JPH01209423A

JPH01209423A - 透過率可変な眼鏡レンズ

Info

Publication number: JPH01209423A
Application number: JP63034846A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Niwa; 達雄丹羽
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1989-08-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、透過率が可変な眼鏡レンズに関する。

〔従来の技術〕

眼の保護のため、あるいは装身のためサングラスやファ
ッショングラスをかけることが多い。この場合、いずれ
も眼鏡レンズの透過率が一定であり、周囲が暗くなった
場合に見にくくなるのでメガネを外す必要があり不便で
ある。

そのため、強い（太陽）光が当ると、着色する調光レン
ズが開発され、既に一般にも普及している。調光レンズ
は、一般にはレンズ基材中にホトクロミック物質を分散
させたもので、レンズ基材をホトクロミック相が兼用さ
れている。ホトクロミック物質としては主としてハロゲ
ン化銀が用いられているが、スピロピラン化合物その他
の有機物も知られている。このようなホトクロミック物
質を含むホトクロミック相は、強い（太陽）光が当ると
着色し、そこを通る光の透過率を減少させ、強い（太陽
）光が当らな（なると、透過率は元に戻る。

一方、少な（とも一対の透明電極層とそれらの間に挾ま
れたエレクトクロミック（以下、単にＥＣと略す）Ｎか
らなる面状のＥＣ素子が２０年程前に開発された。これ
は一対の電橋間に印加する電圧又は電流によって、ＥＣ
層を着消色することができる。つまり、ＥＣ素子を通る
光の透過率を電気的に制御できる。そこで、このＥＣ素
子をレンズ基材上に形成した眼鏡レンズが提案された（
例えば、特開昭５２−５４４５５号参照）、ＥＣ物質と
しては、ＷＯ，その他の無機物質やビオロゲンその他の
有機物質が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ホトクロミック相を有する調光レンズは、周囲の温度が
高いと、余り濃く着色しないという問題点がある。これ
は、光が当って光化学反応を起こし、着色化合物が生成
するものの、元の物質に戻る消色反応は熱反応であるた
め、周囲の温度が高いと、着色反応と消色反応が競合す
るためである。

−例を挙げれば、直射日光に１時間当てると２５°Ｃで
は透過率が１５％に低下する調光レンズが、４０°Ｃで
は２０％までしか低下しない。また、別の例では同じ条
件で２５°Ｃで４４％に低下するレンズが、３２°Ｃで
は６７％までしか低下しない。

一方、ＥＣ素子を形成した眼鏡レンズは、ＥＣ素子がメ
モリー性を有するものの、長いこと着色状態を続けるに
は時々着色電圧を印加する必要があり、その結果電力消
費量が増大し、電源電池を頻繁に交換しなければならな
いという問題点があった。特にメガネの場合、重さ及び
デザインが重視されるため、大きな大容量の電池をフレ
ームに装着することは、避けなければならない。

従って、本発明の目的は、周囲温度が高くても濃く着色
し、しかも長いこと着色状態を続けても電力消費量の少
ない、透過率可変の眼鏡レンズを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

さて、ＥＣ素子は酸化還元反応に伴なう着色現象を利用
しているため、周囲温度が高くなっても、濃く着色しな
いという問題点を有しない、−例を挙げれば２５°Ｃで
着色電圧印加１０秒後に透過率が２０％に低下するＥＣ
素子は、４０°Ｃでは同じ条件に１８％まで低下する。

他方、ホトクロミック相は強い（太陽）光が当っている
限り電源なしに着色状態を長時間保持することができる
ことから、両者を組み合わせれば、目的とする眼鏡レン
ズが得られることを着想し、本発明を成すに至った。

従って、本発明は、レンズ基材、ホトクロミック相及び
ＥＣ素子からなる透過率可変な眼鏡レンズを提供する。

〔作用〕

本発明によれば、ホトクロミック相とＥＣ素子の長所、
短所が互いに補ない合う結果、目的とする理想的な透過
率可変レンズを得ることができる。

そのほか、ＥＣ素子は化学反応による着色現象を利用し
ているため、低温になると着色速度が低下するという欠
点を有するが、ホトクロミック相は光化学反応による着
色現象を利用しているため、周囲温度が低下しても所定
の濃度であれば着色速度がほとんど変わらないという利
点を有する。

そのため、本発明のレンズでは、周囲温度が低くてもホ
トクロミック相がＥＣ素子の欠点を補なうことにより着
色速度がほとんど低下しないという利点を有する。

ホトクロミック相それ自体を構成するか又はそこに含ま
れるホトクロミンク物質としては、既に数多く知られて
いるように、■ハロゲン化銀、ハロゲン化銅等に代表さ
れる無機物及び■ジチゾン水銀、ベンゾスピロピラン誘
導体、スピロオキサジン誘導体、フェナジン系ホトクロ
ミック染料、フェノチアジン染料等に代表される有機物
があげられる。

ホトクロミック相は、ホトクロミック物質それ自体から
構成されていてもよいが、多くの場合、マトリックス物
質とその中に分散されたホトクロミック物質からなる。

マトリックス物質としては、ガラスに代表される無機物
と、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、
シリコン樹脂、ポリシロキサン、セルロースアセテート
、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレ
タン、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート即
ちＣＲ−３９の重合体などに代表される高分子材料が使
用される。

ホトクロミック相は、レンズ基材と兼用し同一体を構成
していてもよいし、さもなければレンズ基材とは別体に
表面又は裏面上に接合されていてもよい。更には、薄膜
状のホトクロミック相を前後２枚のレンズ基材でサンド
インチした構造でもよい。ホトクロミック相がレンズ基
材と同一体を構成しているものは、レンズ基材の前駆体
である液状物（例えば溶融ガラス、溶融高分子材料、溶
剤により溶解された高分子材料溶液、高分子材料の前駆
体である七ツマー等）にホトクロミック物質を均一に溶
解又は分散させた後、液状物を固化又は硬化させ、次い
で必要に応じて機械的整形を経てレンズ基材とするか、
又は固化又は硬化と同時にレンズ基材を目的形状に成形
することにより、製造される。さもなければ、予めレン
ズ基材を用意した後、ホトクロミック物質を含浸、浸透
、浸漬、染色等の手法によりレンズ基材中に分散、拡散
又は移動させることにより製造することも可能である。

レンズ基材は、従来から知られているようにガラスでも
透明高分子材料でもよく、後者の例としてはＣＲ−３９
重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ビスフェノ
ールＡのジ（メタ）アクリレート誘導体の（共）重合体
に代表される屈折率１．６前後の透明高分子材料などが
挙げられる。

他方、ＥＣ素子は、面状であり、好ましい薄膜タイプの
構造の一例を示すと、■電極層／ＥＣ層／イオン導電層
／電極層のような４層構造、■電極Ｎ／還元着色型ＥＣ
層／イオン導電層／可逆的電解酸化層ないし酸化着色型
ＥＣ層／電掻層のような５層構造があげられる。この場
合、電極層は、いずれも透明でなければならない。

透明電極の材料としては、例えば５ｎＯｚ、１ｎｘ　０
３　、Ｉ　Ｔｏなどが使用される。このような電極層は
、一般には真空蒸着、イオンブレーティング、スパフタ
リングなどの真空薄膜形成技術で形成される。（還元着
色性）ＥＣ層としては一般にＷＯ，、ＭＯＯ，などが使
用される。

イオン導電層としては、例えば酸化ケイ素、酸化タンタ
ル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタル、フン化
マグネシウムなどが使用される。これらの物質薄膜は製
造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン（
Ｈｏ）およびヒドロキシイオン（ＯＨ−）に対しては良
導体となる。ＥＣ層の着色消色反応にはカチオンが必要
とされ、ＨゝイオンやＬｉ“イオンをＥ　Ｃ［ソの他に
含有させる必要がある。Ｈ°イオンは初めからイオンで
ある必要はなく、電圧が印加されたときにＨ゛イオン生
じればよく、従ってＨ゛イオン代わりに水を含有させて
もよい。この水は非常に少なくて十分であり、しばしば
、大気中から自然に侵入をする水分でも着消色する。

ＥＣ層とイオン導電層とは、どちらを上にしても下にし
てもよい。さらにＥＣ層に対して間にイオン導電層を挟
んで可逆的電解酸化Ｎ（ないし酸化着色型ＥＣ層又は触
媒層を配設してもよい。このような層としては、例えば
酸化ないし水酸化イリジウム、同じくニンケル、同じく
クロム、同じくバナジウム、同じくルテニウム、同じく
ロジウムなどがあげられる。これらの物質は、イオン導
電層又は透明電極中に分散されていても良いし、それら
の構成物質を分散して含有していてもよい。

〔実施例１〕ホトクロミック相（２）とレンズ基材（１）が兼用され
ているものとして、市販のホトクロミック・ガラスレン
ズを準備し、これを基板（Ｓ）として、この上にＥＣ素
子を形成することにより本実施例の眼鏡レンズを製造し
た。このレンズの断面を第１図（４１！を意図）に示す
。

尚、ＥＣ素子の構造は、第２図に示す通り５層構造で、
基板側から厚さ１５００人のＩＴＯ透明電極層（３５）
、厚さ７００人の酸化イリジウムと酸化スズとの混合物
からなる酸化着色型ＥＣ層（３４）、厚さ５０００人の
Ｔａ、Ｏ，からなる透明イオン導電層（３３）、厚さ５
０００人のＷＯｌからなる還元着色型ＥＣ層（３２）、
及び厚さ２５００人のＩＴＯ透明電極Ｊ！！　（３１）
からなる。

このＥＣ素子は、電極（３１）、（３５）の間に２５℃
にて約１．４ボルトの着色電圧（直流）を印加すると、
ＥＣ素子は青色に着色し、１０秒後には透過率（Ｔｃ）
が波長λ＝６００ｎ＋＊で２０％に減少する性能を有し
、着色後、電極（３１）、（３５）の間に約−１，４ボ
ルトの消色電圧（直流）を印加すると、ＥＣ素子は消色
し、２秒で元の透過率（Ｔｂ）−８５％（λ＝６００ｎ
ｍ）に回復する性能を有する。

〔実施例２〕ここでは、保護のため実施例１（第１図）のレンズ表面
に接着剤（４）を介して保護ガラス又は保護レンズ（５
）を貼り合わせたものであり、断面構造を第３図に示す
。

（実施例３〕ここでは、第４図に示すように、レンズ基材（１）の上
にＥＣ素子（３）を形成し、その上に接着剤（４）を介
してプラスチック製の保護レンズ（５）を貼り合わせ、
その上にホトクロミック相（２）を形成したものである
。

ホトクロミック相（２）は、スピロピラン系のホトクロ
ミンク染料を２−エチルへキシルメタクリレート重合体
と共に溶剤に溶かした塗料を保護レンズ（５）上に塗布
し、乾燥させることにより形成した塗膜からなる。

尚、ホトクロミック相（２）は、ホトクロミック染料で
プラスチック製の保護レンズ（５）を片面染色すること
により、レンズ（５）の表面層のみに形成されたもので
もよい。

〔発明の効果］本発明によれば、ホトクロミック相とＥＣ素子の長所、
欠点が互いに補ない合う結果、これまでに実現し得なか
った、■周囲温度が高くても濃く着色し、■長いこと着
色状態を続けても電力消費が少なく、しかも■周囲部度
が低くても着色速度がほとんど変わらないという性能を
持った透過率可変な眼鏡レンズが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる眼鏡レンズの断面を
示す概念図である。第２図は、ＥＣ素子の断面を示す概念図である。第３〜４図は、他の実施例にかかる眼鏡レンズの断面を
示す概念図である。〔主要部分の符号の説明〕１・・・・・・レンズ基材２・・・・・・ホトクロミック相３・・・・・・ＥＣ素子出願人　　日本光学工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

　レンズ基材、ホトクロミック相及び、「少なくとも一
対の透明電極層とその間に挟まれたエレクトロクロミッ
ク層からなるエレクトロクロミック素子」からなり、光
が、順序は問わないが、レンズ基材、ホトクロミック相
及びエレクトロクロミック素子を透過することを特徴と
する透過率可変な眼鏡レンズ。