SWC 塗膜 - 佳能香港

2022年2月1日

    SWC塗膜

    SWC (Subwavelength Structure Coating) 是Canon研發的一種先進塗膜技術。由於鏡頭表面的反射是造成眩光與鬼影的最大因素。一般來說,要防止反射,一直以來都會以真空氣相沉積 (Vapor-deposition) 薄膜加於鏡頭表面,塗膜將部份入射光以相反相位反射,利用光線相消干涉 (Destruction Interference) 的特性去抵消反射光,但是這個方法最常遇到的問題是,當光線的入射角度越大,塗膜的防反光功效能便越差,大大削弱消除眩光及鬼影的效果。弧度直徑較小的鏡頭,會有較大角度的入射光,即使有真空氣相沉積薄膜,亦很難有效消除光線的反射問題。對於這一類的鏡頭,SWC是非常有效的防反光方法,因為大入射角度再不是問題所在,使用SWC塗膜便可大幅消除眩光及鬼影。

    ▲SWC塗膜與傳統真空氣相沉積塗膜防反光效果比較

    SWC的理論與結構

    空氣的折射指數大約為1,而光學玻璃大約是1.4-1.9之間,因不同介質 (如空氣與玻璃) 有著不同的折射率,光線由一個介質到另一個介質時,會同時出現折射及反射現象。而兩個介質折射率的差別越大,折射及反射的程度就越大。因此,當光線通過相機鏡頭的鏡片時,部分光線會被鏡片表面反射過來,造成俗稱眩光及鬼影的光學現象。理論上,逐漸改變介質之間的折射率,是有可能防止鏡頭表面出現反射,即是要為通過空氣及玻璃的光,提供一條理想入射角度的最佳路線。

    根據此理論,Canon研發出SWC技術,雖然SWC看來只是一層薄膜,但內裡的微型結構其實是由約200-400微米大小的金字塔型結構組成。從下方的SWC結構圖中可見,在A層中,大部分空間都是空氣,而由B層至C層及D層,這種金字塔型的結構所佔的比例逐漸增加。這種結構慢慢在垂直方向上改變了折射率,這種漸變的折射率令光線好像被吸入金字塔型結構一般進入鏡片並穿越至另一邊。這就是SWC工作的原理。

    ▲SWC塗膜結構

    重點技術解放光學產品的設計限制

    鏡頭製造商一直都追求更高性能與質素的鏡頭,但入射角/出射角及防反光真空氣相沉積塗膜的有效性之間的關係一直是問題癥結所在。例如,在缺乏有效消除反射光問題的方法及真空氣相沉積塗膜的功效限制下,即使大弧度鏡片是提升影像質素的關鍵,亦不能將此應用於鏡頭設計上。然而,SWC的出現確實大大提高了光學產品設計的自由度。

    SWC塗膜應用

    SWC塗膜具有特別優異的入射角度特性,即使面對入射角度特別大的光線仍表現出比ASC塗膜更優異的防反射效果。此技術能應用於弧度較大的鏡片上,即使於廣角鏡頭大弧度鏡片邊緣所產生的眩光及鬼影亦能有效抑制。

    ▲SWC塗膜的納米大小金字塔型結構
    ▲左:有SWC塗膜,有效抑制鬼影 右:無SWC塗膜,鬼影影響畫面

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