眼鏡に欠かせない反射防止コーティング - 真空下で作られるデリケートな層

眼鏡に欠かせない反射防止コーティング - 真空下で作られるデリケートな層

レンズに反射防止コーティングを施すと、眼鏡の快適性とレンズの品質が向上します。反射防止コーティングは、高真空下で行われます。
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反射防止コーティングは、眼鏡装用時の快適さを大幅に向上させるだけでなく、装用者の安全にも貢献します。このコーティングがなければ、強い反射に悩まされることになります。たとえば夜間には、背後から接近する車のヘッドライトによって装用者の目がくらみ、危険な状況になる場合があります。

美しい像を結ぶための要件

顕微鏡、望遠鏡、カメラのレンズにも反射防止コーティングが施されています。反射防止コーティングがなければ、10枚以上のレンズを利用するズームレンズは機能しません。必ず一定の割合で反射してしまうからです。このレンズ間の反射は、レンズの枚数に累乗して大きくなるため、画像にみだれが生じたり、ぼやけたベールがかかったように見えたりします。

反射は、空気とガラスの境界面で発生します。反射防止コーティングは、追加の境界面を作ることで、つまり、ガラスの表面に別の物質による非常に薄い透明な層を施すことで、この作用を阻止します。コーティングを施した場合、光は空気とコーティングの間、そしてコーティングとガラスの間という2つの反射境界面に当たることになります。

干渉現象で反射を打ち消す

さて、前述の理由で2つの反射光が生じますが、コーティングの厚みだけ入射光の進む距離が異なるため、 それぞれの反射光の波長はばらばらになります。その状態で、一方の波長の谷と他方の波長の山がぶつかると、これらの2つの波は互いに打ち消し合うことになります。この現象は相殺的干渉とも呼ばれています。コーティングを重ねて複数の境界面を作れば、反射効果をほぼ完全に排除することができます。

個々の層の厚みはわずか数ナノメートルです。このようなデリケートな層を作るには、物理蒸着 (PVD) と呼ばれるプロセスが利用されます。固形の成膜物質をさまざまな方法で蒸発、または飛散させ、レンズ上に堆積させることで薄膜を形成させます。これらの方法はすべて高真空下でのみ機能するため、真空チャンバーが必要となります。Buschグループは、この用途に適した真空ポンプを各種提供しています。

反射防止コーティングは、ガラスとは反射率の異なる透明な材料を使用して作られます。この材料を複数の層に重ねることで、質の高い反射防止効果が得られます。レンズの品質は、これらの層の均一性に大きく左右されますが、 これは、眼鏡レンズに施されるその他の機能を持ったコーティングにも当てはまります。

偏光フィルターとも呼ばれる偏光層は、垂直方向の反射光波が眼鏡越しに目に入るのを防ぎます。このような光波は、濡れた路面に太陽光がはね返る場合など、主に反射によって生じます。そのような場面で、偏光フィルターは眩しさを抑えつつ、色やコントラストを効かせることで視界を快適にします。

また静電気の帯電を防ぎ、不要な引力が生じないようにする層も実現されています。他にもロータス効果のある層を施すことで、皮脂等の汚れがレンズに付着しにくくしたり、水切れをよくする層や、レンズの素材としては比較的柔らかいプラスチックがよく使われていますが、逆に硬度と弾性を持った層を重ねることで、細かな傷などの機械的な影響からレンズを保護することも実現されています。機能的な理由から、硬質層はレンズに直接施す必要があります。反射防止コーティングやその他の特殊加工は、その上に施されます。レンズに重ねられられるさまざまな機能を持つコーティングは、10層を超えることもあります。


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