授課教師:吳文端 學生:施昶榆 ma2l0105 王維勤 ma2l0205

Presentation on theme: "授課教師:吳文端 學生:施昶榆 ma2l0105 王維勤 ma2l0205"— Presentation transcript:

1 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

2 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

3 常見的 Optical lens 相機鏡頭中的透鏡

4 常見的 Optical lens

5 為何需要 lens coating?

6 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。

7 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。

8 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。

9 分六大類:增透膜、反光膜、濾光膜、偏振膜、保護膜和電熱膜。

10 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。

11 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）。

12 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。

13 用於 lens coating 的真空設備

14

15 其他應用

16 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。

17 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。

18

19 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。

20

21

22 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。

23

24

25 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％

26 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

27 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。

28 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

29 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，

30 參考資料 Deposition/Coating Systems for End Product Substrates