这款镜片上的“纳米水晶涂层”有什么作用?


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尼克尔85毫米的f / 1.4G AF-S具有“纳米结晶涂层” ......那是什么,为什么是它最自己最昂贵的镜头吗?显然,它是一种涂层,有些链接似乎表明它可能会增加透射率和清晰度,但是对我来说,涂层使它变得更锐利似乎是反直觉的。

Answers:


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纳米涂料:新颖而与众不同!

为了更具体地解决“纳米晶体镀膜”类型的镜片镀膜,其他答案似乎要么针对一般的多层镀膜,要么认为纳米技术镀膜仅仅是市场术语。

纳米涂料实际上与多层涂料不同,纳米涂料在设计上有很大不同,并且以不同的方式影响光。术语“纳米晶体涂层”的使用绝对不是市场术语!要开始尽可能简单:

  • 多层涂层是对单层涂层概念的改进,它是基于波形干扰进行设计的。
    • 通过“调谐”反射光以使反射粒子波形相互抵消的方式工作。
  • 有趣的是,基于蛾眼的结构和设计(几乎根本不反射任何光线),纳米涂层是一个更新的概念。
    • 旨在避免首先发生反射,并将光线引导到镜头中而不让它们完全反射。

多涂层和波形干扰

光同时具有粒子和波形特性。这样,两个光子可以互相抵消的方式相互作用。最好用插图来演示,为此我将借用维基百科图像。以下是一个单镀膜透镜的示例,以及镀膜如何产生彼此相对的反射光子波形(因此能够相互抵消):

单涂层

抗反射涂层的设计厚度恰好等于光频率波长的一半。光线会材料的每个相交处反射,例如空气和涂层之间以及涂层和透镜之间的反射。由于涂层的厚度仅为光波长的一半,因此来自空气/涂层界面的反射会对来自涂层/镜片界面的反射产生负面影响,并且两者会相互抵消。

多层涂层的工作方式相同,但是多层涂层的厚度不同。由于光的颜色由其波长决定,因此请在透镜上镀上几层波长,这些波长恰好是光的关键频率波长的一半(例如紫色,蓝色,蓝绿色,绿色,黄绿色,黄色,橙色,红色)与简单的单层涂料相比,它将消除更多的光。通常将单层涂料设计为绿色至黄绿色的光带,因为它们往往在日光和日光下最为普遍。多层涂料旨在尽可能在全光谱范围内工作。

多层涂料的不足

多层涂层的出现在透镜透射率(它们允许通过的光量)方面取得了巨大突破,达到了99%的水平。但是,多层涂层并不理想。当确实发生强烈的耀斑和重影时,它们仅能够完全滤除以每一层旨在滤除的确切波长反射的光。预期频率附近的波长将得到缓解,但是不会完全消除。明亮的离轴非渐增光束(例如来自框架角处的太阳),即使在具有多层涂层的镜头上,仍会产生较大,明亮且非常有害的耀斑,重影和对比度降低。

另外,多层涂层只是利用光的特性来利用镜片的负特性...反射率...以最小化反射率对图像质量的影响。因此,传输不是理想的,并且对于任何给定的波长,最多会损失百分之几的入射光,通常导致每涂层元素/组的传输损失1-2%。当然,这远低于单涂层和未涂层​​镜片的8-10%,但是,在具有很多元素的复杂镜片中,整体上仍然会损失大量的光(例如,复杂的15组远摄镜头可能会损失很多光)。面对强烈的耀斑,最终总传输损失15-30%。)

纳米涂层的改进

纳米涂层与多层涂层不同,它不是以前技术的持续发展……它确实是解决旧问题的全新方法。纳米涂层基于蛾眼的设计,在科学界,蛾眼的反射率是所有材料中最低的之一。总体设计基于纳米级的大致呈圆顶状/长钉状的结构,旨在将尽可能多的光导进透镜,并尽可能避免完全反射。

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如果确实发生了耀斑或重影,则由于纳米涂层的设计并非针对任何给定波长的光,而是针对全部光,因此,与多层镀膜镜片相比,所产生的伪影或对比度损失明显更少。在许多情况下,需要进行仔细和仔细的检查,才能在使用纳米镀膜透镜拍摄的照片中发现小的眩光和重影元素,并且当确实存在时,通常不会对智商产生不利影响。

纳米涂层的透射率至少为99.95%每涂层元素/组。在损失0.05%或更少的情况下,任何镜头,甚至具有许多元素组的复杂镜头的总总透射损耗将保持非常低的水平(即,复杂的15组远摄镜头最终将产生0.75%的总透射损耗。 )

镜片纳米涂层的设计

(注意:穿过纳米涂层的光的确切性质尚未得到广泛宣传,因此我只能根据我所看到和所读的内容进行解释。我不要求100%的准确度,但是我认为它通常是准确的足够。)

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上图的设计取自我在佳能网站上发现的一些SWC或Subwavelenth Structure Coating图表。与尼康的纳米晶体镀膜相比,佳能的SWC是相同的东西,尽管它们的具体实现可能在细节上有所不同。佳能明确指出了纳米级结构的“楔形”,并指出了具有不同大小和高度的楔形物的伪分层性质。结构层的大小和厚度明确设计为比大多数摄影中使用的可见光波长小得多(最大约为200nm,可见光的波长范围为380nm至790nm左右)。

使用这种结构的技术目的是消除反射的主要原因:材料边界处的折射率发生较大变化。用没有单一界面的结构化涂层代替分层的多层涂层,后者在折射率可能发生较大变化的地方创建了许多界面, 从而创建了“平滑过渡”层。将该层的厚度保持较小,以使对穿过它的光线的入射角的影响最小化(实际上没有关于为什么将楔形保持如此小的任何具体的具体信息。)

光被有效地“引导”通过纳米结构层进入透镜元件。最终目标是使光穿过纳米结构元件,并在楔形物之间的空间(大部分为“无损伤”)进入透镜元件。反射量很小,发生的反射通常会从存在纳米结构/元素的界面反射出去。当光从内部透镜元件反射回来并返回到先前的元件时,相同的纳米结构涂层将对该反射光产生相同的效果,从而帮助其穿过内部元件以无害地从低反射率内部扩散。镜头或右后部的镜头...几乎没有伤害。

清晰度更高?

关于纳米涂层是否允许改善的清晰度。我不会倾向于说纳米涂层本身可以真正提高很多清晰度。它肯定会改善透射率,从而在具有很多元件组的镜片中,总透射损耗会从百分之几降低到通常低于百分之一,经常低于百分之一。就整体智商的提高而言,即使在微对比度水平上,改善的透射率也应改善对比度。改善的微对比度将在某种程度上导致清晰度的提高。

由于镜片设计具有更大的自由度,因此声称提高清晰度的可能性更大,而由于传输要求,镜片设计者利用更多镜片元件的能力可能会受到限制。如果您只能使用8个带有多层镀膜的透镜元件,因为更多的透镜元件会大大降低整体透光率,那么您可能可以使用15个或更多的纳米镀膜元件,并且仍具有更好的透射特性。与过去相比,这为透镜设计者提供了对图像再现实施更大控制的自由,这最终将带来更高的清晰度。

我相信,对于佳能的新型镜头来说,情况确实如此,主要是“ Mark II”一代或“新进入者”,例如EF 8-15mm f / 4 L鱼眼镜头镜片。带NCC的尼康镜头也可能是这种情况。佳能的新型镜头在MTF(调制传递函数,一种测量镜头清晰度和对比度的方法)方面的性能明显优于其前代产品。自2008年中左右以来推出的几乎所有使用SWC的佳能L系列镜头(可能比那早一点)都具有理论上的MTF(当今大多数镜头制造商从镜头的计算机模型生成MTF图表)表明总体分辨率有了显着提高,锐度和对比度,其中一些根据其MTF的标准显示出几乎“完美”的结果(公认的是,它低于大多数镜片实际上应具有的分辨能力,但与较旧的MTF相比,其结果是一致的。 )

因此,从技术上讲,并不是涂层本身直接提高清晰度(尽管由于提高了对比度,它可能会产生轻微的直接影响)。由于能够改进镜头设计而无需像过去那样关注透射率,因此更可能提高清晰度。(我想这可以通过比较具有纳米涂层的新镜片与没有纳米涂层的旧镜片的镜片设计来证实或驳斥。)


关于纳米晶体涂层的好文章可以在镜片上做。

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哇。现在那是怎么做的答案!!!
Digital Lightcraft 2013年

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这是对宾得实施纳米涂层(称为Aero Bright Coating)的描述(来源):

... [宾得(PENTAX)原创的Aero Bright Coating ...确保在更宽的波长范围内具有出色的防反射性能,以提供更明亮,更高质量的图像。这种独特的涂层是使用PENTAX的先进纳米技术创建的,可通过在光学元件表面形成均匀气孔的二氧化硅气凝胶层来减少镜片反射并大大提高透光率。

请注意,Aero Bright Coating仅用于少数几种镜头,包括DA * 55mm和DA645 25mm镜头。


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我认为纳米晶体涂层本身并不会提高清晰度。但是,如果这样做可以使镜片设计者在设计镜片时有更大的自由度。

在涂层开始使用之前,实际的镜片设计仅限于大约5个元素组(最多)。单涂层将其增加到大约7或8。多层涂层将其增加到大约12或15。

这些使镜片设计者可以更好地校正像差。他们不仅可以在必要时使用更多元素,而且可以更加自由地将元素分为不同的组,而不是将元素分组只是为了最大程度地减少反射。

暂时而言,我不确定纳米晶体涂料(或即将使用的其他供应商的等效产品)允许多少组,但几乎可以肯定至少有几组。我猜想它不仅可以增加更多的元素/组,而且还可以更加自由地排列它们,以便集中精力于减少像差,而又不必(几乎不担心)会产生多大的光晕/重影,从而拥有更多的自由度。介绍。


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我猜想使用亚波长减反射涂层的最重要原因是与镜片的强曲率有关的问题。多层增透膜最适合弯曲程度不大的平面和透镜。有关尼康在所有新型变焦镜头(例如14-24 f / 2.8)中使用的强力非球面镜,请参见尼康精密玻璃模具增透膜的标准沉积方法无法在陡坡区域产生正确的多层厚度。尤其是在这些陡峭的区域,菲涅耳反射造成的光损失成为一个问题,透镜内部的多次反射更为严重。纳米晶体涂层与空气到玻璃的折射率完全匹配。因此,极大地改善了图像中的眩光,眩光和整体噪声水平。这导致更好的对比度和分辨率。纳米晶体涂料和通过玻璃成型以合理的价格制造坚固的非球面材料的能力是完美的组合。这为光学设计师提供了充分的自由,可以设计出噪声极低的完美镜片。

未来是美好的!

莱因哈德


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撞击玻璃的一些光会反射回来,而不是通过透镜反射回来。防反射涂层可以减少这种情况,并使光线穿过镜头。在望远镜,双筒望远镜和目镜中,光线聚集至关重要,您会看到很多。

wikipeda文章有一个很好的解释。

至于“纳米”部分,除了增加镜片的“价格”外,它可能是指某种形式的消费者纳米技术来使涂层更好,或者至少看起来更好。鉴于镜头的价格,我当然希望它能使事情变得更好!

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