镜头多层镀膜技术的原理--光学

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时间:2018-07-12

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1、镜头多层镀膜技术的原理、发展和使用概况一、防反射膜层(增透膜)的作用在自然界极易见到称为膜层的现象,例如水面上扩展的油膜层,肥皂泡产生的有美丽色彩和光泽的泡沫。这些与透镜表面的带色泽膜层有类之处,但透镜表面是用人工方法镀制的膜层。装在照相机上的摄影用镜头,一般要进行防反射膜处理。除照相机镜头外,望远镜、双筒显微镜、眼镜,还有航空光学仪器和汽车的计数盘表面玻璃等也有同样要求。今日,薄膜加工技术已获得广泛使用。这种防反射膜,也称增透膜,其作用是尽量抑制透镜的玻璃表反射,减小光量损失,使入射光线尽量多透过镜头。(图1)镀膜也取决于处理方法,有特定的分光特性的半透

2、镜和干涉滤光镜等,在取景器光学系统和光源的照明系统中得到使用。当然,初期的照相机和现代的摄影镜头都镀有薄膜。单个透镜组成的镜头,两个反射面,共有10%光量损失,从照相机初期的水准,考虑镀制防反射膜似乎是不必要的。二、重新评价多层镀膜镜片镀膜工艺的目的,首先是透镜的防反射作用,现在仍作为主要目的。随着加工技术的进步和使用范围不断扩大,产生了高度技术化的多层膜技术,分光透过的控制相当准确,操作方便,使用得到普及。对多层镀膜的性能提出高要求,会使成本提高。厂商为了提高镜头像质的课题注入大量经费,其效果是明显的。可以这么说,没有多层镀膜技术飞跃发展,高倍、大孔径变

3、焦镜头不可能有今天的兴旺局面。防反射的膜层能产生增透效果。此外,还有更直接的作用,这就是在逆光摄影时,幅于膜层影响,使易产生的幻像和光晕降低到最小程度。(图2、图3)最近多组透镜构成的变焦镜头已成世界镜头发展的主流,采用多层镀膜,到达胶片面的光线,其衍生的杂散光部分大大减小,使镜头鉴别率不至于降低,也不损坏色采还原。重新评价经改进的膜层,研制在各种镜头中引入最适宜的镀膜最新技术,是各厂家一直研究的重要课题。单层膜、多层膜,部分透镜面镀多层膜,超级多层膜......形形色色的组合和新型膜系使用,对镜头发展起了重要作用。重新认识多层镀膜,已引起广大摄影师的广泛

4、兴趣和关注。(图4、图5)三、镀膜略史镜头烧热发现膜层1892年;英国泰勒(H.D.Toylor,著名的Cook,Triplet镜头设计师)发现,把烧过的望远镜物镜的玻璃表面经风化出现紫色,和新的透镜比较,发现能通过更多的光线。受弱酸侵蚀的玻璃表面存在折射率低的薄膜,能降低玻璃表面的反身率。这个透镜燃烧的新发现,使人们知道了膜层作用,并产生镀膜技术。以后,利用人工的弱酸化学作用,从实验室产技术。1935年:德国卡尔,蔡司发明了防反射膜层处理技术。蔡司的A.Smakula在真空中加热蒸发低折射率氟化物薄膜,诞生了防反射薄膜处理方法。1936年:美国加利福尼亚

5、工业大学的J.D.Strong把玻璃置于真空中,加热蒸发有增透效果的氟化钙(CaF2),成功制成人工防反射薄膜。由于上述原困,2个透镜组合胶合透镜可以分离,增加透镜设计的自由度。1938年:美国依斯曼.柯达公司在HECTA镜头上完成镀膜工艺。1939-1943年:卡尔.蔡司公司成功实现了2层和3层增膜系。1945年:德国徕兹公司。在徕卡的标准镜头中首先使用镀膜技术,从SUMMITAR50mmF2镜头开始(照片1,该镜头1939年推出),镜片实施镀膜。1945年:在德国法兰克.海德克公司发明罗莱Automat(4型)相机的75mmF3.5镜头中,卡尔.蔡司.

6、耶拿Tessar、蔡司奥普托.Tessar及施耐特Xenar3款镜头成为罗莱最早镀膜镜头。1946年:千代田光学精工(现在美能达公司)在半幅sping照相机的MinoltaSemlA镜头上首先使用品红膜层。美能达SEMI是日本最早有镀膜镜头的照相机(JCll的历史认定照相机),以后各公司相继积极引入镀膜技术。在商品目录记录中“有镀膜”,给人印象是“光亮清晰镜头”。1964-1967年:在摄影器材以外的用途领域,例如测量仪器盘和电视摄像机镜头等方面,多层镀膜其特征是几乎能全部消除玻璃表面的反射,这是活用后有实效的光学技术之一。1964年:当年10月在东京举行

7、奥林匹克运动上,室内比赛转播需要明亮画面,富士写真光机公司受NHK委托开发了电视用镜头的多层镀膜技术,实现了镜片的电子束镀膜EBC(ElectronBeamCoating)。在真空镀膜时,使用高溶点的抗加热式的蒸发物质,用电子枪溶融方法,完成由日本技术制成最多达11层多层膜系。1971年12月发表的8mm照相机,富士卡single-8E800d的EBC富士侬8-64mmF1.8镜头和1972年9月推出摄影用的35mm单反相机,富士卡ST801的可换镜头,是采用了EBC技术的富士侬镜头。1970年:西德科隆博览会上(photokina),各照相机公司开发的多

8、层镀膜技术相继登场,采用此新技术的镜头有:旭光学工业的宾得用可换镜

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