不管是近視、遠視，還是太陽眼鏡，相信很多人都有配戴眼鏡的經驗，不過你好奇鏡片的製程需要注意什麼嗎？配戴鏡片除了注意鏡框的造型、舒適度，光是鏡片就有很多選擇，像是「濾藍光片」、「漸進多焦鏡片」、「全視線鏡片」等。而且除了眼鏡鏡片，日常還有很多生活用品都仰賴各式鏡片和鏡頭等光學元件製作而成的影像產品，像是傳統相機、望遠鏡、顯微鏡、影印機、掃描器、投影機，還有大家每天都在使用的手機相機，來幫我們看清世界、紀錄世界，並且了解世界。所以今天就來跟大家介紹鏡片製成的奧秘喔！也歡迎有興趣的讀者蒞臨參觀「前瞻儀器夢工場－從顯微鏡到太空望遠鏡」特展，108年3月1日至6月23日在台中的國立公共資訊圖書館（國資圖）展出，讓我們一起來探索、認識生活中的科學與科技。
鏡片種類琳瑯滿目
影像產品依其功能所需要的光學元件可說是琳瑯滿目，材質上可分為玻璃鏡片及塑膠鏡片；以形狀來區分，可分為球面鏡或非球面鏡；若依照用途又可分為透鏡、稜鏡、反射鏡等。
塑膠鏡片的優點包括有產能高、量產成本低、重量輕，因此強調隨身攜帶方便的手機鏡頭一般都是採用塑膠鏡頭，隨著加工精度的提升，塑膠鏡片也有逐漸取代玻璃鏡片的趨勢。但是玻璃鏡片具有高穿透率、環境耐受度高的特性，因此長久以來還是被視為影像產品中首選材料，在高階單眼相機鏡頭使用裡皆導入非球面玻璃鏡片，以提升影響品質。臺灣光學與真空技術的先驅—國家實驗研究院轄下的台灣儀器科技中心（儀科中心），從國家交付政策性任務，製作光學顯微鏡，一路以來，累積40多年光學設計與鏡片製作經驗，突破大口徑非球面鏡技術瓶頸，成為國內唯一能製作太空衛星鏡片之研發單位。
磨鏡片材料竟是「點仔膠」
光學元件製作的流程-前半光學元件的製作是十分仰賴經驗的專業技術，靠技術純熟與經驗豐富的技師在光學製造過程中調整工序中的細節。一片鏡片的生成，需要經過許多複雜的程序，以傳統光學製作技術加工玻璃球面透鏡為例，必須選出無材料內部缺陷與光學折射率穩定的「玻璃胚料」，以免影響光學品質。接著將胚料「切割」成所需大小後進行「圓整」，有點類似機械車床車削圓棒的加工，將其磨成所需直徑之圓形。由於玻璃是硬碎材料，很怕外力撞擊而導致裂邊，因此我們必須將鏡片進行倒角，將其鏡片邊緣的銳角磨去，以增強邊角對於外力的抵抗，避免研磨過程邊角崩裂的碎片對鏡面造成傷害。完成上述過程後，進行「成形」，將圓整後的玻璃杯料進行球面透鏡曲率創成的工序，鏡片兩面以鑽石磨輪大量移除材料，如此就具有球面鏡片雛形。
由於必須大量移除材料，所使用的鑽石磨輪磨料顆粒會較粗，表面會產生較深的刀紋、刺孔等表面暇疵，這時就必須進行表面的粗細磨(lapping)。需將鏡片貼附在磨盤上，依序添加#500、#800、#1200的磨砂進行粗細磨，每個號數皆須研磨至整個鏡片表面粗細均勻才可換下一號數磨料。磨料的粗細磨作業，可將玻璃因成形所產生的表面缺陷修整完成，並在過程中調整模具的擺幅與擺放位置控制球面的曲率半徑與透鏡厚度。「拋光」則是將玻璃表面品質再提升，特別的是在進行鏡面拋光時，必須在磨盤上塗一層拋光材料，使用的材料竟是鋪柏油路使用的點仔膠（瀝青），當然這瀝青是鏡片拋光專用且無雜質的。主要是藉由瀝青細緻的表面，帶動拋光液研磨鏡片表面，瀝青本身遇熱會有彈性，拋光過程中會有些微的溫度產生使瀝青可緊密貼合鏡面，逐漸將細微砂孔除去，達到鏡面拋光的效果。
光學元件製作的流程-後半最後，再利用雷射干涉儀檢測鏡面的形狀誤差，以確認鏡片品質。由於透鏡在成形與研磨拋光過程中會將鏡片翻面加工，過程中機械軸心與光學軸心會因夾治具與加工機台的誤差而產生些微偏位，因此完成的鏡片必須進行定心修邊使其機械軸心與光學軸心重合，確保鏡片組裝成鏡頭後成像精準無誤，如此光學元件就完成了。
為什麼鏡片要鍍膜呢？
一般我們認為玻璃透明無色就是100%穿透，其實在某些角度下仔細看，玻璃是會反射出倒影的，這就是玻璃表面的反射。我們在配眼鏡的時候，眼鏡行都會強調鏡片的穿透率，光線的反射會影響鏡片的清晰度，而且在鏡片表面會產生干擾性反射光，最簡單的解決方法，就是在鏡片上鍍上提高穿透率的抗反射膜，就可以避免惱人的反射光干擾了！
薄薄一片鏡片，其實充滿了學問與製作技術，為了讓國人了解光學元件的製作流程與應用，國研院與國立公共資訊圖書館（國資圖）共同規劃「遇見看不見的In科學」系列展覽，第八場特展「前瞻儀器夢工場－從顯微鏡到太空望遠鏡」，歡迎各界蒞臨參觀。
活動名稱：前瞻儀器夢工場－從顯微鏡到太空望遠鏡
日期：108年3月1日至6月23日
地點：國資圖總館二樓 數位美術中心
