■反射率の実測結果
 上図のAとBの光量を測定し、  B/A を求めればミラーの反射率が出せます。
筒がきちっと太陽の方向を向いてないと低い値になるので筒を上下左右に角度を振って最大値を探します。
いずれも2〜3回測定して最高値をデータとしていますが繰り返しバラツキはいずれも0.5%以内の高精度で測れました。  
  1)銀ミラー無限回廊に使用の約3年室温保管のもの)→98.4%(公称値98.5%)
  2)アルミミラー2インチ双眼装置に使用の約5年室温保管のもの)→83.3%
  3)高反射アルミミラー(旧EMSに使用の約2年室温保管のもの)→94.9%(公称値95%)
  4)高反射アルミミラー(米国製未使用斜鏡、約7年密閉保管のもの)→89.7%
  5)普通のミラー(手鏡用の裏面反射鏡。おまけ)→ 72.6%(フィルタ無し)
 銀ミラーのメーカー公称値は本当でした。しかも3年近く経っても新品の反射率でした。保管は室内で埃を除けて箱に入れていますが、デシケータ(乾燥保存容器)は使っていません。アルミミラーは普通ののミラーより13ポイント反射率が高く、銀ミラーはアルミミラーより さらに13ポイント高いのです。覚えやすいですね。アルミ表面鏡は普通のミラーが一皮剥けた印象ですが、銀ミラーはアルミミラーがさらに一皮剥けた印象です。

 ■耐候試験の実測結果
 松本さんのサイトに「銀ミラー反射膜耐久性試験」を掲載させて頂きましたが、酸とアルカリによる液漬の加速試験だったため現実離れした感じを持たれた方もいたことでしょう。普通の温度・湿度環境による放置試験では劣化するまでにあまりに時間が掛かるため、光学メーカーでは「加速試験」といって人間が数分間しか居られないような環境に数100時間放置するような試験を行うことで耐久性を実証するのが一般的です。この銀ミラーも当然そのような試験はクリアして来たので、あえてそれとは異なる液浸の試験をしたのです。そして液浸の実験と同時に、ミラーを屋外に長時間放置する耐候試験も開始していました。野ざらしのミラーは太陽光と酸性雨、露霜などの影響を受けます。ミラーが清浄なうちは良いですが表面に付着した汚れを核として夜露が成長し、日中は蒸発。それを繰り返し酸性度が濃縮され、紫外線はその反応を活性化させます。これが結果です。
  6)銀ミラー(約2ヶ月室温保存後→4ヶ月屋外放置後)
          98.4%→93.9%  4.6ポイントのダウン
  7)高反射アルミミラー(旧EMSに使用の約2年間室温保存後→4ヶ月間屋外放置後)
         94.9%→93.7%  1.2ポイントのダウン
 
たしかに旧EMSミラーに比べると銀ミラーの劣化度のほうが大きいようですが、まだ高いレベルを維持しています。旧EMSのアルミミラーは他の劣化試験でも、一般のアルミミラーと比較して耐久性が非常に高いようですね。比較する相手が悪かったかも。まあどちらのミラーにしても、こんな放置は絶対に避けるべきでしょう。光学製品としての常識的な保管状態なら劣化の問題は全くないと言えます。


 ■銀ミラーのヒミツ
 昔の銀ミラーは銀溶液中で銀イオンをガラスに定着させる方法で作りました。この膜はガラスとの密着性が弱く、また銀自体が空気中の酸と結合してすぐに黒く酸化しました。そのため新しい銀ミラーでは
・銀蒸着の前に下地処理コートしてガラスとの密着性を上げ
・銀蒸着後、上からオーバーコートして銀を外気から遮断し同時に反射率を上げ

ています。ただしその処理には極めて緻密な設計技術と成膜技術が必要でどこのメーカーでもが出来るわけではありません。真似はできても耐久性に到達できるメーカーは限られます。さらにEMSとして耐久性を高める複数の施策が独自に施されています.。その1つがEMSに内蔵された保護フィルタ(マルチコートされた48mmサイズの透明ガラス)。これで劣化の原因となる土埃や夜露の侵入を防止しています。弱点を知ったうえで何重にも鎧を施した銀ミラーですから無茶なことをしない限り半永久的に使用できると判断しています。
    (2010年2月7日)
ミラーの反射光量(B)を測定
太陽の直射光量(A)を測定
光パワーメーター
センサ部分に比視感度補正フィルタを装着
EMS−UL(銀コート)
EMS−EL(アルミコート)
EMS−UL(銀コート)
EMS−EL(アルミコート)

トップ アイコン
ホームへ戻る

直線上に配置
EMS研究
透過率測定  自作のレーザー透過率測定器を使って各種正立デバイスの透過率を測定比較してみました。
  1) EMS-UL(銀ミラー、2009年入手)  上の写真と同じ物
  2) EMS-EL(アルミミラー、2001年ごろ入手) 上の写真と同じ物
  3) 2インチ45°正立プリズム(中国製、2014年入手、入出射面はマルチコート、光路ガラス厚87mm)  自作双眼鏡に使用中
  4) 2インチ90°正立プリズム(ロシア製、2000年ごろ入手、入出射面はマルチコート、光路ガラス厚80mm)  上の写真と同じ物

銀ミラーEMSの優位性は改めて説明するまでもなく一目瞭然でしょう。 銀ミラーEMSのオーナーなら、組み合わせる対物レンズと接眼レンズに依りますが
最高透過率の双眼望遠鏡を簡単に実現できるわけです。

ロシア製の90°正立プリズムの場合、全反射の入射角がEMSと同じ60度と大きいのでBK7の屈折率で十分なのですが、最も高品質に作れるはずの
この硝材であってもロシア製(当時)は透過率が悪く黄色かったことも分かりました。

アルミEMSと銀EMSとの差は、2つの反射面で生まれます。 ニュートンやカセグレン等の反射望遠鏡も反射面数も2面です。
つまり反射望遠鏡の主斜鏡がアルミであるか銀であるかでこのグラフと同じ差が出ます。 ただし副鏡はともかくとして主鏡の銀ミラーは取扱いが
神経質になりますから最低でも増反射処理したアルミにしたいところです。
また銀とアルミの差は、双眼鏡にあてはめると 全面単層コート と 全面マルチコートの透過率差と同程度であることがわかりました。
こちらのほうも参照ください
透過率差は同程度でもその色調差は全く違います。 銀⇒アルミ(反射鏡)では長波長が減衰してシアンに傾くのに対し、マルチ⇒単層(レンズ)では
短波長が減衰してイエローに傾くのは対照的で面白いですね。
銀ミラーの反射率と耐久性
 ■EMS−UL
 縁あってEMS−UL(銀ミラー搭載、XY光軸調整装置付)をメガネのマツモトさんから入手しました。記念すべき第1号機です。この特殊銀コーティングは超広角双眼鏡に使用のものと同じ光学膜です。望遠鏡への商業的利用はおそらく初めてでしょう。いくつもの障害を克服して究極のミラーへの全面変更を実行されたことに敬意を送ります。EMS−EL(アルミコート)を数年前に入手し、片側76mmBINOとして使用しています。が、今回の見え具合はどのようなものでしょうか。いくつかの比較実験を行ってみたいと思います。また屈折双眼望遠鏡に限らず、ほかの鏡筒への応用も試してみたいと思います。
透過率の比較(4回反射)
 今度は意地悪テスト、4回反射の像の比較です。画像を見て判るように、EMSの2インチバレル側に銀ミラーを置き、スリーブ側から入る光を再度手元に帰した像(正確には5回反射ですがそのうち1回は再帰用の銀ミラーです)。こうすることで明るさと色調の違いが強調されます。同じく保護フィルタは外し、再帰用ミラーは左右とも同一ロットの銀ミラーを使用。アイボリー色の天井を写したのですが、アルミコートのEL像は青暗いのに対し、銀コートは原色を忠実に再現しています。また最初の比較では判りませんでしたが、驚いたことに銀ミラーの透過率は全反射のアミチプリズム(プリズム表面に反射防止マルチコート付)をも凌駕しています。アミチはわずかに暗く黄色い色調であることが判りました。アミチはぶ厚いガラス(片道約80mm、往復では160mm)で光をロスっているためでしょう。銀ミラーのポテンシャルの高さが判ります。
アミチプリズム     EMS−UL(銀コート)     EMS−EL(アルミコート)
 ■反射率を実測
 銀ミラーの反射率はメーカーの値では98.5% でも本当? 銀の反射率は本当に劣化しないの? 
ということで、実際に反射率を測定してみました。少し専門的ですが測定には光パワーメータを使用しました。カメラの露出計みたいなモノですが、光の強度を「mW」の単位で4ケタで表示します。光源は太陽光。自然色で快晴下では均一な安定した平行光が得られます。ただしシリコンフォトダイオードの感度は800nmの赤外線にピークがあるため、これを肉眼の比視感度に補正するフィルタを取り付けました。そして四角の受光部には太陽以外からの迷光が入らないように植毛紙を巻いた筒をかぶせました。いずれも金属ミラーなので反射率は入射角に対して比較的鈍感なので大体60度(45度より寝かせる方向)で測定しました。
■ こんどは自分の肌を写してみました。アルミコートの反射像は血色を失いゾンビみたいです。銀コートは本来の肌色を忠実に再現し肌の質感も明瞭です。
膜のデータだけから見れば2回反射で8%の光量UPですが、色再現性が素晴らしい。長波長域の再現性がよいため薄暮や皆既日食中の天空の観望に威力を発揮するでしょう。天体用だけで使うのはもったいない感じです。
次回は76mmBINOへ装着してみます。
  (2009年9月19日)
EMS−UL       EMS-EL
(銀コート)      (アルミコート)
EMS−UL      アミチプリズム
(銀コート)        (全反射)
再帰用の銀ミラー
EMS−UL       EMS-EL
(銀コート)      (アルミコート)
 汎用性を考え、ハウジングは従来タイプを選びました。右からEMS−EL(550g)、EMS−UL(490g)、2インチアミチプリズム(680g。笠井・現在販売終了)です。いずれも2インチアイピースの有効径が確保されていて、それ相当のボリウムがありますがEMS−ULのフォルムはグッと締まっています。

透過率の比較(2回反射)
 双眼望遠鏡の直焦点状態ではそれぞれの正立デバイスの透過像を1つの写野に納めることは困難です。そこでまずはEMS単体の2回反射像をならべて1写野に撮影しました。公平のためEMS−ULにのみ付属の保護フィルター(マルチコート)は取り外してあります。あきらかにULのほうが明るいことが判ります。画像では白くかぶってみえますが実際のULの像は直視に近いナチュラルでヌケの良い像が観察できました。
 左右で像倒れ(回転角ズレ)が起きていますが、左右のスリーブを平行ではなく、カメラ方向に向けた当然の結果で調整不良ではありません。