『アポクロマートレンズ』 の クチコミ掲示板

[グラマラスなクマ]

フルサイズ一眼が全盛期を迎えていますね。
オールドレンズやライカでは、色収差を極限まで抑えたアポクロマートレンズをよく見かけます。解像も良くスッキリときれいな写真が撮れるようです。ニコン、キヤノン、ソニーなどの国産メーカーのレンズは、アポクロマートと呼ばないだけで実際に同等のレンズはあるのでしょうか？

書込番号：24678434

[Ｄｉｇｉｃ信者になりそう_χ]

＞グラマラスなクマさん
こんばんは

APOレンズといえば、旧ミノルタやシグマでも有りましたね。
そのシグマでのAPOレンズの定義は、
https://www.sigma-global.com/jp/glossary/apo/
特殊低分散ガラスなど２枚以上複合して、色収差を極限まで補正した望遠レンズ
とありますが、キヤノンではUDレンズ、ニコン・ソニーはEDレンズといったレンズを
２枚以上使用しているレンズは、今どき当たり前の様に存在していると思いますよ。

キヤノンの蛍石やニコンのFLレンズ１枚は、スーパーUD・EDレンズ１枚または
UD・EDレンズ２枚使用したのと同等の色収差補正効果があると謳われていますが、
こうした特殊レンズを使用した望遠レンズは大抵、もっと特殊レンズを使っていて、
APOレンズ以上の効果を持つものは多くなってきていると思います。

書込番号：24678494

[うさらネット]

現在は、既にアポクロマートを超えた収差補正が実現され使われています。

構成枚数が増えた分の透過率低下は、
多層皮膜蒸着 （マルチコート） 技術の進歩で相当に改善されております。
フィルタにしても数十年前までは単層皮膜でした --- 今でも格好いい奴は気にしないで使ってますが。

書込番号：24678506

[holorin]

コシナのアポランター、アポスコパーはHPでもアポクロマート設計と言っています。

https://kakaku.com/prdcompare/prdcompare.aspx?pd_cmpkey=K0001203812_K0000983403_K0001332659_K0001392168_K0001064923&pd_ctg=1050&spec=101_2-1-2_3-1_4-1_6-1_7-1_8-1_9-1_10-1_11-1_13-1_14-1_20-1_21-1_16-1_19-1,103_17-1-2-3-4-5-6-7,104_18-1-2,102_12-1-2-3

他社で蛍石、ＥＤレンズ、ＵＤレンズ、SDレンズ、SLDレンズ、FLDレンズほか、いろいろな呼び名はありますが、つまり異常部分分散のあるレンズを使ったレンズは、アポクロマート設計とは言っていませんが、アポクロマートなのかもしれません。

アポクロマートを超えたとは、スーパーアポクロマートとかのことかもしれませんが、もしかするとニコンのNIKKOR Z 400mm f/2.8 TC VR SのSRレンズや、キヤノンのRF85mm F1.2 L USMなどのBRレンズはそれに近いものかもしれません。

書込番号：24678552

[謎の芸術家]

アポクロマートは元は天体望遠鏡用語です
古い定義では
色収差を2色補正したのがアクロマート
ケンコーのクローズアップレンズに
アクロマート仕様が有ります
色収差を3色補正したのをアポクロマート
以前、ミノルタやシグマが色収差補正の為に
高価な特殊定分散レンズ使ったレンズにアポを
レンズ名にしてました
ミノルタ100-300mmF4.5-5.6や
シグマ70-300mmF4-5.6 DGなんか
1〜2万円違いで
ノーマルとAPOと両タイプ有りました

どのメーカーも望遠鏡に特殊定分散レンズを使いAPO仕様なんですが
どのメーカーもアポを商品名にしてません

標準ズームも特殊定分散レンズが
使われてますが
これはシグマはアポとは呼んでません
フィルムより目立つ倍率色収差
デジタル対応が標準ズームの特殊定分散レンズです
特殊定分散レンズはフィルム時代の標準ズームには使われず
望遠レンズのみに使われ
APOだのEDニッコールだの
商品名にしてました

書込番号：24678587　スマートフォンサイトからの書き込み

[グラマラスなクマ]

皆さん、ありがとうございます。
コシナもライカも「アポ」という冠を付けた製品がありますが、「アポ」が付いていなくても「光学系を構成するレンズは全部で11枚。そのうち2枚には非球面レンズを、4枚には異常部分分散ガラスを用い、色収差を良好に補正しています。」という製品(ライカ ズミルックス SL f1.4/50mm ASPH) があります。
一方で同じライカにアポズミクロンという製品があります。この製品の説明には「光学系を構成するレンズは11枚ですが、その大部分に異常部分分散特性を持った高精度で高品質な特殊ガラスを用いています。」とあります。

ライカでは、11枚中4枚ではアポと呼ばないようです。

皆様からの情報と統合すると、アポについての明確な定義はなく、ただし2枚以上の特殊低分散ガラスを使うことが最低限の要求のようですね。

ありがとうございました。

書込番号：24678831

[Tranquility]

＞グラマラスなクマさん

>アポについての明確な定義はなく、ただし2枚以上の特殊低分散ガラスを使うことが最低限の要求のようですね。

「アポクロマート」の定義は明確です。「3つの波長について色収差が補正されているレンズ」です。
ただし、「赤・青・緑」とか「赤・青・紫」とかあって、3つの波長は決まっていませんし、補正の程度も決まっていないので、アポクロマートを名乗るかどうかは製造者によりそうです。
また、特殊硝材レンズが多く使われるのはアポクロマートを達成するためで、使われたかどうかはアポクロマートの定義とは関係ないです。

ちなみに「2つの波長について色収差が補正されているレンズ」が「アクロマート」です。

いずれも天体望遠鏡専門の用語というわけではありませんし、定義の古い新しいもありません。
顕微鏡や製版レンズなどでも重視されることですし、カメラレンズも多くがアポクロマートでしょう。

カメラレンズで「APO」を名乗る製品は、メーカーが特に色収差の少なさを強調したいという意図があるのでしょうね。

書込番号：24679102

[Tranquility]

＞グラマラスなクマさん

調べ直したらちょっと誤りがありましたので訂正します。

【アポクロマート】
『3色（かなり波長の異なった色で）以上に対して色消しになっていて、そのうちの2色についてはアプラナートになっているレンズ。エルンスト・アッベが定義』
（天文アマチュアのための望遠鏡光学・吉田章太郎著・1978 による）

【アクロマート】
『2色（かなり波長の異なった色で）以上に対して色消しになっていて、そのうちの1色についてはアプラナートになっている光学系』（同上）

【アプラナート】
『球面収差とコマ収差を同時に除去した光学系』（同上）

【エルンスト・アッベ】
Ernst Karl Abbe。ドイツの物理・光学者。1840 - 1905。

書込番号：24679324

[Tranquility]

再訂正です。すみません。

【アクロマート】
『2色（かなり波長の異なった色で）以上に対して色消しになっていて、そのうちの1色についてはアプラナートになっているレンズ』（同上）

書込番号：24679396

[デローザ]

>そのうちの2色についてはアプラナート
>そのうちの1色についてはアプラナート

　2つまたは3つ全てが補正済と思っていたので
　ちと違いましたね

　アプラナートは球面収差とコマ収差を補正している
　レンズだから1つは補正されていなくて良いわけですね

　色の軸上ピントは同じでも球面収差が違うとどうなる
　ちと気になりますね

　話題は変わるけど
　コーティングって反射を位相の異なる反射の
　干渉で消すことだからガラスの
　透過率には貢献しないと思っていたけど
　違うのだろうか
　やはり気になりますね

　ナノコートはガラスの前にガラス玉を
　ちりばめて急激な屈折率差がでないように
　して反射を抑える物ですが
　これもガラス自体の透過率には
　貢献しない

　レンズの透過率の事なのだろうか
　気になります

書込番号：24679794

[Tranquility]

＞デローザさん

>色の軸上ピントは同じでも球面収差が違うとどうなる

残存収差の像ボケが出るだけでしょう。


>コーティングって反射を位相の異なる反射の干渉で消すことだからガラスの透過率には貢献しないと思っていたけど違うのだろうか

コーティングで減少した反射光の分、透過光が増えます。

書込番号：24680070

[ありがとう、世界]

＞デローザさん

https://coating.nidek.co.jp/article/information/type/a37?mode=amp
↑
こちらはレンズコーティングそのものではありませんが、比較的にわかりやすいかと。

書込番号：24680092　スマートフォンサイトからの書き込み

[スッ転コロリン]

こんばんは。

「アポクロマート」は[解決済]になったようなのでお邪魔させてください。
レンズの反射防止膜(コーティング)のことです。

反射が減るのは「波が打ち消しあう」で納得した気になれるのですが、
「透過率」アップの理屈が、理解できません。

リンク先の
「打ち消し合った光の行方」の段落に
「その分(反射する波が打ち消し合った分)大きくなります」とあります。

これを素直に考えると、

「反射する波が打ち消し合った分」を透過光に与えて透過光が増える。
反射光は、自分が消え去る「運命」を知っていて、その「命」をあらかじめ透過光に分け与えたかのよう。

反射光が打ち消しあって消えるのは反射した後、
光が反射と透過に分かれる瞬間はそれより前ですから、
時間経過が逆転。

みたいな理解になります、擬人化してますが。

Web検索すると「エネルギー保存則」に絡めた説明もあります。
光の総量＝透過光＋反射光
だから、反射光が減った分、透過光が増える、総量は同じだから。
とか。

素直に納得できる人をうらやましくも思ってました、ずっと。

まぁ、この文章、自分でも理解不十分、人に伝わるものかと感じつつ・・・。

書込番号：24680119

[角煮チャンポン皿うどん]

謎の芸術家さん

>高価な特殊定分散レンズ使ったレンズにアポを
>どのメーカーも望遠鏡に特殊定分散レンズを使いAPO仕様なんですが
>標準ズームも特殊定分散レンズが
>デジタル対応が標準ズームの特殊定分散レンズです
>特殊定分散レンズはフィルム時代の標準ズームには使われず

特殊「定」分散.... ではなくて
特殊「低」分散....ですね

書込番号：24680163

[グラマラスなクマ]

ん?
ということは、ライカやコシナのAPOってのは価値があるんでしょうか？
確かに、作例を見ると合焦面のシャープさは素晴らしいのですが、、、思い込みのようにも感じます。最近はデジタルで補正できることはボディ側に任せ、そうではないことをレンズで徹底的に対処するのがトレンドで、その結果、レンズとボディの組み合わせで素晴らしいアウトプットが得られますよね。
EVFだからこそ許される方法ですが、レンズの小型化にも貢献できるので、主流になるのかな？という文脈の中で、APOの価値はいかがなんでしょうね？

書込番号：24680183

[holorin]

＞グラマラスなクマさん

＞皆様からの情報と統合すると、アポについての明確な定義はなく、ただし2枚以上の特殊低分散ガラスを使うことが最低限の要求のようですね。

異常部分分散ガラス等のレンズを２枚使うことは必須ではありません。異常部分分散ガラス（もしくは蛍石）のレンズと高屈折率高分散ガラスのレンズ各１枚（２群２枚）で構成することは可能です。ボーグの望遠鏡はそういった構成です。ただし２群２枚では、イメージサークルの大きさ等に限界が出ます。

https://www.tomytec.co.jp/borg/products/detail/arguments/699/7


＞ということは、ライカやコシナのAPOってのは価値があるんでしょうか？

アポクロマートと謳っていないものは、本当にアポクロマートかどうかはわかりません。またレンズ収差は（軸上）色収差だけではないので、トータルの補正状況が問題になります。


＞最近はデジタルで補正できることはボディ側に任せ、

今のところ、倍率色収差はデジタル補正が可能ですが、軸上色収差は光学系で補正するべき性質のものとなっています。アクロマート、アポクロマートは軸上色収差の補正に関するものです。


＞謎の芸術家さん

＞アポクロマートは元は天体望遠鏡用語です

アポクロマートの起源は顕微鏡の対物レンズではないでしょうか。昔は異常部分分散ガラスはなく、蛍石も天然のものしかなかったので、望遠鏡に使うような大口径のレンズは作れませんでした。Wikipediaによるとアッベがアポクロマート顕微鏡レンズを発明したのは1886年らしいです。

書込番号：24680423

[ありがとう、世界]

＞スッ転コロリンさん

「そんな感じの現象」として扱う以上のことを求めるのであれば、
「反射防止 応用物理」などでの検索結果で出てくるような、学術レベルの探索をされては？

そこまでのレベルを求める前に、先のリンク
https://coating.nidek.co.jp/article/information/type/a37?mode=amp
↑
これを見て、周波数特性(波長特性)があるのでは？
と気付くか気付かないかで、学術レベルを求めるよりも先にやるべきことがあるかもしれません。

※周波数特性(波長特性)が気になったら、例えば下記の「単層反射防止膜」と「多層反射防止膜」とを比較してみましょう。
https://jp.optosigma.com/ja_jp/category__opt_d__opt_d03
↑
グラフの曲線だけに注目せず、グラフの波長の範囲(周波数の範囲)に注目しましょう(^^)

書込番号：24680441　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

wiki.「エルンスト・アッベ」
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%AB%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BB%E3%82%A2%E3%83%83%E3%83%99
↑
　(業績)
＞1866年にはツァイス光学工場（現 カール・ツァイス社）の研究部長となり、1886年には原色と二色の両方の歪みを除去した顕微鏡レンズ「アポクロマート」を発明した[5]。

書込番号：24680466　スマートフォンサイトからの書き込み

[lssrt]

> ライカやコシナのAPOってのは価値があるんでしょうか？

それらのメーカーの場合は、非APOに対してAPOはより配慮しているということだと思います。
どのメーカーであっても軸上色収差を考慮していないレンズはないので、
その表記をしている事自体が古臭いブランドという印象はあるかもしれません。

また名称やレンズ構成がどうであれ、各種レンズレビューで軸上色収差の程度は
確認できますから、そういったものを見ていけば実力はだいたい分かります。
ほとんどは英語のレビューですが longitudinal chromatic aberration やら
LoCA などと書いてあるものがそれです。

書込番号：24680497

[Tranquility]

＞スッ転コロリンさん

>反射が減るのは「波が打ち消しあう」で納得した気になれるのですが、
>「透過率」アップの理屈が、理解できません。

光学薄膜で反射が低減することを、光の波の性質でそのように解釈（説明）できるということでしょう。

「ガラス表面と薄膜で反射した光が打ち消しあって反射光が減少する」と考えると、減った分がなぜ透過する光になるのか？という謎な感じになりますよね。
そこでちょっと視点を変えて、「薄膜があるとガラス内に光が入りやすくなる」と考えると、透過光が増えて自動的に反射光が減るというのが受け入れやすいのではないでしょうか。

基本的に、光が内部に入りやすい物質は透明で、光が入らない物質は不透明です。
ガラスは光が内部に入りやすい物質ですが、それでも界面で4 ~ 5%は反射します。それが薄膜処理を施すことによって光が内部に入りやすくなって、反射成分が1%とか0.2%とかに減少すると。

いずれにしろ、そういう光の性質だと考えるしかないと思います。不思議なものですね。



＞ありがとう、世界さん

>※周波数特性(波長特性)が気になったら、

そういう話ではなくて、もっと根源的な疑問ですね。

書込番号：24680751

[Tranquility]

＞グラマラスなクマさん

>ライカやコシナのAPOってのは価値があるんでしょうか？

「APO」を謳うレンズと、そうでないレンズを比較してみればわかりますよね。

【Voigtlander Apo Lanthar 50 mm f/2 Aspherical】
●REVIEW（Sony A7R II or the Sony A7R III）
https://www.lenstip.com/613.1-Lens_review-Voigtlander_Apo_Lanthar_50_mm_f_2_Aspherical.html
●画像解像度
https://www.lenstip.com/613.4-Lens_review-Voigtlander_Apo_Lanthar_50_mm_f_2_Aspherical_Image_resolution.html
●色収差
https://www.lenstip.com/613.5-Lens_review-Voigtlander_Apo_Lanthar_50_mm_f_2_Aspherical_Chromatic_and_spherical_aberration.html

【Sony FE 50 mm f/2.5 G】
●REVIEW（Sony A7R II or the Sony A7R III）
https://www.lenstip.com/605.1-Lens_review-Sony_FE_50_mm_f_2.5_G_Introduction.html
●画像解像度
https://www.lenstip.com/605.4-Lens_review-Sony_FE_50_mm_f_2.5_G_Image_resolution.html
●色収差
https://www.lenstip.com/605.5-Lens_review-Sony_FE_50_mm_f_2.5_G_Chromatic_and_spherical_aberration.html

※画像解像度のグラフは同じカメラでテストしているので直説比較できます。
※色収差のグラフは倍率（横）色収差ですから「APO」とは関係ありません。



>デジタルで補正できることはボディ側に任せ、そうではないことをレンズで徹底的に対処する

アポクロマートかどうかに関わる軸上（縦）色収差・球面収差・コマ収差は、デジタル補正はできません。
現状デジタル補正しているのは、歪曲収差と倍率（横）色収差です。

書込番号：24680753

[デローザ]

＞ありがとう、世界さん

　単純に考えていたので
　ちょっと考えつかなかったですね
　コーティング膜の中でプリズムのように反射した光が
　同位相の光となって干渉し光を増幅するため
　透過光が増えているように見える
　と言うことなんですね
　理解できました
　感謝です

　ところで　
　ナノコートも同じ原理なんだろうか
　

書込番号：24681663

[ありがとう、世界]

＞デローザさん

反射防止コーティングの原理と同様であれば、基本的に同じになり、先に私が書いた
＞周波数特性(波長特性)
を、どこまで考慮しているかで、光学レンズ用として、どこまで使えるのか、どれほどの質になるかが違ってきます。

再度、、例えば下記の「単層反射防止膜」と「多層反射防止膜」とを比較してみてください。
https://jp.optosigma.com/ja_jp/category__opt_d__opt_d03

その際、グラフの曲線だけに注目せず、グラフの波長の範囲(周波数の範囲)に注目すると、
例えば「広帯域反射防止膜（BMAR）の反射率波長特性」のグラフの赤い曲線が、可視光線の波長の範囲(ほぼグラフの横軸範囲)がほぼ平坦になっています。

双眼鏡用で軍事用では特殊な波長の範囲の特性(周波数特性)にしていたりもするようですが、
一般的な撮影機器用としては、上記の例示グラフのように、可視光線の波長の範囲(ほぼグラフの横軸範囲)が ほぼ平坦になっていることが望ましいと思います。

原理的なところがよく判らなくても、コーティングの波長の範囲の特性(周波数特性)が、どのようであれば望ましいのか、
そういうことは単層反射防止コーティングの原理的な説明図を見たときに、
・層厚による周波数特性の偏り
・層の屈折率などによる周波数特性の偏り
があるのでは？と、気になるでしょう。

そして、次の多層コーティングの簡易説明を見るとピンとくると思います(^^)

書込番号：24681805　スマートフォンサイトからの書き込み

[Tranquility]

＞ありがとう、世界さん

ご紹介のARコート解説について。

『反射する光の波は、「膜表面で反射する波」と「基材表面で反射する波」の2種類があり、これらは逆位相（山と谷）になる事で打ち消し合い小さくなります。』

『透過する光の波は基材表面で反射し、さらに膜表面で反射した波と同位相（山と山）となり、重なり合い、その分（反射する波が打ち消し合った分）大きくなります。』

上記のようにありますよね。

この透過する光の『基材表面で反射し、さらに膜表面で反射した』光は極めてわずかで、デローザさん が納得されたような、表面反射で失われた分を取り戻せるほど波の増幅はできないと思いますが？

＊ご参考『単層膜の反射率』
https://www.shimadzu.co.jp/products/opt/guide4/02.html

書込番号：24681885

[Tranquility]

＞デローザさん

>ナノコートも同じ原理なんだろうか

こちらの説明がわかりやすそうです。
https://antaresdigicame.org/photo_gallery/camera/camera100.html

書込番号：24681897

[スッ転コロリン]

Tranquilityさん、そうですね。

屈折率が違うから反射が起こるとか。
ガラスと空気の屈折率が違うから反射が起こり透過率が下がります。

ガラスと膜の屈折率が同じだと反射が起こらないので(反射した時より)透過率が上がります。

実際はガラスと膜の屈折率は同じではありませんが、膜の屈折率は空気よりもガラスに近いでしょう。(推測です)

それで空気よりも膜の方が反射が少ない、つまり透過率が高い、
みたいな解釈は納得できます。
が、膜と空気の境界で反射するので、なんとも・・・。

しかしこれだと「反射が打ち消された分、透過が増える」の説明にはなりません。
透過率だけに限れば、膜の厚さが光の波長の1/4である必要もなくなります。
あるいは、膜とガラス面と2回反射が起こるから反射が増えて透過率は落ちるとの解釈さえも。
悩ましいです。
脳みそがスパゲティ状態です。

書込番号：24681906

[Tranquility]

＞スッ転コロリンさん

>ガラスと空気の屈折率が違うから反射が起こり透過率が下がります。

はい、そうですね。


>ガラスと膜の屈折率が同じだと反射が起こらないので(反射した時より)透過率が上がります。

それだと、膜が無いのと同じです。


>実際はガラスと膜の屈折率は同じではありませんが、膜の屈折率は空気よりもガラスに近いでしょう。(推測です)

ガラスの屈折率は1.5程度ですね。
AR膜によく使われるフッ化マグネシウムの屈折率は1.383とありました。


>透過率だけに限れば、膜の厚さが光の波長の1/4である必要もなくなります。

反射率と透過率は裏表ですよね（足して100%）。
膜の厚さが1/4波長でないと、反射低減にならないかと。

書込番号：24681925

[ありがとう、世界]

＞スッ転コロリンさん

反射防止コーティングよって、
「逆位相によって、打ち消し合う反射」になるような設計と施工が必要で、最も重要なところです。

位相の文字列が記載されて無くても、位相を想到させて、打ち消し合うことも判るようになっている説明を重視して参考にされるほうが良いかと思います(^^;

書込番号：24682434　スマートフォンサイトからの書き込み

[pmp2008]

＞スッ転コロリンさん

＞Web検索すると「エネルギー保存則」に絡めた説明もあります。
＞光の総量＝透過光＋反射光
＞だから、反射光が減った分、透過光が増える、総量は同じだから。

確かに、「エネルギー保存則」で説明がつきますね。

＞Tranquilityさん

＞この透過する光の『基材表面で反射し、さらに膜表面で反射した』光は極めてわずかで、デローザさん が納得されたような、表面反射で失われた分を取り戻せるほど波の増幅はできないと思いますが？

そう思います。

書込番号：24682981

[holorin]

＞反射が減るのは「波が打ち消しあう」で納得した気になれるのですが、
＞「透過率」アップの理屈が、理解できません。

古典物理学的に考えても理解は難しいでしょう。波動が打ち消しあった状態は、エネルギーレベルとして存在しないと言うことです。波動物理学や量子物理学はそういう考え方から成り立っています。

書込番号：24683462

[ありがとう、世界]

＞波動が打ち消しあった状態は、エネルギーレベルとして存在しないと言うことです。
↑
これのコメントが分水嶺になりそうですね(^^)

深入りするか否か(^^)

書込番号：24683471　スマートフォンサイトからの書き込み

[pmp2008]

＞holorinさん

反射光が打ち消された
つまり、反射していない
すなわち、透過している
ですね。

書込番号：24683514

[holorin]

＞pmp2008さん

反射光が打ち消された状態と言うものは存在するけど、現実として打ち消されるわけではない、と言った感じでしょうか。なんかちょっと違うかな。
正直なところ、一般人が厳密に理解しようと思わないくてもいいと思います。ダイクロイックミラーとか、ファブリペロー干渉計（エタロン）などの干渉フィルターはみんなそんな感じです。

書込番号：24683550

[ありがとう、世界]

＞正直なところ、一般人が厳密に理解しようと思わないくてもいいと思います。

同意です(^^)

多くの人にとって毎日食べている米の「炊飯」とか、一般人が厳密に理解しようとすら思わないのと同じぐらいでよいかもしれませんね(^^;

書込番号：24683591　スマートフォンサイトからの書き込み

[pmp2008]

＞holorinさん

なるほど、難しいものですね。

書込番号：24683638

[ほoち]

薄膜干渉ですよね
"反射波とそれを打ち消す波が出で、結果打ち消し合う"
というよりは
"反射波を打ち出そうとする振動と、それを打ち消す振動がそこにあるので、結果反射波が出ていかない"
って考えると出てから消えちゃったエネルギーを心配しなくていいです

そして、ここにある"打ち消す振動"ってのは位相的に"透過波と強め合う"振動であることも想像できると思います、エネルギーはこっちに向かいます

書込番号：24683649　スマートフォンサイトからの書き込み

[ありがとう、世界]

そして、もし「そんなに都合のよい事になっているんだろうか？」と気になったら、波長の範囲の特性(周波数特性)に注目。

反射防止の効果が得られる範囲から外れると反射が多くなっていくので、ある意味ホッとする人もいるかも(^^;

書込番号：24683659　スマートフォンサイトからの書き込み

[kooth]

順番に読んできて、
APOについては特段気にならないけれど、
反射防止コーティングについて、モヤモヤが消えません。


工業製品としてのレンズは、表面が極論するとざらざらで、
このざらざらを硝材に近い光学特性で、より細かい材質のもので埋めて滑らかにすることで、
乱反射を抑えて光の透過率を高めるのが、コーティングの役割の一つ。

これが抜けている（自明として省略している方もいるけれど、抜けてしまっている人も）印象。

その先に、
硝材と空気の間を徐々に均すとか、
光の波長別に調整するとか、
万一反射してもコーティング膜厚で反射光を相殺してセンサに到達させないとかの
各論があると認識しています。

特に、自分が無学ゆえモヤモヤしているのが、
コーティング膜厚で反射光を相殺する際の

＞スッ転コロリンさん
＞「透過率」アップの理屈が、理解できません。

に対する皆様の回答。

硝材−コーティング面と、コーティング−空気面でのそれぞれの反射光を位相をずらして相殺するのはわかります。
実際には同一面で相殺しているわけではないし、完全に相殺できずに少し反射光が残り、
これはレンズを戻って行って、レンズから被写体側に出ていきます（レンズを眺めた場合のコーティングの色など）。
一部は内部で再反射を繰り返しつつ減少し、減少しきれなかったらゴーストになります。
また、途中で硝材などに吸収されるものもあります。

透過率＋反射率＋吸収率＝100%はわかるんです。
反射そのものを抑えれば透過率が上がることもわかるんです。
でも、2つの別の境界面で反射してしまった波を、その反射先（入射側）で相殺したら透過率が上がるのかというと、
ちょっとモヤモヤが残るのです。
反射波が、元の波と同じ光路上を通るわけでもないし・・・。

乱反射が減ってゴーストが減り色の抜けが良くなるというならわかります。

書込番号：24686068

[スッ転コロリン]

レンズコーティング、
「反射軽減」は中学高校レベルの知識で理解できた気になっても
「透過率アップ」は理解できないこと、
あらためて思う次第です。

誰かが簡潔明瞭な説明をしてくれるとか、新たな知見を得るとか、
それまで封印しておきましょう。

スレ主様、突然にお邪魔、失礼しました。
これにて退散・・・。

書込番号：24686182

[ほoち]

＞スッ転コロリンさん
あら、私の説明も明瞭ではなかったですかね、説明って難しいですねぇ

ヒントだけ
光でおこるこの現象ですが単純に波の性質だけで理解できます、波の干渉と固定端/自由端反射です
粒子性や量子的な考えやエーテル^^は必要ないです

例えば、糸電話伝わる音で理解できたならレンズのコーティング理解したと言っちゃって良いのではないでしょうか

書込番号：24686267　スマートフォンサイトからの書き込み

[pmp2008]

＞スッ転コロリンさん

エネルギー保存の法則があるから、反射しない（方向が変わらない）ならば、透過する（そのまま前へ進む）、となります。

これは受け入れられませんか？

書込番号：24686370

[kooth]

＞pmp2008さん

＞エネルギー保存の法則があるから、反射しない（方向が変わらない）ならば、透過する（そのまま前へ進む）、となります。
＞これは受け入れられませんか？

多分ここがスッ転コロリンさんとか自分がモヤモヤする原因。

自分の理解では
　硝材→コーティング→空気　の間を光が左→右に進んでいくとして、
　ほとんどがまず硝材→コーティングを透過するが
　一部は硝材→コーティングで反射して左向き（左←右）になる（★1）。
　同様にコーティング→空気でも、ほとんどが透過して
　一部が反射して左向き（左←右）になる。
　コーティング内を左に戻る反射光（左←右）のほとんどは
　硝材←コーティングを透過して、硝材を左向きに戻っていく（★2）。
　コーティングの厚さを波長の1/4にすることで、
　左の硝材に戻った反射光（左←右）は
★1と★2が逆位相になるので、位相を打ち消しあって、結果、反射が消える。
なんです。
透過光と反射光の「方向が変わる」ことが前提にあるわけです。

「方向が変わらないならば」を、
これのどこに組み込めばよいかでモヤモヤしています。

書込番号：24686711

[kooth]

書き損じ修正と補足

＞★1と★2が逆位相になるので、位相を打ち消しあって、結果、反射が消える。
を
＞★1と★2が逆位相になるので、打ち消しあって、結果、反射が消える。
に修正します。

補足ですが、

コーティングを使って、反射そのものを抑えて透過率を上げる部分は当然あって、
これの部分はエネルギー保存の法則は、わかるんです。
でもここを立てた場合、反射防止コーティング厚を1/4波長にする部分は関係なくなります。

異なる2種類の回答が同時に流れているから、モヤモヤしてしまうのかもしれない。

書込番号：24686738

[pmp2008]

＞koothさん

＞コーティングを使って、反射そのものを抑えて透過率を上げる部分は当然あって、
＞これの部分はエネルギー保存の法則は、わかるんです。

そうです。まずここをおさえます。

＞でもここを立てた場合、反射防止コーティング厚を1/4波長にする部分は関係なくなります。

その上で詳細な説明として、コーティング厚1/4波長により、光路長が1/2波長変わり位相が反転して、反射光が打ち消しあう、
と理解します。

最後に、これは反射自体が（ほとんど）無いということであるので、元に戻って、これにより透過率は上がる。

厳密な説明ではありませんが、この考え方がご参考になりましたら幸いです。

書込番号：24686761

[kooth]

＞pmp2008さん

自分の理解では、反射防止コーティングは
・反射する光をできるだけ抑えて、透過させる（透過率向上）

その上で、透過しきれず反射してしまった光（既に透過率とは関係ない部分）について、
・コーティング厚1/4波長により、光路長が1/2波長変わり位相が反転して、反射光が打ち消しあう
・打ち消しきれない反射光のほとんどはレンズ正面から抜ける。
・打ち消しきれない反射光の一部は再反射の上センサーに到達してゴーストになる。

なんです。

ゴーストを透過率に含むとすると、
・反射光を打ち消しあう時点でゴーストが減るから、透過率が下がるのでは?
・そもそも、ゴーストは（狙った光路と異なる場所に出現するから）透過率に含まないのでは?

というモヤモヤがまずありまして、
加えて
＞最後に、これは反射自体が（ほとんど）無いということであるので、元に戻って、これにより透過率は上がる。
でさらにモヤモヤするわけです。

ゴーストが減り色の抜けが良くなることと、
透過率向上を一緒に考えていらっしゃる雰囲気。

書込番号：24686818

[スッ転コロリン]

Google検索「左右からの波がぶつかると」で出てきた4番目
高等学校物理/物理I/波/波の性質 - Wikibooks
https://ja.wikibooks.org/wiki/%E9%AB%98%E7%AD%89%E5%AD%A6%E6%A0%A1%E7%89%A9%E7%90%86/%E7%89%A9%E7%90%86I/%E6%B3%A2/%E6%B3%A2%E3%81%AE%E6%80%A7%E8%B3%AA

[重ね合わせの原理]の項に「波の独立性」ってあるでしょう。

干渉して消えたように観察されてもエネルギーは消えてないのではの疑問。
エネルギーが消えてないのなら「エネルギー保存則」に絡めるのはオカシイことに。

「光の波は違う、ぶつかるのではなく同方向に進む波は違う、単パルスでない連続の波は違う」のであれば、
それを裏付ける理屈が欲しいのですが、今のところ見当たりません。


先の検索の1番目
驚きの結果！2つの波が衝突するとどうなるの？【スマホで ...
https://phys-edu.net/wp/?p=30609

このページ末付近のリンク、
岸辺の波はなぜ怖い？「自由・固定端反射」【スマホで物理#10】
https://phys-edu.net/wp/?p=30729

光の反射は「自由端」それとも「固定端」、どっち。
これを判別できる理屈が欲しいのですが、今のところ自分の脳みそにはありません。
「大学の電磁気学論」あたりを理解するとわかるのかもしれませんが、そっちはまったく・・・。

それがわからなくても、
[空気-膜-ガラス]と光が進むとして、
[空気-膜境界]で反射も、[空気-膜境界]を通って[膜-ガラス境界]での反射も、どちらも一回だけで同じ、
膜厚が1/4波長(光路長差は1/2波長)なら打ち消しあうことにはかわりありません、どちらでも。

これらが「高校レベル」の由縁です。

透過率アップに関わるのが、エネルギー保存則で反射低減から転換した光でないとして、
[空気-膜境界]を通った光と、
[空気-膜境界]を通って[膜-ガラス境界]で反射して[膜-空気境界]で2回目の反射してガラス(レンズ)に向かう光なら、
2回の反射で元に戻るので、これも関係なし。
光路長差は1/2波長だから弱めあって、あれ、マズい・・・。

さらに反射率とやらを掛け算して得られる複数回反射の光の量は、
素通り光に比べれば微々たる量、
仮に干渉で強まったとしても微々たるものかと。


と言うわけで、脳みそが袋小路のどん詰まり、保留にした次第です。
新たな知見を得られるまでは。

まぁ、理解できてないうんちくを語るのは苦痛でもあるし。

実のところこの文章は十分に検討・推敲したものではありません、めんどうなので。
勘違い・思い違い・間違いなどありましたら、メンゴ。


<余談>

どなたかがリンク紹介していた
シグマ光機株式会社の「光学データ コーティング」
https://jp.optosigma.com/ja_jp/category__opt_d__opt_d03

[多層反射防止膜]の説明の[誘電体多層反射防止膜の構造イメージ]の図、
反射が「自由端」か「固定端」か読み取れるようなソレ、
反射光の4つある右から2番目[M-L]境界での反射だけ、
位相(振幅の左右)が逆のような気が・・・
よくわからん。・・・てのもあるし。

書込番号：24686827

[Tranquility]

＞koothさん

コメントを拝読しまして、ハテ？と思ったところが、まず2ヶ所。

>工業製品としてのレンズは、表面が極論するとざらざらで、
>このざらざらを硝材に近い光学特性で、より細かい材質のもので埋めて滑らかにすることで、
>乱反射を抑えて光の透過率を高めるのが、コーティングの役割の一つ。

レンズコーティングについて、そのような役割は聞いたことが無いです。

あるレンズメーカーの「一般的な即応規格」として「研磨後表面粗さ30nｍ〜100nm」とあります。
（http://www.rtechnical.co.jp/ryokin）
並品レンズでも可視光の緑の波長（550nm）の1/18〜1/6の滑らかさで表面が仕上がっていることになりますね。



>自分の理解では、反射防止コーティングは
>・反射する光をできるだけ抑えて、透過させる（透過率向上）
>
>その上で、透過しきれず反射してしまった光（既に透過率とは関係ない部分）について、
>・コーティング厚1/4波長により、光路長が1/2波長変わり位相が反転して、反射光が打ち消しあう
>・打ち消しきれない反射光のほとんどはレンズ正面から抜ける。
>・打ち消しきれない反射光の一部は再反射の上センサーに到達してゴーストになる。
>
>なんです。

前段の『反射する光をできるだけ抑えて、透過させる（透過率向上）』ために、1/4波長の厚さの薄膜をレンズ表面に付けるわけですね。

そこで後段部分がある意味がよくわかりません。
センサー表面の反射防止コーティングのことを書いていますか？
反射防止については、レンズ面もセンサー面も同じことですが。

書込番号：24686844

[Tranquility]

＞スッ転コロリンさん

>[重ね合わせの原理]の項に「波の独立性」ってあるでしょう。
>干渉して消えたように観察されてもエネルギーは消えてないのではの疑問。

波に独立性がありますが、二つの波が重なるときは、単に合成（重ね合わせ）した結果になるわけですよね。波が重なった部分では、その重ね合わせた結果が見えます。

同じ方向に進む同じ波長の波が重なった場合も同じで、エネルギーとしては、その重ね合わせが見えるだけです。したがって、波が打ち消しあって波が低くなる場合、低くなった分のエネルギーはそこには無いということですね。


>光の反射は「自由端」それとも「固定端」、どっち。

私は理屈は理解していませんが、屈折率の異なる物質の界面で光が反射する場合、屈折率の度合いによって反射波の位相が同じだったり反転したりするそうです。
低い屈折率の媒質（空気）から高い媒質（ガラス）に入るときは位相が反転、逆に高い屈折率の媒質（ガラス）から高い媒質（空気）に抜けるときの反射は位相は同じとのことです。


>脳みそが袋小路のどん詰まり、保留にした次第です。

光の専門家でも同じような疑問を抱いたようです。
下記サイト『光と光の記録 - 光編 』はとても勉強になりますが、こちらの中程にある『眼鏡の反射防止膜（AR 〔= Anti Reflective〕 Coating）』を読んでみてください。

『光と光の記録 - 光編 』
http://www.anfoworld.com/LightsMF.html

『眼鏡の反射防止膜（AR 〔= Anti Reflective〕 Coating）』
http://www.anfoworld.com/Lights.html#ARcoating



レンズの反射防止膜・コーティングは、船舶のバルバス・バウ（球状船首）に似ていると思います。
ご存知と思いますが、水面下のバルバス・バウで半波長ずらした波を作って水面の船首が作る波を打ち消し、結果として波を作るために消耗されるエネルギーを無くしてしまうというもの。

水面の波が起きないのですから、それは最初から無いのと同じです。
レンズで反射する光でも、コーティングで無くなってしまう分は最初から無いのと同じ。
波の性質は面白いです。

書込番号：24687191

[Tranquility]

前記コメント、ちょっと補足＆修正します。
　　
私は理屈は理解していませんが、屈折率の異なる物質の界面で光が反射する場合、屈折率の度合いによって反射波の位相が同じだったり反転したりするそうです。
低い屈折率の媒質（空気）から高い媒質（ガラス）に入るとき “の反射” は位相が反転、逆に高い屈折率の媒質（ガラス）から “低い” 媒質（空気）に抜けるときの反射は位相は同じとのことです。

書込番号：24687211

[kooth]

＞Tranquilityさん

いつもありがとうございます。
自分が無学なので理解ができない部分があり、申し訳ありません。
自分が理解できない部分の中にに正しいものが多々あるのだろうとモヤモヤしているわけです。

＞>工業製品としてのレンズは、表面が極論するとざらざらで、
＞>このざらざらを硝材に近い光学特性で、より細かい材質のもので埋めて滑らかにすることで、
＞>乱反射を抑えて光の透過率を高めるのが、コーティングの役割の一つ。
＞
＞レンズコーティングについて、そのような役割は聞いたことが無いです。
＞
＞あるレンズメーカーの「一般的な即応規格」として「研磨後表面粗さ30nｍ〜100nm」とあります。
＞（http://www.rtechnical.co.jp/ryokin）
＞並品レンズでも可視光の緑の波長（550nm）の1/18〜1/6の滑らかさで表面が仕上がっていることになりますね。

確かに自分の、より細かいという部分は間違っている可能性がありますね。
細かいものもあるけれど、粗いものもあるだろうし。
ご指摘ありがとうございます。


＞『反射する光をできるだけ抑えて、透過させる（透過率向上）』ために、
＞1/4波長の厚さの薄膜をレンズ表面に付けるわけですね。

自分は透過率を
透過光束と入射光束の比と認識しています。
また、
透過率＋反射率＋吸収率＝100%と認識しています。
AGCの単板ガラス板厚5mmは、透過率89.5%、反射率8.0%、吸収率2.5%で計100%。
レンズに当てはめると、吸収率はレンズ筒内で光が消える割合といったところ。
ここの認識が自分と皆さんでずれている可能性があります。


皆さま同様の記述はキヤノンのページにも出てきます。
https://global.canon/ja/technology/s_labo/light/003/03.html

光の干渉現象を利用して、反射した光を消していることはわかるけれども
それがなぜ光の透過率の向上に繋がるかの部分が読み取れない。

自分には、反射「した」光について
膜厚を波長の1/4にすることで「反射先で」相殺することは、
吸収率の向上策に思えるのです。
吸収率が上がっても透過率は向上しない。


皆さんの書き込みにも、キヤノンの書き込みにも、吸収率が出てこない。
吸収率を0とみなして、反射していないものは全て透過と考えると
皆さんの書き込みと辻褄は合うのですが、でも・・・。

極端な計算ですが、
空気→コーティング→硝材で
コーティング→硝材で100%反射する（つまり透過しない）場合を想定、
空気→コーティングでの反射割合を調整すると、
1/4波長のコーティング厚だったら、空気に戻った反射光が相殺される。
この時、透過率は100-反射率だから、相殺分が透過率に乗ることになり、
仮に相殺100%なら透過率100%が計算上成り立つ。
これは単純化のしすぎで無理筋。
なので、きっと別の考え方があるはずが、自分にはわからない。モヤモヤ。

反射面の透過側に1/4波長がどう効くのだろう。
この辺りにミッシングリングがあるのだろうなぁ。勉強不足。

『ゴーストをできるだけ抑えて、色のヌケを良くする』ためならもちろんわかります。

書込番号：24687270

[pmp2008]

＞Tranquilityさん

＞『反射する光をできるだけ抑えて、透過させる（透過率向上）』ために、1/4波長の厚さの薄膜をレンズ表面に付けるわけですね。

その通りだと思います。

書込番号：24687410

[pmp2008]

＞koothさん

＞透過率＋反射率＋吸収率＝100%と認識しています。・・・
＞レンズに当てはめると、吸収率はレンズ筒内で光が消える割合といったところ。
＞ここの認識が自分と皆さんでずれている可能性があります。

認識合っています。

＞膜厚を波長の1/4にすることで「反射先で」相殺することは、
＞吸収率の向上策に思えるのです。

そうしますと、エネルギー保存則により、打ち消された光のエネルギーが吸収されて熱に変わる、となります。

これは、コーテイングして反射を減らして、透過率を上げるのではなく、レンズを温めているのですから
わざわざそんなことをするのは無意味ではないでしょうか？

＞皆さんの書き込みにも、キヤノンの書き込みにも、吸収率が出てこない。

吸収率はこの件とは独立と考え、省略しています。

書込番号：24687437

[Tranquility]

＞koothさん

>確かに自分の、より細かいという部分は間違っている可能性がありますね。

そこではないです。

『ざらざらを（略）埋めて滑らかにすることで、乱反射を抑えて光の透過率を高める』というコーティングの役割は聞いたことが無いということです。


>自分は透過率を
>透過光束と入射光束の比と認識しています。
>また、
>透過率＋反射率＋吸収率＝100%と認識しています。

それでいいと思います。


>光の干渉現象を利用して、反射した光を消していることはわかるけれども
>それがなぜ光の透過率の向上に繋がるかの部分が読み取れない。

反射する光が減った分が、レンズに入射する光になります。
レンズに入射したから、反射が減っているのですね。
反射をなくすと最初にレンズに入射する光の総量が増えるので、結果としてレンズを通過（透過）した光の総量も増えると。


>自分には、反射「した」光について
>膜厚を波長の1/4にすることで「反射先で」相殺することは、
>吸収率の向上策に思えるのです。
>吸収率が上がっても透過率は向上しない。

吸収は光のエネルギーが媒質（ガラス）内部で吸い取られて減衰することですよね。吸収率は硝材によります。
レンズ表面の反射に関わるコーティングと、レンズ内部の吸収は全く別の話です。コーティングの説明で吸収率が出てこないのは、それが無関係だからですね。


例として、1枚のレンズで焦点の結像に関係する光（2次的な反射は無視します）の透過率を考えてみます。

まずコーティング無しで、レンズ面の反射率が5%、レンズ内部の吸収率が10%あるとします。
レンズの最初の面に光が入るときに5%反射されてしまうので、レンズ内部に入射する光は95%です。それがレンズ通過中に10%吸収され、レンズ裏面に到達する光は85.5%になります。それがまたレンズ裏面を抜けるときに5%反射されるので、レンズから抜け出せる光は裏面に達した光の95%です。それで最終的にレンズを通過出来る光は、最初にレンズに当たった光の81.225%ということになりますよね。

次いで、同じ硝材・同じ厚さで、コーティングで両面の反射低減がなされたレンズ。ここでは都合よく完全無反射（反射率0%）のコーティングで考えてみます。
レンズの最初の面で光の反射はありませんので、レンズ内部に入射するのは100%です。それがレンズ通過中に10%吸収され、レンズ裏面に到達する光は最初の90%になります。それはレンズ裏面を抜けるときも反射されませんから、レンズから抜け出る光は、最初にレンズに当たった光の90%ということになりますよね。
（計算違いがあったらごめんなさい）

レンズの反射低減コーティングで、レンズを透過する光量が増えているわけですね。


>極端な計算ですが、
>空気→コーティング→硝材で
>コーティング→硝材で100%反射する（つまり透過しない）場合を想定、
>空気→コーティングでの反射割合を調整すると、
>1/4波長のコーティング厚だったら、空気に戻った反射光が相殺される。
>この時、透過率は100-反射率だから、相殺分が透過率に乗ることになり、
>仮に相殺100%なら透過率100%が計算上成り立つ。

「コーティング→硝材で100%反射する」なら、いずれにしろ透過率は0%ですよね。
その硝材表面に1/4波長厚コーティングがされていたら、コーティング面で反射された光が減衰し、その減ったぶん硝材表面で反射した光が増え、結局のところ、同じ量の光が反射されるだけ、と。

書込番号：24687446

[pmp2008]

＞koothさん

以前厳密ではありませんが、少し詳しく書いてみましたので、ご興味ありましたらご一読ください。


レンズへの入射光（A + B）

A：コーティングでの反射光（A = A1 + A2）
- A1：そのまま戻る
- A2：C2と同じ大きさで、C2と逆相

B：コーティングの透過光（B = C + D）
- C：硝材での反射光（C = C1 + C2）
-- C1：コーティングでの再度の反射光（フレア、ゴーストの原因）、さらに反射を繰り返すが省略する
-- C2：コーティングの透過光、A2と合わさる
- D：硝材の透過光

硝材の透過光全体(A2 + C1 + C2 + D)

問題のA2とC2ですが、進む方向が入射光と180度反対向き（反射）ですと互いに打ち消し合って、エネルギーがゼロになります。
エネルギー保存則により、こちらには進めないです。
さらに、エネルギーが増減しない方向にしか進めず、それは入射光の方向しかありません。

これより、A2とC2は透過光となる。

この考え方で疑問が解けましたら幸いです。

書込番号：24687516

[kooth]

＞Tranquilityさん
＞pmp2008さん

お時間をいただき、また丁寧な説明をありがとうございました。
おかげさまでずいぶんモヤモヤが減りました。

pmp2008さんの書き込みに準じると
空気−コーティング境界で
空気方向へのA2とC2が相殺して0（このための層厚1/4波長）になるときは、
A2+C2分のエネルギーがレンズ方向に発生する(A2'+C2')。
A2とC2がアンバランスの時は、バランスした分だけのエネルギーがレンズ方向に発生して、
アンバランス分はA3として空気側に向かうのかな。

説明いただき感謝です。

書込番号：24688011

[holorin]

薄膜における透過反射の原理について比較的わかりやすい資料を見つけました。
https://www.osc-japan.com/wp-content/uploads/ODN_note2_v1.1.pdf

ただしスネルの法則、フレネルの式、電磁波の複素表現、オイラーの公式など高校〜大学物理・数学をある程度まで理解していることが前提になりますが。

界面で反射した光が打ち消し合って、といった仮の説明が現象をわかりやすくはしているのですが、どうやらさらなる疑問を生み出す元凶になっているのも事実のようです。

書込番号：24688143