多层镀膜技术.doc

1、多层镀膜技术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，由于膜层影响，使易产生的幻像和光晕降低到最小程度。 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

2、大减小，使镜头鉴别率不至于降低，也不损坏色彩还原，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，已引起了广大摄影师的广泛兴趣和关注。 多层镀膜的使用概况 德国的卡尔 蔡司镜头 蔡司的 T*多层镜头膜镜头有优良的色彩再现。 1935 年，卡尔 蔡司公司发明了防反射膜处理的镀膜技术。蔡司的 Asmakula 发明了使用氟化物的单层镀膜，特别的单层镀膜，特别在摄影用，电影用，X 身线用大孔径镜头中，进行了镀膜处理。出现了在市场以“T 镜

3、头” 为名的产品（图 2） 多层镀膜技术方面与日本相比出现迟些，1972 年 9 月的西德科隆览会（photoina)上，在照相机用蔡司镜头中，推出有多层镀膜的 T*Distagon T*planar（照片 3）、T*sonnar 、 T*Tele、 Tessar、 T*Heliar Sonnar 等合计 16 种镜头。为了区分“T*镀膜镜头”使用了 T*标记，（红色 T 星号）。T*镜头通常都是镀 6 层膜，必要时也使用 8 层镀膜。 徕卡的镜头 导入有镀膜的空气透镜，推出了著名的 SUMMICRON 镜头。 从战后的 1945 年推出的 SUMMITAR50mmF2 镜头开始，包括 ELM

4、ARIT，HEDTOR 著名镜头都使用了镀膜技术。 SUMMAR（1933 年），SUMMITAR（1939 年）实现了 4 组透镜结构，孔径达到 F2，采用新设计的膜层，使其达到更佳的实用效果，把 SUMMITAR 的前第 2 组的胶合透镜各自分离，引入空气透镜，完成了 6 组 7 片的构成的第一代 SUMMICRO50mmF2 镜头。 高斯型第 2 透镜和第 3 组分离，用于校正彗差。以后，采用这种常规的做法完成F1.4、F1.7 大孔径镜头。也就是说，镜头结构的变化和性能的提高离不开镀膜技术的应用发展。 日本美能达镜头 多层镀膜历史中的美能达 2 层膜（消色差膜） 千代膜历史中的美能精工

5、（现为美能达）半幅 spring 照相机的美能达 semina 镜头，于1946 年 8 月推出。这是由大阪工业试验所协助的日本最早的有镀膜镜头。镜头规格为75mmF3.5，除了自己公司生产的 Rokkor 外，还有其它公司的 Proma 和 Euiko 镜头共 3 种。1956 年美能达照相机公司成功实现了氟化镁（MgF2）和酸化锑 sb2o3 组成的双层防反射处理技术实用化，以“消色差膜”为目的，使用在美能达 35mm 相机可换镜头Rukkort35mmF3.5 镜头上，最小反射率可设定 2 个波长位置，能够截止有害的紫外线。镜头的反射光是以绿色特征，多层镀膜进入实用阶段。 目前，美通达公

6、司 系列镜头上使用的多层镀膜系为 5-7 层，对减少杂散和幻影等有明显效果，同时也提高了成像的反差。 日本宾得镜头 超级复合膜系的全面使用，确立了宾得的多层镀膜时代 1969 年，旭光学工业开发了对镜头的革命性意义的多层镀膜技术，与美国的 NASA 有关的OCLI 公司的技术合作成功完成了世界上摄影镜头史上最早的 7 层防反射膜，用于宇宙飞船窗玻璃等。高要求。高要求光学系统必须使用高性能膜系。 以往的镀膜透镜从 1 个面反射 1.7%界限，抑止到表面，反射仅 0.2%极限，可见 光的透过率（单面）达到 99.8%，克服透镜表面反射，使成像鲜明、清晰。 1970 年在德国科隆博览会上发表的超级多

7、层镀膜“Super Multi Coating“ SMC 技术用于宾得SP 相机的可换镜头，1971 年实现商品化，包括有标准镜头 50mmF1.4 及 55mmF1.8，变焦镜头 85-210mmF4.5 等，从鱼眼 17mm 到望远 1000mm22 种镜头，当年 6 月到 8 月全部更换成不超级多层镀膜镜头。 SMC 镜头反射率极低，仅 0.2%，有非常优良描写性能，从强光（高光）到阴影均有清晰的反差表现。逆光时会出光晕和幻像，在恶劣摄影条件下，会使鲜明优良的影像变坏，使用 SMC 技术后，令人惊讶的发现，能得到高反差的影像。这种膜层，可见光透过率得到很好平衡。7 层膜系使全部可见光的波

8、长平均透过率最大，另外对摄影有害的紫外光的被截止，使彩色平衡处于更佳稳定状态，色彩鲜艳，微妙的中间色彩变得清晰，并得忠实再同。 1994 年、加以 SMC 冠名，开发了抑制特定的光反射的独创防光晕膜层，在产品目录中使用，“宾得镜头的世界” 。使用宾得 FA 镜头上，成像效果达到以前没有的高水平。仅仅是SMC 还不满足，因此，宾得镜头在镜头系统的设计、镜片抛光、镜头材料的检层层把关。同时，1 件件透镜进行镀膜、从透镜设计阶段到制品完成都进行彻底的检查。利用与多层镀膜并列的防光晕膜层效果，减小乱反射提高镜头质量。（完成无乱反射的镜头）于是 FA镜头的色泽表现更为优良，得到极为鲜艳的色泽再现。 19

9、97 年、推出复合的多层膜防光晕膜，开发新设计的 6 组 7 片透镜构成 SMC 宾得FA43mmF1.7Limited 镜头（照片 4）。虽然是基本规格镜头，但成像 质量达到高品质定焦标准镜头极限水平。FA 镜头采用了多层镀膜和防光晕膜层、每个宾得镜头均冠以 SMC 标记，并引入自豪。 日本佳能镜头（S、S 、C） 在推出佳能 F1 用高性能 FD 镜头时，使用了多层膜系：Super Spectra Coating(超级光谙膜）佳能公司从 1948 年开始在 135mmF4 镜头上使用镀膜镜片，1957 年起，替换是新的单层膜“Spectra Coating“,由此开始使用在佳能 35mm

10、照相机的可换镜头上。 佳能独特的硬膜（hard coating) 与镜片材料组合，各自有效使用紫色、品红和琥珀色膜系，忠实调整个色彩的平衡。佳能的 S、C 镜头至今仍采用这些证明是行之有效的技术。 1967 年、开发多层镀膜技术“Super Coaring” （S、S、C），主要用于电视摄影机 10X 变焦镜头上，单面反射率减小到 0.2%程度，截止（滤去）紫外线效果明晃增大。 S、S、C 在 1970 年科隆博览会上发表，1971 年 3 月用于摄影镜头，在 3 个品种：鱼眼镜头 7.5mmF5.6，标准 FD55mmF1.2 和新产品 FD55mmF1.2AL 上使用。1973 年 2 月

11、，全面使用 S、S、C 膜系，有 15mmF2.8 S、S、C 、FD20mmF2.8 S 、S、C 及 TS35mmF2.8 S、S、S、C3 个新产品，佳能 F-1 用 FD 镜头 15 品种。以前的镜头刻印“S、C”。新开发的作为膜层蒸发用物质是性质最理想的材料，进行多层膜镀制后光的透过率能高达 99.9%以上，随之可获得忠实的色彩再现，幻像 和光晕（眩光）消除效果出类拔萃。 日本尼康镜头 尼康新的多层膜系（Superintegrated Coating0,有丰富的阶调和色彩平衡。 在 1970 年科隆博览会上，日本光学工业（现为尼康公司），发表尼康 F 用多层镀膜可换镜头。第二年，即

12、1971 年 3 月，使用在尼柯尔自动 35mmF1.4 镜头上，4 月开始引入28mmF2 镜头， 1972 年 7 月在标准镜头 50mmF1.4C 上也采用多层镀膜，依次使用，在此往的镜头系列中也出现使用多层镀膜的镜头，镜头以“C”冠名便于识别。对于新推出镜头没有必要区分就不再用“C”标记。 最近，尼康又开发了新的多层镀膜（照片 5），称为“尼康 Super integrated Coating“,读者也可以从产品目录中查到。在宽广波长区域内保持高透过率，幻影现象减轻，实现更不出色成像性能。由 11 组构成的镜片件数更多变焦镜头，有高反差和丰富的阶调表现。反射现象减少，可以得到色彩的平衡

13、、色再现性优良的结果。设计上感到棘手的是如何改善倾斜的入射的反射特性，使摄影感到厌恶的幻像和光晕大幅减少。以及从背后射不的强烈明亮光源相类似恶劣条件下，反差的下降能抑制到最小限度，真实重现阶调分布，。尼康公司为此目标作发努力。 另外，紫外区域的透过率也希望大幅增加，这个方面是考虑到最新开发的近红外-紫外区域胶片性能已有改善。 最近的新膜系，在 1996 年 10 月推出的 AIAF Zoom 尼康 ED 80-200mmF2.8D 新（11 组 16片）和 AiAF Zoom24-120mmF3.5-5.6D（11 组 15 片）镜头上首先使用。 新型的多层镀膜技术与感光胶片性能的关系。 最近

14、的彩色胶片，其倾向是追求色彩鲜艳。另外，黑白胶片也提出高光和阴影部分描写性能优良的要求。摄影镜头是有效利用还是浪费新型胶片的性能，其膜层也起到一定作用。 镜片反射引起的光晕存在时，不使画面整体的反差下降，布且对高光和阴影细部描写也产生十分不利影响。同时，由于光晕存在，对色彩平衡尤其造成整体色再现失常。镜头的膜系性能与胶片感色等性能是匹配是必不可少的。 彩色反转片的最近发展倾向是色饱和度很高，膜层性能优良是完全必要的。陈旧的色是不贵受欢迎的，反差下降令人讨厌。 来自胶片厂家信息，希望设计新概念的高性能多层镀膜镜头，便于进一瞳发挥胶片潜力。最近的胶片与以往比较已有明显改进。 从照相机厂知悉，新的胶

15、片最适宜使用新型镜头，这意味着应推荐摄影尽量使用新型多层膜镜头。 有些摄影者，喜欢使用古老著名镜头，认为像质还是老镜头好，其实，当前生产的新的胶片性能显示，新设计的镜头对新型胶片来说其照片效果更佳，拍摄后更易获得最佳效果，更易得到色泽鲜艳，色彩饱和，成像清晰、层次分明的满意照片。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似之处，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的要求，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面反射，减小光量损失，使入射光线尽量多透过镜头。 镀膜也取决于处理主法，有特定的分光特性的半透镜和干涉滤光镜等，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。