レンズは多くの人にとって身近なものであり、メガネの近視矯正に大きな役割を果たしています。レンズにはグリーンコーティング、ブルーコーティング、青紫コーティング、さらには高級感のあるゴールドコーティングなど、さまざまなコーティング層が施されています。コーティング層の磨耗はメガネを買い替える主な理由の1つです。レンズのコーティング層について詳しく学びましょう。
レンズコーティングの開発
樹脂レンズが登場する前はガラスレンズが一般的でした。ガラスレンズは屈折率が高く、光の透過率が高く、硬度が高いという利点がありますが、割れやすい、重い、安全ではないなどの欠点もあります。
ガラスレンズの欠点に対処するために、工場はガラスレンズに代わるさまざまな素材を開発しましたが、どれも理想的なものではありません。それぞれの素材には長所と短所があり、そのバランスをとるのが難しいのです。現在の樹脂レンズ（樹脂素材）も同様です。
現在の樹脂レンズではコーティングが必須の工程となります。樹脂材料にもMR-7、MR-8、CR-39、PC、NK-55-Cなど多くの分類があり、それぞれ特性が異なります。ガラスレンズ、樹脂レンズを問わず、レンズ面を通過した光は、反射、屈折、吸収、散乱、透過といった様々な光学現象を起こします。
レンズに反射防止膜をコーティング
光がレンズの表面界面に到達する前は 100% の光エネルギーですが、レンズを出て目に入ると、100% の光エネルギーではなくなります。光エネルギーのパーセンテージが高いほど、光の透過率が良くなり、画像品質と解像度が高くなります。
特定のレンズ素材では、反射損失を減らすことが光の透過率を高める一般的な方法です。反射光が多くなるとレンズの透過率が低下し、画質が低下します。そのため、樹脂レンズには反射を抑えることが解決すべき課題となり、レンズには反射防止膜（AR膜）が施されるようになりました（当初は一部の光学レンズに反射防止膜が施されていました）。
反射防止フィルムは、干渉原理を利用して、コーティングされたレンズ反射防止フィルム層の光強度反射率と入射光の波長、フィルム層の厚さ、フィルム層の屈折率、および反射防止フィルム層の光強度反射率との関係を導き出します。レンズ基板の屈折率により、フィルム層を通過する光が互いに打ち消し合い、レンズ表面での光エネルギーの損失が減少し、結像品質と解像度が向上します。
反射防止コーティングには、二酸化チタンや酸化コバルトなどの高純度の金属酸化物がよく使用され、優れた反射防止効果を得るために蒸着プロセス (真空蒸着) によってレンズ表面に蒸着されます。反射防止コーティングは残留物を残すことが多く、ほとんどのフィルム層は主に緑色の範囲にあります。
反射防止膜の色を制御して、例えば、青色膜、青紫色膜、紫色膜、灰色膜などを生成することができる。異なる色のフィルム層は製造プロセスに違いがあります。例えば青色の膜は反射率を低く抑える必要があり、緑色の膜に比べて塗装の難易度が高くなります。ただし、青色フィルムと緑色フィルムの光透過率の差は 1% 未満である場合があります。
レンズ製品では、ブルーフィルムは一般的に中級から高級レンズに多く使用されます。原理的には、光は異なる波長の混合物であり、異なる波長は網膜上の結像位置が異なるため、青色フィルムの光透過率は緑色フィルムよりも高くなります（これは原則であることに注意してください）。通常の状況では、黄緑色の光は網膜上に正確に結像され、緑色の光による視覚情報が比較的多いため、人間の目は緑色の光に敏感です。
レンズに硬質皮膜をコーティング
光の透過性に加えて、樹脂とガラスの両方の素材には、レンズの硬度が十分ではないという重大な欠点があります。
解決策は、ハードフィルムコーティングを追加することでこれを解決することです。
ガラスレンズの表面硬度は非常に高い（一般に、通常の物体で傷がついた場合、痕跡はほとんど残りません）が、樹脂レンズには当てはまりません。樹脂レンズは硬いもので傷つきやすいため、耐摩耗性が低いことがわかります。
レンズの耐摩耗性を向上させるためには、レンズ表面に硬質皮膜コーティングを施す必要があります。硬質皮膜コーティングでは、ケイ素原子を用いて硬化処理を行うことが多く、有機マトリックスとケイ素元素を含む無機超微粒子を含む硬化液を用います。硬質皮膜は靭性と硬度を同時に兼ね備えています（レンズ表面の皮膜層が硬く、割れやすいガラスと異なりレンズ基材が脆くなりにくい）。
現代の硬質膜コーティングの主な技術は浸漬です。硬質皮膜は3～5μm程度と比較的厚いです。ハードフィルムコートを施した樹脂レンズは、机を叩く音とレンズ色の明るさで識別できます。クリアなサウンドと明るいエッジを実現するレンズには硬化処理が施されています。
レンズに防汚膜をコーティング。
現在、樹脂レンズのコーティングは反射防止膜とハード膜の2つが基本となっています。一般に、最初にハードフィルムがコーティングされ、次に反射防止フィルムがコーティングされます。反射防止フィルムの材料には現在の限界があるため、反射防止機能と防汚機能の間には矛盾があります。反射防止膜は多孔質状態となっているため、特にレンズ表面に汚れがつきやすいです。
解決策は、反射防止フィルムの上にさらに防汚フィルムの層を追加することです。防汚膜は主にフッ化物で構成されており、多孔質反射防止膜層を覆い、反射防止膜の光学性能を変えずに水、油、レンズとの接触面積を減らすことができます。
ニーズの多様化に伴い、偏光フィルム、帯電防止フィルム、青色光保護フィルム、防曇フィルムなどの機能性フィルム層が開発されています。同じレンズ素材、同じレンズ屈折率、異なるブランド、また同じブランド内でも同じ素材、異なるシリーズのレンズでは価格に差があり、レンズのコーティングもその理由の一つです。コーティングの技術と品質には違いがあります。
ほとんどの種類のフィルムコーティングでは、一般の人が違いを認識するのは困難です。ただし、その効果が容易に観察できるコーティングの種類が 1 つあります。それは、ブルーライト ブロック レンズ (ハイエンドのブルーライト ブロック レンズで一般的に使用されている技術) です。
理想的な青色光遮断レンズは、青色光遮断フィルム層を通して 380 ～ 460nm の範囲の有害な青色光を除去します。ただし、実際の性能にはメーカーごとに違いがあります。製品によってブルーライトカット効果やベースカラー、光の透過率に違いがあり、当然価格も異なります。
レンズコーティング保護
レンズのコーティングは高温に敏感です。樹脂レンズのコーティングは後から塗布されますが、高温に弱いという共通の弱点があります。レンズのコーティングを破裂から保護すると、レンズの寿命を効果的に延ばすことができます。次の特定の環境では、レンズ コーティングに損傷が発生する傾向があります。
1.夏の昼間に車のダッシュボードにメガネを置く。
2.サウナ、入浴、温泉入浴時にメガネを着用したり、近くに置いたりすること。
3.油の温度が高いキッチンでの調理。熱い油がレンズにかかると、レンズがすぐに破裂する可能性があります。
4.鍋を食べる際、熱い汁物がレンズにかかるとレンズが破裂する恐れがあります。
5.電気スタンドやテレビなど、熱を発する家電製品の近くにガラスを長時間放置する。
上記の点に加えて、フレームやレンズの腐食を防ぐために、強酸性やアルカリ性の液体を避けることも重要です。
レンズのコーティングの剥がれと傷は根本的に異なります。破裂は高温や化学液体にさらされることによって発生し、傷は不適切な洗浄や外部からの衝撃によって発生します。
実はメガネはとてもデリケートな製品です。圧力、落下、曲げ、高温、腐食性の液体に敏感です。
フィルム層の光学性能を保護するには、次のことが必要です。
1.メガネを外すときは、保護ケースに入れ、お子様の手の届かない場所に保管してください。
2.冷たい水を使用して、薄めた中性洗剤でメガネを洗います。メガネの洗浄に他の液体を使用することはお勧めできません。
3.高温環境（特に入浴中や調理中）では、新しいメガネのレンズの損傷を防ぐために、古いメガネを着用することをお勧めします。
メガネをきれいにするために、髪や顔を洗うとき、またはシャワーを浴びるときにメガネを温水ですすぐ人もいます。しかし、これにより実際にはレンズのコーティングに重大な損傷が生じ、レンズが使用できなくなる可能性があります。メガネは冷水で薄めた中性洗剤のみを使用して洗浄する必要があることを強調することが重要です。
結論は
コーティング技術の継続的な進歩により、現代のアイウェア製品は光透過率、耐傷性、防汚性において大幅な進歩を遂げています。樹脂レンズ、PCレンズ、アクリルレンズの多くは、コーティング設計の面で人々の日常のニーズを満たすことができます。
上で述べたように、メガネは実際には非常にデリケートな製品であり、これはフィルム層のコーティング技術、特に使用温度に対する高い要件に関連しています。最後に、メガネレンズのフィルム層に損傷を見つけたら、すぐに交換してください。決して不用意に使用し続けないでください。フィルム層が損傷すると、レンズの光学性能が変化する可能性があります。レンズのペアは小さな問題ですが、目の健康は最も重要です。
投稿日時: 2023 年 12 月 21 日