このレンズに「ナノクリスタルコート」は何をしますか？

ニッコール85ミリメートルfは/ 1.4G AF-Sは、「ナノクリスタルコート」を持っている...そして、なぜそれが彼らの最も高価なレンズの最も上にあることは何ですか？明らかに、コーティングといくつかのリンクは、透過性とシャープネスを高める可能性があることを示しているように見えますが、何かをコーティングするとシャープになります。

ナノコーティング：新しくて異なる！

「ナノクリスタルコーティング」タイプのレンズコーティングにもっと具体的に取り組むには、他の答えは一般にマルチコーティングに取り組むか、ナノテクノロジーコーティングは単なるマーケティング用語だと考えているようです。

ナノコーティングは実際にはマルチコーティングと同じではなく、デザインが大きく異なり、光に異なる方法で影響します。「ナノクリスタルコーティング」という用語の使用は、マーケティング用語ではありません。できるだけ簡単に始めるには：

• マルチコーティングは、シングルコーティングの概念の進歩であり、波形干渉に基づいて設計されています。
  • 反射粒子の波形が互いに打ち消し合うように、反射光を「調整」することにより機能します。
• ナノコーティングははるかに新しい概念であり、興味深いことにガの目の構造とデザインに基づいています（光をほとんど反射しません）。
  • そもそも反射を避け、光線をまったく反射させずにレンズに導くように設計されています。

マルチコーティングと波形干渉

光は粒子と波形の両方の特性を示します。そのため、2つの光子は互いに打ち消し合うように相互作用できます。これは実例で最もよく示されており、そのためにウィキペディアの画像を借ります。以下は、単一コーティングのレンズの例と、コーティングが互いに反対の反射光子波形を生成する方法です（したがって、互いに相殺することができます）。

反射防止コーティングは、光の周波数の波長のちょうど半分の厚さになるように設計されています。光は、空気とコーティングの間、コーティングとレンズの間など、材料のあらゆる交差点で反射します。コーティングの厚さは光の波長の半分であるため、空気/コーティング界面からの反射はコーティング/レンズ界面からの反射とマイナスに干渉し、2つは互いに相殺します。

マルチコーティングも同じように機能しますが、異なる厚さの複数のコーティング層があります。光の色はその波長によって決まるため、光の主要な周波数（紫、青、青緑、緑、黄緑、黄、オレンジ、赤など）のちょうど半分の波長のいくつかの層でレンズをコーティングします単純な単一コーティングの場合よりもかなり多くの光をキャンセルします。単一のコーティングは一般に、日光から日光に最もよく見られる傾向があるため、緑から黄緑の光帯で設計されました。マルチコーティングは、可能な限り全範囲で機能することを目的としています。

マルチコーティングの欠陥

マルチコーティングの出現は、レンズの透過率（通過できる光の量）の点で大きなブレークスルーとなり、99％のレベルに達しました。ただし、マルチコーティングは理想的ではありません。強いフレアとゴーストが発生した場合、それらは各層がフィルタリングするように設計された正確な波長で反射された光のみを完全にフィルタリングすることができます。目的の周波数に近い波長は軽減されますが、完全にキャンセルされるわけではありません。フレームの隅にある太陽からのような明るい軸外の無害な光線は、マルチコーティングのレンズでも、大きく、明るく、非常に有害なフレア、ゴースト、コントラストの低下を引き起こす可能性があります。

さらに、マルチコーティングでは、光の特性を利用してレンズのネガティブな特性を使用しています...反射率...反射率が画質に与える影響を最小限に抑えます。そのため、透過率は理想的ではなく、任意の波長で最大数パーセントの入射光が失われる可能性があり、通常、コーティングされた要素/グループごとに1〜2％の透過率損失になります。確かに、これは単一のコーティングレンズとコーティングされていないレンズに存在していた8-10％よりもはるかに低いですが、多くの要素を持つ複雑なレンズでは、かなりの量の光が全体的に失われる可能性があります（つまり、複雑な15グループの望遠レンズは強いフレアに直面した場合、合計透過率が15〜30％低下します。）

ナノコーティングの改善

ナノコーティングは、マルチコーティングとは異なり、以前の技術の継続的な進化ではありません...それは確かに、古い問題を解決するためのまったく新しいアプローチです。ナノコーティングは、科学界であらゆる材料の中で最も低い反射率の指標の1つであることが知られているの目の設計に基づいています。一般的な設計は、レンズにできるだけ多くの光を導き、可能な限り反射率を完全に回避することを目的とした、ナノスケールのおおよそドーム/スパイクのような構造に基づいています。

フレアやゴーストが発生した場合、ナノコーティングは特定の光の波長ではなく全体として機能するように設計されていないため、結果として生じるアーティファクトやコントラストの損失は、マルチコーティングされたレンズよりもかなり少なくなります。多くの場合、ナノコートレンズで撮影した写真のフレアやゴーストの小さな要素を見つけるには、綿密な綿密な調査が必要であり、存在する場合、IQに悪影響を与えることはありません。

ナノコーティングの透過レベルは、コーティングされた要素/グループごとに少なくとも99.95％です。損失が0.05％以下の場合、レンズの総透過損失は、多くの要素グループを持つ複雑なレンズであっても非常に低くなります（つまり、複雑な15グループの望遠レンズは合計0.75％の透過損失になります）。 ）

レンズナノコーティングの設計

（注：ナノコートを通過する光の正確な性質は広く公表されていないため、ここで説明したものは、私が見たものや読んだものに基づいているだけです。100％の正確さは主張していません十分な。）

上記のイラストのデザインは、キヤノンのウェブサイトで見つけたいくつかのSWC、またはサブ波長構造コーティングの図から取ったものです。ニコンのナノクリスタルコーティングと比較すると、キヤノンのSWCは同じものですが、具体的な実装は細部が異なる場合があります。キヤノンは、ナノスケール構造の「くさび形」を明示的に呼び、サイズと高さが異なるくさびを持つ擬似層状の性質を呼びます。構造層のサイズと厚さは、ほとんどの写真に使用される可視光の波長よりもかなり小さくなるように明示的に設計されています（最大で約200nm、可視光の波長は380nmから790nm程度）。

このような構造を使用する技術的な目的は、反射の主な原因である材料境界での屈折率の大きな変化を排除することです。屈折率が大きく変化する可能性のある多くの界面を作成する層状マルチコーティングを、単一の界面が存在しない構造化コーティングに置き換え 、「スムーズな移行」層を作成 層の厚さは、おそらくそれを通過する光線の入射角への影響を最小限に抑えるために小さく保たれます（実際にウェッジがそれほど小さく保たれる理由について具体的な情報はありません）。

光は、ナノ構造層を通ってレンズ要素に効果的に「誘導」されます。最終的な目標は、光がナノ構造要素を通過し、くさびの間のスペースでレンズ要素に入ることです。反射の量は最小限であり、反射が発生することは通常、ナノ構造/要素の界面が存在する場合にそれを反映します。内部レンズ要素から光が反射して前の要素に戻ると、同じナノ構造コーティングがその反射光に同じ効果をもたらし、内部要素を通過して低反射率の内部から無害に拡散するのに役立ちますレンズの、またはフロントエレメントを右に戻す...害はほとんどありません。

より良いシャープネス？

ナノコーティングが改善されたシャープネスを可能にするかどうかについて。ナノコーティング自体が本当にシャープネスを大幅に改善できるとは言いたくないでしょう。多くの要素グループを持つレンズでは、透過損失が確実に数パーセントから通常1パーセント未満、多くの場合1パーセント未満に減少します。全体的なIQの改善という点では、改善された透過率は、マイクロコントラストレベルでもコントラストを改善するはずです。改善されたマイクロコントラストは、ある程度シャープネスの改善につながります。

シャープネスの向上は、レンズ設計の自由度が高いためである可能性が高く、レンズ設計者がより多くのレンズ要素を利用する能力は、伝送要件により制限される可能性があります。マルチコーティングで8個のレンズ要素しか使用できない場合、全体の光透過率が大幅に低下するため、15個以上のナノコーティングを使用しても、透過特性がはるかに優れている場合があります。これにより、レンズ設計者は画像の再生を従来よりも自由に制御できるようになり、最終的にシャープネスが向上します。

EF 8-15mm f / 4 L Fisheyeのような、主に「Mark II」世代または「新規参入者」の新しいCanonレンズの場合、まさにそうであると思います。レンズ。これはおそらく、NCCを搭載したNikonレンズにも当てはまります。キヤノンの新しいレンズは、MTF（変調伝達関数、レンズのシャープネスとコントラストを測定する方法）の分野で前任者を大きく上回っています。2008年半ば以降に導入されたキヤノンのLシリーズレンズのほとんどすべて（SWCを使用）は理論的なMTF（最近のほとんどのレンズメーカーがレンズのコンピューターモデルからMTFチャートを生成）を備えており、全体的な解像度が大幅に向上しています、シャープネス、コントラスト、MTFの基準に従ってほぼ「完璧な」結果を示すものもあります（ほとんどのレンズは実際に解決できるはずですが、古いレンズのMTFとの比較では一貫しているはずです）。 ）

そのため、技術的には、シャープネスを直接向上させるのはコーティング自体ではありません（コントラストを向上させますが、わずかに直接的な影響を与える可能性があります）。シャープネスの改善は、これまでのように透過率をあまり気にすることなくレンズ設計を改善できるためです。（これは、ナノコーティングを施した新しいレンズとナノコーティングを施していない古いレンズのレンズ設計を比較することにより、裏付けまたは反論される可能性があると思います。）

ここに、Aero Bright Coating（source）と呼ばれるペンタックスのナノコーティングの実装の説明があります：

... [the] PENTAX独自のAeroブライトコーティング...より広い波長範囲で優れた反射防止性能を確保し、より明るく高品質の画像を提供します。ペンタックスの高度なナノテクノロジーを使用して作成されたこの専用コーティングは、光学素子の表面に均一な細孔を持つシリカエアロゲル層を形成することにより、レンズ反射を低減し、光透過率を大幅に改善します。

Aero Brightコーティングは、DA * 55mmおよびDA645 25mmレンズを含むいくつかの選択レンズでのみ使用されることに注意してください。

ナノクリスタルコートがそれ自体でシャープネスを改善するとは思わない。ただし、レンズ設計者がレンズを設計する際により多くの自由を与える場合、それは何をしますか。

コーティングが使用されるようになる前は、実用的なレンズ設計は約5つの要素グループに限定されていました（せいぜい）。単一のコーティングはそれを約7または8に増やしました。マルチコーティングはそれを約12または15に増やしました。

これらのそれぞれにより、レンズ設計者は収差をより良く補正することができました。必要に応じてより多くの要素を使用できるだけでなく、反射を最小限に抑えるためだけに要素をグループ化するのではなく、要素を個別のグループに自由に分割できました。

ちなみに、ナノクリスタルコーティング（または使用される他のベンダーの同等品）で許可されるグループの数は正確にはわかりませんが、少なくともいくつかはほぼ確実です。また、要素/グループを追加するだけでなく、フレア/ゴーストの量を（ほぼ）心配せずに収差を減らすことに集中するために、より自由に配置することもできます紹介します。

サブ波長反射防止コーティングを使用する最も重要な理由は、レンズの曲率が強いことに関連する問題だと思います。多層ARコーティングは、あまり曲げられていない平面やレンズに最適です。14-24 f / 2.8などのすべての新しいズームレンズでニコンが使用している強い非球面レンズについては、Nikon Precision Glass Moldを参照してくださいARコーティングの標準的な堆積方法では、急な傾斜面で正しい多層の厚さが得られません。特にこれらの急な領域では、フレネル反射による光損失が問題になります。さらに深刻なのは、レンズ内の多重反射です。ナノ結晶コーティングは、空気からガラスまでの屈折率と完全に一致します。したがって、画像のフレア、グレア、および全体的なノイズレベルが非常に改善されます。これにより、コントラストと解像度が大幅に向上します。ナノ結晶コーティングと、ガラス成形による強力な非球面をリーズナブルな価格で製造する能力は、完璧な組み合わせです。これにより、光学設計者は、非常に低いノイズで完璧なレンズを自由に設計できます。

未来は明るい！

ラインハルト

ガラスに当たる光の一部は、レンズを通してではなく、反射して戻ります。反射防止コーティングはこれを軽減し、光がレンズを通過できるようにします。これは、集光が重要な望遠鏡、双眼鏡、接眼レンズでよく見られます。

wikipedaの記事はかなり良い説明があります。

「ナノ」の部分に関しては、レンズの「価格」に加えて、コーティングをより良くする、または少なくともより良く見えるようにするために、おそらく何らかの形の消費者ナノテクノロジーに言及しています。レンズの価格を考えると、まあ、それが物事を良くすることを願っています！