の偏光フィルム(L*=76.7、a*=−19.7、b*=8.7、C*=21.6、色相=156°)
青の偏光フィルム(L*=79.4、a*=−8.1、b*=−16.0、C*=18.0、色相=243°)
赤の偏光フィルムの代わりに緑の偏光フィルムを用いたこと以外は、実施例13と同様にして図7に示すような液晶デバイスを用いた変色光学フィルターを作製した。液晶デバイスに9Vの電圧を印加したところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、電圧印加前の透過光は彩度が低く白色光であった(L*=65.2、a*=−8.2、b*=12.4、C*=14.8、色相=123.6°)。9Vの電圧印加中の透過光は緑色であり、赤色や青色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=49.6、a*=−22.4、b*=13.2、C*=26.0、色相=149.5°)。
赤の偏光フィルムの代わりに青の偏光フィルムを用いたこと以外は、実施例13と同様にして図7に示すような液晶デバイスを用いた変色光学フィルターを作製した。液晶デバイスに9Vの電圧を印加したところ、透過光の色相及び彩度が実際に変化した。具体的には、電圧印加前の透過光は彩度が低く白色光であった(L*=66.4、a*=−4.6、b*=7.6、C*=8.9、色相=121.0°)。9Vの電圧印加中の透過光は青色であり、赤色や緑色成分を有する色彩は明度が低下した(L*=40.0、a*=−20.7、b*=−25.2、C*=32.6、色相=230.4°)。
11 溝
12 溝
13 スリット
20 固定偏光板
30 回転偏光板
31 突出部
40 ブリッジ
50 テンプル
60 偏光フィルム
61 透明電極
62 配向膜
63 ネマティック液晶
Claims (12)
- 二色性色素を含む2枚以上の偏光子と、該偏光子を支持するフレームとを有するメガネ用変色光学フィルターであって、
少なくとも1枚の偏光子へ入射する偏光面又は少なくとも1枚の偏光子から出射する偏光面を相対的に回転させることによって、光学フィルターの透過光の色相又は彩度が変化し、前記2枚以上の偏光子のうちの少なくとも1枚が、有彩色の偏光子であり、前記有彩色の偏光子の彩度C*が10以上である、メガネ用変色光学フィルター。 - 前記有彩色の偏光子の明度L*が、50以上である、請求項1記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記有彩色の偏光子の彩度C*と明度L*との和(C*+L*)が、110以下である、請求項1または2記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記有彩色の偏光子の彩度C*と明度L*との和(C*+L*)が、80以上である、請求項3記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記偏光面の回転により前記透過光の色相又は彩度が変化するパターンは、CIE1976(L*,a*,b*)色空間において、a*の変化の度合いが20以上であり、b*の変化の度合いがa*の変化の度合いよりも小さい、請求項1から4のいずれか一項に記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 非偏光での最小透過率波長における最大透過率方向の直線偏光の透過率をk1とし、前記最大透過率方向に直交する方向の直線偏光の透過率をk2とした場合に、前記偏光面の回転による直線偏光の透過率k2/k1の値が、0.9以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記少なくとも1枚の偏光子自体を回転させることによって、前記偏光面を相対的に回転させる請求項1から6のいずれか一項に記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記2枚以上の偏光子の間に介在する液晶デバイスの電圧制御によって、前記偏光面を相対的に回転させる請求項1から7のいずれか一項に記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 色弱者用の色識別ツールである請求項1から8のいずれか一項に記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記偏光面を相対的に回転させることによって、前記透過光が白色光から赤色光又は緑色光に変化する請求項9記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 前記偏光子の二色性色素に基づく色彩以外の色彩範囲に移行する為のカラーフィルターを併用する請求項1から10のいずれか一項に記載のメガネ用変色光学フィルター。
- 請求項1〜11の何れか一項記載のメガネ用変色光学フィルターを備えたメガネ。
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