БЛОГ ДМИТРИЯ ЕВТИФЕЕВА
Статья, как я обещал Валерию — до Нового Года.
использованы материалы: Canon, Nikon, Tamron, зарубежных статей и форумов.
фото: (с) Тамрон
Вопрос про пластиковые линзы в объективах возникает в последнее время всё чаще. Обусловлено это двумя моментами.
1-ая причина почему люди считают, что в современном объективе могут быть пластиковые линзы
Во-первых современные объективы становятся всё легче и кажется предела этому нет. Когда вы покупаете объектив за 30-50тыс.руб вы ожидаете, что и весит он будет солидно. Иначе не очень понятно, куда уходят деньги. Проще понять дорогое = большое и тяжелое.
Но в современных объективах производитель старается максимально уменьшить вес, заменяя большинство тяжелых элементов лёгкими. Так корпуса объективов уже давно заменены в большинстве случаев на пластиковые. Хорошо ли это? Для долговечности объектива само собой плохо. Старые объективы 30-летней давности и сейчас вполне служат, а пластиковые разбиваются и обдираются очень быстро по этим меркам.
Насколько лучше пластик или металл защищают объектив от падения сложно сказать. С одной стороны металл крепче, но пластичен — деформируется и заклинивает внутренности при сильном ударе. А пластик хоть и более хрупкий, но пружинит и сохраняет форму, пока не треснул. Также пластиковый объектив более легкий и потому тоже менее склонен к разрушению при падении.
С другой стороны я видел падавшие объективы металлические и пластиковые. И те и другие часто выживают. Хотя давать падать объективу крайне нежелательно.
Но вернемся к линзам.
2-ая причина почему люди считают, что в современном объективе могут быть пластиковые линзы
Все мы знаем, что в наше время есть вполне приличные очки, сделанные из пластика, а если быть более точным — акрила. Оптические типы пластика позволяют производить линзы, не уступающие по качеству стеклянным, но сильно снижать вес и себестоимость.
Чем за это приходится расплачиваться? В первую очередь царапиноустойчивостью. Во-вторую — устойчивостью к нагреву.
Также вы, наверное, уже слышали о гибридных асферических элементах в современных объективах. Такие элементы на сегодняшний день производят и вставляют в свои объективы уже все крупнейшие производители.
гибридный асферический элемент
Никон:
Nikon employs three types of aspherical lens elements. Precision-ground aspherical lens elements are the finest expression of lens-crafting art, demanding extremely rigorous production standards. Hybrid lenses are made of a special plastic molded onto optical glass. Molded glass aspherical lenses are manufactured by molding a unique type of optical glass using a special metal die technique.
Три типа асферических элементов у Никон.
1. Асферические элементы полученные точной шлифовкой
2. Гибридные асферические элементы полученные наплавлением пластика на стеклянную основу.
3. Асферические стеклянные элементы, полученные формовой отливкой
Canon:
Canon uses four different type of aspherical lens elements now depending on the purpose;
1. a ground and polished glass aspherical lens element.
2. a molded glass aspherical lens element.
3. a molded plastic aspherical lens element produced by a high-precision molding technology.
4. a replica aspherical lens element, ultraviolet-light-hardening resin layer on a spherical glass lens element.
Large diameter ground and polished aspherical lens elements are used for «L» series lenses to achieve sharp definition.
Кэнон использует 4 типа асферических элементов
1. Шлифованные и полированные асферические элементы
2. Отлитые стеклянные асферические элементы
3. Отлитые пластиковые асферические элементы
4. Специальный пластик, затвердевающий на стеклянной сферической линзе, придающий ей асферическую форму
фото (с) Canon
Также мне известно про Pentax, который тоже использует гибридные элементы.
Хорошо это или плохо, что в объективе используется гибридный элемент?
Во-первых оптические свойства используемых типов пластиков не уступают стеклу. Во-вторых те же сорта пластика используются для формирования «склейки» линз (даблеты, триплеты).
Гибридные асферические элементы
Плюсы использования гибридных элементов:
— пластики легкие в отливке, так что можно придавать асферическому элементу любую форму
— пластик может быть нанесен с обеих сорон линзы, причем это не сильно увеличит себестоимость объектива
Минусы использования гибридных элементов:
— пластик намного мягче стекла и потому не может быть использован для внешних элементов объектива, не для заднего или переднего элемента.
— пластики легко царапаются и потому сильно усложняют ремонт объектива.
— пластики подвержены «деламинированию», т.е. отслоению от стекла
Шлифованные асферические элементы
Это асферические элементы полученные традиционным путем шлифования стекла.
Плюсы:
— Можно использовать любой тип стекла и придать элементу любую необходимую форму.
Минусы
— Даже с развитием технологий и использованием шлифовальных машин, контролируемых компьютером, это долгий и затратный по времени процесс. Если вам нужно, чтобы обе стороны линзы были асферическими, то ваши затраты по времени и соответственно себестоимость удваиваются.
Поэтому такой тип асферических элементов встречается очень редко.
Литые асферические элементы
Изготовление литых асферических элементов довольно сложное. Вы не можете просто отлить стекло в форму и получить асферический элемент. Стекло соберется в складки и не примет нужную форму. Также для формирования правильной формы стекло должно находится в отливной форме достаточно долго при высокой температуре, что повредить отливную форму. Поэтому будущему асферическому элементу придают грубую форму, а далее нагревают и «запрессовывают» до необходимой окончательной формы при высокой температуре.
Плюсы
— Данный процесс позволяет получить недорогие асферические элементы, которые могут быть использованы и для внешних элементов объектива.
— Это единственный способ получить обе стороны линзы асферическими без дополнительных трудозатрат и удорожания себестоимости
Минусы
— Несмотря на то, что металлические пресс-формы используются только для окончательно «запрессовки» стекла и сделаны из устойчивого к высоким температурам металла, стекло все же горячее и химически активное, так что пресс-формы не служат особенно долго. Потому вы вынуждены заказывать пресс-формы на замену изношенным, а также все новые формы для других типов асферических элементов. Это большая головная боль для производителя.
пресс-формы для литья стеклянных асферических элементов
Что лучше — пластик или стекло?
Возвращаясь к идее, что раз пластик используется в очках, то почему ему не быть в линзах объективов.
Учтите, что пластиковые стекла очков по фотографическим меркам весьма «тёмные» (2 диоптрии очков, 60см в диаметре дают светосилу F9) и «мутные». Всё прощает несовершенство оптической системы глаз и наш суперкомпьютер-мозг, который исправляет все дефекты оптической системы человека.
предложение от китайских производителей пластиковой оптики
Также нужно учесть:
1) Очки имеют один оптический элемент (как правило), а количество элементов в объективе может доходить до 28
2) Относительное отверстие глаза может принимать значение F2.3-10.4 (лекции ИТМО)
Для стекла существует масса формул, которые позволяют получить стекло с разной степенью рассеивания. Комбинируя положительные и отрицательные элементы с разными значениями дисперсии вы можете контролировать хроматические аберрации. Для пластика это невозможно.
Пластик не сохраняет свою форму так, как стекло. Со временем он «ползет». Через месяцы или годы, он уже не имеет той идеальной формы, выставленной на заводе с точностью до долей длины волны света и потому теряет разрешение.
Пластик гигроскопичен (впитывает воду). Поликарбонат, например, впитывает около 0.2% своего веса, при этом изменяя свою форму на 0.1%. Он распухает и деформируется. При 12Мпикс снимке 3000×4000пикс, если линза напитает 0.1%, то фокус сместится на 30-40пикселей вдоль кадра. Другие пластики дают лучшие показатели, но никто их них не показывает такие показатели как стекло.
При максимальных рабочих температурах 120-200С (для поликарбоната это 130С) сложно нанести на пластик оптическое просветление. Производители фотооптики сейчас бьются над задачей нанесения мультипросветления на пластик, которую решали 60лет назад для стекла.
Где удобно использовать пластиковые линзы
Простые, светосильные и не очень резкие объективы. Это могут быть дешевые цифрокомпакты или легендарные старые фикс-объективы, производимые сейчас. Очень удобно заменять большие склейки в старых объективах на пластик, тем самым экономя вес и сильно снижая себестоимость. В если речь про просветление, так в старых объективах оно и было 1-2х слойным, так что пластики вполне годятся для этого применения.
Добро пожаловать в 21-ый век в мир пластиковых вещей!
Проверяйте год изготовления «старых» объективов. Особенно простых по конструкции с большими склейками (даблетами, триплетами) в оптической схеме.
Выводы
Если говорить об идеальном и совершенном объективе, который вы хотите использовать лет 10, то вам имеет смысл смотреть в сторону объектива с литыми стеклянными асферическими элементами.
Чем больше в объективе гибридных асферических элементов, тем больше он подвержен всем болезням пластика и тем он менее ремонтопригоден. Избегайте гибридных асферических элементов и склеек линз.
Тем не менее, можно констатировать, что на текущий момент объективы в основном состоят из стекла. Даже дешевые и легкие по весу. Разработки в отношении полностью пластиковых линз активно ведутся, но пока заметных успехов достигнуть не удалось и потому их используют только на цифромыльницах, где не нужна большая светосила объектива и его долговечность.
Следите за новинками. Вполне возможно, что такие объективы все-таки появятся в скором времени, если удастся преодолеть ограничения пластика.
Надеюсь этот небольшой обзор внесет некоторую ясность в вопрос о пластиковых линзах в объективах.
(36 votes, average: 4,61 out of 5)
Загрузка...
Здесь мой инстаграм
Я на Facebook
Я Вконтакте
Подписаться на RSS ленту
Тестовый лист для проверки фронт-бэк фокуса объективов
Скачать тесты объективов
обзор CANON EF 85 mm f/1.2L USM
обзор-тест SIGMA AF 85 f/1.4 EX DG HSM для Canon
Добрый день, в телеграмме, в чате, считают, что у вас пруфов недостаточно ♂️
Такие там невежды.
Присоединенная картинка:
Никита, здравствуйте!
Это азы материаловедения, им не сложно было бы и погуглить про свойства оптических пластиков если такие сомневающиеся. Может что-то новое найдут :)
Rudolf Kingslake, R. Barry Johnson, Lens Design Fundamentals (Second Edition), 2010, стр.13-16
Scientific Photography and Applied Imaging
Sidney F. Ray, 1999
Optical Materials, стр.37
Plastics (polymers) are used in optics, including
transparent types for imaging systems, translucent
and coloured types for filters and diffusers and
opaque varieties for constructional purposes. The first
plastic lens of 1934 was of thermoplastic polymethylmethacrylate
(PMMA) and shaped by moulding.
Other materials are used to provide chromatic
correction (PMMA and polystyrene) and to replace
glass with cost advantages. Plastics can be moulded
and extruded in complex shapes, including fibres and
aspheric surfaces as well as in large sizes. They can
be surface coated and used in hybrid glass–plastic
lenses. Disadvantages include low refractive index,
birefringence, poor scratch resistance and a focus
shift due to thermal effects.
Присоединенная картинка:
Добрый день, Дмитрий.
Спасибо Вам за ваш ответ!
Очень полезная статья (особенно для начинающих познавать фотодело). А то интернет так и кишит статьями о том, что фотографии получаются плохими из-за «пластмассовых» объективов (но при этом не ссылаются на «кривые» руки горе-фотографов). «Профессоров» в фотографии нынче много (при этом «фоткающих» или «щелкающих» на даже дорогие фотоаппараты), но при этом даже не имеющих понятия о выдержке, диафрагме, ISO и их роли в фотографии. У них всегда один ответ — виноват ПЛОХОЙ фотоаппарат(объектив). Вот, если купить объектив получше, то и снимки получатся лучше...
На эту эту же тему статья с фотографиями из поездки. Всё снято на телефон и цифромыльницу micro 4/3. В качестве теста простого оборудования для путешествия.
Дискуссии о пластиковых линзах в объективах идут давно, но, как это обычно бывает, сколько людей, столько и мнений, в чём можно убедиться, например, здесь: . Видеографы называют, как плюсы, так и минусы этой технологии изготовления линз для объективов, которые, скорее всего, уравновешивают друг друга, иначе производители объективов не использовали бы данную технологию. Я думаю, что нужно оценивать картинку каждого конкретного объектива, а не саму технологию пластиковых линз.
минусы использования гибридных элементов... можно назвать еще и то что пластик и стекло имеют разную плотность, а это означает что для точного сведения лучей придется использовать дополнительную линзу, либо оставить «все как есть»...
Уведомление: Лучшие объективы Canon — как определить по оптической схеме
мое скромное мнение — тема ни разу не раскрыта, поскольку нет ни одного наименования того или иного объектива, где используется пластик в конструкции,
особенно порадовало что апертура глаза — 50))) — чем замеры производили — линейкой?
наименование объектива с пластиком Царапаем линзы объектива (продолжение статьи с проверкой объектива Sigma 28-105/2.8-4 Aspherical IF DG)
Спасибо за ваш обзор, который внёс «некоторую» ясность. Но вы не упомянули фирму Сигма, которая клепает обики, как пирожки. Жаль, что нет конкретных примеров и сравнений, например: «Вот здесь раньше было стекло, а теперь его заменили пластиком и вот, что из этого получилось». Какие фирмы не грешат с пластиком? С какого ценового диапазона, пластик могут не ставить? Благодаря вашим статьям, люди оттачивают своё мастерство и более тоньше разбираются в технике. Лучше подождать очень конкретную статью в новом году...... С уважением Walerijs.
Согласен, тема полностью не исчерпана. Да её так «с наскока» не возьмешь. И сложность тут как раз в разборе конкретных моделей объективов (о чем я упомянул). Производители стараются не афишировать такую информацию. Для начала вот эта принципиальная статья о том, есть ли пластиковые линзы или нет.
В новом году обещаю разобрать уже конкретнын пример. Да и по Сигме пройтись, которая особенно любит гибридные элементы :)
Добрый день, Дмитрий!
Спасибо за интересную статью! Про текучесть стекла я смотрел одну передачу на подобии «как это сделано» и там рассказывали что стекло это жидкость... оно на самом деле не застывает никогда и благодаря этому прозрачное. Конечно течёт гораздо меньше пластиков и не впитывает влагу.Так что наши зейсы через 100 лет потеряют свои оптические свойства даже если будем их хранить под колпаком. По любому изобретут искусственное стекло(пластик) которое будут везде использовать вместо традиционного, это дело времени. А пока отличить я так понял можно только по цене и позиционировании объектива.
Здравствуйте, Роман!
Я бы сказал, что через 100 лет они станут хуже. Вопрос насколько...Сейчас прошло лет 30 на тех, что я смотрел из самых старых. И ухудшение пока не сильно заметно.
Отличить еще можно по оптической схеме. Плюс производитель пока указывает на наличие именно гибридных элементов в объективе.
По позиционированию, к сожалению, не отличить. Понятие «дорого» вещь относительная, поэтому во многих объективах, которые мы бы назвали дорогими, есть гибридные элементы.
Так что сначала смотрите оптическую схему и выискивается асферические элементы. Они как правило отмечены цветом. Потом ищите в описании объектива слово «гибридный».
На сколько текучесть стекла повлияет на форму это от массы зависит, у линз она не сильно большая(относительно). Я сам купил зейс и не побоялся этого эффекта.
Про позиционирование я резюмировал приведённую цитату кенона где они намекнули что для больших диаметров и L используют литьё и шлифовку. Поэтому к сожалению тут как всегда. А для дешёвых и средних объективов и производителей вообще маловероятно нахождение технических спецификаций. Посему тенденция чем выше позиционирование тем более вероятнее лучшее качество никуда не делась и не денется
:) Интересно Роман, какой такой «зейс» Вы себе купили? Я такого названия даже и не слышал... Может расскажете мне поподробнее, что это за зверь такой?