เลนส์ 'คริสตัลเคลือบนาโน' ทำอะไรกับเลนส์นี้

85mm ฉ Nikkor / 1.4G AF-S มี 'Nano Crystal Coat' ... นั่นคืออะไรและทำไมมันเป็นในส่วนของเลนส์ที่แพงที่สุดของพวกเขา? เห็นได้ชัดว่าการเคลือบและการเชื่อมโยงบางอย่างดูเหมือนจะบ่งบอกว่ามันอาจเพิ่มการส่งและความคมชัด แต่ดูเหมือนว่ามันง่ายที่จะตอบโต้กับฉันว่าการเคลือบบางอย่างจะทำให้คมชัดขึ้น

Nanocoating: ใหม่และแตกต่าง!

หากต้องการระบุที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น "การเคลือบนาโนคริสตัล" ประเภทของการเคลือบเลนส์เนื่องจากคำตอบอื่น ๆ ดูเหมือนจะตอบสนองการทำงานแบบหลายจุดโดยทั่วไปหรือคิดว่าการเคลือบนาโนเทคโนโลยีเป็นเพียงคำศัพท์ทางการตลาด

Nanocoating นั้นไม่เหมือนกับ multicoating แต่แตกต่างกันมากในการออกแบบและมีผลต่อแสงในวิธีที่ต่างกัน การใช้คำว่า "การเคลือบด้วยนาโนคริสตัล" นั้นไม่ได้เป็นเพียงแค่คำศัพท์ทางการตลาดเท่านั้น! ในการเริ่มต้นให้ง่ายที่สุด:

• Multicoatingเป็นความก้าวหน้าของแนวคิดของการเคลือบผิวแบบเดี่ยวและได้รับการออกแบบบนพื้นฐานของสัญญาณรบกวนรูปคลื่น
  • ทำงานโดย "ปรับแต่ง" แสงสะท้อนในลักษณะที่อนุภาคสะท้อนรูปคลื่นจะตัดกันซึ่งกันและกัน
• Nanocoatingเป็นแนวคิดที่ใหม่กว่ามากขึ้นอยู่กับโครงสร้างและการออกแบบของดวงตามอด (ซึ่งสะท้อนแสงแทบไม่ออกเลย)
  • ออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงการสะท้อนในสถานที่แรกและนำแสงรังสีเข้าสู่เลนส์โดยไม่อนุญาตให้สะท้อนแสงเลย

Multicoating และรูปคลื่นสัญญาณรบกวน

แสงจัดแสดงทั้งคุณสมบัติของอนุภาคและรูปคลื่น ดังนั้นโฟตอนสองตัวสามารถโต้ตอบกันได้ในลักษณะที่เป็นการยกเลิกซึ่งกันและกัน สิ่งนี้แสดงให้เห็นได้ดีที่สุดพร้อมภาพประกอบและฉันจะยืมภาพวิกิพีเดียเพื่อจุดประสงค์นั้น ด้านล่างเป็นตัวอย่างของเลนส์ที่มีการเคลือบเพียงชั้นเดียวและวิธีการเคลือบผิวที่ผลิตออกมาเป็นคลื่นโฟตอนสะท้อนกลับซึ่งขัดแย้งกับกันและกัน (และสามารถยกเลิกซึ่งกันและกัน):

การเคลือบป้องกันแสงสะท้อนได้รับการออกแบบให้มีความหนาเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของความถี่แสง แสงจะสะท้อนที่จุดตัดของวัสดุทุกชนิดเช่นระหว่างอากาศและการเคลือบรวมถึงการเคลือบและเลนส์ เนื่องจากการเคลือบนั้นมีความหนาเพียงครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของแสงการสะท้อนจากอินเตอร์เฟซอากาศ / การเคลือบจะรบกวนการสะท้อนกลับจากอินเตอร์เฟสการเคลือบ / เลนส์และทั้งสองจะตัดกันซึ่งกันและกัน

Multicoating ทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่มีการเคลือบหลายชั้นที่ความหนาต่างกัน เนื่องจากสีของแสงถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นของมันจึงทำการเคลือบเลนส์ที่มีหลายชั้นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของความถี่แสงหลัก (เช่นสีม่วง, น้ำเงิน, น้ำเงิน, เขียว, เขียว, เหลือง, เขียว, เหลือง, ส้ม, แดง) จะยกเลิกแสงมากขึ้นกว่าจะเคลือบเดียวง่าย การเคลือบสีโดยทั่วไปนั้นถูกออกแบบมาในแถบแสงสีเขียวถึงสีเหลืองสีเขียวเนื่องจากมันมักจะเป็นที่นิยมมากที่สุดในแสงแดดและกลางวัน Multicoating มีวัตถุประสงค์เพื่อทำงานในสเปกตรัมเต็มรูปแบบมากที่สุด

ข้อบกพร่องของ Multicoating

การถือกำเนิดของ multicoating เป็นการพัฒนาครั้งยิ่งใหญ่ในแง่ของการส่งผ่านเลนส์ (ปริมาณแสงที่พวกเขายอมให้ผ่าน) ถึงระดับสูงถึง 99% แม้ว่า Multicoating นั้นไม่เหมาะ เมื่อแสงแฟลร์และแสงโกสต์เกิดขึ้นพวกเขาจะสามารถกรองแสงที่สะท้อนออกมาในช่วงความยาวคลื่นที่แน่นอนแต่ละชั้นได้รับการออกแบบมาเพื่อกรองแสงเท่านั้น ความยาวคลื่นที่อยู่ใกล้กับความถี่ที่ตั้งใจจะลดลง แต่จะไม่ถูกยกเลิกทั้งหมด ลำแสงที่ไม่มีความส่องสว่างแบบนอกแกนที่สว่างเช่นจากดวงอาทิตย์ที่มุมของเฟรมยังคงสามารถสร้างเปลวไฟที่มีขนาดใหญ่, สว่างและเป็นอันตรายมาก, ภาพซ้อนและการลดความคมชัดแม้บนเลนส์ที่มีหลายจุด

ยิ่งไปกว่านั้นการใช้มัลติฟังก์ชั่นเป็นการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของแสงเพื่อใช้คุณสมบัติเชิงลบของเลนส์ ... การสะท้อนแสง ... เพื่อลดผลกระทบที่การสะท้อนนั้นมีต่อคุณภาพของภาพ เช่นการส่งไม่เหมาะและขึ้นไปหลายเปอร์เซ็นต์ของแสงที่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจะหายไปสำหรับความยาวคลื่นใดก็ตามมักจะมีผลในการสูญเสียทั้งหมด 1-2%ในการส่งPER ELEMENT จริงอยู่ที่ต่ำกว่า 8-10% ที่เคยมีอยู่กับการเคลือบเดียวและเลนส์ที่ไม่เคลือบผิวอย่างไรก็ตามในเลนส์คอมเพล็กซ์ที่มีองค์ประกอบหลายชิ้นแสงจำนวนมากยังคงหายไปโดยรวม (เช่นเลนส์เทเลโฟโต้ 15 กลุ่มที่ซับซ้อน จบลงด้วยการสูญเสีย 15-30%ในการส่งทั้งหมดในหน้าของเปลวไฟที่แข็งแกร่ง)

การปรับปรุงด้วย Nanocoating

Nanocoating ซึ่งแตกต่างจาก multicoating ไม่ได้เป็นวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีก่อนหน้านี้ ... มันเป็นวิธีการใหม่ในการแก้ปัญหาเก่า Nanocoating ขึ้นอยู่กับการออกแบบของดวงตามอดซึ่งเป็นที่รู้จักในชุมชนวิทยาศาสตร์ที่จะมีหนึ่งในดัชนีการสะท้อนแสงต่ำสุดของวัสดุใด ๆ การออกแบบโดยทั่วไปนั้นใช้โครงสร้างแบบโดม / เข็มคล้าย ๆ นาโนซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อนำทางแสงให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้เข้าไปในเลนส์โดยหลีกเลี่ยงการสะท้อนแสงทั้งหมด

หากและเมื่อแสงแฟลร์หรือแสงเงาเกิดขึ้นเนื่องจาก nanocoating ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้ทำงานกับความยาวคลื่นที่กำหนดของแสงใด ๆ แต่แสงเป็นจำนวนทั้งสิ้นสิ่งประดิษฐ์ที่เกิดขึ้นหรือการสูญเสียคอนทราสต์นั้นน้อยกว่าเลนส์แบบหลายจุด ในหลายกรณีจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างละเอียดและรอบคอบเพื่อหาองค์ประกอบเล็ก ๆ ของแสงแฟลร์และภาพซ้อนในภาพถ่ายที่ถ่ายด้วยเลนส์ nanocoated และเมื่อมีอยู่ก็มักจะไม่ส่งผลกระทบต่อไอคิว

ระดับเกียร์สำหรับ nanocoating อย่างน้อย99.95% ต่อ ELEMENT ที่หายไป 0.05% หรือน้อยกว่าแกรนด์การสูญเสียการส่งรวมสำหรับเลนส์ใด ๆ แม้เลนส์ที่ซับซ้อนกับกลุ่มองค์ประกอบหลาย ๆ จะยังคงอยู่ในระดับต่ำมาก (เช่นเลนส์ 15 กลุ่มที่ซับซ้อนจะจบลงด้วยผลรวมของการสูญเสียการส่ง 0.75% )

การออกแบบเลนส์นาโนโค้ต

(หมายเหตุ: ลักษณะที่แน่นอนของแสงที่ผ่าน nanocoat นั้นไม่ได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวางดังนั้นฉันสามารถอธิบายได้จากสิ่งที่ฉันได้เห็นและอ่านเท่านั้นฉันไม่ได้อ้างความถูกต้อง 100% แต่ฉันคิดว่ามันแม่นยำ พอ.)

การออกแบบภาพประกอบด้านบนนั้นมาจาก SWC หรือการเคลือบโครงสร้าง Subwavelenthบางแผนภาพที่ฉันพบในเว็บไซต์ของ Canon เมื่อเปรียบเทียบกับการเคลือบนาโนคริสตัลของ Nikon SWC ของแคนนอนนั้นเหมือนกันแม้ว่าการใช้งานเฉพาะอาจแตกต่างกันในรายละเอียด แคนนอนเรียก "รูปร่างลิ่ม" ของโครงสร้างระดับนาโนอย่างชัดเจนและเรียกใช้ธรรมชาติที่มีลักษณะเป็นชั้นที่มีการหลอกด้วยเวดจ์ที่มีขนาดและความสูงต่างกัน ขนาดและความหนาของเลเยอร์โครงสร้างได้รับการออกแบบอย่างชัดเจนว่ามีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพส่วนใหญ่ (ประมาณ 200nm ที่ใหญ่ที่สุดซึ่งเป็นช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ตั้งแต่ 380nm ถึง 790nm)

วัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีสำหรับการใช้โครงสร้างดังกล่าวคือการกำจัดสาเหตุหลักของการสะท้อน: การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในดัชนีการหักเหของแสงที่ขอบเขตวัสดุ การแทนที่เลเยอร์ multicoating ซึ่งสร้างอินเทอร์เฟซมากมายซึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในดัชนีการหักเหของแสงด้วยการเคลือบโครงสร้างที่ไม่มีอินเทอร์เฟซเดียว จึงสร้างเลเยอร์ ความหนาของชั้นนั้นมีขนาดเล็กน่าจะลดผลกระทบต่อมุมของการแผ่รังสีที่ผ่านเข้ามา (จริง ๆ แล้วไม่มีข้อมูลที่เป็นรูปธรรมโดยเฉพาะเกี่ยวกับสาเหตุที่เวดจ์มีขนาดเล็ก)

แสงจะ "นำทางเข้า" อย่างมีประสิทธิภาพผ่านชั้นนาโนโครงสร้างลงไปในองค์ประกอบเลนส์ เป้าหมายสูงสุดคือการให้แสงผ่านองค์ประกอบโครงสร้างนาโนและเข้าสู่องค์ประกอบเลนส์ในช่องว่างระหว่างเวดจ์ซึ่งส่วนใหญ่ "ไม่ได้รับบาดเจ็บ" จำนวนของการสะท้อนมีน้อยที่สุดและสิ่งที่การสะท้อนเกิดขึ้นมักสะท้อนออกจากส่วนต่อประสานโครงสร้าง / องค์ประกอบนาโนที่มีอยู่ เมื่อแสงสะท้อนออกจากชิ้นเลนส์ภายในและกลับไปสู่องค์ประกอบก่อนหน้าการเคลือบโครงสร้างนาโนเดียวกันจะมีผลแบบเดียวกันกับแสงสะท้อนนั้นช่วยให้ผ่านองค์ประกอบภายในเพื่อกระจายแสงที่ไม่สะท้อนออกมาอย่างไม่เป็นอันตราย ของเลนส์หรือถอยออกมาจากส่วนหน้า ... ไม่ทำอันตรายเลย

ความคมชัดที่ดีกว่า

เกี่ยวกับว่า nanocoating ช่วยให้ความคมชัดที่ดีขึ้น ฉันไม่อยากจะบอกว่าการเคลือบนาโนนั้นสามารถปรับปรุงความคมชัดได้อย่างมาก มันช่วยปรับปรุงการส่งผ่านได้อย่างแน่นอนเช่นในเลนส์ที่มีกลุ่มองค์ประกอบจำนวนมากการสูญเสียการส่งผ่านทั้งหมดจะลดลงจากหลายเปอร์เซ็นต์ไปจนถึงต่ำกว่าปกติต่ำกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ในแง่ของการปรับปรุง IQ โดยรวมการส่งสัญญาณที่ปรับปรุงแล้วควรปรับปรุงความคมชัดแม้ในระดับไมโครคอนทราสต์ การปรับปรุงไมโครคอนทราสต์จะนำไปสู่การปรับปรุงความคมชัดในระดับหนึ่ง

การอ้างถึงความคมชัดที่ได้รับการปรับปรุงมีโอกาสมากขึ้นเนื่องจากมีอิสระในการออกแบบเลนส์มากขึ้นและความสามารถในการใช้องค์ประกอบเลนส์มากขึ้นซึ่งผู้ออกแบบเลนส์อาจถูก จำกัด ด้วยข้อกำหนดการส่งผ่าน หากคุณสามารถใช้ชิ้นเลนส์ 8 ชิ้นพร้อมการทำงานแบบ multicoating เท่านั้นเพราะมากกว่าจะลดการส่งผ่านแสงโดยรวมมากเกินไปคุณอาจสามารถใช้ 15 หรือมากกว่ากับการเคลือบผิวแบบนาโนและยังคงมีลักษณะการส่งที่ดีกว่ามาก ที่มอบอิสระในการออกแบบให้นักออกแบบเลนส์สามารถควบคุมการสร้างภาพได้มากกว่าในอดีตซึ่งจะนำไปสู่ความคมชัดที่ดีขึ้น

ฉันเชื่อว่าเป็นกรณีของเลนส์ Canon รุ่นใหม่ส่วนใหญ่เป็นรุ่น "Mark II" หรือ "ผู้เข้าใหม่" เช่นEF 8-15 มม. f / 4 L Fisheyeเลนส์ อาจเป็นกรณีของเลนส์ Nikon ที่มี NCC เลนส์รุ่นใหม่ของแคนนอนมีประสิทธิภาพเหนือกว่ารุ่นก่อนในพื้นที่ของ MTF (Modulation Transfer Function ซึ่งเป็นวิธีการวัดความคมชัดและความเปรียบต่างของเลนส์) เลนส์ L-series เกือบทุกรุ่นของแคนนอนเปิดตัวตั้งแต่ประมาณกลางปี ​​2008 (เป็นไปได้เร็วกว่าเล็กน้อย) ที่ใช้ SWC มีทฤษฎีของ MTF (ผู้ผลิตเลนส์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันสร้างแผนภูมิ MTF จากคอมพิวเตอร์รุ่นของเลนส์) ความคมชัดและความคมชัดที่แสดงให้เห็นผลลัพธ์เกือบสมบูรณ์แบบตามเกณฑ์ของ MTF ของพวกเขา (ซึ่งยอมรับได้ต่ำกว่าเลนส์ส่วนใหญ่ของพวกเขาควรจะสามารถแก้ไขได้จริง แต่สอดคล้องกันในแง่ของการเปรียบเทียบกับเลนส์รุ่นเก่าของ MTF )

ดังนั้นในทางเทคนิคแล้วมันไม่ได้เป็นตัวเคลือบที่ช่วยเพิ่มความคมชัดโดยตรง (แม้ว่าจะช่วยเพิ่มความคมชัดมันอาจมีผลกระทบโดยตรงเล็กน้อย) การปรับปรุงความคมชัดมีแนวโน้มมากขึ้นเนื่องจากความสามารถในการปรับปรุงการออกแบบเลนส์โดยไม่ต้องกังวลเรื่องการส่งผ่านมากเหมือนในอดีต (ฉันเดาว่าอาจเป็นได้รับการยืนยันหรือหักล้างโดยการเปรียบเทียบการออกแบบเลนส์ของเลนส์ใหม่กับ nanocoatings เทียบกับเลนส์เก่าที่ไม่มี)

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายการใช้ nanocoating ของ Pentax ที่เรียกว่า Aero Bright Coating ( แหล่งที่มา ):

... [การ] Aero Bright Coating เดิมของ PENTAX ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการป้องกันแสงสะท้อนที่ยอดเยี่ยมในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างขึ้นเพื่อให้ภาพที่สว่างขึ้นและมีคุณภาพสูงขึ้น สร้างขึ้นโดยใช้นาโนเทคโนโลยีขั้นสูงของ PENTAX การเคลือบแบบเอกสิทธิ์เฉพาะบุคคลนี้ช่วยลดการสะท้อนของเลนส์และปรับปรุงการส่งผ่านแสงอย่างมากโดยการสร้างชั้นซิลิก้าแอโรเจลพร้อมรูขุมขนที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวขององค์ประกอบออปติคัล

โปรดทราบว่า Aero Bright Coating ใช้ในเลนส์บางตัวเท่านั้นรวมถึงเลนส์ DA * 55mm และ DA645 25mm

ฉันไม่คิดว่าเสื้อโค้ทนาโนคริสตัลจะช่วยเพิ่มความคมชัดในตัวมันเอง อย่างไรก็ตามมันจะทำอย่างไรถ้าให้อิสระแก่นักออกแบบเลนส์ในการออกแบบเลนส์

ก่อนการเคลือบจะถูกนำมาใช้การออกแบบเลนส์ที่ใช้งานจริงนั้นถูก จำกัด อยู่ที่ประมาณ 5 กลุ่มองค์ประกอบ (มากที่สุด) การเคลือบแบบครั้งเดียวเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 7 หรือ 8 Multicoating เพิ่มขึ้นเป็นประมาณโหลหรือสิบห้า

สิ่งเหล่านี้แต่ละตัวอนุญาตให้นักออกแบบเลนส์ทำงานได้ดีขึ้นในการแก้ไขความคลาดเคลื่อน ไม่เพียง แต่พวกเขาสามารถใช้องค์ประกอบมากขึ้นหากจำเป็น แต่มีอิสระมากขึ้นในการแยกองค์ประกอบออกเป็นกลุ่มแยกต่างหากแทนที่จะจัดกลุ่มองค์ประกอบเพียงเพื่อลดแสงสะท้อน

ฉันไม่แน่ใจแน่ชัดว่ามีกลุ่มการเคลือบนาโนคริสตัลอีกจำนวนมากเท่าไหร่ (หรือเทียบเท่าจากผู้ขายรายอื่นซึ่งกำลังใช้งานอยู่) อนุญาต แต่อย่างน้อยก็น้อย ฉันเดาว่ามันยังช่วยให้มีอิสระมากขึ้นไม่เพียง แต่ในการเพิ่มองค์ประกอบ / กลุ่มมากขึ้น แต่ยังจัดเรียงพวกเขาได้อย่างอิสระมากขึ้นเพื่อมุ่งเน้นที่การลดความผิดปกติโดยไม่ต้องกังวล (เกือบเท่า) เกี่ยวกับ แนะนำ.

ฉันเดาว่าเหตุผลที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้การเคลือบป้องกันแสงสะท้อนจากความยาวคลื่นต่ำคือปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความโค้งของเลนส์ การเคลือบ AR หลายชั้นทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับพื้นผิวเรียบและเลนส์ที่ไม่โค้งงอมากเกินไป สำหรับชิ้นเลนส์ทรงกลมที่มีความแข็งแกร่งเช่น Nikon โดยใช้เลนส์ซูมแบบใหม่ทั้งหมดเช่น 14-24 f / 2.8 ดูที่ Nikon Precision Glass Moldวิธีการสะสมแบบมาตรฐานสำหรับการเคลือบ AR ไม่สามารถสร้างความหนาหลายชั้นที่ถูกต้องในพื้นที่ลาดชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่สูงชันเหล่านี้การสูญเสียแสงจากการสะท้อนกลับของ Fresnel กลายเป็นปัญหาแม้แต่ความรุนแรงที่รุนแรงยิ่งขึ้นคือการสะท้อนหลายครั้งภายในเลนส์ สารเคลือบคริสตัลนาโนจับคู่กับดัชนีการหักเหของแสงจากอากาศสู่กระจกได้อย่างสมบูรณ์แบบ ดังนั้นแสงจ้าแสงจ้าและระดับเสียงโดยรวมในภาพจึงดีขึ้นมาก สิ่งนี้นำไปสู่ความคมชัดและความละเอียดที่ดีขึ้นมาก สารเคลือบคริสตัลนาโนและความสามารถในการสร้างทรงกลมที่แข็งแกร่งในราคาที่เหมาะสมเนื่องจากการขึ้นรูปแก้วเป็นส่วนผสมที่ลงตัว นี่เป็นข้อเสนอที่นักออกแบบออพติคอลมีอิสระอย่างเต็มที่ในการออกแบบเลนส์ที่สมบูรณ์แบบที่มีเสียงรบกวนต่ำมาก

อนาคตสดใส!

ฮาร์ด

แสงบางดวงที่กระทบกระจกจะสะท้อนกลับมาไม่ใช่ผ่านเลนส์ สารเคลือบกันแสงสะท้อนช่วยลดสิ่งนี้และทำให้แสงผ่านเลนส์ได้ คุณเห็นสิ่งนี้เป็นอย่างมากในเรื่องของกล้องส่องทางไกลกล้องสองตาและช่องมองภาพซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการรวบรวมแสง

บทความ wikipedaมีคำอธิบายที่ดีงาม

สำหรับชิ้นส่วน "นาโน" นอกเหนือจากการเพิ่มลงใน "ราคา" ของเลนส์มันอาจหมายถึงเทคโนโลยีนาโนของผู้บริโภคบางรูปแบบเพื่อให้การเคลือบดีขึ้นหรืออย่างน้อยก็ปรากฏดีขึ้น ด้วยราคาของเลนส์ฉันก็หวังว่ามันจะทำให้ดีขึ้น!