Почему у Canon два вида нанотехнологических покрытий для линз?

Question

Nikon имеет одно нанокристаллическое покрытие, в то время как Canon имеет не только эквивалентное покрытие (Sub Wavelength Coating), но и покрытие Air Sphere, которое, по-видимому, делает то же самое. Почему у Canon два вида подобных покрытий? Один дешевле, но не так хорош? Они делают разные вещи? Является ли один из них настолько слабым, что для достижения наилучших результатов его необходимо сочетать с традиционными линзовыми покрытиями на одной поверхности?

Answer 1

Похоже, что Canon разработала разные технологии нанесения покрытий для различных применений, вместо того чтобы пытаться использовать решение "один размер подходит всем" для всех своих премиальных объективов.

Насколько я могу судить, Canon не использует как ASC (впервые выпущенный с EF 100-400mm f / 4.5-6.3L IS II в 2014 году), так и SWC (впервые выпущенный с EF 24mm f / 1.4L II в 2008 году) на линзах одинаковые элементы. Это либо один, либо другой.

• ASC, кажется, используется для объективов с довольно большим фокусным расстоянием
• SWC появляется в объективах с большим фокусным расстоянием

Как и во многих вещах, связанных с дизайном линз, то, что «лучше», чем что-то еще, зависит от того, как оно применяется и что вы собираетесь с ним делать. Кажется, Canon решила, что ASC работает лучше (или работает с меньшими затратами) для объективов с более узкими углами зрения, в то время как SWC работает лучше для объективов с более широкими углами зрения. Есть также подсказка (включенная в цитаты ниже), что ASC может не работать так же хорошо для поверхностей линз со значительной кривизной, в то время как SWC может быть особенно эффективен при применении к элементам линзы со значительной кривизной.

Следующие цитаты взяты из статьи Canon Эволюция «L»

Относительно ASC:

Технология воздушного сферического покрытия (ASC) создает пленку, содержащую микросферы воздуха поверх покрытия линзы с осаждением из паровой фазы. Систематическое выравнивание внутренней части покрытия сферами воздуха образует слой со сверхнизким показателем преломления. Это приводит к чрезвычайным антибликовым характеристикам, особенно для падающего света, который проникает почти под вертикальным углом, эффективно предотвращая блики и ореолы. Слой воздушных микросфер покрыт межфазным слоем, поэтому покрытие ASC обладает высокой прочностью.

Относительно SWC:

Антибликовое покрытие субволновой структуры (SWC) подавляет отражение света с бесчисленными клинообразными структурами более мелко, чем длина волны видимого света на поверхности объектива камеры. Этот слой покрытия обеспечивает непрерывное изменение показателя преломления, что приводит к полномасштабному подавлению отражения. SWC реализует превосходный антибликовый эффект даже при большом угле падения и значительно уменьшает блики и побочные эффекты в периферийных областях линзы, которые было трудно подавить обычными покрытиями.

Сравнение двух технологий из статьи Canon ASC: уменьшение бликов и ореолов

ASC использует принцип антиотражения от деструктивного воздействия света и обладает превосходными антибликовыми свойствами, особенно в отношении падающего света, который проникает почти вертикально. Однако даже при увеличенном угле падения ASC все же может значительно уменьшить блики и побочные эффекты, которые невозможно предотвратить с помощью обычных многослойных покрытий, осажденных из паровой фазы. ASC также можно применять для различных линз, что делает его чрезвычайно универсальным.

Субволновая структура покрытия (SWC), с другой стороны, применяет другой антибликовый принцип. Усовершенствованная технология, разработанная компанией Canon, использует специальный процесс для размещения на поверхности линзы бесчисленного количества наноразмерных (200-400 нм) пирамидальных структур, меньших длины волны видимого света. Поскольку отсутствуют поверхностные границы, где показатели преломления значительно изменяются, это позволяет предотвратить отражение света путем постепенного изменения показателя преломления между воздухом и линзой. SWC обладает превосходными характеристиками угла падения, демонстрируя превосходные антибликовые эффекты даже для света с особенно большими углами падения, даже лучше, чем ASC. Поскольку SWC может также применяться к поверхностям со значительной кривизной, теперь можно уменьшить побочные эффекты и блики, которые могут возникать по периферии даже линзовых элементов с большой кривизной в широкоугольных объективах.

Из этих описаний может показаться, что SWC может быть более дорогим для реализации, но также более эффективен для линз, которые имеют поверхности с большой кривизной. ASC, с другой стороны, звучит так, как будто это дешевле, но работает так же хорошо (или даже лучше) с объективами, где большая часть света, попадающего на них, находится под меньшими углами относительно оптической оси объектива.

В конце той же статьи это резюме:

На начальном этапе проектирования оптической конструкции объектива важность уменьшения вспышки и появления ореолов уже принималась во внимание. Основываясь на типах и характеристиках объективов, инженеры Canon используют SWC или ASC на наиболее подходящей поверхности объектива, чтобы уменьшить блики и блики, чтобы повысить качество изображения. Это то же самое, что использование флюорита, стекла UD, шлифованной асферической линзы или стеклянной асферической линзы, при этом учитывается общая производительность с использованием правильного элемента в нужном месте.

Answer 2

Английский оптик Гарольд Тейлор в 1892 году заметил, что старые линзы пропускают на 4-6% больше света, чем новые. Он понял, почему. Кажется, старые линзы были испачканы сажей. Это было во время промышленной революции, и воздух был наполнен дымом и сажей от угольных пожаров, которые приводили в действие паровые двигатели и давали тепло. Это покрытие от атмосферных загрязнений оседает на линзах на полке и вытравливает их. Он обнаружил, что это тонкое прозрачное покрытие каким-то образом уменьшает поверхностные отражения, позволяя большему количеству света проходить через линзу.

Тейлор экспериментировал и нашел способ искусственного цветения (возраста) линз. Это действительно было важным открытием, потому что новые линзы теряют свет на 4-6% из-за отражения света от их полированной (зеркальной) поверхности. В настоящее время объективы, используемые в камерах и телескопах, представляют собой сложные системы, в которых множество элементов объектива расположены друг над другом. Таким образом, системы с несколькими линзами могут потерять свет на 40-50%.

Это открытие и средство защиты важны, так как современные линзы часто используют много элементов и групп. Потеря от 4 до 6% на каждом перекрестке приводит к довольно высокой потере. Большая часть потерь происходит от внутренних соединений (стекло в воздух и стекло в стекло) внутри ствола. Каждое внутреннее отражение приводило к тому, что световые лучи сбивались с пути, и многие неправильно направленные лучи омывали пленку / чип рассеянным светом, называемым вспышкой. Вспышка разрушительна; это ухудшает изображение, уменьшая контраст. Грубые отражения вызывают блики.

Многие методы покрытия используются. Одним из способов является размещение линзы для нанесения покрытия в вакуумной камере. Воздух удаляется, и минерал, который будет покрывать, нагревается, вызывая его испарение. Этот пар конденсируется на стеклянной линзе и покрывает и травит. Это толщина слоя плюс материал, который делает трюк. Каждое пальто оптимизировано только для одного цвета света. Современный объектив имеет несколько слоев. Каждый слой отличается по толщине. Высококачественный объектив может иметь от 7 до 11 слоев.

Со временем технология нанесения покрытий прогрессирует. Скорее всего, каждое открытие даст небольшие улучшения.

Кончик шляпы Гарольду Тейлору.