いちばん ふつうの 色つきサングラスは、目に 入る 光を ぜんぶ、すこしずつ へらします。サングラスを かけると 町が 暗く なるのは、この ためです。

ぎらぎらも 暗く なりますが、ほかの ものも 暗く なります。

へんこうレンズは、ちがいます。水面や 道で はねかえった 光を えらんで、とおさないのです［1］。これから、その えらび方を 見て いきます。

色つきの通常のサングラスは、目に入る光を全体に弱めて、眩しさを抑えるレンズです［6］。ぎらつきも、ほかの景色も、同じように暗くなります。

偏光レンズは、水面や路面で反射した光を選んで遮ります［6］。同じくらいの濃さのレンズを比べたとき、路面のぎらつきが減るのは偏光のほうだと説明されています。

この記事では、まず色つきレンズを見て、次に「反射した光はなぜ選べるのか」を考えます。

色つきの通常のサングラスは、光を全体的に弱めるだけである。偏光サングラスは、水平方向に偏った路面の反射光を選択的に遮り、同程度の透過率でも路面のぎらつきを減らす［6］。道路スポーツ向けのフィルターを比べた研究では、偏光フィルターは路面で反射した光の多くを遮り、路面が暗く見えることでぎらつきが減ると記述されている。

以下、色つきレンズ（2章）、反射光の偏り（3章）、偏光膜の仕組み（4章）、発明史（5章）、効く条件と選び方（6章）の順に見る。

色つきレンズは、光の 一ぶを 吸収きゅうしゅうして、目に とどく 光を へらします。どれくらい 通すかを、0から100までの 数で あらわします。数が 小さいほど 暗い レンズです［7］。

色に よっても、見え方が かわります。黄色は、青い 光を へらして、ものの ふちを はっきり 見せると いわれます。グレーは、ものの 色みを あまり かえずに、まぶしさを おさえると いわれます［7］。

かながわけんが 22しゅるいの サングラスを しらべた テストでは、レンズの こさと、紫外線しがいせんの とおりやすさは、かんけいが ありませんでした［8］。こい 色だから 目に いい、とは かぎらないのです。

色つきレンズは、光の一部を吸収して弱めます。どれくらい通すかを、可視光線透過率として0〜100％で表し、低いほど暗いレンズです［7］。

色によっても見え方が変わります。販売店の解説では、イエローは青い光を減らしてコントラストを上げ、グレーは色みを保ちながら眩しさを抑える、とされています。これは公的な基準ではなく、目安です［7］。

「濃いレンズほど紫外線を防ぐ」と思われがちですが、神奈川県が市販のサングラス類22種類を調べた商品テストでは、可視光線透過率は9〜96％と幅があった一方、紫外線透過率はレンズの濃さと関連がなく、どれも表示値を満たしていました［8］。この調査の範囲の話で、すべての製品にあてはまるとは言えません。県は、濃さだけで選ばず試着して選ぶよう勧めています。

色つきレンズの濃さは、可視光線透過率（0〜100％、低いほど暗い）で表す。日本ではJIS T 7333がカテゴリー0〜4で区分しており、解説サイトによればカテゴリー2は視感透過率18％超〜43％以下だ［7］。この数値は二次資料の引用で、JIS原文は未確認のため、目安として扱う。

色の違いは、販売店の目安で次のように紹介される。イエローは青い光を減らしコントラストを上げる（透過率70〜80％）、グレーは色みを保って眩しさを抑える（15〜60％）。用途別では日中の運転で20〜30％、釣りで約30％などが挙がる［7］。いずれも公的基準ではない。

濃さと紫外線防護は別の量である。神奈川県の商品テスト（22種類）では、可視光線透過率は9〜96％と幅があったが、紫外線透過率は濃度と関連せず、いずれも表示値を満たした［8］。ただし調査の範囲に限る話で、全製品の保証ではない。

光は、なみのように ゆれながら すすむと 考えられて います。ふつうの 太陽の 光は、いろいろな 向きに ゆれて います。

ところが 光が 水面のような つるつるの 面で はねかえると、面に そって 横に ゆれる 光が 多く なります。ある 角度では、はねかえった 光の ほとんど ぜんぶが 横ゆれに なると いわれて います［5］。

むかしの 人は、「明るい 日の ぎらぎらの 多くは、道や 歩道のような 水平な 面の はんしゃから 来る」と 書きました［10］。だから 横ゆれの 光を とめると、ぎらぎらが へるのです。

光は波として進み、その波が揺れる向きを「偏り」といいます。太陽の光は、あらゆる向きに揺れる光が混ざっています。

ところが、水面のようななめらかな面で反射すると、反射光は面に平行な向き（水面なら横方向）に偏った光になります。特定の入射角、つまりブリュースター角では、反射光は完全に偏光すると説明されています［5］。

1938年のランドの資料には、晴れた日のぎらつきのほとんどは、歩道や舗装路のような水平な面での太陽光の反射に由来する、という趣旨の記述があります［10］。横向きの光だけを止めれば、この反射を狙って減らせるわけです。

光は波であり、振動の向きがそろった光を偏光という。太陽光のような自然光は、あらゆる向きの振動が混ざっている。なめらかな面で反射すると、反射光は面に平行な成分が強くなる。特定の入射角（ブリュースター角）では、反射光は入射面に垂直な向き、すなわち水面なら水平方向だけに完全に偏光する［5］。

ブリュースター角は、水面で垂直線から約53度、ガラスで約56度とされる。この角度から、穏やかな湖では太陽が地平線から約37度（90−53）のとき偏光レンズの効果が最も高くなる［3］。53度は垂線から、37度は水平線から測った角で、混同しやすい。

ランドは1938年の論文で、明るい日のぎらつきのほとんどは、歩道や舗装路など水平でつや消しの面での日光の反射から生じると述べた［10］。水平な面の反射光は水平に偏る、という上の関係と整合する。

さくの すきまに、ロープを 通す ところを 思いうかべて ください。ロープを たてに ゆらすと、すきまを 通りぬけます。横に ゆらすと、さくに ぶつかって とまります。

へんこうレンズの 中の まくは、この さくのように はたらくと いわれます［2］。たてゆれの 光は 通り、横ゆれの 光は とまります。水面の ぎらぎらは 横ゆれが 多いので、ぎらぎらだけが へるのです。

ただし ほんとうの まくに、あなの あいた さくが あるわけでは ありません。たとえ話です。じっさいは、細長い 分子が 同じ 向きに ならんだ まくが、その 向きの ゆれを 吸収きゅうしゅうして います［2］［3］。

偏光膜の説明では、よく「鉄格子のような細いすきま」のたとえが使われます。向きがすきまと直角な光は通れず、すきまに沿った向きの光だけが通る、という説明です［2］。

これはわかりやすくするためのたとえで、実際にすきまがあるわけではありません。長い鎖のような分子を伸ばせる素材にのせ、加熱して引きのばして向きをそろえた膜が基本で、そろえた向きの振動を吸収します［3］。

現在よく使われる型は、ポリビニルアルコールという高分子にヨウ素を含ませて引きのばしたものです。分子の鎖に平行な向きの光は吸収され、垂直な向きは通ります［4］。水面の反射光は横向きに偏っているので、縦向きだけ通す配置にすれば、反射光の多くが減ります［1］。

実際には、長い分子をすべて同じ向きにそろえるのは難しいとされています［3］。

偏光膜は、鉄格子のようなスリットを持つ、と説明されることがある。偏光した光の向きがスリットと直交すると反射光は通過できない、という販売・解説サイトの説明だ［2］。ただしスリットは実物の穴ではなく、たとえである。実際には、分子が並んだ膜が、向きの合う振動を吸収している。

基本は、長い鎖状の分子を伸ばせる素材にのせ、加熱して引きのばし、向きをそろえたものだ［3］。現在のH-sheet型は、ポリビニルアルコール（PVA）の高分子にヨウ素を含ませて引きのばしたもので、分子鎖に平行な向きの光を吸収し、垂直な向きを通す［4］。実用では、すべての分子を同じ向きにそろえるのは難しい［3］。

偏光レンズを、通す向きを縦にして使えば、水平に偏った反射光を大きく減らせる［1］。色つきレンズが「全体を弱める」のに対し、偏光レンズは「向きで選ぶ」フィルターである。

向きで 光を えらぶ 板の ざいりょうは、じつは 1852年に 見つかって いました。ヘラパスせきと いう 小さな 結晶けっしょうです。でも 大きな 結晶けっしょうを 作れず、75ねんほど、あまり 使われませんでした［10］。

アメリカの エドウィン・ランドは、1929ねんに、小さな 結晶けっしょうを じしゃくの ちからで 同じ 向きに そろえて、プラスチックの 上に のせる 方ほうで 特許とっきょを とったと いわれて います。やすく たくさん 作れる、はじめての 使える へんこう板だったそうです［10］。

その あと 1930年代に、へんこうサングラスが 作られるように なりました［11］。

光の向きを選ぶ物質「ヘラパス石」の結晶は、1852年に見つかっていました。しかし大きな結晶を作れず、75年ほどのあいだ実用になりませんでした［10］。

アメリカのエドウィン・ランドは1929年、微小なヘラパス石の結晶を磁場でそろえてプラスチックの上にのせる方法で、安価に量産できる世界初の実用的な偏光板を特許にした、と紹介されています［10］。この磁場を使う方法は、1929年当初の話で、後に引きのばして向きをそろえる方法にかわりました。

ランドは1930年代に、アメリカン・オプティカル社と偏光サングラスの製造について交渉し、ポラロイド社は1937年に設立されました［11］。偏光サングラスの発明年は資料によって1年ほどずれるため、この記事では「1930年代」とします。

ヘラパス石（herapathite）は1852年に見つかったが、大きな結晶を作れず、約75年間、実用に至らなかった［10］。

エドウィン・H・ランドは1929年、溶液中の微小なヘラパス石結晶を磁場でそろえてプラスチック上に載せる方法で、安価に量産できる実用的な偏光板を特許化した［10］。磁場でそろえる方法は当初のもので、のちに引きのばし法（4章）へ移った。

ランドは1932年に共同でランド・ホイールライト研究所を設立し、1935年にアメリカン・オプティカル社と偏光サングラスの製造を交渉、ポラロイド社は1937年に設立された［11］。偏光サングラスの発明を1936年とする資料もあり、年は資料により1年ずれるため、本稿では「1930年代」と記す。

1938年の論文「Polarized light enters the world of everyday life」は、偏光板が卓上ランプ、写真、3D表示など日常へ広がった様子を記録している［10］。

へんこうレンズが よく きくのは、水や ガラスや 木の 葉の ぎらぎらです。かがみや 金属きんぞくの ぎらぎらには、ききにくい ことが あります［2］。

水面が 相手だと、太陽が 空の ひくすぎても 高すぎても、きき方が よわく なります。おだやかな みずうみでは、太陽が 地平線から 見上げて 37どほどの ときが いちばん きくと されます［3］。

液晶えきしょうの 画面は、へんこうレンズ ごしだと 見えにくく なる ことが あります［1］。画面の 光の 向きと、レンズの 向きが ぶつかる ことが ある、と いわれます。

あと、夜や くらい ときは、こい サングラスを 運転うんてんに 使わないように、と JISと いう きまりで 書かれて います［7］。

偏光レンズ（カメラのPLフィルターも同じ仕組みです）は、水・ガラス・葉の表面の反射を減らせます。金属や鏡の反射には効きにくい場合があります。効果は、面に対して30〜40度ほどの角度で高いとされます［2］。

水面の場合、ブリュースター角は約53度なので、真水の穏やかな湖では太陽が地平線から約37度の高さにあるときが最も効くとされます［3］。

欠点もあります。液晶ディスプレイなど、画面自身が偏光した光を出すものは、偏光レンズと向きが干渉して見えにくくなる場合があります。偏光レンズを2枚重ねても見えにくくなることがあります［1］。

選ぶときの目安として、日本の家庭用品品質表示法の基準では、「偏光サングラス」と表示できるのは偏光度90％以上で、偏光軸のずれが15度以下のものです［9］。安全面では、JISでは、視感透過率が8％以下のレンズは運転・路上での使用を、75％未満のレンズは薄暮・夜間の運転・路上での使用を避けるよう定めているとされます［7］。

効果の範囲は、水・ガラス・葉などの表面反射で、金属や鏡の反射には効きにくい場合がある。効果は面に対して30〜40度ほどの角度で高い［2］。水面では上で見たとおり、穏やかな湖で太陽高度が約37度のとき最大となる［3］。

欠点は、液晶ディスプレイなど偏光角度と干渉して画面が見えにくくなる場合があること、偏光レンズどうしを重ねると見えにくくなることがあることだ［1］。

家庭用品品質表示法の基準では、「偏光サングラス」と表示できるのは偏光度90％以上かつ偏光軸のずれ15度以下のものである。可視光線透過率の許容範囲は表示値の±7、紫外線透過率は±10％以内とされる［9］。JISでは、視感透過率8％以下のレンズは運転・路上での使用を、75％未満は薄暮・夜間の運転・路上での使用を避けるよう定める旨が引用されている［7］。なお、この数値の出典は解説サイトの引用で、JIS原文は確認していない。

今日 できること

おうちの 人が へんこうサングラスを もって いたら、かして もらいましょう。スマホや パソコンの 画面を 見ながら、レンズを ゆっくり 回して みます。見え方が かわるか、かわらないか、画面に よって ちがうかも しれません。

もって いなければ、むりに かわなくて だいじょうぶです。お店の 見本を 見るだけでも おもしろいです。

出かけて できること

水たまりや 池の ぎらぎらを、へんこうレンズごしに 見て、レンズを 回して みましょう。ぎらぎらの 見え方が かわるかも しれません。ぜったいに、レンズごしでも 太陽を まっすぐ 見ては いけません。

もっと 知りたい とき

しょうひしゃちょうの サングラスの ページや、かながわけんの 商品テストの ページに、えらび方の めやすが あります。

今日できること

家族が偏光サングラスを持っていたら借りて、スマホやパソコンの画面を見ながらレンズをゆっくり回してみましょう。画面の種類によって、暗くなる向きがあるかどうかは変わります。その違いが、何に由来するのかを考えてみてください。

出かけてできること

晴れた日に、水たまりや窓ガラスの反射を偏光レンズ越しに見て、レンズを回してみます。ぎらつきの強さが変わる向きがあるか観察してください。どんな場合でも、太陽を直接見てはいけません。

公式情報・出典

消費者庁の「サングラス」のページと、神奈川県のサングラスの商品テストの報告に、表示基準と試験結果があります。

今日できること

偏光サングラスを使って、液晶画面を見ながらレンズを回し、明るさが変わる回転角を探す。画面の種類による違いを比べ、偏光板の向きとの関係を予想してみる。

出かけてできること

晴れた日に、水面・窓ガラス・金属の表面のぎらつきを偏光レンズ越しに見て、レンズを回す。6章の「効く／効かない」の分類と一致するか比べる。太陽は直接見ない。

資料を読むなら

消費者庁「サングラス」（表示基準）、神奈川県の商品テスト（22種類の紫外線透過率）、ランドの1938年論文を紹介した記事［10］（英語）が出発点になる。