眼镜镀膜层(眼镜镀膜哪种好)

镜片镀膜有什么作用，应该怎么选择？

日常工作中，经常有人在配眼镜的时候问：“哪个镜片好？哪种镜片膜层不伤害眼睛？咱这有防蓝光镜片吗？”今天小邦就对现在的树脂镜片膜层简单介绍一下。

最初发明镜片的时候是没有镀膜的，人们长时间的佩戴发现这种镜片不但容易划伤，而且视物存在反光不够清晰，于是加硬膜，减反射膜就应运而生了。

镜片镀膜是什么意思？相信戴眼镜的朋友都听说过眼镜片镀膜，加膜是镜片质量和特性的一个重要指标。对于眼用树脂镜片来说，主要的光学薄膜有加硬膜、减反射膜（增透膜）、抗污膜（防水膜）、抗辐射膜、偏振膜、防雾膜和分光膜等。

几种常见的镀膜和作用加硬膜：增加镜片表面的硬度，使其更加耐磨损。

减反射膜：增加镜片可见光的透过率和防紫外线、防辐射的性能。

抗污膜：因减反射膜的技术需要，该膜分子间空隙较大，镜片表面容易藏污纳垢，而抗污膜的物质分子颗粒小、分子之间空隙小，使镜片表面更加光洁，增加了防水、防雾、防尘等等防污染等功能。

以上就是比较常见的镀膜，此外还有抗辐射膜、偏振膜、防雾膜和分光膜等。

镀膜眼镜可以降低镜片表面的反射光，视物清楚，减少镜面反射光，增加了光线透过率，也解决戴眼镜在强光下照像的难题，还增加美感。

这些膜有哪些功能和作用呢？①加硬膜：树脂镜片有轻易、安全、舒适的特点，但佩戴时间长了容易划伤，为了提高镜片硬度，在其表面加上一层抗磨损的膜，就是加硬膜。②减反射膜：这种膜层利用光的波动性和干涉性现象，镀上这样一种膜，我们看事物时减少反光，视物更清晰。③顶膜（俗称抗污膜）：镀有减反射膜的镜片容易脏影响透光率，所以在这个基础上再加一层顶膜，能减少油污。④防蓝光镜片：现在市面上防蓝光眼镜片分为膜层反射和基本吸收。膜层反射是镜片镀有一层反射短波蓝光的膜，膜层因为反射短波蓝光而形成蓝紫色。基片吸收是通过渗色技术，使镜片带有黄色，从而达到吸收蓝光的作用，这种镜片为黄褐色而膜层一般为深层。

在配镜时该如何对膜层进行选择呢？眼镜的膜层经过科学手段层层淬炼，给予镜片不同的保护，它不仅决定了使用寿命和美观程度，同时还决定了镜片的清晰度，镀膜的要比不镀膜的强，功能性膜层要比普通膜层强。

在选择镜片时可根据自己的实际需要进行选择，适合自己的才是最好的，比如接触电子产品多的群体，推荐防蓝光，中学生以及以下推荐周边离焦等产品。

成年人则应该注重紫外线和蓝光伤害，变色和防蓝光也比较适合；加硬膜适合更看重镜片的使用寿命和镜片耐磨度的配镜群体；抗污膜适用于对镜片的清洁程度要求较高的配镜群体。

绿膜是最常见的膜，也是最标准的减反膜，能够防紫外线，具有极佳的透光率，看事物清晰自然真实，佩戴舒适，适合于对色彩要求较高的人士以及学生等。不要根据外观去选择一款眼镜哦，适合你自己的才是最好的。

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「Fikaz眼镜片知识」眼镜片镀膜知识

硬膜（抗磨损膜）

无论是玻璃还是树脂镜片，在日常的使用中，由于与灰尘或砂砾（氧化硅）的摩擦都会造成镜面磨损，形成划痕，这些划痕若处于中心区域则会影响视力。因此，提高镜片表面抗磨损能力，则成了必须。

第一代硬膜技术的运用始于上世纪70年代初，当时认为玻璃片不易磨损是因为其硬度高，而树脂片则太软所以容易磨损。因此将石英材料于真空条件下镀在树脂片表面，形成一层非常硬的抗磨损膜，但由于其热胀系数与片基材料的不匹配，很容易脱膜和膜层脆裂，因此抗磨损效果不理想。

第二代硬膜技术的运用是80年代以后，研究人员理论上发现磨损产生的机理不仅仅与硬度相关，膜层材料具有“硬度/形变”的双重特征，也就是有些材料的硬度较高但变形较小，而有些材料硬度较低但变形较大。于是，便出现了第二代硬膜技术，就是通过浸泡工艺法在树脂片的表面镀上一种硬度高且不易脆裂的材料。

第三代硬膜技术是90年代发展起来的，主要是为了解决树脂片镀上减反膜后的耐磨性问题。由于树脂片基的硬度和减反膜的硬度有很大的差别，新的理论认为在两者之间需要有一层抗磨膜层，使镜片在受到砂砾磨擦时起缓冲作用，进而不容易产生划痕。第三代硬膜材料的硬度介于减反膜和片基的硬度之间，其摩擦系数大且不易脆裂。

第四代硬膜技术的主角是硅原子，即加硬液中既含有机基质，又含有包括硅元素的无机超微粒，使硬膜具备韧性的同时又提高了硬度。加硬工艺还是浸泡法，镜片经过多道清洗后，浸入加硬液中，一定时间后以一定的速度提起；这一速度与硬液的黏度有关，并对膜层的厚度起决定作用；提起后在100℃左右的烘箱中聚合4-5小时，膜层厚约3-5微米。

减反膜

减反膜的基础是光的波动性和干涉现象。原理是：二个振幅相同，波长相同的光波叠加，则光波振幅增强；二个振幅相同，波程相差的光波叠加，则互相抵消。因此，在镜片表面镀上的减反膜，就是运用这一原理，使膜层前后表面产生的反射光互相干扰，从而抵消了反射光，达到减反射的效果。

减反膜层材料的拆射率必须等于镜片片基材料折射率的平方根。膜层厚度为基准光波长的1/4，即=λ/4。许多镜片生产商采用人眼敏感度较高的555光波为基准光（当λ=555时，=555/4=139）。

镀减反膜的目的是要减少光线的反射，但并不可能做到完全没有反射光线。也就是说镜片的表面总会有残留的颜色，但残留颜色哪种最好，其实并没有标准，主要是以个人对颜色的喜好为主，目前较多的是绿色色系。当膜层过薄（≤139）时反射光会显现浅黄绿色，若膜层过厚（≥139）则呈现蓝绿色。

有时我们发现镜片凸面及凹面、中央和边缘的颜色会有差异，而且凸面和凹的反射光也有差异。这主要是因为真空镀膜是在镜片的一个表面完成镀膜后，再翻过来镀另一表面的，而且曲率变化较小的部位容易镀上。因此镜片中央已达到需要的膜层厚度时，镜片边缘却还未达到需要的厚度，同时凸面和凹面曲率不同也使镀膜的速度不同。所以镜片就会出现中央呈绿色，边缘呈淡紫红色或其它颜色的差异。

树脂片镀膜技术的难度要比玻璃片高。玻璃片能够承受300℃以上的高温，而树脂片超过100℃便会发黄，随后很快分解。

用于玻璃片的减反膜材料通常采用氟化镁，但由于氟化镁的镀膜工艺必须在高于200℃的环境下进行，否则不能附着于镜片的表面，所以树脂片并不采用它。90年代以后，随着真空镀膜技术的发展，利用离子束轰击技术使膜层与镜片的结合得到了改良；而且提炼出的氧化钛、氧化锆等高纯度金属氧化物材料，可以通过蒸发工艺镀于树脂片的表面，达到良好的减反射效果。

减反膜是一种非常薄的无机金属氧化物材料（厚度低于1微米），硬且脆。当镀于玻璃片上时，由于片基比较硬，砂砾在其上面划过，膜层相对不容易产生划痕；但是镀于树脂片上时，由于片基较软，砂砾在膜层上划过，膜层很容易产生划痕。因此树脂片在镀减反膜前必须要镀硬膜，而且两种膜层的硬度必须相匹配。

抗污膜（顶膜）

镜片表面镀有减反膜后，镜片特别容易产生污渍，而污渍会破坏减反射效果。在显微镜下，我们可以发现减反膜呈孔状结构，所以油污特别容易浸润其中。解决的方法是在减反膜上再镀一层具有抗油污和抗水性能的顶膜，而且这层顶膜必须非常薄，以使其不会改变减反膜的光学性能。

抗污膜的材料以氟化物为主，有二种工艺，一种是浸泡法，一种是真空镀膜法（最常用）。当减反膜完成后，用蒸发工艺将氟化物镀于减反膜上形成抗污膜，该膜会将多孔的减反膜覆盖起来，并具有110°接触角度，能减少水油与镜片的接触面积，使油和水不易粘附于镜片表面，因此也称防水膜。

对于树脂片而言，理想的膜层，应该是包括硬膜、减反膜和抗污膜的复合膜。通常硬膜厚约3~5，减反膜厚约0.3，顶膜最薄，约0.005-0.01。

镜片镀膜对镜片有什么影响？

发现很多人对于镜片镀膜都没有概念，因为这个的确是个小众行业，因此花点时间分享一下。有电子、汽车等行业的镀膜做标杆，镜片镀膜的产业谈不上大，膜层也相对简单，然而这样一个区区数层的膜层每天却要承受风吹日晒的考验。所以镜片镀膜依然需要有独到的技术来应对。

通常比较多的疑问有：

镀膜为什么可以增透？

镜片上的蓝膜和绿膜有什么区别？

为何有人拍照的时候眼镜没有反光？

光学镜片经过精密抛光后通常透过率不高，必须经过镀膜才能使用。镀膜是一个将膜料通过蒸镀的方式一层一层叠加在镜片表面的过程。每层光学薄膜的厚度需要严格控制。通常监控膜厚的方式有光控和晶控两种方式。膜厚通常以纳米为单位。那么红外镜片镀膜颜色的差别对镜片的性能有影响吗？

可见光波段范围400-700，这是人眼可以分别的颜色。如绿色为532,红光为633,两者相差100。在此范围内运用的镜片，对镀膜中心峰值要求很高，通常控制的偏移量在5以内。波长越短，对中心峰值的位置精度要求越高，比如紫外355和266，偏移量小于5。这对镀膜设备和工艺是非常苛刻的考验。

镀膜的重要性减反射镀膜最早是镜头上开发出来的。如图中借用个双高斯镜头组设计P由4组6片组合（后来演化成7片6组）而成，初期无法解决眩光问题。直到1950年蔡司推出了减反膜之后，才得以快速发展（查到个专利图片）。可以粗略做个计算，即使不考虑吸收的情况下，如果每个面的透光率有98%，12个界面后透光则变为了78%。即使单界面99%也只能达到89%的光学系统透光率。这样对于成像质量的影响可想而知。在这个基础上进一步的开发了应用在镜片上的减反射镀膜。

蔡司镀膜专利

一个典型的镜头镜片组结构

镀膜过程镀膜是怎么一回事呢？就是在镜片表面上附上几百纳米（俗话说头发的1%）的薄薄多层其它材料。镀膜手段很多，在镜片表面上的镀膜通常是在真空室内的物理蒸镀，也就是在真空环境中把镀膜材料加热到蒸发温度沉积在上面的镜片基材上的过程，就像烧开水的时候上面放一片玻璃上面会结出水珠一样。相比其它镀膜手段，镜片使用的真空镀膜有几个特点：

1、设备复杂昂贵，比如Bh或者Si的镀膜机都有较大投入，且需要整套维护体系。

2、不能加热，或只能少许加热，因为镜片本身并不能很好的耐高温。多数情况都是室温镀膜，因此膜层的附着力是较大挑战。

3、过程较快，考虑到成本控制，必须每次镀膜周期不能太长以保证产出。一般镀膜（单面）的厚度在300左右，整个过程（加抽真空）在20-40分钟内完成。

顺带说一下，镀膜使用的材料通常为氧化硅（折射率1.5），氧化锆（折射率1.8）等无机物，目的是要有一定折射率区分度形成界面，多为两层交替的ABABA结构。当然，很多技术雄厚的公司会有自己更加高级独特的镀膜设计，材料体系也会稍微复杂一点。

薄膜减反射原理

归根到底都是--光的干涉！

光是一种电磁波，波长的不同即落在不同区域或展现出不同的颜色，我们这里讨论的暂时都只是可见光的部分（防紫外防红外的概念另行探讨）。

如下面的示意图，光束从0到1薄膜中再进入基材。由于薄膜的存在产生了新的界面，而薄膜前后两个界面的反射光可以有了干涉机会，就有可能减弱（当然也可能加强）反射光的强度。而R（反射%）+T（透射%）+A（吸收%）=1，考虑吸收固定的前提下，反射率降低了自然透光率就会提升，镜片也就变得更加通透。

有薄膜和无薄膜状态下的反射透射情况

同相干涉加强，异相干涉相消

有的同学问，这个透过的光和反射的已经“分道扬镳”了，怎么会还和反射的干涉结果是加强还是减弱有关呢？这就是用粒子性的思维判断微观世界了。而这时候只需考虑光的波动性，否则如果想象成一束粒子则肯定难以理解。这个就像量子纠缠态一样，透过光的状态还不定，需要等反射的部分先“决出高下”才知道。是的，很悬的东西，不理解记住就行了。正如大物理学家波尔所说，谁觉得自己懂了量子力学，说明他还没懂。

回到干涉的话题，究竟是加强还是减弱是取决于薄膜的光学厚度（折射率*物理厚度）与波长的关系，因此厚度改变或波长不同都会造成不同的强弱效果。但需要强调的是厚度是唯一的，因此用单层膜能实现完全减反对应的波长也是唯一的。比如减反红光的镀膜对于蓝紫光就不是完全干涉，因此反光中看起来是蓝紫色。基于这样的道理，大家知道为什么肥皂泡会是彩色的了吗？在家里娃问这个问题前先研究一下。

重力造成了不同区域的厚度不同，造成了对于不同波长的加强反射，从而看出了彩色。

膜层设计

镜片上的镀膜有几层呢？原则上来说，层数越多，可以实现的减反效果越好。但所有的工业化生产都是性能和生产成本的平衡，10倍价格买个99.9%的和普通99%透光的哪个更划算？当然因人而异。但据我了解，行业用的比较多的设计架构是4-7层居多（光学层部分），这也是长期实践实现的性价比的平衡。

单层减反其实用一层薄膜就能实现不错的减反效果（以玻璃上镀MF2为例，按520的1/4波长设计），可以把反射率压到2%以下。但通常大家不会只镀一层，因为反光还是不够低且只压住了中心单波长，两侧红蓝的部分反射率没有很好的控制。可以想象反射色会比较杂，外观不好看。

但这个的意义在哪里呢？个人认为这样单层的方式可以方便使用类似浸入式加硬的方式完成镀膜工序而不用复杂的真空镀膜机投资了，对设备的要求大幅降低。尤其在现在3D打印很火（但减反膜暂时打不出来制约了新技术的推广）的背景下，如果辅之以简单的减反膜工艺配合，则会大大提升订制镜片的交货速度。

单层薄膜的可以把某特定波长的反射率降到最低

单层膜减反射原理示意图：两个界面的反射干涉相消

双层减反膜如果用两层的膜系，增加了控制维度，自然可以减反效果更好一点。可以把最低反射控制的更低，形成这样的V形反射曲线（蓝色）。但这个曲线的问题同样也是目视恐怕不好看。

两层膜的架构和可能达到的减反效果

当然，为了更好的效果，我们增加更多的膜层，就是我们现在通常使用的架构（常用4-7层光学层，不包括那些防水防静电等功能层）。正如8轴机械手可以做比3轴更细致的事情一样，层数增多了我们就可以更好的控制全波长区域的反射率和调制颜色了，当然显然成本会上升控制难度加大。通常镜片镀膜设计者会做成W形，即有意留一些残余反射色，使得目视美观，同时生产的稳定性也有所改善。波峰的位置就决定了反射色，如下在520是绿色，放到460左右就变成了蓝色。

多层膜架构通常的商业用示意图

不同架构膜层可能获得的反射率曲线

顺便说一下，当然光线会在每个界面都会发生反射透射，之后又会发生二次的反射透射。这个复杂了可怎么计算呢？其实不用担心，前辈们早就给建立好了模型，对于有限的几层薄膜来说，只要给定结构（材料，每层厚度）计算总体的反射透射表现那是眨眼的事情。

通过调节各个膜层的厚度可以实现反射率曲线的控制，这个过程有现成的模型和模拟软件，比如TFC(ThiFiCi)等。很显然，多层膜每层厚度的改变都会改变曲线的形态，就像开飞机有一堆维度控制，最后实现良好的飞机姿态。

调节不同层的膜厚可以带来不同的曲线形态演变

膜层颜色：蓝膜和绿膜

镜片还有颜色的？据说95%的消费者不知道镜片有反射色，所以先看看实物：

由于亮度反差大，黑背景下真不好拍出来目视效果。使用了F5.0，1/80曝光，之后又手动调了一下亮度

这里展示的三个镜片（割边前的状态），在黑色背景下看宽灯管的效果（通常看膜色的方式，因为这样看起来最明显）。各位是否有发现最左边的蓝膜从亮度上来讲比另外两个绿膜要暗一些？反光弱当然就意味着透光率高（两个绿膜其实也略有区别）。这是为什么呢？

绿色区域是人眼最敏感部分，因此对于视觉贡献也最大

硬广：蔡司的蓝膜和典型绿膜反射率对比（外部机构测量）

人眼敏感的区域是在绿色范围，因此即使峰值反射率一样的两条曲线，蓝色减反膜可以获得更加低的（感官）反射，因为蓝色部分对视觉贡献敏感度更低。

【前方硬广】技术上讲蔡司的蓝膜（注意不是防蓝光），也就是钻立方膜的反射率比市面上主流绿膜产品低很多。所以才可能出现拍照没有反光的效果（有时候会是淡淡的蓝色）。

现在回答大家问的最多的问题：蓝膜和绿膜又是怎么实现的？

什么样的反射色其实就取决于调节膜厚的结果而已。原则上来说，同样改改纳米级的膜厚就可以做出黄膜，紫膜，灰膜，粉红膜等等。但通常选择这两种黄绿膜主要是出于美观，毕竟蓝绿是人比较喜欢（能接受）的颜色。相比之下，个人觉得蓝色看起来可能更加高档（不同意欢迎拍砖）一点，也同时可以获得更高的透光率。

注意：这里的蓝膜和防蓝光是完全不同的事情，防蓝光是有意把反射率做高了，已经不是纯粹的减反了。防蓝光的话题可以另外单独讨论。

那为何少有厂家选择做蓝膜呢？因为低反射率使得生产控制的难度大了很多，正如穿一身白衣服稍微有点脏就能看到了一样，反射率很低的情况下稍微有些色差都很容易被看到，给生产工艺的管理带来了更大的挑战。而另一方面，多少人会愿意投入两倍的精力（财力）获得最后1%的透光品质提高呢？。

当然，近年也有厂商推出超高透光的白膜（全膜？），就是把波峰也压下去了。这样可能透光可以做到更高也更好的保真，只要能解决生产稳定性的挑战也不失为一个不错的产品。也有更高级的用一些3D微结构的手段实现光减反，但这样成本价可想而知了。

结尾划重点：

1、镜片镀膜的初衷和最重要功能是减反射，利用不同界面的反射光干涉调制原理实现。

2、常见的蓝膜和绿膜都是W形反射率曲线，只是峰值位置不同，通过调节膜厚实现。

3、相比之下，蓝膜更有机会做到低反射，但生产工艺控制难度会更大。

当然镜片镀膜上也有很多其它功能，比如防水防油防静电，防紫外，防蓝光等等花哨的概念，有机会再分享。减反的功能对于镜片是初衷和最基础的功能，虽然已经没人炒作这个概念了，但就像五星级的厨师比拼的时候就炒一个土豆丝，简单却最见功力。