Bu lens üzerinde 'nano kristal kaplama' ne yapıyor?

85mm f / 1.4G AF-S 'Nano Kristal Coat' ... ve neden onların en pahalı lenslerin çoğu üzerinde olduğunu neler olabilir? Açıkçası, bir kaplama ve bazı bağlantılar aktarımı ve keskinliği artırabileceğini gösteriyor gibi görünüyor, ancak kaplamanın bir şeyi daha keskin hale getireceğini sezgisel buluyorum.

Nano kaplama: Yeni ve Farklı!

Daha spesifik olarak "Nano Kristal Kaplama" tipinde mercek kaplama tipini ele almak için, diğer cevapların ya genel olarak çoklu kaplamaya hitap ettiği ya da nanoteknoloji kaplamanın sadece bir pazarlama terimi olduğunu düşünüyorum.

Nano kaplama aslında çoklu kaplama ile aynı değildir, tasarımda çok farklıdır ve ışığı farklı bir şekilde etkiler. "Nano Kristal Kaplama" teriminin kullanımı kesinlikle sadece bir pazarlama terimi değil! Mümkün olduğunca basit başlamak için:

• Çoklu kaplama, tekli kaplama kavramı üzerinde bir gelişmedir ve dalga biçimi etkileşimi temelinde tasarlanmıştır.
  • Yansıtılan ışığı, yansıtılan parçacıkların dalga biçimlerini birbirlerini iptal edecek şekilde "ayarlamak" ile çalışır.
• Nano kaplama , güvensiz gözlerin yapısına ve tasarımına dayanarak merak uyandıran çok daha yeni bir konsepttir (ışığı neredeyse hiç yansıtmaz).
  • İlk etapta yansımayı önlemek için tasarlanmıştır ve ışık ışınlarını hiçbir şekilde yansıtmalarına izin vermeden objektife yönlendirir.

Multicoating ve Dalga Biçimi Girişimi

Işık hem parçacık hem de dalga şekli özellikleri sergiler. Bu şekilde, iki foton birbirini iptal edecek şekilde etkileşime girebilir. Bu en iyi şekilde resimle gösterilmiştir ve bu amaçla bir wikipedia görüntüsü ödünç alacağım. Aşağıda tek kaplamalı bir mercek örneği ve kaplamanın nasıl birbirine zıt olan yansıtılmış foton dalga formları ürettiği (ve bunun için birbirlerini iptal edebilme kabiliyeti) örneği verilmiştir:

Yansıma önleyici kaplama, ışık frekansının dalga boyunun yarısı kadar kalın olacak şekilde tasarlanmıştır. Işık , hava ve kaplama ile kaplama ve mercek arasındaki gibi malzemenin her kesişiminde yansıtır . Kaplama, ışığın dalga boyunun yarısı kadar kalın olduğundan, hava / kaplama arayüzünden gelen yansıma, kaplama / lens arayüzünden gelen yansımaya olumsuz yönde etki eder ve ikisi birbirini iptal eder.

Çoklu kaplama aynı şekilde çalışır, ancak farklı kalınlıklarda çoklu kaplama katmanları ile. Işığın rengi dalga boyuna göre belirlendiğinden, lensin ışığın temel frekanslarının (mor, mavi, mavi-yeşil, yeşil, sarı-yeşil, sarı, turuncu, kırmızı) dalga boyunun tam yarısı kadar bir katmanını kaplamak basit bir tek kaplamadan çok daha fazla ışığı kaldıracaktır. Tek kaplamalar genellikle yeşil ila sarı-yeşil ışık bandında tasarlanmıştır, çünkü güneş ışığında ve gün ışığında en yaygın olma eğilimindedirler. Multicoating mümkün olduğu kadar tam spektrumda çalışmak üzere tasarlanmıştır.

Multicoating'in Eksiklikleri

Multicoating'in ortaya çıkışı, lens transmisyonu (geçmelerine izin veren ışık miktarı) açısından% 99'a varan seviyelere ulaşan büyük bir atılımdı. Multicoating olsa, ideal değildir. Güçlü parlama ve gölgelenme meydana geldiğinde, her katın filtrelemek üzere tasarlandığı kesin dalga boylarında yansıtılan ışığı tamamen filtreleyebilirler. Amaçlanan frekanslara yakın dalga boyları hafifletilecek, ancak bunlar tamamen iptal edilmeyecektir. Bir çerçevenin köşesindeki güneş gibi parlak bir eksen dışı parlak olmayan ışık demeti, çok kaplamalı bir mercek üzerinde bile hala büyük, parlak ve çok zararlı parlama, gölgelenme ve kontrast azaltma yaratabilir.

Ek olarak, çoklu kaplama, yansımanın görüntü kalitesi üzerindeki etkisini en aza indirmek için lenslerin negatif bir özelliğini ... yansıtma özelliğini kullanmak için basit bir ışık özelliğinden yararlanmaktadır. Bu nedenle, iletim ideal değildir ve belirli bir dalga boyu için olay ışığının yüzde birkaçına kadar kaybolabilir, bu da genellikle iletimde % 1-2 toplam kayıpla sonuçlanır PER COATED ELEMENT / GROUP . Tek kaplamalı ve kaplanmamış merceklerde kullanılan% 8-10'dan çok daha düşük olduğu kabul edilirse de, birçok elemanlı karmaşık merceklerde, hala kayda değer miktarda ışık kaybolabilir (yani karmaşık bir 15 grup telefoto mercek olabilir) ile sonuna kadar % 15-30 kaybı güçlü parlama karşısında toplam aktarımında.)

Nano kaplamalı iyileştirmeler

Nano kaplama, çoklu kaplamadan farklı olarak, önceki bir teknolojinin sürekli bir evrimi değildir ... aslında eski bir problemi çözmek için tamamen yeni bir yaklaşımdır. Nano kaplama, bilimsel toplulukta herhangi bir malzemenin en düşük yansıma endekslerinden birine sahip olduğu bilinen güve gözlerin tasarımına dayanır. Genel tasarım, lensin içine mümkün olduğunca fazla ışık yönlendirmek amacıyla mümkün olduğunca yansıtmaktan kaçınarak nano ölçekli kabaca kubbe / başak benzeri yapılara dayanmaktadır.

Parlama veya gölgelenme meydana gelirse ve meydana gelirse, nano kaplama, herhangi bir ışık dalga boyu üzerinde çalışmak için tasarlanmadığından, toplam olarak ışık olduğundan, ortaya çıkan eserler veya kontrast kaybı, çok renkli bir mercekten daha azdır. Birçok durumda, nano kaplamalı bir mercekle çekilmiş fotoğrafta küçük parlama ve gölgelenme unsurlarını bulmak için dikkatli ve yakından bir inceleme yapılması gerekir ve var olduğu zaman, genellikle IQ'yu zararlı bir şekilde etkilemez.

Nano kaplama için bulaşma seviyeleri, KAPALI ELEMAN / GRUP BAŞIYLA % 99.95'tir . % 0,05 veya daha düşük bir kayıpta, herhangi bir objektif için genel toplam aktarım kaybı, hatta birçok eleman grubuna sahip olan karmaşık objektifler bile, çok düşük kalacaktır (yani, karmaşık bir 15 grup telefoto objektif, toplam % 0,75 aktarım kaybıyla sonuçlanacaktır .) )

Lens Nano Kaplama Tasarımı

(NOT: Bir nano kaplamadan geçen ışığın doğası tam olarak yaygın değildir, bu yüzden açıklamalarımı burada gördüğüm ve okuduklarımdan temel alarak yapabilirim. yeterli.)

Yukarıdaki çizimin tasarımı , Canon web sitelerinde bulduğum bir kaç SWC'den veya Subwavelenth Structure Coating'den alınmıştır . Nikon'un Nano Kristal Kaplaması'na kıyasla, Canon'un SWC'si aynı şeydir, ancak özel uygulamaları ayrıntılarda farklılık gösterebilir. Canon, nano ölçekli yapıların “kama şeklini” açıkça ortaya koyuyor ve farklı boyut ve yükseklikteki takozlar ile sahte katmanlı doğayı çağırıyor. Yapı katmanının boyutu ve kalınlığı, çoğu fotoğrafçılık için kullanılan görünür ışığın dalga boylarından önemli ölçüde daha küçük olacak şekilde açıkça tasarlanmıştır (en büyükte yaklaşık 200nm, görünür ışığın dalga boyları 380nm ila 790nm arasındadır).

Böyle bir yapı kullanmanın teknolojik amacı, temel yansıma nedenini ortadan kaldırmaktır: Malzeme sınırlarındaki kırılma indisindeki büyük değişiklikler . Kırılma indisinde büyük değişikliklerin olabileceği pek çok arayüz yaratan, tek bir arayüzün olmadığı yapısal bir kaplama ile değiştirerek, "pürüzsüz bir geçiş" katmanı oluşturarak , katmanlı çok katlamanın değiştirilmesi . Tabaka kalınlığı, muhtemelen içinden geçen ışınların yayılma açısına olan etkisini en aza indirgemek için küçük tutulur (takozların neden bu kadar küçük tutuldukları hakkında somut bir bilgiye sahip değilsiniz.)

Işık, nano yapı katmanı vasıtasıyla mercek elemanına etkili bir şekilde "yönlendirilir". Nihai yapı, ışığın nano yapı elemanlarından geçmesi ve mercek elemanına büyük ölçüde "çizilmemiş" takozlar arasındaki boşluklara girmesidir. Yansıma miktarı asgari düzeydedir ve hangi yansımanın gerçekleştiği, genellikle var olan nano yapı / eleman arayüzünden yansır. Işık bir iç lens elemanından yansıdığında ve bir önceki elemana geri döndüğünde, aynı nano yapı kaplaması, yansıyan ışığa aynı etkiye sahip olacak ve iç kısımdan, düşük yansıtıcılığındaki doğaçlardan zararsızca yayılmasına yardımcı olacak lensin veya ön elemanın hemen arkasından ... zarar vermeyecek kadar az.

Daha iyi Keskinlik?

Nano kaplamanın iyileştirilmiş keskinlik sağlamasına izin verip vermediğine gelince. Nano kaplamanın kendisinin bir sürü keskinliği gerçekten artırabileceğini söylemeye meyilli değilim. Çok sayıda element grubuna sahip lenslerde, toplam iletim kaybı yüzde birkaçtan genellikle yüzde bir'in altına, genellikle yüzde bir'in altına düşecek şekilde, kesinlikle iletimi geliştirir. Genel IQ iyileştirmesi açısından, geliştirilmiş iletim, bir mikro-kontrast düzeyinde bile, kontrastı iyileştirmelidir. Geliştirilmiş mikro kontrast keskinlikte bir dereceye kadar iyileşmelere yol açacaktır.

Geliştirilmiş keskinlik iddiası, lens tasarımındaki daha fazla özgürlük nedeniyle daha muhtemeldir ve bir lens tasarımcısının iletim gereksinimlerinden ötürü bir lens tasarımcısının daha fazla lens elemanı kullanma kabiliyeti sınırlı olabilir. Genel olarak, ışık geçirgenliğini çok fazla azaltacağı için yalnızca çoklu yerleşimli 8 lens elemanı kullanabilirsiniz, nano kaplama ile 15 veya daha fazlasını kullanabilir ve yine de çok daha iyi iletim özelliklerine sahip olabilirsiniz. Bu, lens tasarımcılarına, sonuçta geliştirilmiş netliğe yol açması gereken, geçmişte olduğundan daha fazla görüntü üretimi üzerinde daha fazla kontrol uygulama özgürlüğü sunar.

Ben daha yeni Canon lensleri, büyük ölçüde "Mark II" nesli veya EF 8-15mm f / 4 L Balıkgözü gibi "yeni girenlerin" durumunun tam olarak böyle olduğuna inanıyorum.lens. Muhtemelen NCC'li Nikon lenslerde de geçerlidir. Canon'un yeni lensleri, öncekilerden MTF (Modülasyon Transfer Fonksiyonu, bir lensin keskinliğini ve kontrastını ölçmenin bir yolu) alanında daha iyi performans gösteriyor. SWC kullanan, 2008'in ortalarından bu yana (mümkün olandan biraz daha erken) piyasaya sürülen Canon'un L serisi lenslerinin neredeyse tümü (bu günlerde çoğu lens üreticisi lenslerin bilgisayar modellerinden MTF çizelgeleri üretiyor) genel çözünürlükte önemli atlamalar gösteriyor keskinliği ve karşıtlığı, bazıları MTF kriterlerine göre neredeyse "mükemmel" sonuçlar verdiğini gösteriyor (şüphesiz ki lenslerinin çoğundan daha düşüktür) aslında eski lenslerin MTF'leriyle karşılaştırılması açısından tutarlı olabilir, ancak tutarlı olmalıdır. )

Bu nedenle, teknik olarak, keskinliği doğrudan artıran kaplama kendisi değildir (kontrastı arttırdığı halde hafif doğrudan bir etkiye sahip olabilir). Mercek tasarımında, geçmişte olduğu kadar aktarım için endişe duymadan iyileştirmeler yapabilme özelliğinden dolayı keskinlikteki iyileşmeler daha olasıdır. (Sanırım yeni objektiflerin lens tasarımlarını nano kaplamalı ve eski objektiflerin olmayan objektifleriyle karşılaştırarak onaylanabilir veya çürütülebilir.)

Pentax'ın Aero Bright Coating ( kaynak ) adı verilen nano kaplama uygulamasının bir açıklaması :

... [] PENTAX-orijinal Aero Parlak Kaplama ... daha parlak ve daha kaliteli görüntüler sunmak için daha geniş bir dalga boyu aralığında üstün yansıma önleyici performans sağlar. PENTAX'ın gelişmiş nanoteknolojisi kullanılarak oluşturulan bu özel kaplama, lens yansımalarını azaltır ve optik elemanların yüzeyinde düzgün gözeneklere sahip silika aerojel bir tabaka oluşturarak ışık geçirgenliğini büyük ölçüde geliştirir.

Aero Bright Coating'in sadece DA * 55mm ve DA645 25mm lensleri dahil olmak üzere birkaç seçilmiş lensde kullanıldığını unutmayın.

Nano kristal katının kendi içinde keskinliği artırdığını sanmıyorum. Bununla birlikte, lens tasarımcısına lensi tasarlama konusunda daha fazla özgürlük verirse ne yapar.

Kaplamalar kullanılmadan önce, pratik lens tasarımları (en fazla) yaklaşık 5 element grubuyla sınırlıydı. Tekli kaplama 7 ya da 8 civarında olmuştur. Multicoating, bir düzine ya da onbeşe çıkarmıştır.

Bunların her biri, lens tasarımcısının sapmaları düzeltmek için daha iyi bir iş yapmasına izin verdi. Gerekirse yalnızca daha fazla öğe kullanmakla kalmayıp, yansımaları en aza indirmek için öğeleri gruplandırmak yerine, öğeleri ayrı gruplara ayırmakta daha serbestti.

Sonuçta, nano kristal kaplamaların (veya diğer üreticilerin eşdeğerleri, kullanıma giren) kaç gruba izin verdiğinden emin değilim, ama neredeyse kesinlikle en az bir tanesi. Ayrıca, sadece daha fazla öğe / grup eklemek için değil, aynı zamanda ne kadar parlama / gölgelenme olacağı konusunda endişe etmeden endişelenmeden sapmayı azaltmaya odaklanmaları için biraz daha özgürce düzenlemelerini de sağlar. takdim etmek.

Dalga boyu altı yansıma önleyici kaplama kullanmanın en önemli nedeni, lenslerin güçlü eğriliği ile ilgili problemlerdir. Çok katmanlı AR kaplamaları, çok fazla kıvrılmayan düz yüzeyler ve lensler için mükemmel çalışır. Örneğin Nikon tarafından 14-24 f / 2,8 gibi tüm yeni zoom objektiflerde kullanılan güçlü asferler için, bkz. Nikon Precision Cam KalıpAR kaplamaları için standart biriktirme yöntemleri dik eğimli alanlarda doğru çok katmanlı kalınlığı üretememektedir. Özellikle bu dik bölgelerde, Fresnel yansımasından kaynaklanan ışık kaybı bir sorun haline gelir, hatta daha ciddi olanı lens içindeki çoklu yansımalardır. Nano kristal kaplamalar havadan cama kırılma indisine mükemmel uyum sağlar. Böylece, parlama, parlama ve görüntüdeki genel gürültü seviyesi çok artmıştır. Bu, çok daha iyi bir kontrast ve çözünürlüğe yol açar. Nano kristal kaplamalar ve cam kalıplama nedeniyle makul fiyat için güçlü asfer yapma kabiliyeti mükemmel bir kombinasyondur. Bu, optik tasarımcıya çok düşük gürültülü mükemmel mercekler tasarlama özgürlüğü sunar.

Gelecek parlak!

Reinhard

Cama çarpan bir ışık, objektife değil geri yansır. Yansıma önleyici kaplamalar bunu azaltır ve ışığın mercekten geçmesine izin verir. Işık toplamanın kritik olduğu teleskoplarda, dürbünlerde ve göz merceklerinde bunu çok görüyorsunuz.

Wikipeda makale oldukça iyi bir açıklaması var.

"Nano" kısmına gelince, merceğin "fiyatına" eklenmesinin yanı sıra, kaplamayı daha iyi hale getirmek veya en azından daha iyi görünmesi için bir tür tüketici nano-teknolojisine atıfta bulunulmaktadır. Lensin fiyatı göz önüne alındığında, kesinlikle daha iyi şeyler yapmasını umuyorum!