授課教師:吳文端 學生:施昶榆 ma2l0105 王維勤 ma2l0205 薄膜工程與應用期末報告 薄膜在Optical lens的應用 授課教師:吳文端 學生:施昶榆 ma2l0105 王維勤 ma2l0205

Outline 常見的 Optical lens 為何需要 lens coating? 用於 lens coating 的真空設備 其他應用 結論 參考資料

常見的 Optical lens 相機鏡頭中的透鏡

常見的 Optical lens

為何需要 lens coating?

為何需要 lens coating? 理想狀態的鏡片，光必須100%穿透到達相機的CCD感應器上完全對焦。 但鏡頭中的鏡片種類繁多，各鏡片的物理限制因素不同，導致「像差」的產生。

何謂鬼影? 一般成像系統中所謂的鬼影形成原因有兩點，第一為鏡頭的關係第二為感光元件關係。 通常手機鏡頭上是以單片鏡片而相機以多片鏡片所組裝，在光線入射鏡片時，會造成部份光源反射以及部份光源折射，而入射光於鏡片模組或鏡片內來回反射、折射再打到感光源元件上，即會造成鬼影，在此可以以鍍膜的方式降低鬼影發生。在感光元件 CCD 或 CMOS 上，由材質會反光，因此有些光線會反射回鏡片模組裡或鏡片內來回反射，然後再打到感光元件上，因此造成鬼影，所以應避免鏡頭對著光源拍攝或鏡頭範圍邊角有光源拍攝，以免鬼影發生。

為何需要 lens coating? 以氧化鑭玻璃為例，此透鏡的穿透率為90%，但剩下10%的反射會在成像系統上變為炫光，為彌補此缺失，各公司才開發的不同的Lens coating技術增加鏡片的透光率。

分六大類:增透膜、反光膜、濾光膜、偏振膜、保護膜和電熱膜。

單層膜: 鍍上單層膜的鏡頭，其鏡片表面反光較弱，增加了黃綠光的穿透率，只有紅光與藍光等邊緣波段才會被反射，因此一般鏡片的反光呈淡藍色。 多層膜: 相反的，多層膜鏡片穿透率極高，鏡片表面的直接反射很弱，若正對鏡片玻璃並逆光觀看，反光情形很少，只有從側面觀察，才可觀察到鏡面上的反光，且多為深紅、深藍光及深黃光和深綠光，且多層膜的鏡頭，每個鏡片上不可能都同種鍍膜，以免偏色因此未依每片鏡片的不同材質特性而度上不同增透模。

鍍膜方法 化學鍍膜:一種為浸鍍法、另為噴鍍法 物理鍍膜:E-gun、Ion beam sputtering 浸鍍法是根據欲配置模的性質製備含有成分的溶液，並加熱玻璃放入配置完成的溶液中，再拿出烘乾。 噴鍍法是將配置好的溶液裝入噴槍中，再噴於玻璃表面，接著烘乾定型。 現在化學鍍膜多為學轉塗佈。 物理鍍膜:E-gun、Ion beam sputtering 以電子束蒸鍍、離子束濺鍍等多種不同的形式進行。物理方式的鍍膜強度和均勻性普遍高於化學鍍膜，加上化學方法鍍膜層數不及物理法來的多（因為鍍多層膜時，溫度和化學作用會影響上層膜的物性）。

小知識 鏡頭鍍膜比無鍍膜鏡頭更容易長黴。 在溼度65％、氣溫15℃以下的條件下不易發黴，防潮箱會是個好選擇。 鏡頭最好的保護方法是，取下鏡頭單獨放在電子乾燥箱或者與較大量的e乾燥劑（如矽膠）放在一起，或放入防潮容器內。最簡便的辦法是將相機裝入有防潮劑塑料袋內保存。 　 嚴格地說，要把弄髒的鏡頭無損害地擦淨，一般人做不到。現在能做到這一點的修理店，在日本全國也只不過二三十家。一般人擦拭20～30次後，鏡頭就受到嚴重的損傷。因此必須保持鏡頭乾淨。加上保護濾光鏡一一天光鏡或紫外濾光鏡(UV)也是個辦法。濾光鏡的清潔方法與鏡頭相同，但價格便宜，擦壞了，更換也容易。

用於 lens coating 的真空設備

其他應用

眼鏡鏡片的鍍膜 眼鏡已成為現代人常見的配件之一，無論是為了矯正視力，或是抵禦陽光等需求，眼鏡在生活中隨處可見。

眼鏡鏡片的鍍膜 在鏡片上通常會鍍上抗反射層，防止身後的光線或反射影像映照在鏡片上，影響人眼的視覺 部分的鏡片上也鍍上抗UV與抗藍光的反射層，能減弱UV光與藍光穿透至眼球的強度。

抗反射（AR） 一：基本原理：干射 （入射光與反射光相互干射而抵消） 二：作法： （一）貼膜或著色。 （二）蒸鍍或濺鍍。 （三）溶膠塗佈。

抗炫光（ AG ） 基本原理： 表面均勻霧化，使反射光達到散射的效果 作法： （一）傳統：表面蝕刻 ，產生微小凹凸 ,對外界光源照射進行漫反射 。 （二）新作法：奈米塗佈，利用奈米顆粒當作微結構來造成光線的發散。

抗炫光（ AG ）製作方法比較 比較項目 傳 統 新 法 抗炫光原理 表面微小凹凸 細小結晶粒子 形成方式 表面蝕刻 奈米塗佈 厚度（μm） 3～10 0.1～0.4 穿透度下降 10～20％ 2～5％ 硬度 HB～1H 3～4H 抗炫光力 100％ 150～200％

類 別 AG AGR AR（V） AR（W） 處 理 程 序(步 驟) 1 3 2 3～4 操 作 成 本 (%) 100 150 200 300 產品特性 劃素（百萬） ≦200 ≦600 ≦1,000 ≧1,000 清 晰 度 要 求 一般 高 最高 背 光 強 度 低 不限 透光品質要求 應 用 反射鏡 ● 手機 手機(高劃素) LCD螢幕 CCD鏡頭 光學儀器

抗指紋（防污AS ） 一：基本原理： （一）表面平整化。 （二）材料表面張力很大。 （三）材料介質不易極化。 二：符合材料：铬（Cr）、氟化物。 三：作法： （一）電鍍：鍍铬（Cr） 。 （二）高分子塗佈：Teflon膠。 （三）真空蒸鍍：氟化鈣（CaF2） （四）複合塗佈：奈米塗佈∕含氟高分子。

類 別 電鍍 高分子塗佈 真空蒸鍍 複合塗佈 材 料 铬 Teflon膠 氟化鈣 奈米塗佈∕ 含氟高分子 適用基材 金屬 不限 投資成本（萬元） 1,500 800 7,000 厚度(um) 10 1 0.1/10.0 操作成本（元∕m2） 400 3,000 1,100(約) 270(70+192) 成品耐久性 7年 3年 1年 硬度 8H 1H 1B 2H 技術成熟鍍 高 尚未量產 環境污染度 嚴重 原料管制 一般

結論 在光學鏡片上沉積不同功能的薄膜，可使成像系統有良好的抗反射能力，成像也變得清晰；而薄膜也可以減少鏡頭所需的鏡片數量，同時減輕重量。 在眼鏡鏡片上，功能性薄膜不僅可以為眼部降低短波長光的傷害，在發展成熟的科技中，鍍膜更可以防髒污等等，

參考資料 Deposition/Coating Systems for End Product Substrates http://www.vtcmag.com/PROD/Products_AUG12_2/products.html http://www.3coating.com/cn/productview.asp?id=72 http://l1.yimg.com/bt/api/res/1.2/lfUM3qdEo4d31H8010Asow--/YXBwaWQ9eW5ld3M7cT04NTt3PTYwMA--/http://media.zenfs.com/zh_hant_tw/News/tw.blog.female/20130515180001_wretch_9810_10.jpg