JP5630795B1

JP5630795B1 - 着色レンズの設計方法

Info

Publication number: JP5630795B1
Application number: JP2014059444A
Authority: JP
Inventors: 丈雄那須
Original assignee: 有限会社金栄堂
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: JP2015184395A; US9244291B2; US20150268482A1

Abstract

【課題】偏光特性を有さない着色レンズにおいて、裸眼視と同様に物体の色を識別できる着色レンズを提供する。【解決手段】ＵＣＳ色空間における色の座標値Ｌ、ａ、ｂが下記（１）、（２）、（３）の矩形の頂点を結んで形成される空間範囲内であることを特徴とする着色レンズである。（１）Ｌ＝８７．４において、−４．３≰ａ≰＋５かつ−３≰ｂ≰＋９（２）Ｌ＝７４．２において、−３．５≰ａ≰＋３かつ−５≰ｂ≰＋８．２（３）Ｌ＝４９．９において、−１．５≰ａ≰＋４．５かつ−０．５≰ｂ≰＋７．２【選択図】図４

Description

本発明は、眼鏡等に使用する着色レンズに関し、特に、裸眼視と同様に物体の色を識別できる着色レンズに関する。

眼鏡及びサングラスに装着されるレンズは、日差しや強い照明から瞳を守るために、ヨウ素や染料で染色されて、着色されている。

特開平１０−１３３０１６号公報

このような着色レンズを透過した光は着色剤の色を多く含んでいるため、肉眼で直接に感じる色と異なっている。このため、着色レンズを透過した光を、裸眼で見た場合と同様の色で認識することが難しいという課題がある。具体的には、果樹園で果物の成熟度を色見本と比較できない、鑑賞魚が選別できない、屋外での写生において色が識別できない等の問題がある。

また、上記特許文献１では、ＵＣＳ色空間において２２≦Ｌ≦７０、−２．０≦ａ≦２．０、−２．０≦ｂ≦２．０の範囲内で、裸眼で見た場合と同様に色を確実に判別できる偏光レンズを提供できることが記載されている。

しかし、特許文献１では、全ての明るさ（Ｌ値）において、ａ値及びｂ値が同じ矩形の範囲で規定されており、実態に合わない数値であった。また、特許文献１のａ値及びｂ値の範囲は狭く、裸眼視と同様に物体の色を識別できるレンズを提供する場合、レンズの色味（レンズが反射する光、すなわちレンズの見た目の色）をユーザーが希望する色で作成することが困難であった。さらに、偏光レンズに使用される偏光膜は無色透明ではないため、偏光特性を有さない着色レンズと偏光レンズとは、裸眼視と同様に物体の色を識別するための色彩の条件を異なる考えで定める必要があった。

そこで、本発明は、偏光特性を有さない着色レンズにおいて、裸眼視と同様に物体の色を識別できるレンズを提供することを目的とする。

本願において開示される代表的な発明は、ＵＣＳ色空間における色の座標値Ｌ、ａ、ｂによって規定する着色レンズの設計方法であって、値Ｌによって決まるａｂ平面上において、Ｌ＝８７．４でａ＝＋０．３５かつｂ＝＋３．０、Ｌ＝７４．２でａ＝−０．２５かつｂ＝＋１．６、Ｌ＝４９．９でａ＝＋１．５かつｂ＝＋３．３５をそれぞれ目標値として選択し、Ｌ＝８７．４で−４．３≦ａ≦＋５かつ−３≦ｂ≦＋９、Ｌ＝７４．２で−３．５≦ａ≦＋３かつ−５≦ｂ≦＋８．２、Ｌ＝４９．９で−１．５≦ａ≦＋４．５かつ−０．５≦ｂ≦＋７．２をそれぞれ偏差範囲として設定し、さらに、ＵＣＳ色空間において、Ｌ＝８７．４、Ｌ＝７４．２、Ｌ＝４９．９における前記偏差範囲の頂点を２次多項式の近似曲線で結んで許容範囲を形成し、ＵＣＳ色空間における前記許容範囲に含まれるように着色レンズのＬ、ａ、ｂの値を選択する方法である。

本発明によれば、前述した（１）（２）（３）の範囲内で着色レンズを着色するので、該着色レンズを透過しても色を誤認することなく、裸眼視と同様に物体の色が自然に見える着色レンズを提供することができる。また、偏光特性を有さない着色レンズにおいて、色が自然に見えるレンズを、従来技術より広いａ値及びｂ値の範囲で提供することができる。

Ｌａｂ空間中のＬ＝８７．４の着色レンズにおいて、裸眼視と同様に色を識別できるかを実験した結果である。Ｌａｂ空間中のＬ＝７４．２の着色レンズにおいて、裸眼視と同様に色を識別できるかを実験した結果である。Ｌａｂ空間中のＬ＝４９．９の着色レンズにおいて、裸眼視と同様に色を識別できるかを実験した結果である。Ｌａｂ空間において、裸眼視と同様に色を識別できる範囲を示す図である。

以下、本発明の実施形態の着色レンズの製造方法、評価方法、評価結果について説明する。

＜着色レンズの製造方法＞
本実施形態に用いる着色剤は、ヨウ素、直接染料、反応染料、酸性染料などを使用することができる。

直接染料の具体例としては、カヤラススプラグリーンＧＧ、カヤラススプラグレイＣＧＬ、シリアススカーレットＢ、シリアススプラブラウンＧ、スミライトブラックＧ、スミライトレッド４Ｂ、ダイヤルミナスブルーＧＦ、ダイレクトオレンジＧＫ、ダイレクトファストイエローＲ、ダイレクトファストオレンジ、ダイレクトファストブラックＤ、ニッポンオレンジＧＧなどを使用することができる。また、反応性染料としては、ダイアミラーイエローＲＴＮ、ダイアミラーブリリアントオレンジＧＤ、ダイアミラーブリリアントバイオレット５Ｒ、ダイアミラーレッドＢ、ミカロンイエローＧＲＳ、ミカロンイエローＲＳ、ミカロンオリーブグリーン３ＧＳ、ミカロンスカーレットＧＳ、ミカロンブリリアントブルーＲＳなどを使用することができる。また、酸性染料としては、カヤカランイエローＧＬ、カヤカランオリーブＢＧＬ、カヤカランオレンジＲＬ、カヤノールＭイエローＲＷ、カヤノールＭブルーＢＷ、カヤノールＭレッドＢＷ、スミトモファストスカーレットＡ、スミラングリーンＢＬ、ダイワアシッドオレンジＩ、ダイワアシッドファストブルーＮＰ、ブリリアントアシッドブルーＲ、ブリリアントスカーレット３Ｒなどを使用することができる。これらの染料を複数組み合わせて調合した染色液に、所定の温度で所定の時間だけプラスチックレンズを浸漬することによって、所望の色及び明るさ（透過率）でレンズを染色して、着色レンズを製造する。

また、本実施形態のレンズは光透過性の樹脂によって構成されており、例えば、熱可塑性樹脂の二酢酸セルローズ、三酢酸セルローズ、酢酪酸セルローズ（ＣＡＢ）、セルローズプロピオネート（ＣＰ）、ポリカーボネート、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、ポリエステル、ポリオレフィンなどを使用することができる。また、熱硬化性樹脂によってレンズを構成してもよい。例えば、熱可塑性樹脂としては、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、エチレングリコールジアクリレート、メタクリル酸エステル、アクリルスチロールウレタン共重合体などを使用することができる。

また、本実施形態の着色レンズは、前述した染料を複数組み合わせて調合した染色剤を混合した樹脂材料を成型して形成してもよい。この場合、樹脂材料には前述した樹脂材料の何れかを用いることができる。

また、光透過性シートとレンズを一体化して着色レンズを構成してもよい。シートは、光透過性の樹脂によって構成することができる。シートとレンズの一体化には、光透過性の接着剤を使用したり、射出成型によってシートとレンズとを一体に成型してもよい。すなわち、シート及び接着剤の少なくとも一つを着色して着色レンズを構成することができる。この場合、レンズを光透過性の樹脂で構成しても、ガラスで構成してもよい。

また、本実施形態の着色レンズは、前述した樹脂材料の表面に前述した染料を複数組み合わせて調合した染色剤を印刷して、色を転写することによって形成してもよい。

さらに、シート又はレンズは、真空蒸着、イオンプレーティング、色料転写などによる表面コート層が設けられてもよい。すなわち、コーティング剤を着色して着色レンズを構成してもよい。表面コート層は、例えばハードコート、マルチコート、防曇コート、防滴コート、ＵＶコート、ＩＲコート、中抜コート、ハーフ染色などを使用することができる。

＜着色レンズの評価方法＞
前述したように製造された着色レンズについて、分光透過率計を用いて分光透過率を測定し、ＵＣＳ色空間における色の座標値Ｌ、ａ、ｂを定めた。なお、ＵＣＳ色空間における色の座標値Ｌは０〜１００に区分された明度である。値Ｌ、ａ、ｂを、ＣＩＥ標準表色系における三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚで示せば、Ｌ＝１００Ｙ^1/2、ａ＝１７５（１．０２Ｘ−Ｙ）Ｙ^-1/2、ｂ＝７０（Ｙ−０．８４７Ｚ）Ｙ^-1/2である。

そして、異なる色及び明るさの４５種類の着色レンズを作成した。そして、５０人の被験者に、この４５種類の着色レンズを通して色見本を見せ、色見本が自然な色に見えるか否かを判定した。すなわち、色がレンズを通さない見え方と相違ない場合は自然な色に見えると判定し、色を認識できるがその色に見えない（又は、違う色に見える）場合は自然な色に見えないと判定した。本評価で用いた色見本は、エックスライト社（旧マクベス社）製のＱＰカード２０１である。また、５０人の被験者は、３０代から５０代の男性及び女性である。

＜着色レンズの評価結果＞
次に、着色レンズの色識別の評価結果について説明する。

図１、図２、図３は、Ｌａｂ空間中の明るさを変えた着色レンズにおいて、裸眼視と同様に物体の色を識別できるかを実験した結果である。図１、図２、図３において、○は３８人（７５％）以上の被験者が自然な色に見えると判定した色であり、●は３７人以下の被験者が自然な色に見えると判定した色である。

図１に示すように、Ｌ＝８２．６４〜９０．７８（平均値＝８７．４）の明るめの着色レンズにおいて、裸眼視と同様に色を識別できるＬａｂ空間の範囲１０１は、−４．３≦ａ≦＋５、−３≦ｂ≦＋９であることが分かる。図２に示すように、Ｌ＝７０．０５〜７７．０９（平均値＝７４．２）の着色レンズにおいて、裸眼視と同様に色を識別できるＬａｂ空間の範囲１０２は、−３．５≦ａ≦＋３、−５≦ｂ≦＋８．２であることが分かる。さらに、図３に示すように、Ｌ＝４６．９５〜５２．０４(平均値＝４９．９）の暗めの着色レンズにおいて、裸眼視と同様に色を識別できるＬａｂ空間の範囲１０３は、−１．５≦ａ≦＋４．５、−０．５≦ｂ≦＋７．２であることが分かる。

図４は、前述した実験結果から導出される範囲をＬａｂ空間に示した図であり、（Ａ）はａｂ平面を、（Ｂ）はａＬ平面を、（Ｃ）はｂＬ平面を表す。図４の各図では、図１、図２、図３の各図に表された矩形の頂点を２次の多項式近似曲線で結んで、許容範囲を形成した。なお、矩形の頂点を他の近似曲線（例えば、線形近似曲線）や直線で結んで許容範囲を形成してもよい。すなわち、Ｌａｂ空間において、図４に示す範囲に含まれる着色レンズであれば、多くの人が、対象物の色を自然な色に見えると判断するレンズを提供することができる。

具体的には、Ｌ＝８７．４においてａ＝＋０．３５、ｂ＝＋３．０を目標値とし、−４．３≦ａ≦＋５、−３≦ｂ≦＋９の範囲に含まれるように値ａ及び値ｂを設定する。また、Ｌ＝７４．２においてａ＝−０．２５かつｂ＝＋１．６を目標値とし、−３．５≦ａ≦＋３、−５≦ｂ≦＋８．２の範囲に含まれるように値ａ及び値ｂを設定する。また、Ｌ＝４９．９においてａ＝＋１．５かつ＋３．３５を目標値とし、−１．５≦ａ≦＋４．５、−０．５≦ｂ≦＋７．２の範囲に含まれるように値ａ及び値ｂを設定する。図４には、上記した目標値を２次の多項式近似曲線で結んだ目標値曲線も示す。

前述したように、本発明の実施形態によると、多くの人がレンズを透過しても色を誤認することなく、対象物の色を裸眼視と同様に自然な色に見えると判断する着色レンズを提供することができる。また、本発明によって定められたＬａｂ空間における範囲は従来技術より広いので、物体の色が自然に見え、かつ、ユーザーが希望する見た目の色（レンズからの反射光の色がグレーだけでなく、若干の色味を有する）のレンズを提供することができる。

すなわち、人間は感覚がものをいう動物なので、本実施形態の着色レンズによると、人間が感じる視覚・感覚が裸眼に近い状態を保ちながら眩しさを軽減することができる。つまり、数ある眼鏡用レンズやサングラス用レンズの中で、レンズを通した視覚が人の感覚に最も近く、違和感が少ないレンズを提供することができる。このため、人間が感じる眩しさを低減し、人間の感覚を狂わせないレンズであるといえる。

さらに、本実施形態の着色レンズによると、対象物の色を裸眼視と同様に自然な色に見えるので、距離感や大小感を正しく認識することができる。通常、認識される色によって距離感や大小感は変わるが、暖色系の色（赤色など）の物は実際より大きく認識され、寒色系の色（青色など）の物は実際より小さく認識される。このため、本実施形態の着色レンズによると、距離感や大小感を正しく認識することができる。より具体的には、ゴルフ場で芝生の反射を見てラインを読むが、偏光レンズでは芝の反射光を透過しない場合がある。このような場合には、正しい距離感をつかむことは困難である。このため、偏光レンズではなく、偏光特性を有さない着色レンズにおいて、対象物の色を裸眼視と同様に自然な色に見えるレンズを開発する意義がある。また、車の運転時にも、特定の偏光の光を透過しない偏光レンズでは、見えないものが生じるが、本実施形態の着色レンズでは、このような危険な状態を避けることができる。

以上に本実施形態で説明した着色レンズは、常時同じ色でなくても、周囲の明るさによって色の濃さが変わる調光レンズにも適用することができる。例えば、暗い状態ではクリアなレンズであっても、紫外線が多い状態では前述したＬａｂ空間の範囲に含まれる色になればよい。例えば、ハロゲン化銀を含有して調光機能を有する染料を使用することによって、本発明のＬａｂ空間の範囲に含まれる調光レンズを実現することができる。

以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。

Claims

ＵＣＳ色空間における色の座標値Ｌ、ａ、ｂによって規定する着色レンズの設計方法であって、
値Ｌによって決まるａｂ平面上において、Ｌ＝８７．４でａ＝＋０．３５かつｂ＝＋３．０、Ｌ＝７４．２でａ＝−０．２５かつｂ＝＋１．６、Ｌ＝４９．９でａ＝＋１．５かつｂ＝＋３．３５をそれぞれ目標値として選択し、
Ｌ＝８７．４で−４．３≦ａ≦＋５かつ−３≦ｂ≦＋９、Ｌ＝７４．２で−３．５≦ａ≦＋３かつ−５≦ｂ≦＋８．２、Ｌ＝４９．９で−１．５≦ａ≦＋４．５かつ−０．５≦ｂ≦＋７．２をそれぞれ偏差範囲として設定し、
さらに、ＵＣＳ色空間において、Ｌ＝８７．４、Ｌ＝７４．２、Ｌ＝４９．９における前記偏差範囲の頂点を２次多項式の近似曲線で結んで許容範囲を形成し、
ＵＣＳ色空間における前記許容範囲に含まれるように着色レンズのＬ、ａ、ｂの値を選択する方法。