(57)【要約】【課題】眼鏡レンズを装着する場合、後方からのある程度の入射角度を持って入射する光によって像の映り込みが起こる。眼鏡レンズに成膜されるような構成総数の少ない反射防止膜は、設計角度からずれると反射防止特性は低下するため、強い光が入射してきた場合は、特に多くの反射光が眼球に入ることになり、レンズ面に像が映り込んだように見えて視界を遮るようになっている。【解決手段】入射角が０度の光と入射角が１５度から３０度の光に対して、４２０ｎｍから７２０ｎｍの波長範囲において、反射率が１．０％以下であることを特徴とする眼鏡レンズを提供する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材からなる眼鏡レンズの眼球側の面、および前記眼鏡レンズの前記眼球側の面に対して反対側に位置する外側の面に成膜される被膜であって、入射角が１５度から３０度の間の光に対して、波長範囲４２０ｎｍから７２０ｎｍの光の反射率が１．０％以下であり、且つ入射角が０度の光に対して、波長範囲４２０ｎｍから７２０ｎｍの光の反射率が１．０％以下である反射防止膜を少なくとも片面に形成されており、前記反射防止膜は、低屈折率物質には１．４４から１．４７までの範囲にある屈折率を有する物質を、高屈折率物質には２．２０から２．４５までの範囲にある屈折率を有する物質を用いて、設計中心波長λ０を５２０ｎｍから５８０ｎｍまでの範囲にある任意の波長としたときに、基材側から数えて
第１層が光学的膜厚０．０６λ０以上０．０９λ０以下である低屈折率物質層、
第２層が光学的膜厚０．０８５λ０以上０．０９５λ０以下である高屈折率物質層、
第３層が光学的膜厚０．０８５λ０以上０．０９５λ０以下である低屈折率物質層、
第４層が光学的膜厚０．２２λ０以上０．２５λ０以下である高屈折率物質層、
第５層が光学的膜厚０．０４λ０以上０．０６０λ０以下である低屈折率物質層、
第６層が光学的膜厚０．１４λ０以上０．１６λ０以下である高屈折率物質層、
第７層が光学的膜厚０．２５λ０以上０．２８λ０以下である低屈折率物質であることを特徴とする反射防止膜付き眼鏡レンズ。
【請求項２】
前記眼鏡レンズの基材上に金属酸化物微粒子を含む被膜を成膜して、前記金属酸化物微粒子を含む被膜上に反射防止膜を成膜したことを特徴とする、請求項１記載の反射防止膜付き眼鏡レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に反射防止膜を被膜した眼鏡レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックを基材とした光学レンズが眼鏡レンズを含めて広く使用されている。基材にプラスチックを用いることで、ガラス製のものよりも軽量で加工しやすくなるといった利点がある一方で、傷が入りやすく、屈折率も低いためレンズが厚くなりやすいという欠点がある。傷の入りやすさに対しては、プラスチック基材表面に硬化膜を成膜して、傷を入りにくくする技術が、今では広く用いられている。材料開発によって、基材の屈折率を向上させることによって、光の屈折角をより大きくすることができるようになった結果、レンズを薄くすることができるようになり、基材の上に成膜される硬化膜も、干渉縞を見えにくくするためにレンズ基材の屈折率と近いものを用いるようになっている。
【０００３】
一方で、基材と硬化膜の高屈折率化は、必然的にレンズ表面における光の反射率の増大を起こすものであるため、反射防止膜を成膜して可視光域の反射率を低減させる技術も広く導入されている。表面での光の反射を抑えることで、光の透過量を増やし、且つ後方からの像の映り込み（ゴースト現象）を低減させることが目的である。特に眼鏡レンズの場合、顔の正面方向からレンズを透過してくる光に対して最も効果があるように、眼鏡レンズ表面に成膜された反射防止膜は、両面とも入射角０度の光について、最も反射防止特性が発揮されるように設計されていることが一般的である。よって、入射角が０度の状態で可視光領域の波長に対する反射率を抑えられれば、眼鏡レンズに用いられる反射防止膜の機能としては十分である、とされていた。他の光学レンズに成膜される反射防止膜の場合も同様で、光の入射角の変動を考慮した膜設計は僅かであった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７１９０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、実際に眼鏡を着用したときの後方からの像の映り込みを抑えるという点では不十分なところがある。眼鏡レンズを装着する場合、後方からの像の映り込みは、ある程度の入射角度を持って入射する光によって起こるものである。反射防止膜の設計角度からずれると反射防止特性は低下するため、強い光が入射してきた場合は、特に多くの反射光が眼球に入ることになり、レンズ面に像が映り込んだように見えて視界を遮ることになる。特に、反射防止膜の層数が４層から７層程度と少ないもので、反射防止特性を垂直入射する光に対して設計した場合は、光の入射角が垂直からずれていくにつれて、反射防止帯域が短波長側へ狭まりながらずれていき、結果として長波長側の赤い色の反射率が高くなってくるため、赤く濃い像が映り込むことになる。
【０００６】
本発明は、眼鏡を着用したときの斜め後方からの光の入射による、像の映り込みを低減し、且つレンズ正面からの光の透過も十分に高くできることを特徴とする反射防止膜付き眼鏡レンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斜め後方から入射する光の反射は、眼鏡レンズの両面で起こる。両面に斜め入射に対する反射防止特性の高い反射防止膜を成膜すれば、眼鏡レンズへの像の映り込みを防ぐことはできるが、前述したように、構成層数の少ない反射防止膜では、光の入射角が設計段階の角度からずれるほど反射防止特性が低下してしまうので、今度は垂直に入射する光に対する反射防止特性が低下することになる。眼鏡レンズの反射防止膜は、レンズ前方から来る光の透過率を高める役割もあるので、垂直入射の光と斜め入射の光の両方に対して十分な反射防止特性を実現しなければならない。前記目的を達成するために、以下に示す発明をした。
【０００８】
第１に示す発明は、透明な基材からなる眼鏡レンズの表面に成膜される被膜であって、入射角が１５度から３０度の間の光に対して、波長範囲４２０ｎｍから７２０ｎｍの光の反射率が１．０％以下であり、且つ入射角が０度の光に対して、波長範囲４２０ｎｍから７２０ｎｍの光の反射率が１．０％以下である反射防止膜が、少なくとも片面に形成されており、前記反射防止膜は、低屈折率物質には１．４４から１．４７までの範囲にある屈折率を有する物質を、高屈折率物質には２．２０から２．４５までの範囲にある屈折率を有する物質を用いて、設計中心波長λ０を５２０ｎｍから５８０ｎｍまでの範囲にある任意の波長としたときに、基材側から数えて、
第１層を光学的膜厚０．０６λ０以上０．０９λ０以下である低屈折率物質層とし、
第２層を光学的膜厚０．０８５λ０以上０．０９５λ０以下である高屈折率物質層とし、
第３層を光学的膜厚０．０８５λ０以上０．０９５λ０以下である低屈折率物質層とし、
第４層を光学的膜厚０．２２λ０以上０．２５λ０以下である高屈折率物質層とし、
第５層を光学的膜厚０．０４λ０以上０．０６０λ０以下である低屈折率物質層とし、
第６層を光学的膜厚０．１４λ０以上０．１６λ０以下である高屈折率物質層とし、
第７層を光学的膜厚０．２５λ０以上０．２８λ０以下である低屈折率物質であることを特徴とする、反射防止膜付き眼鏡レンズに関するものである。
【０００９】
第１の発明によると、レンズ表面に像の映り込みを起こす光の反射率を下げることができて、映り込みを弱くすることができる。入射角を１５度から３０度の範囲としたのは、眼鏡レンズを装着している時に斜め後方から入射し、レンズ表面で反射されて眼球内に入るような光は、レンズの度数や形状にも影響されるが、レンズ面に対しての入射角１５度から３０度の間である、と考えたためである。入射角が３０度の時も０度の時も、波長範囲４２０ｎｍから７２０ｎｍの可視光の反射率を１．０％以下に抑えることができれば、斜め後方からの光の入射で濃い像が映り込むことを防ぐことができるのである。前記の性能を実現させるためには、低屈折率物質は１．４４から１．４７の範囲の屈折率を、高屈折率物質はより高い屈折率を有していることが望ましい。薄膜を構成する物質として実用的な物質で高い屈折率を有するのは、Ｎｂ2Ｏ5とＴｉＯ2があるが、それらの物質が有する屈折率範囲は２．２０から２．４５の範囲であることから、高屈折率物質の屈折率は２．２０から２．４５の範囲であることに定めた。反射防止帯域を可視光領域に作り出すために、設計中心波長λ０を波長範囲５２０ｎｍから５８０ｎｍの任意の波長として、反射防止膜を構成する各層の光学的膜厚を定めた。
【００１０】
第２に示す発明は、第１の発明に記載の眼鏡レンズの基材上に金属酸化物微粒子を含む被膜を成膜して、前記金属酸化物微粒子を含む被膜上に反射防止膜を成膜したことを特徴とする眼鏡レンズに関するものである。
【００１１】
第２の発明によれば、眼鏡レンズ基材と反射防止膜との密着性を向上させ、耐久性の高い反射防止膜付きの眼鏡レンズを実現できる。反射防止膜の基板との密着性は、眼鏡レンズ基材と反射防止膜に用いられる物質の影響を受けるため、どのような組み合わせでも密着性を安定させることができるわけではない。特に基材がプラスチックで、反射防止膜が真空蒸着法等で成膜した金属酸化物で構成されている場合は、それぞれの膨張率の違いなどから密着性を高めることは難しい。プラスチックにも金属酸化物にも密着性の高い金属酸化物微粒子と含む層を導入することで、基材と反射防止膜の密着性を高めると同時に、膨張率が大きく異なる物質同士が接する状態を解消することができるのである。また、プラスチックが基材の場合には、硬化膜としての効果も期待できるのである。
【発明の効果】
【００１２】
眼鏡レンズを装着しているとき、斜め後方からの像の映り込みを低減させることができて、且つ正面を見るときにも十分に高い透過率を確保できた反射防止膜付き眼鏡レンズを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施例１］
【００１４】
実施例１におけるプラスチック眼鏡レンズのモデルを図１−（１）に、プラスチック眼鏡レンズの凹面（眼球側）に成膜された被膜のモデルを図１−（２）に、プラスチック眼鏡レンズの凸面（物体側）に成膜された被膜のモデルを図１−（３）に示す。
【００１５】
プラスチック眼鏡レンズ基材の両面には、ディッピング法によって金属酸化物微粒子と有機珪素化合物を主成分とするハードコート層１０１と１０２を成膜した。ハードコート層の屈折率は、どちらも１．６７である。両面に７層からなる反射防止膜を成膜した。その設計主波長λ０は５５０ｎｍで、各層はプラスチック眼鏡レンズ基材側から数えて（各層におけるＳｉＯ2の屈折率は１．４６、ＴｉＯ2の屈折率は２．３５である）、
第１層目１１１と１２１に、０．０８０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第２層目１１２と１２２に、０．０９０λ０の光学的膜厚を持つＴｉＯ2層、
第３層目１１３と１２３に、０．０９０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第４層目１１４と１２４に、０．２２５λ０の光学的膜厚を持つＴｉＯ2層、
第５層目１１５と１２５に、０．０５３λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第６層目１１６と１２６に、０．１４５λ０の光学的膜厚を持つＴｉＯ2層、
第７層目１１７と１２７に、０．２７５λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
を順次積層してなる反射防止膜を成膜した。成膜した反射防止膜の厚みは、２９０ｎｍから３００ｎｍ程度である。
【００１６】
両面に成膜した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率スペクトルを図２−（１）の曲線２１に示し、入射角０度の光に対する反射率スペクトルを図２−（２）の曲線２３に示す。
［実施例２］
【００１７】
実施例２におけるプラスチック眼鏡レンズのモデルを図３−（１）に、プラスチック眼鏡レンズの凹面に成膜された被膜のモデル図３−（２）に、プラスチック眼鏡レンズの凸面に成膜された被膜のモデルを図３−（３）に示す。
【００１８】
プラスチック眼鏡レンズ基材の両面には、ディッピング法によって金属酸化物微粒子と有機珪素化合物を主成分とするハードコート層３０１と３０２を成膜した。ハードコート層の屈折率は、どちらも１．６０である。両面に７層からなる反射防止膜を成膜した。その設計主波長λ０は５５０ｎｍで、各層はプラスチック眼鏡レンズ基材側から数えて（各層におけるＳｉＯ2の屈折率は１．４６、Ｎｂ2Ｏ5の屈折率は２．２４である）、
第１層目３１１と３２１に、０．０８０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第２層目３１２と３２２に、０．０９３λ０の光学的膜厚を持つＮｂ2Ｏ5層、
第３層目３１３と３２３に、０．０８８λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第４層目３１４と３２４に、０．２３５λ０の光学的膜厚を持つＮｂ2Ｏ5層、
第５層目３１５と３２５に、０．０４５λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第６層目３１６と３２６に、０．１５５λ０の光学的膜厚を持つＮｂ2Ｏ5層、
第７層目３１７と３２７に、０．２６５λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
を順次積層してなる反射防止膜を成膜した。成膜した反射防止膜の厚みは、２９０ｎｍから３００ｎｍ程度である。両面に成膜した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率スペクトルを図４−（１）の曲線４１に示し、入射角０度の光に対する反射率スペクトルを図４−（２）の曲線４３に示す。
［比較例１］
【００１９】
比較例１のプラスチック眼鏡レンズのモデルを図５−（１）に、プラスチック眼鏡レンズの凹面に成膜された被膜のモデルを図５−（２）に、プラスチック眼鏡レンズの凸面に成膜された被膜のモデルを図５−（３）に示す。
【００２０】
プラスチック眼鏡レンズ基材の両面には、ディッピング法によって金属酸化物微粒子と有機珪素化合物を主成分とするハードコート層５０１と５０２を成膜した。ハードコート層の屈折率は、どちらも１．６７である。両面に７層からなる反射防止膜を成膜した。その設計主波長λ０は５１５ｎｍで、各層はプラスチック眼鏡レンズ基材側から数えて（各層におけるＳｉＯ2の屈折率は１．４６、ＴｉＯ2の屈折率は２．４２である）、
第１層目５１１と５２１に、０．０６０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第２層目５１２と５２２に、０．０６３λ０の光学的膜厚を持つＴｉＯ2層、
第３層目５１３と５２３に、０．１１０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第４層目５１４と５２４に、０．１９５λ０の光学的膜厚を持つＴｉＯ2層、
第５層目５１５と５２５に、０．０６０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第６層目５１６と５２６に、０．１６０λ０の光学的膜厚を持つＴｉＯ2層、
第７層目５１７と５２７に、０．２７５λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
を順次積層してなる反射防止膜を成膜した。成膜した反射防止膜の厚みは、２６０ｎｍから２７０ｎｍ程度である。両面に成膜した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率スペクトルを図２−（１）の曲線２２に示し、入射角０度の光に対する反射率スペクトルを図２−（２）の曲線２４に示す。
［比較例２］
【００２１】
比較例２のプラスチック眼鏡レンズのモデルを図６−（１）に、プラスチック眼鏡レンズの凹面に成膜された被膜のモデルを図６−（２）に、プラスチック眼鏡レンズの凸面に成膜された被膜のモデルを図６−（３）に示す。
【００２２】
プラスチック眼鏡レンズ基材の両面には、ディッピング法によって金属酸化物微粒子と有機珪素化合物を主成分とするハードコート層６０１と６０２を成膜した。ハードコート層の屈折率は、どちらも１．６０である。両面に５層からなる反射防止膜を成膜した。その設計主波長λ０は５１５ｎｍで、各層はプラスチック眼鏡レンズ基材側から数えて（各層におけるＳｉＯ2の屈折率は１．４６、ＺｒＯ2の屈折率は２．０６である）、
第１層目６１１と６２１に、０．０８０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第２層目６１２と６２２に、０．１５０λ０の光学的膜厚を持つＺｒＯ2層、
第３層目６１３と６２３に、０．０５５λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
第４層目６１４と６２４に、０．２５５λ０の光学的膜厚を持つＺｒＯ2層、
第５層目６１５と６２５に、０．２７０λ０の光学的膜厚を持つＳｉＯ2層、
を順次積層してなる反射防止膜を成膜した。成膜した反射防止膜の厚みは、２４０ｎｍから２５０ｎｍ程度である。両面に成膜した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率スペクトルを図４−（１）の曲線４２に示し、入射角０度の光に対する反射率スペクトルを図４−（２）の曲線４４に示す。
【００２３】
実施例１，２と比較例１，２を比較する。斜め後方からの光の入射で濃い像が映り込んでしまう原因は、入射角が大きくなることで長波長側の光の反射率が増大していくためである。比較例１，２とも、入射角が３０度の時の曲線２２、４２が示すように、７００ｎｍ付近の反射率が２％を越えて他の波長よりも目立って反射率が大きくなってしまうと、赤く濃い像が見えることになる。実施例１，２とも、入射角が０度の時も３０度の時も、反射率が１％を越えることが、可視光領域である４２０ｎｍから７２０ｎｍの範囲においては存在しないため、濃い像が映り込むことは無いのである。つまり、入射角が０度の時も３０度の時も安定して高い透過率を実現することができているのである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
実際の眼鏡レンズ使用状況に、より適応した反射防止特性で、より広い範囲の視野を明瞭化できる眼鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１に示した、プラスチック眼鏡レンズ表面に成膜された被膜のモデル。
【図２】実施例１と比較例１に示した反射防止膜の反射率スペクトル。
【図３】実施例２に示した、プラスチック眼鏡レンズ表面に成膜された被膜のモデル。
【図４】実施例２と比較例２に示した、反射防止膜の反射率スペクトル。
【図５】比較例１に示した、プラスチック眼鏡レンズ表面に成膜された被膜のモデル。
【図６】比較例２に示した、プラスチック眼鏡レンズ表面に成膜された被膜のモデル。
【符号の説明】
【００２６】
１０１，１０２  ハードコート層
１１１，１１３，１１５，１１７，１２１，１２３，１２５，１２７  ＳｉＯ2層
１１２，１１４，１１６，１２２，１２４，１２６  ＴｉＯ2層
２１  実施例１に示した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率
２２  比較例１に示した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率
２３  実施例１に示した反射防止膜の、入射角０度の光に対する反射率
２４  比較例１に示した反射防止膜の、入射角０度の光に対する反射率
３０１，３０２  ハードコート層
３１１，３１３，３１５，３１７，３２１，３２３，３２５，３２７  ＳｉＯ2層
３１２，３１４，３１６，３２２，３２４，３２６  Ｎｂ2Ｏ5層
４１  実施例２に示した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率
４２  比較例２に示した反射防止膜の、入射角３０度の光に対する反射率
４３  実施例１に示した反射防止膜の、入射角０度の光に対する反射率
４４  比較例２に示した反射防止膜の、入射角０度の光に対する反射率
５０１，５０２  ハードコート層
５１１，５１３，５１５，５１７，５２１，５２３，５２５，５２７  ＳｉＯ2層
５１２，５１４，５１６，５２２，５２４，５２６  ＴｉＯ2層
６０１，６０２  ハードコート層
６１１，６１３，６１５，６２１，６２３，６２５  ＳｉＯ2層
６１２，６１４，６２２，６２４  ＺｒＯ2層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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