JPS595538B2 - ホトクロミツク性勾配レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホトクロミック性（吸光変色性：業界では調光
性と称するが本明細書ではホトクロミック性を主として
使用する）の眼鏡レンズとその製法に関連する。

特に本発明はホトクロミック性に連続的勾配のあるレン
ズとその製法に関連する。

従来技術の説明 眼鏡レンズは基本的に下記の三目的： （１）視覚欠陥の矯正； （２）目に対する危険保護； （３）放射線に対する保護、 を有する。

この第１目的は適当な屈折力を有するレンズ型式の透明
物品によって達成される。

第２目的は（１）レンズ構造体として衝撃抵抗性のある
物質を使用するか、又は（２）ガラスレンズを適渦に処
理して付加的強度を与えること、によって達成される。

この強度増加法は公知で、例えばガラスを歪点（５ｔｒ
ａｉｎ ｐｏｉｎｔ ）以上に加熱して空気流又は液体
で急冷する方法である。

この方法の一例は米国特許第３７６８９９２号に記載さ
れている。

別の強度増加法はレンズ表面全体に圧縮応力を発生する
方法である。

この一例は米国特許第３７９０２６０号に記載されてい
る。

紫外線、強力な可視光線又は赤外線に対する保護はガラ
スバッチ、即ちガラス原料に着色剤を添加することで行
われる。

この着色剤の例はＷ、Ａ。Ｗｅｙｌ、Ｓｏｃ、Ｇｌａｓ
ｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ、、 ５ｈｅｆｆｉｅｌｄ、Ｅｎｇ
ｌａｎｄ１９６７出版の書籍、Ｃ０ＬＯＵＲＥＤ ＧＬ
ＡＳＳＥＳ（着色ガラス）に記載されている。

高分子重合体で作られた眼鏡レンズの場合には、着色剤
は長年市販されているある種のサングラスと同様に原料
に添加される。

又無色のプラスチックレンズを表面着色法によって着色
することも可能である。

この種のレンズはアメリカン・オプティカル社から商品
名”Ｔｉｎｔｏｌｉｔｅ ”として市販されている。

又透明ガラスレンズを、上記の書籍に多数例が記載され
ている、いわゆる゛°着色法（ｓｔａｉｎｉｎｇｐｒｏ
ｃｅｓｓ ） ”によって着色することもできる。

眼鏡レンズに使用する種々の永久着色レンズはアメリカ
ン、オプティカル社から商品名”Ｔｒｕｅｃｏｌｏｒ”
” Ｃｒｕｘｉ ｔｅ ” 、 ” Ｃｏｓｍｅｔａｎ
”及び’ Ｃａ１ｏｂａｒ ”で販売されている。

永久着色、又は永久染色眼鏡レンズは照明レベルが低い
場合、即ち幾分暗い環境で使用する場合には光の透過率
が低い欠点がある。

例えば夜間の自動車運転中にサングラスを使用すること
は勿論危険である。

この欠点は市販のホトクロミック性を有する種々のガラ
ス又はプラスチックレンズでもある程度は克服できる。

ホトクロミック性眼鏡レンズは例えば米国特許第３１９
７２９６号に記載されている。

このレンズは可視光線には透明であるが化学放射線を受
けると暗色になり、可視光線透過率はもとの約４５％に
低下する。

このレンズの透過率減少は可逆的で半減色時間（ｈａｌ
ｆ−ｆａｄｉｎｇ ｔｉｍｅ）は５分以下である。

他の従来の眼鏡レンズは米国特許第３１９７２９６号に
記載されているもので、これは重量パーセントで表わし
て、４８−５８ Ｓ ｉ Ｏ２，６−１０ＡＡ２０３゜
１５−２２Ｂ２０３．０．８−２．０Ｎａ２０、２．４
−３．１ Ｌ ｉ２０ 、 Ｏ−４に２０ 、 Ｌ ｉ
２０＋Ｎａ２Ｏ＋に２０の合計は３．２−７．２、４．
５−５．３ Ｐｂ０、３−９ＢａＯ、０−７，２Ｚｒ０
２．０．１５−０．６Ａｇ。

０．０１−０．０２ＣｕＯ、０，３−１°２Ｃ１，０−
１、ＯＢ ｒ 、 ０−１．ＯＩ及びＯ−１，２Ｆのガ
ラス組成物を利用するもので、そのほかにも、例えば米
国特許第３２０８８６０号；第３５４８０６０号：第３
５９４１９８号；第３６１７３１６号；第３７０３３８
８号；第３７６５９１３号；第３７９５５２３号；第３
８３３５１１号；第３８３４９１２号；英国特許第１２
７５０１９号、ドイツ特許第２２３０５０６号；及びド
イツ公開公報第２２５６７７５号に記載されている。

ホトクロミック性ガラスに関する上記特許文献のほかに
、均一をこ分散したハロゲン化銀を含むガラスは、商品
名” Ｒｅａｃｔｏｌ ｉｔｅ”でイギリス国イングラ
ンドのＣｈａｎｃｅ−Ｐｅｌｋｉｎｇｔｏｎ ０ｐｔｉ
ｃａｌ ＧｌａｓｓＣｏユａｎｙから市販されているホ
トクロミック性リンケイ酸ガラスがある。

このガラスの詳細な組成と製法についての特許文献は現
在まで発表されていない。

ハロゲン化銀で増感されたホトクロミック性ガラスは下
記の文献に記載されている： Ｗ、Ｈ，Ａｒｍ１ｓｔｅａｄ ａｎｄ Ｓ、Ｄ、５ｔｏ
ｏｋｅｙ ： ”Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ Ｓｉｌ
１ｃａｔｅ Ｇｌａｓｓｅｓ ５ｅｎｓｉｔｉｚｅｄｂ
ｙ Ｓ １１ｖｅｒ Ｈａｌ １ｄｅｓ”、５ＣＩＥＮ
ＣＥ、Ｖｏｌ。

１４４（１９６４）ｐｐ、１５０−１５４；Ｇ、Ｇｌ
ｉｅｍｅｒｏｔｈ ａｎｄ Ｋ、Ｈ，Ｍａｄｅｒ ：
” ＰｈｏｔｏｔｒｏｐｉｃＱｌａｓｓ”、 Ａｎｇｅ
ｗ、Ｃｈｅｍ、 Ｉｎｔｅｒｎａｔ 、Ｅｄｉｔ、 、
Ｖｏｌ、 ９（１９７０）ｐｐ、４３４−４４５ ； Ａ、Ｖ、Ｄｏｔｓｅｎｋｏ ｅｔ ａｌ、 ： ”ＡＳ
ｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅＥｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｏｐｐ
ｅｒ Ｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅ１ａｘａｔｉｏｎ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉ
ｃ Ｇｌａｓｓｅｓ”、Ｓｏｖ。

Ｊ、Ｏｐｔ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、、Ｖｏｌ、 ４１ （
１９７４） ｐｐ。

３９５−３９７； Ｒ，Ｊ、Ａｒａｕｊｏ ： ” Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍ
ｉｃ Ｇｌａｓｓｅｓ”。

Ｃｈａｐｔｅｒ ８ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｏｋ ＰＨＯＴ
ＯＣＨＲＯＭＩＳＭｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｇ、Ｈ，Ｂｒ
ｏｗｎ 、Ｗｉｌ ｌｅｙ Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ
。

ＮｅｗＹｏｒｋ （１９７１）ｐｐ、６６７−６８６；
Ｈ，Ｂａｃｈ ａｎｄ Ｇｌ ｉｅｍｅｒｏｔｈ： ”
Ｐｈａｓｅ ５ｅｐａｒａｔｉｏｎｉｎ Ｐｈｏｔｏｔ
ｒｏｐｉｃ Ｓ １１ｖｅｒ −Ｈａｔ ｉｄｅ −Ｃ
ｏｎｔａｉｎｉｎｇＧｌａｓｓｅｓ ” 、 Ｊ、Ａｍ
ｅｒ、Ｃｅｒ、Ｓｏｃ、 （１９７１） ｐｐ。

４３−４４゜ これらの従来のガラスは下記の点で共通と考えられる： １、ホトクロミック性を生ずる成分はガラスマトリック
ス中に均一に分散したハロゲン化銀である；及び ２、これらのガラスで作られた製品はホトクロミック性
を生ずるため厳密な熱処理が必要であること。

又これらのガラスはホトクロミック中心のキャリヤとな
るベースガラスの組成が互いに異なるように思われる。

一般のホトクロミックガラス物品については米国特許第
３２０８８６０号に記載されている。

この特許のホトクロミック物品は、塩化銀、臭化銀及び
ヨウ化銀からなる群から選択された少くとも１種のハロ
ゲン化銀の微結晶が少くとも一部に含まれるケイ酸ガラ
スで作られ、この結晶濃度は少くとも０．００５容量楚
である。

全体にハロゲン化銀結晶が分散したガラス物品のほか（
こ、一定量のハロゲン化物イオンを含むベースガラスの
表面層に銀イオンを拡散し、次にこれに特定の熱処理を
施すことによってホトクロミック性ガラスレンズを製造
することも提案されている。

この物品と製法は米国特許第３４１９３７０号に記載さ
れている。

又ガラス又はプラスチックのような基質上にホトトロピ
ック性被覆を設けることによってホトクロミック性物品
を作ることも提案されている。

この種の物品は例えば米国特許第３８７５３２１号及び
Ｇ、Ｇ１ ｉ ｅｍｅｒｏ ｔｈのＡｍｅｒｉｃａｎ
ＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙの第７５回年次会（１９
７３年５月２−オハイオ州シンシチナ）に発表した論文
、これはあとで” Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ０ｐｔｉｃ
ａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｈａｎｇｅｉｎ Ｃｏｍｐｏ
ｓｉｔｅ Ｌａｙｅｒｓ”の表題でＪ 、Ａｍｅｒ、Ｃ
ｅｒａ。

Ｓｏｃ 、 （１９７４） 、 ｐｐ ３３２−３３５
で発表された論文に記載されている。

上記のようなホトクロミック性レンズは永久着色レンズ
の前記欠点をある程度克服するものである。

ホトクロミック効果の可逆性のため、これらのレンズは
紫外線又は青色光線に曝露されると透過率が低くなるが
、活性化放射線の照射レベルが低い環境では高透過率を
回復する。

ガラスレンズはプラスチック製のホトクロミック性レン
ズよりも引掻抵抗性が大きく、又活性成分の劣化によっ
て長期使用間にホトクロミック性を失うことがない。

現在公知のホトクロミック性レンズは高透過率の回復に
数分の時間を要することが欠点である。

これは内部の照明レベルが低く、かつ外部の照明レベル
が高い自動車を運転する場合などには使用者に不快感を
与える。

運転者が路面及び交通状態を見ている間は運転者の目に
対する光強度を低下すると同時に、照明レベルの低い計
器盤上の計器表示を明瞭に見ることができることが望ま
しい。

事実、これができないと危険である。

この問題を示す他の例は、（１）光源の急激な強度変化
、又は（２）眼鏡装用者が高照度から低照度の環境へ移
動した際に起こる照度レベルの急変化である。

同様な欠点は永久着色レンズの装用者にも認められてい
る。

上記の欠点の一部は、レンズの上部から下部に透過率が
連続的に変わるレンズを使用することによって克服され
る。

着色度に永久的勾配のあるこの種のレンズは現在市販さ
れている。

これらのレンズは、プラスチックレンズを濃度を次第に
変えて着色するか、又は吸収物質の真空被着によってガ
ラスレンズ上に濃度の変わる着色被覆を施すことによっ
て作られる。

プラスチックレンズの着色勾配は、レンズで吸収される
染料濃度を連続的又は漸進的に変えることによって得ら
れる。

例えばレンズの上部では濃度を高くシ、又下部ではこれ
を低くする方法である。

米国特許第３４１９３７０号には、ガラス本体を横切る
ホトクロミック性勾配が、ガラス本体の各部分をイオン
交換媒質に曝露する時間及び／又は温度を変えることに
よって得られることが記載されている。

この特許発明によれば、イオン交換塔はどの例でも銀イ
オンを含んでいる（特許明細書第２表参照）。

このホトクロミック性勾配はガラス内に拡散する銀イオ
ンの濃度を変えることによって得られる。

この特許発明によるガラスは、ホトクロミック性を発生
させのに必要な熱処理前に銀含有イオン交換浴内で拡散
処理を施さなければホトクロミック性を付与することが
できないように思われる。

このガラスのペース組成物には銀イオンを含んでいない
。

この特許明細書には眼鏡レンズのホトクロミック勾配に
関する特別な説明はない。

本発明者達の意見では、ホトクロミック性を全体に有す
る眼鏡レンズの製法は下記のように要約される： １、後述の第１表に挙げられている組成のガラスを下記
の公知方法で融解する。

２、 レンズ素材、即ちレンズブランクを型押又は鋳造
のような方法で上記のガラスから作る。

３、 レンズ製品に制御された熱処理を施し、５〈ｄｄ
＜５０ｍμの範囲内の直径ｄのハロゲン化銀粒子を生成
する。

この範囲の下限はホトクロミック性を生ずるのに必要で
、上限は眼鏡製品に不適当な光散乱を避けるために必要
である。

ガラス製品中に均−ｔこ分散されたハロゲン化銀粒子の
全濃度は少くとも０．００５容量％でなければならない
。

本発明者達の意見では、米国特許第３４１９３７０号の
方法で得られるようなホトクロミック性に勾配を有する
ガラス製品の製法は下記のように要約される： １、一般系、即ちアルカリ性酸化物−人１２０３−Ｂ
２０３Ｓ ｔ Ｏ２のバッチにハロゲン化物を添加した
組成物を、ハロゲン化物を保持する条件下で融解する。

２、型押又は鋳造のような公知の方法でこのガラスから
レンズブランクを作る。

３、研削と研摩でこのブランクから完成レンズを作る。

４、この完成レンズを高温で銀イオン源に接触させ、特
に高度のホトクロミック性を必要とするレンズ部分は低
度のこの性質を必要とするレンズ部分よりも高い銀濃度
で接触させる。

５、上記の処理を施したレンズを注意深く熱処理してハ
ロゲン化銀結晶を、ホトクロミック性に必要ではあるが
眼鏡レンズに不適当な光散乱を避けるため５０ｍμを超
えない大きさに成長させる。

本発明の要約 ホトクロミック性を生ずるのに必要な総ての成分を含む
ガラスから型押によって、ホトクロミック性を示さない
眼鏡レンズを作る。

このガラスを以下゛°未未発発生 （ｕｎｎｕｃｌｅａ
ｔｅｄ ）ホトクロミンクガラスと称することもある。

この用語は単に説明を簡単にする目的のため使用するも
のである。

勿論、ハロゲン化銀粒子を発生するのに必要な超顕微鏡
的の核は既に非ホトクロミック状態のガラス中に存在し
ている。

換言すればこの核は非常に小さく、光線を反射しないか
ら光学顕微鏡で見ることはできない。

数値で述べればこの核の最大寸法、即ち最大粒径は５ｍ
μ以下である。

事実、業界では公知のようにこれらの核粒子は非常に小
さく、可視域の光線とは相互作用しない。

本発明者達はこの粒径は測定しなかったが、電子顕微鏡
を使用すれば容易に測定でき、当業者には意味のある数
値として５ｍμを採用する。

型押物はホトクロミック性を生ずるのに必要な熱処理は
施されていない。

この型押物即ちレンズブランク（こ加工し、このレンズ
ブランクを温度変化環境に曝露することによってホトク
ロミック性の勾配が与えられる。

この曝露はブランクの一部はガラスの歪点よりも高いが
軟化点よりも低い温度で加熱され、又ブランクの上記部
分より離れた他の部分は歪点以下の温度に維持される。

ホトクロミック性を生ずるのに必要な特殊の熱処理を施
さなかった非核発生ガラス型押物から作られた眼鏡レン
ズは、その面を横切るホトクロミック性勾配を有する半
完成又は完成レンズに加工できることも発見された。

又所望の性質を有するいわゆる”一体多焦点″ガラスレ
ンズ、又は”突出段多焦点″ガラスレンズ、及び変倍（
倍率が漸進的に変わる）ガラスレンズの設計は特に本発
明の実施に適しているからこれらのレンズにホトクロミ
ック性を与えることができ、従ってレンズの遠視部にホ
トクロミック性を与え、近視部にはこの性質を与えない
ようにすることもできることが発見された。

本発明は総てのガラスレンズブランク又はガラスレンズ
に適用することができる。

このレンズ及びレンズブランクは、ホトクロミック性を
生ずるのに必要な成分がほぼ均一に分散しているが、ハ
ロゲン化銀は未核発生状態、即ちこの粒子の大きさがホ
トクロミック性を生ずるのに必要な太きさよりも小さい
状態で含むものを総て金色する。

温度勾配環境中の熱処理間のレンズ又はブランクの熱破
壊を防止するため熱膨張係数が６０・７０−７℃のガラ
スを使用することが適当である。

しかし本発明はこの種のガラスに限定されない。

好適実施例の説明 本発明による製品と製法は下記の説明から更によく理解
できよう。

ガラスレンズの透過率Ｔは 一Ｔ ＝ ｅｘｐ （−に一ＺＯ） で表わされここで に＝吸光係数で、 Ｚｏ一ｏ−光射光行に測定した位置のレンズ厚である。

Ｋは光の波長の関数で、又通常一定波長に対してはレン
ズを構成するガラスによる常数である。

レンズ厚Ｚ。

はレンズ光軸に対して直角な平面内の２個の座標Ｘとｙ
との変数である。

Ｚｏの変化率はレンズのＲｘ（処方）値によって変わる
。

負レンズではＺ。

は中心よりも周辺部が大きく、正レンズではＺ。

は周辺部より中心が太きい。このため透過率は局部的に
変化する。

強い負レンズ、例えば着色ガラスで作られたレンズでは
中心よりも周辺部が暗くなる。

この場合のＴの変化率は特定の処方を達成するのに必要
なレンズの形状によって全面的に決定される。

一般にＺ。−Ｚｏ（Ｘ。ｙ）である。

ホトクロミック性レンズの場合には吸光係数には時間に
依存し、又波長と活性化放射強度によって変わる。

説明を簡単にするため一定強度の単色活性化放射線を仮
定する。

もしｔをこの放射線の曝露時間とするとに１は時間と共
に増加、即ちと精密な測定ではある程度変化するが、約
１／２時間後に一定になる。

従って前記の式（１）は −に１（ｔ）・Ｚ。

Ｔ１（ｔ）＝ｅ 即ち透過率は時間の増加と共に減少する。

約３０分後のＴ、（ｔ）の飽和値は、ガラスの材質とレ
ンズ厚によって変わるが３０ないし４５％である。

活性化放射線曝露前の透過率は通常９０％以上である。

活性化放射線を除去するとレンズは次第にもとの透過率
に戻る。

この過程は時間に依存する第２吸光係数に２ （ｔ ）
を導入することによりで表わすことができる。

従って時間ｔに対する透過率Ｔ２の変化は下式７式％： 従ってホトクロミックレンズの透過率は一般に：Ｔ （
ｔ、ｘ、ｙ ） −ｅｘｐ （−に１（ｔ）・Ｚｏ（Ｘ
、ｙ））ここでＫ ｉ （ｔ） −に１ （ｔ）活性化
放射線曝露間で、又 Ｋ １（ｔ） ＝に２ （ｔ）活
性化放射線除去後Ｚｏ（Ｘ、ｙ）は視力矯正を行うのに
それぞれ必要な処方値によって決定される。

レンズの面を横切るホトクロミック性勾配を得るために
は吸光係数は空間座標Ｘとｙｌ及び時間ｔの関数でなけ
ればならない：従って に＝Ｋ（ｔ 、ｘ、ｙ）。

点（Ｘ、ｙ）のレンズを通る透過率は： 〕Ｔ（
ｔ、ｘ、ｙ）−ｅｘｐ（−Ｋ（ｔ、ｘ、ｙ）・Ｚｏ（ｘ
＋ｙ））で、プランレンズの場合には下記のように簡単
になる： Ｔ（ｔ、ｘ、ｙ）−ｅｘｐ（−Ｋ（ｔ、ｘ、ｙ）・Ｚｏ
）Ｚｏ＝常数 上記のように座標位置、即ち平面空間位置に依存する吸
光係数を得るため、従来技術を示す米国特許第３４１９
３７０号の発明はホトクロミック性を与えるのに必要な
ハロゲン化銀結晶の生成に銀濃度の対応変化を利用する
。

前記のように、こ シの方法は完成レンズのみに適用で
きる。

又この方法は制御が困難な上、付加工程、即ち拡散法に
よる銀イオンの導入が必要である。

更にこの方法はハロゲン化銀粒子を生成するために十分
のハロゲンを保持する特殊状態でガラスを融解すること
が 。

必要である。

従来の研究者は、ホトクロミック性を得るためハロゲン
化銀粒子を利用する総ての高ホトクロミック性ガラス物
品が、この性質の勾配を有する物品の製造に使用できる
ことを認識していなかった。

１銀製度の局部的変化によって Ｋ（ｔ、ｘ、ｙ）の吸光係数を得るため、従来の研究者
は特殊状態でガラスを融解してから銀拡散法を施してい
た。

これに対して本発明者は、ガラス物品中に均一に分布し
た総ての銀とハロゲンの原子を最初から含有する未核発
生ガラス中に適当な粒度分布のハロゲン化銀粒子を厳密
な制御下で生成することによって局部的に変わる吸光率
を与えることに成功したものである。

この望ましいハロゲン化銀粒子の分布は局部的に変化す
る温度環境にガラス物品を注意深く曝露することによっ
て得られる。

これはレンズブランクでも完成レンズでも可能である。

これらのレンズは゛高度のホトクロミックガラス″とし
て示されるガラスで作つたものである。

本発明を実施する際は、局部的に変化する温度環境に曝
露する時レンズ又はレンズブランクが熱によって破壊し
ないように注意しなければならない。

低い熱膨張係数のガラス、例えばある種のホウケイ酸ガ
ラスはリンケイ酸ガラスのように高い熱膨張係数を有す
るガラスよりも本発明には適当である。

ホウケイ酸ガラスの熱膨張係数は約３０ないし６０ Ｘ
１０−７／’Ｃの範囲である。

ホトクロミック中心のキャリア又はマトリックスとして
市販されている他のガラスは熱膨張係数が９０×１０−
７℃又はこれ以上である。

熱膨張係数が高くなればなるほど、ガラス物品を温度勾
配環境に曝露した際に該物品中の熱応力は大きくなる。

例１ 下記の第１表の組成Ａの未核発生ホトクロミックガラス
の、厚さ８．５ ｍｍ、直径６５７１！７１１の円板状
ガラス型押物、即ちレンズブランクを添付図面第１図の
炉に装入し、第２図の温度勾配に約９０分間曝露した。

レンズブランクを炉から取出し、予熱した絶縁アスベス
ト布の間に挿入して室温まで冷却した。

このブランクは太陽光線でホトクロミック勾配を示した
。

この性質は紫外線放射（即ち太陽光線）中止後、室温で
約２時間放置するともとの高速透過率に戻った。

このブランクから中心厚２．２ｍｍのプランレンズを作
り、常法通り両面を研摩した。

これを縁取りしてからアメリカン・オプティカル社から
商品名” Ｑｕａｓａｒ”で販売されている金属フレー
ムの左目枠に嵌合した。

別のプランレンズを同様に作り右目枠に嵌合した。

これらの両レンズをイオン交換法、即ち４００°Ｃのナ
トリウム−硝酸カリウム浴に入れた後、常法通りの処理
で表面強化した。

これらのレンズをＦＡＤ（アメリカ合衆国食品薬品管理
局）勧告に従って衝撃試験を行ってからフレームに装着
した。

このように作られた眼鏡レンズはレンズ上部から下部に
向って変化する所望のホトクロミック性を示した。

例２ 例１のレンズブランクを同じ処理法で作り、研削研摩で
−５，６２ジオプターの未完成レンズを作った。

このレンズを縁取りし同じ型式のフレームの左目枠に嵌
合した。

別のレンズを同じ方法で作り、研削研摩で−４，７５ジ
オプターの未完成レンズに形成した後、同じフレームの
右目枠に嵌合するため縁取りした。

両レンズを表面強化し、衝撃試験を行ってからフレーム
に装着した。

これらの処方眼鏡レンズを実際に使用した結果、前記の
゛本発明の要約″に記載した利点を示した。

例３ 例１の方法で６個のブランクを作り、第１図の実験室用
炉でこれらを処理した。

これらのブランクを商業用製造装置を使用して研削研摩
し、突出段を有する二焦点レンズを作った。

これらのレンズのＲｘ（処方）値は、初期老眼に最もよ
く使用される処方、即ち遠視部で０ジオプター、近視部
で＋１ジオプターであった。

これらの未完成レンズは前記”本発明の要約″に記載し
た利点、即ち所望のホトクロミック性勾配を示した。

例４ 下記の第１表の組成Ａのホトクロミック性ガラスのブラ
ンクから、単視野で中心厚３．４ｍｍのプランレンズを
作った。

このレンズを、安全装着フレームｔこよく使用される４
８ｉｍＦＶ７型に縁取りした。

このプランレンズに例１の熱処理を施した。次にこれを
安全眼鏡業界で通常使用されている空冷強化法を施し、
ＡＮＳＩＺ−８７の規定による衝撃試験を行ってからプ
ラスチック製安全フレームに装着した。

同様な方法で別のレンズを作り同じフレームに装着した
。

この安全眼鏡は前記゛本発明の要約″に記載した利点を
示した。

第１表 本発明に使用される未核発生ガラスの 重量係の組成 ＡＢＣＤ Ｅ Ｓｉ０ ５３．０２１．４５８．８５７．３ ０．０
Ａ７２０３１０．５３７．７２２．９ ９．１ ８．３
Ｚｒ０２２．００．００．０ ０．０ １．３Ｌｉ０
２．１０．０４．５ ０．０ ０．０Ｂａ０
６．０ ５．５ ０．０ ０．０ ３．３Ｓｒ０
０．２０．００．０ ０．０ ０．０Ｎａ２０ ０
．６３．８１．５ ６．５１６．２ＮａＦ １．
０１，０４．７ ３．１ ０．０ＮａＣ１１，０１，０
１，８２，６１，０Ａｇ２０ ０．４０．５０．４
０．５ ０．６Ｐｂ０ ５．１０．００．０ １．０
０．０Ｃｕ０ ０．１０．１０．０２０．０２０．
０２Ｐ ＯＯ，０１５，６０，００，０７，５５ ＡＢＣＤ Ｅ Ｂ２０３１８．０４．８２．５１８．６６１．８に２０
０．０８．６０．０ ０．０ ０．０ＮａＢｒ
Ｏ，００，００，８１，３０，０Ｍｇ０ ０
．０ ０．０ ２．１ ０．０ ０．０業界で公知の
着色剤を含有させることもできる。

これらの着色剤は本質的に中性、即ち他のガラス成分に
対しては非反応性のものである。

これらは例えばＦｅ２Ｏ３，Ｃｒ２Ｏ３，ＣｏＯのよう
な遷移金属酸化物；及びＮｄ ２０３ 、Ｐ ｒ ２０
３のようなある種の希土類酸化物を包含する。

例５ 前記の表のガラスＢ、Ｃ，Ｄ及びＥも本発明の実施に使
用できる。

本発明の方法で実際に実験室内でレンズを作らなかった
がこれらのガラスも本発明に包含される。

これらのガラスで上記例１−４のようにレンズ又はレン
ズブランクを作る。

各ガラスの歪点と軟化点とに注意し、炉の長手方向に適
当な温度勾配を与えるため熱絶縁物を配置する。

この温度勾配のためレンズの上部では下部よりも大きな
核発生自由度で、しかも制御された進行状態でハロゲン
化銀結晶が成長する。

これは例えばレンズの前縁を歪点以上、軟化点以下の温
度に、又この反対側縁部、即ち後縁はこれより低温度に
加熱することによって達成される。

加熱後、レンズは焼鈍炉で冷却するか、又はアスベスト
布で包んで冷却して熱破壊を防止する。

次に常法通り、研削、研摩、縁取り及び嵌合加工によっ
てフレームに装着する。

適当な表面強化法によって合衆国政府基準に合致するよ
うに強化する。

第■表 ホトクロミック性を与える熱処理が必要 な、従来のハロゲン化銀含有ガラスの例 ベースガラス系 （主成分） 根 拠 ケイ酸塩 米国特許第３２０８８６０号
アルミノ−ホウケイ酸塩 第３１９７２９６号
ホウ−アルミナ−アルカリ土類 第３５４８０６
０号ホウ−シリカニ酸化カリウム 第３５９４
１９８号ホウ酸塩 第３６１７３
１６号ランタン−ホウ酸塩 第３７０３３
８８号ランタン−アルミナ−ホウ ケイ酸塩 第３７６５９１３号ア
ルミナ−ホウケイ酸塩 第３７９５５２３号ベ
ースガラス系 （主成分） 根 拠 アルミナー酸化カリウム− ホウケイ酸塩 第３８３３５１１号
鉛−亜鉛−アルミナ−ホウ 酸塩 第３８３４９１２号ア
ルミナ−ホウリン酸塩英国特許第１２７５０１９号アル
ミナ−ホウケイ酸塩 ゛レアクトライト（Ｒｅａｃｔｏ
ｌ １ｔｅ） ”分析 これらの文献のガラスは本発明の実施に使用できる。

添付図面の簡単な説明 第１図には本発明の実施に使用する実験室用炉に対する
適当な耐熱支持構造体１０を示す。

該構造体の上面には細長い彎曲炉体１２が支持される。

この炉体の後端１３はレンガ２０で閉鎖され、一方が開
放した箱体を形成する。

この反対端１４は耐火シールド１５で自由に閉鎖できる
。

炉体１２の内面に形成された溝１６内には電熱素子（図
面省略）が配置される。

この電熱素子としてはＨｅａｖｙ Ｄｕｔｙ Ｅｌｅｃ
ｔｒｉｃ Ｃｏ、社の型式８０８−１０４゜８５０ワツ
トを使用した。

炉体の上方には一連の耐火レンガが設けられる。

上記の実験室用炉ではこれらのレンガは９インチ並形レ
ンガで、この２個は長辺（こ彎曲開口部が切込まれてい
る。

これらのレンガは温度勾配を与えるためのもので同形の
レンガに直径の異なる開口部が切込んである。

従って第２レンガ２１は炉体１２の背面に密着される。

第２レンガ２１は彎曲開口部２２が設けられ、第３レン
ガ２３は更に深い彎曲開口部２４が設けられる。

従ってレンガ２１と２３は炉体１２から異なる距離能れ
ている。

この距離は次第に増加するから空気流量が変わり、従っ
て対流と放射による冷却効果が大きくなる。

このようにして温度の漸進的変化が得られる。

勿論、薄いレンガを使用し、空気流動空間の段階的変化
を小さくすることによって更に細かい、又は大きい温度
変化を達成することができる。

この技術は耐火物及び窯業工業界では公知である。

事実、トンネルキルンの構築と操業には多くの類似技術
が使用されている。

トンネルキルンは本発明の実施に適した設備で、この装
置では未処理レンズを載せたコンベヤがキルンの一端か
ら進入し、完成レンズが他端から連続的に排出される。

このレンズ移動通路は温度勾配に対して直角である。

例えば、本発明によるレンズ及びレンズブランクの大量
生産にはキルン又は徐冷ガマが有用である。

ベルト速度■と、温度勾配が存在する加熱区の関係があ
る。

このベルト速度はホトクロミック性の所望勾配と使用さ
れる原料ガラスの種類によって変わる。

第１図について再び説明すると、レンズ３０は支持台と
なる耐火レンガ３１上に支持される。

この図面はほぼ一定尺度比率で描かれているから下記の
寸法によって当業者は容易にこの実験室用炉を再現する
ことができよう。

下記の第■表は前記例１−４で反復した作業を行うのに
使用した第１図の炉の部品リストを示す。

支持用構造体１０は長さ１５“（３８ｃｒｆＬ）、幅４
“（１０ｃ＊）で支持用テーブル上に置かれる。

脚は２−！−／′×２−！−″×１幼薄型レンガで構造
体１０の厚さ４ は２句ある。

この耐火レンガは標準型、即ち９“×４“×２丁箱ある
。

彎曲炉体１２は長さ６“（１５ｃｒｆＬ）でレンガ２３
から１“（２，５ｃｆｆＬ）突出する。

加熱素子が内部に配置されるチャンネル、即ち溝型を形
成するストラット、即ち胴ばりの露出面の内径は１“
１“ ＝２１であ
る・炉体の外側の曲率半径は￥７図で、前方レンガ２４
の彎曲切込部の半径は各１である。

シールド１５は７燭山形鋼で長さ２１の後方延長脚を有
する。

一般に本発明で作られる物品は、フレームに嵌合される
ようなレンズで上部から下部にホトクロミック性が漸進
的に変化するレンズ又はレンズブランクである。

レンズ又はブランクを作る酸化物ガラスには、ガラスの
少くとも０．００５容量楚に相当するハロゲン化銀粒子
が分布している。

このハロゲン化銀は、塩化銀、臭化銀及びヨウ化銀から
なる群から選択される。

完成レンズ内のハロゲン化銀粒子の大きさは、物品の少
くとも一部内では５ｍμ以下で、残部内では５ｍμない
し５０ｍμである。

従ってレンズ上部、即ち通称遠視部内の粒子は比較的大
きく、下部に向けて漸進的に減少し底部では約５ｍμに
なる。

前記のように、第２図は例工ないし例４のレンズの製造
に使用される炉内温度分布を示すダイヤグラムである。

第３Ａ図は第１図の炉内の処理前の未核発生特性を有す
る透明レンズの透過率を示し、第３Ｂ図は処理後の透過
率を示す。

本発明の最適実施例は第１図の炉内で第１表のガラスＡ
を使用したもので温度分布は第２図の分布を使用したも
のである。

上記にはハロゲン化銀粒子の粒径の変化について説明し
た。

勿論、上記に説明した粒径、即ち５ｍμから５０ｍμま
での漸進的増加は平均粒径である。

ここでいう”平均パは特定粒径の粒子が優先的に存在す
ることを意味する。

従って粒子成長を生じる化学的反応を精密に制御するこ
とはできないから一定区域内の一部の粒子は平均よりも
大きく、又小さいものもある。

又塩化銀、臭化銀及びヨウ化銀として説明したがこれら
の混合物でもよい。

本発明は広い意味でレンズの一縁から他の部分にわたっ
てホトクロミック性の局部的変化を与えるものである。

例えばレンズをフレームに接着した際、二焦点レンズの
場合には上縁隣接区域の透過率は低くなり、下縁隣接区
域の透過率は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に必要な温度勾配でレンズブラン
クを処理するのに使用される実験室用炉の概略的斜視図
、第２図は明細書中の第１表の組成Ａの未核発生ガラス
にホトクロミック性を生ずるのに使用される第１図の炉
内の温度分布を示し、第３図はプランレンズの外観と、
約３０分間活性化放射（太陽光線）に曝露する前Ａと曝
露後Ｂのレンズ断面の可視光線透過率を示す。 １２・・・・・・炉体、１５・・・・・・シールド、２
０，２Ｌ２３・・・・・・耐火レンガ、３０・・・・・
・レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀及びこれらの混合物から
   なる群から選択された少くとも１種のハロゲン化銀、少
   くとも０．００５容量係を全容積内に含む酸化物ガラス
   からなるレンズで、該レンズの少くとも一部は上記ハロ
   ゲン化銀が粒子として存在しているためホトクロミック
   性を示し、該粒子の平均粒径はホトクロミック性の変化
   に対応して漸進的に変化し、該ハロゲン化銀粒子の平均
   粒径は少（ともレンズの一部では約５ｍμ以下で、レン
   ズの残部では平均粒径が漸進的に増加して約５０ｍμに
   達しているため、レンズの一縁から残りの区域に向って
   漸進的にホトクロミック性に局部的変化を有することを
   特徴とするホトクロミック性勾配レンズ。 ２ 眼鏡用レンズブランクの型式である特許請求の範囲
   第１項記載のレンズ。 ３ 安全レンズ、変倍レンズ、突出設工焦点レンズ及び
   単視野レンズからなる群から選択された眼鏡用レンズの
   型式である特許請求の範囲第１項記載のレンズ。 ４ レンズの上部、即ち遠視部のみがホトクロミック特
   性を示す眼鏡用レンズブランクの型式である特許請求の
   範囲第２項記載のレンズ。 ５ 突出段多焦点レンズのレンズブランクの型式である
   特許請求の範囲第４項記載のレンズ。 ６ 変倍レンズ型式の眼鏡レンズである特許請求の範囲
   第４項記載の眼鏡レンズ。 ７ 一つの縁部の隣接区域から、該縁部から離れた区域
   に向って漸進的にホトクロミック性に局部的変化を示す
   ガラス製眼鏡レンズの製法で；塩化銀、臭化銀、ヨウ化
   銀及びこれらの混合物からなる群から選択された少くと
   も１種のハロゲン化銀、少（とも０．００５容量％を全
   容積内に含む酸化物ガラスレンズを作る工程；及び該レ
   ンズに、該レンズの一つの縁部に隣接する区域にはガラ
   スの歪点より高いが軟化点よりも低い温度に、上記ハロ
   ゲン化銀粒子の平均粒径が約５０ｍμに成長するのに十
   分な時間加熱を施し、他の区域には上記縁部から離れた
   区域に向って、ハロゲン化銀粒子の平均粒径が漸進的に
   減少するように漸進的に温度を変化する熱処理を施して
   ホトクロミック性に局部変化を与える工程を含み、一縁
   部から、これから離れた区域に向ってホトクロミック性
   に局部的変化を示すガラス製眼鏡レンズの製造法。 ８ 酸化物分析基準で：（重量％） Ｓ ｉ０２ ５３．０ Ａ１２０３１０．５ Ｚｒ０２２．０ Ｌｉ２Ｏ２，１ Ｂａ０ ６．０ ８ｒ０ ０．２ Ｎａ２０ ０．６ Ｎ ａ Ｆ １．０ ＮａＣｌ １．Ｏ Ａｇ２０ ０．４ Ｐｂ０ ５．Ｉ Ｃｕ ０ ０．１ Ｐ２Ｏ３０，０ Ｂ２０３ １８．０ に２Ｏ０，Ｏ Ｎ ａ Ｂ ｒ ０． Ｏ Ｍ ｇ ０ ０．０ からなるバッチからガラスレンズを製造する特許請求の
   範囲第７項記載の方法。 ９ 加熱炉の前面約ＩＣｒｒＬから約１２ＣｒｆＬまで
   の温度分布が約４００℃から７００℃の温度勾配環境に
   レンズを約９０分間曝露する加熱工程を含む特許請求の
   範囲第７項記載の製法。 １〇−縁部から離れた区域の温度がガラスの歪点を超え
   ない特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１ レンズが、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、リンケイ
   酸塩とからなる群から選択され、かつ塩化銀、臭化銀及
   びヨウ化銀とからなる群から選択された少くとも１種の
   ハロゲン化銀、少くとも０．００５容量チを粒子として
   ガラスマトリックス中に含む特許請求の範囲第９項記載
   の方法。