光学滤光片—彩色滤光片
一、什么是彩色滤光片?
选择眼镜镜片时,您是否曾考虑过将一般镜片升级为抗蓝光镜片?您是否好奇,这些镜片是如何帮助我们在长时间使用电子设备之下,减少对眼睛所造成的伤害呢?
图一、滤蓝光镜片示意图[1]
事实上,镜片上镀有多层薄膜,能选择性地阻挡蓝光,减少蓝光进入眼睛,从而减轻长时间使用电子设备或进行户外活动时对眼睛造成的伤害。
图二、滤蓝光镜片光谱示意图(3C产品及太阳)[2]
藉由光学设计及特定材料的选择,能选择性地让特定波长的光线进入,并反射不需要的光波长,从而达到减少眩光或提高对比度的效果,特别适用于户外活动等环境,帮助提升视觉舒适度。
图三、彩色滤光镜片色系与适用环境[1]
二、全介电质膜反射式彩色滤光片的设计原理
1. 光的波长与颜色
光的颜色是由其波长决定的。可见光的波长范围大约在380~750 nm间,下图是每种颜色对应特定的波长。
针对实际应用,会挑选合适的光学设计、材质与颜色。例如,红色滤光片会反射掉大部分非红色光线,仅允许红色光(620~750 nm)进入,从而达到减少眩光或提高视觉对比度的效果。
图四、太阳光谱与可见光波长对应[3]
2. 材料的选择
针对不同的材料,不仅影响滤光片的颜色和光学性能,还会影响其耐用性、成本以及对不同光线的处理效果。主要有三个面向:
• 高/低折射率材料:耦合薄膜的透光性或反射效果,对特定波长的光进行过滤。
• 材料的光学性能:选择材料时,需要考虑其光学性能,像是材料的穿透率、反射率、吸收率等,会直接影响滤光片的颜色精度和过滤效果。
• 耐久性与稳定性:滤光片通常会面临外部环境的影响,例如温度变化、湿气、紫外线等。因此,选择耐候性强、稳定性高的材料非常重要。
3. 多层薄膜设计
大永真空对于全介电质膜反射式彩色滤光片设计,是采用高低折射率材料堆叠与四分之一膜堆概念,针对目标波长进行设计,当光线进入滤光片时,针对不同波长的光进行选择性干涉,反射选定波域色光, 其余波域色光穿透,以达到过滤色光的目的。
透过调整目标波长,可以选择性地过滤不同颜色的光。如图五所示,将设计波长从720nm调整至660nm,从而使滤光片反射的色光由红色转变为黄色。
图五、调整目标波长以调整滤光片设计[4]
通过增加膜层数量,可以提高反射效果;另外,使用四分之一膜堆和二分之一膜堆设计,可以实现广波域或多波域反射的混和色光的效果。如图六所示,通过调整设计加入蓝紫色光的反射,最终形成粉红色滤光片。
图六、使用四分之一膜堆和二分之一膜堆设计以调整滤光片设计[4]
三、实际应用
这样的多层镀膜结构不仅能精确控制滤光片的透光特性,还能高效过滤颜色。依此设计概念进行调整并镀制于太阳眼镜或雪镜表面,不仅能展现缤纷色彩,更能增强配戴时的视觉对比。
图七、不同彩色滤光片设计应用于雪镜[5]
此外,镀膜具备抗刮防护、耐用性强,以及防水抗污功能,能长时间保持镜片清洁与良好视觉效果。
最重要的是,大永真空的镀膜已通过环境测试并获得各方客户认证,保证其在各种环境下,都能维持一定的稳定性和可靠性。
图八、镜片通过环境测试获得客户认证[6]
四、参考文献
[1] 爱·镜。 (2023)。如何选购你所需要的镜片种类与规格? 。
上网日期:2025年02月10日(https://www.eyejing.com/encyclopedia-detail/lens-type/)
上网日期:2025年02月10日(https://oledbetterlife.weebly.com/29986216972017132057.html)
[3] verilux。 (2011)。 UVC Light & UV Light Sanitizers。
上网日期:2025年03月02日(https://verilux.com/pages/uvc-light-uv-light-sanitizers)
[4] 大永真空设备股份有限公司。 (2020)。全介电质膜反射式彩色滤光片。
上网日期:2025年02月10日(https://zh-tw.dahyoung.com/list/cate-258732.htm)
[5] 大永真空设备股份有限公司。 (2024)。全新装饰镀膜系列【运动眼镜 & 雪镜】。
上网日期:2025年03月03日(https://zh-tw.dahyoung.com/news-detail/new-premium-decorative-coating-series-for-sunglasses-goggles-high-quality-coating-technology-that-enhances-both-color-and-performance.htm)
[6]大永真空设备股份有限公司。 (2024)。运动眼镜环测结果。
上网日期:2025年03月03日(https://zh-tw.dahyoung.com/news-detail/technical-journal-the-activated-reactive-magnetron-sputtering-arms-coating-machine-developed-by-dah-young-specifically-for-the-sports-eyewear-industry-part2.htm)