Що робить "нанокристалічна шуба" на цій лінзі?

У ніккорівського 85-мм f / 1.4G AF-S є нанокристалічне пальто ... що це таке і чому це на більшості їх найдорожчих лінз? Очевидно, що його покриття, і деякі посилання, схоже, вказують на те, що це може підвищити прохідність і різкість, але мені здається протиінтуїтивно зрозумілим, що покриття щось зробить його більш чітким.

Нанопокриття: нове та різне!

Більш конкретно розглядати тип покриття лінз «Нанокристалічне покриття», оскільки інші відповіді, здається, або стосуються багатошарового покриття взагалі, або вважають, що нанотехнологічне покриття - лише маркетинговий термін.

Нанопокриття насправді НЕ те саме, що багатошарове, воно дуже відрізняється дизайном і впливає на світло по-іншому. Використання терміна "Нанокристалічне покриття", безумовно, не просто маркетинговий термін! Щоб почати якомога простіше:

• Мультиколірування - це вдосконалення концепції одношарового покриття і розроблене на основі перешкод форми хвиль.
  • Працює шляхом «налаштування» відбитого світла таким чином, що форми хвиль відбитих частинок скасовують одна одну.
• Нанопокриття - це набагато новіша концепція, яка інтригуюче ґрунтується на структурі та дизайні очей молі (які ледь не відбивають жодне світло).
  • Створений таким чином, щоб у першу чергу уникати відбиття та направляти світлові промені в лінзу, не дозволяючи їм взагалі відбиватися.

Мультиколірування та перешкоди форми хвиль

Світло проявляє як властивості частинок, так і хвилі. Таким чином, два фотони можуть взаємодіяти таким чином, щоб скасувати один одного. Це найкраще продемонструвати з ілюстрацією, і я запозичу для цього зображення вікіпедії. Нижче наводиться приклад лінзи з одношаровим покриттям, і те, як покриття виробляє відбиті форми фотона хвилі, які протилежні одна одній (і для цього здатні скасовувати один одного):

Антивідбивне покриття розраховане на точну товщину, як половина довжини хвилі частоти світла. Світло буде відбиватися на кожному перетині матеріалу, наприклад, між повітрям і покриттям, а також покриттям і лінзою. Оскільки покриття таке товсте, як половина довжини хвилі світла, відбиття від інтерфейсу повітря / покриття негативно перешкоджає відбиттю від інтерфейсу покриття / лінзи, і вони скасовують одне одного.

Багатошаровість працює однаково, але з декількома шарами покриття різної товщини. Оскільки колір світла визначається його довжиною хвилі, покриваючи лінзу декількома шарами рівно половини довжини хвилі ключових частот світла (таких як фіолетовий, синій, синьо-зелений, зелений, жовто-зелений, жовтий, помаранчевий, червоний) вимкне значно більше світла, ніж просте одношарове покриття. Поодинокі покриття, як правило, розроблені в зеленій та жовто-зеленій смузі світла, оскільки вони, як правило, є найбільш поширеними при сонячному світлі та денному світлі. Багатобарвне покликане максимально працювати на весь спектр.

Недоліки мультиколірування

Поява багатошарового покриття стало величезним проривом у плані пропускання лінз (кількість світла, яке вони дозволяють пропускати), досягнувши рівня до 99%. Мультиколірування - це не ідеально. Коли виникають сильні спалахи та марення, вони здатні лише повністю фільтрувати світло, що відбивається на точних довжинах хвиль, кожен шар яких призначений для фільтрації. Довжина хвилі біля запланованих частот буде зменшена, однак вони не будуть повністю скасовані. Яскравий позаосі промінь світла, наприклад, від сонця в кутку кадру, все ще може створити великі, яскраві та дуже згубні спалахи, пристріти та зменшення контрасту навіть на об'єктиві з багатошаровим покриттям.

Крім того, багатошарове покриття - це просто скористатися властивістю світла використовувати негативну властивість лінз ... відбиття ... щоб мінімізувати вплив, який відбиває на якість зображення. Таким чином, передача не є ідеальною, і до декількох відсотків падаючого світла може бути втрачено на будь-яку задану довжину хвилі, як правило, це призводить до 1-2% загальних втрат при передачі НА ПОКРІТАЛЬНИЙ ЕЛЕМЕНТ / ГРУПУ . Зрозуміло, що це набагато нижче, ніж 8-10%, що існували з однофазними покриттями та лінзами без покриття, однак у складних лінзах з багатьма елементами значна кількість світла все ще може бути втрачена загалом (тобто складний 15-ти груповий телеоб'єктив міг би в кінцевому рахунку з втратою 15-30% в загальній передачі в умовах сильної спалаху.)

Поліпшення роботи з нанопокриттям

Нанопокриття, на відміну від багатошарового покриття, не є постійною еволюцією попередньої технології ... це справді абсолютно новий підхід до вирішення старої проблеми. Нанопокриття засноване на дизайні очей молі, які, як відомо, в науковій спільноті мають один з найнижчих показників відбиття будь-якого матеріалу. Загальна конструкція базується на нанорозмірних конструкціях, що мають приблизно куполоподібні / шипоподібні форми, призначені для того, щоб провести якомога більше світла в лінзу, уникаючи відбиття повністю, коли це можливо.

Якщо і коли виникає спалах або привид, оскільки нанопокриття не призначене для роботи на будь-якій заданій довжині хвилі світла, а у сукупності світла, то отримані артефакти або втрата контрасту значно менші, ніж у багатобарвної лінзи. У багатьох випадках потрібна ретельна і ретельна перевірка, щоб знайти невеликі елементи спалаху та привидів на фотографії, зробленій з нанопокритим об'єктивом, а коли вона існує, це часто не згубно впливає на IQ.

Рівень пропускання нанопокриття становить щонайменше 99,95% на покритий елемент / групу . При втраті 0,05% або менше, великі сумарні втрати передачі для будь-якого об'єктива, навіть складних об'єктивів з багатьма групами елементів, залишаться дуже низькими (тобто складний 15-групповий телеоб'єктив закінчиться загальною втратою передачі 0,75% . )

Дизайн нанопокриття лінзи

(ПРИМІТКА. Точна природа світла, що проходить через нано-покриття, не оприлюднюється широко, тому я можу лише базуватись на своїх поясненнях із того, що я бачив і читав. Я не претендую на 100% точність, проте вважаю, що це взагалі точно достатньо.)

Конструкція наведеної вище ілюстрації взята з декількох схем SWC або Subwavelenth Structure Coating , які я знайшов на веб-сайтах Canon. У порівнянні з нанокристалічним покриттям Nikon, SWC Canon - це те саме, хоча їх конкретна реалізація може відрізнятися деталями. Canon явно називає "форму клину" нанорозмірних структур і називає псевдошаровий характер з клинами різної величини та висоти. Розмір і товщина структурного шару явно розраховані на те, щоб бути значно меншими за довжину хвилі видимого світла, що використовується для більшості фотознімків (близько 200 нм на найбільшій, де довжини хвиль видимого світла коливаються від 380 нм до 790 нм або більше).

Технологічна мета використання такої структури полягає у усуненні первинної причини відображення: Великі зміни показника заломлення на матеріальних межах. Заміна багатошарового багатошарового покриття, що створює багато інтерфейсів, де можуть відбутися великі зміни показника заломлення, на структуроване покриття, де немає єдиного інтерфейсу, створюючи таким чином шар "плавного переходу". Товщина шару залишається невеликою, імовірно, щоб мінімізувати вплив до кута падіння променів, які проходять через нього (насправді не має конкретної конкретної інформації про те, чому клини зберігаються настільки малі.)

Світло ефективно «направляється» через шар наноструктури в елемент лінзи. Кінцевими цілями є те, щоб світло проходило через елементи наноструктури і входило в елемент лінзи в проміжках між клинами, значною мірою "незайманими". Кількість відображення мінімальна, і те, що відбувається, відображається, як правило, відбивається від інтерфейсу наноструктури / елемента там, де він існує. Коли світло відбивається від внутрішнього елемента лінзи і повертається до попереднього елемента, те саме покриття з наноструктури матиме такий самий вплив на це відбите світло, допомагаючи йому проходити крізь внутрішні елементи або нешкідливо дифундувати над внутрішніми низькими коефіцієнтами відбиття. лінзи, або виворіт переднього елемента праворуч ... мало, щоб не було завдано ніякої шкоди.

Краща різкість?

Що стосується того, чи дозволяє нанопокриття покращувати різкість. Я не схилявся б сказати, що саме нанопокриття може дуже багато покращити різкість. Це, безумовно, покращує передачу, таким чином, що в лінзах з великою кількістю елементів елементів загальна втрата передачі зменшується з декількох відсотків до зазвичай менше, часто набагато нижче, одного відсотка. З точки зору загального покращення IQ, покращена передача також повинна покращити контрастність навіть на рівні мікроконтрасту. Покращений мікроконтраст певною мірою призведе до поліпшення різкості.

Претензія на поліпшення чіткості швидше пов'язана з більшою свободою в дизайні лінз, а можливість використання більшої кількості об'єктивних елементів об'єктива може бути обмежена через вимоги до передачі. Якщо ви можете використовувати лише 8 лінзових елементів з багатошаровим покриттям, оскільки більше зменшує загальну пропускну здатність світла, ви, можливо, зможете використовувати 15 або більше з нанопокриттям і все ще маєте набагато кращі характеристики передачі. Це пропонує дизайнерам лінз свободу здійснювати більший контроль над відтворенням зображень, ніж раніше, що в кінцевому підсумку повинно призвести до поліпшення чіткості.

Я вважаю, що це саме так з новими лінзами Canon, значною мірою "Mark II" покоління або "новими учасниками", такими як EF 8-15mm f / 4 L Fisheyeлінза. Це, мабуть, так і з лінзами Nikon з NCC. Нові лінзи Canon значно перевершують своїх попередників в області MTF (Функція передачі модуляції, спосіб вимірювання різкості та контрастності лінзи). Майже всі лінзи Canon серії L, представлені приблизно з середини 2008 року (можливо трохи раніше, ніж це), які використовують SWC, мають теоретичні MTF (більшість виробників лінз сьогодні виробляє діаграми MTF з комп'ютерних моделей лінз), демонструючи значні стрибки загальної роздільної здатності , різкість та контрастність, де деякі демонструють майже «ідеальні» результати за критерієм їх MTF (який, мабуть, нижчий, ніж більшість їх лінз, насправді повинен бути здатним вирішувати, але послідовно з точки зору порівняння з MTF у старих лінзах. )

Так, технічно, саме покриття безпосередньо покращує різкість (хоча, оскільки покращує контраст, це може мати незначний прямий вплив). Поліпшення різкості, швидше за все, зумовлено можливістю вдосконалювати конструкцію лінз, не так сильно переймаючись передачею, як раніше. (Я думаю, що це може бути або підтверджено, або спростовано, порівнюючи конструкцію лінз нових лінз із нанопокриттями та старими лінзами без них.)

Ось опис реалізації Pentax нанопокриття під назвою Aero Bright Coating ( джерело ):

... [оригінал] Aero Bright Coating ... оригінальне покриття PENTAX ... забезпечує надзвичайну ефективність відбиття в більш широкому діапазоні довжин хвиль для отримання світлих і якісних зображень. Це ексклюзивне покриття, створене за допомогою передової нанотехнології PENTAX, зменшує відбиття лінз і значно покращує пропускання світла, утворюючи шар аерогелю кремнезему з рівномірними порами на поверхні оптичних елементів.

Зауважте, що покриття Aero Bright використовується лише в декількох вибраних об'єктивах, включаючи лінзи DA * 55mm та DA645 25mm.

Я не думаю, що кришталеве покриття Nano покращує різкість саме по собі. Однак, що це робити, якщо дати дизайнеру лінз більше свободи в проектуванні об'єктива.

Перед тим, як покриття ввійшли до використання, практичні конструкції лінз обмежилися приблизно 5 групами елементів (максимум). Одноразове покриття збільшило його приблизно до 7 або 8. Багатобарвне збільшення збільшило його приблизно до десятка-п'ятнадцяти.

Кожен із них дозволив дизайнеру лінз зробити кращу роботу з корекції аберацій. Вони не тільки могли використовувати більше елементів при необхідності, але були вільнішими розділяти елементи на окремі групи, а не групувати елементи лише для мінімізації відображень.

Я точно не знаю, скільки саме груп нанокристалічних покриттів (або їх еквівалентів інших постачальників, що надходять у використання) дозволяють, але майже напевно, принаймні, декілька. Я думаю, що це також дозволяє трохи більше свободи не тільки для додавання більше елементів / груп, а й для організації їх трохи вільніше, щоб зосередитись на зменшенні аберації, не переживаючи (майже стільки ж) про те, наскільки це може спалах / привид представити.

Напевно, найважливішою причиною використання підводного антивідбивного покриття є проблеми, пов’язані з сильною кривизною лінз. Багатошарові AR покриття чудово підходять для плоских поверхонь та лінз, які не надто гнуті. Про міцні асфери, які використовується, наприклад, Nikon у всіх нових зум-об'єктивах, таких як 14-24 f / 2.8, див. Nikon Precision Glass Moldстандартні способи нанесення для покриттів AR не дають правильної багатошарової товщини на ділянках крутого схилу. Особливо в цих крутих регіонах втрата світла від відбиття Френеля стає проблемою, ще сильнішими є багаторазові відбиття всередині лінзи. Нанокристалічні покриття прекрасно відповідають показнику заломлення від повітря до скла. Таким чином, відблиски, відблиски та загальний рівень шуму в зображенні значно покращуються. Це призводить до набагато кращого контрасту та роздільної здатності. Нанокристалічні покриття та здатність робити міцні асфери за прийнятну ціну завдяки формуванню скла - це ідеальне поєднання. Це пропонує оптичному дизайнеру повну свободу проектувати ідеальні лінзи з дуже низьким рівнем шуму.

Майбутнє світле!

Рейнхард

Деяке світло, що потрапляє у скло, відбивається назад, а не через об'єктив. Антивідбивні покриття зменшують це і дозволяють світлу пропускати крізь лінзу. Це ви багато бачите в телескопах, біноклях та окулярах, де збирання світла є критичним.

Стаття wikipeda має досить хороше пояснення.

Що стосується частини "Нано", окрім додавання до "ціни" лінзи, ймовірно, йдеться про якусь форму нанотехнологій споживача, щоб зробити покриття кращим або, принаймні, краще. Враховуючи ціну лінзи, я, безумовно, сподіваюся, що це покращує речі!