Nikon Optik Tarihçesi, Teknolojisi ve Yenilikleri

Mikro (Makro) 1956

Mikro ifadesi, Nikon’un Makro lensleri adlandırmak için kullandığı basit bir açıklamadır. Manual netlik yapan Mikro lensler gerçek boyutun yarısının biraz üzerindeki boyutuyla fotoğraflayacak kadar netlik yapabilmekteydi. AF mikro lensler ise gerçek boyutundan biraz daha fazla netlik yapacak şekilde dizayn edilmişlerdir.

Reflex (Mirror) Lenses: Reflex (Aynalı) Lensler :1961

Rus optik dahisi Maksutov’un geliştirdiği dev astronomi teleskoplarıyla aynı prensiple geliştirilmişlerdir ve büyütme işlemini aynalarla yapmaktadırlar.

Aşağıda şekilde görüldüğü gibi ışık önden girerek, buradan arkadaki büyük aynadan yansıyarak, öndeki küçük aynaya gelir. Işık buradan, arkadaki büyük aynanın içindeki bir delikten yansıyarak filme veya sensöre gider. Bu yapı lensin küçük hacimde olmasını sağlar.

Bu lensler fotoğraf için çok iyi olmamakla birlikte, küçük hacimli, hafif, yakına netlik yapılabilen ve pahalı olmayan lenslerdi. Lens Scope konverterler kullanarak az kromatik sapması olan, yüksek çözünürlüklü, çok mükemmel teleskoplar yapılabilmektedir.

Bu lensler fotoğraf için uygun değillerdi çünkü;

  1. Verdikleri kontrast düşüktü.
  2. Karedeki aydınlanma eşit değildi. Çekilen fotoğrafların ortasında parlak bir alan ve kenarları ise karanlık çıkıyordu.
  3. Çok yavaş lenslerdi. İçeri giren ışığın taşınması sırasında merkezdeki aynanın ışığın bir kısmını engellemesi nedeniyle en açık diyafram değerleri f5.6 olmasına rağmen, bu değerden 1 durak daha yavaştı. Bu durum çok fazla büyütmenin istediği durumlarda, yüksek perde hızlarının kullanılmasını engellemekteydi.
  4. Çok hafif olmalarına rağmen en ufak bir sarsıntıya karşı son derece hassastırlar. Garip bir şekilde, Lensi vücudunuza yaslayıp, titreşimden korumanız nedeniyle elde kullanmak sehpada kullanmaktan daha avantajlıdır.
  5. Diyaframları yoktur. Yavaş lensler oldukları için netlik yapmak zordur. Alan derinliği göstergesi olmadığı için alan derinliği kontrol tuşu konmamıştır.
  6. Alan derinliği çok kötüdür. Net olmayan yerlerdeki parlak noktalar çok dikkat dağıtmaktadır.

NikonD1X ve Reflex Nikkor 500mm f8 ile yüksek ISO’da çekilmiştir.

Variable Aperture Zoom and Micro lenses: 1961
Değişken diyaframlı zoom ve Mikro Lensler: 1961

Eğer 70-210 mm f/4-5.6 gibi bir lenste birden fazla diyafram değeri görüyorsanız, Siz zoom yaptıkça diyafram değeri, diyaframın üzerinde yazan maksimuma doğru gider. Bu işlem, lensin hacmini küçük tutarak ağırlığını azaltmak ve maliyetini düşürmek için yapılır. Sabit diyaframlı lensleri üretmek hem maliyeti yükseltmekte hemde lensin ağırlığını arttırmaktadır.

Mikro lenslerde fotoğrafını çekeceğiniz konuya netlik yaptıkça ve konunun büyüklüğü değiştikçe diyafram da değişmektedir.

AF kameralarda tüm bu f durak değişimlerini kameranın bilgisayarı hesaplamaktadır. Kamera, diyaframın lenstin üzerinde yazan değerlerden otomatik olarak doğru bir şekilde ayarlandığını, lensin zoom yada makro ayarına ayarlanmış olduğuna bakmadan her zaman söyler.

Manual ve ışığı ölçen pozometre sistemi olmayan kameralarda; El pozometresi kullanıyorsanız ve orta zoom lens kullanmanız veya mikro lenslerle yakın mesafelerde çalışmak istemeniz durumlarında gerçek diyafram değerini tahmin etmek zorundasınız.

Mikro lenslerde; farklı büyütme değerlerinde kullanmanız gereken poz telafi değerleri kullanma kitaplarında belirtilmiştir.

Bu durum TTL yani ışığı lensten ölçen sistemlerin olduğu kameralarda önemini kaybetmiştir. Aynı durum TTL flaş ölçümü yapan kameralar için de geçerlidir.

Eğer bir manual kamerayı bir el pozometresi ile kullanıyorsanız veya A modunda flaşlı fotoğraf çekiyorsanız, çok dikkatli olmalısınız. AF kameralar pozlamayı MF kameralara göre doğru yapmaktadırlar.

CRC (Close Range Correction): 1967
YAD (Yakın Aralık Düzeltmesi): 1967

CRC’nin anlamı; Lenslerin birbirleri arasındaki mesafe değiştiğinde kendilerini buna ayarlamasıdır. Bunu ise netlik yaparken “Hareket Eden Elemanlar” denen lenslerin birbiri ile bağlantılı hareket ettiği sistemlerle yapmaktadırlar. Bu özellik 35 mm f/1.4 AI-s ve Mikro 105 mm f/2.8 AF-D gibi hem makro hemde hızlı geniş açı lensler için gereklidir. CRC’nin kullanıldığı lenslerin yararı hem geniş açıda hemde makro lenslerde yakına netlik yapılınca, başka netlik yapılacak nokta kalmadığı durumda bile netlik mükemmel biçimde korunmaktadır.

Örneğin 35 mm f/1.4 AI-s lensde CRC varken 35 mmf/2 AF-D lenste yoktur. AF olan lens, çok yakına netlik yaptığı halde özellikle yakın çekimlerde kenarlarda netlik olmamaktadır. Ancak manual netlik yapan lens bunu yapabilmektedir. Herşeye rağmen AF lens hepsinden daha iyidir.

Eğer bir gözlemciyseniz CRC’yi lenslerde görebilirsiniz. CRC lenslerin en önemli özellikleri netlik yapılırken bazı elemanların dönmesi ve bazılarınında dönmemesidir. Örneğin, AI-s lenslerin bir çoğu CRC özelliğine sahiptirler ve öndeki elemanlar dönerken arkadaki elemanlar dönmezler ama her durumda tüm elemanlar ileri geri hareket eder. Bazılarının dönmesi ve diğerlerinin dönmemesinin ana nedeni; Bu setlerden bazıları dairesel yivlerde giderken diğerleri ise ana setler üzerinde gitmesindendir. CRC lens gruplarının bu şekilde hareket edebilmesi için en büyük görev lens tasarımcılarına düşer.

PC (Perspective Control): 1968
Perspektif Kontrollü lensler: 1968

Bu lensler, görüntüdeki perpektif yığılması denen istenmeyen optik bozulmayı mekanik olarak ayarlayarak düzeltmektedirler. Binalardaki veya grup halindeki ağaçlardaki paralel çizgilerin yukarı ve aşağı bakarken ki paralelliğini korurlar. Ayrıca perspektifi de büyütürler. Bu lensler kullanılmadığı zaman paralel çizgiler birbirine yaklaşır ve bunu çekim sırasında kamera düzeltemez.

Soldaki fotoğrafta perspektif yığılması görülmektedir. Sağdakinde ise bu yığılma yoktur.

PC lensler kullanılırken insana ızdırap verirler, ışık ölçümü sınırlı olarak yapılabilir, manuel netlik yapan ve genellikle de sehpa kullanılması gereken lenslerdir.

Nikon 35 mm f/2.8 PC ve sonraki yıllarda ise 28 mm f/2.8 PC piyasaya sürdü. Her iki lens de yatay ve dikey düzeltme yapabiliyordu. Eğiklik düzeltmesi yoktu.

28mm f35 PC NikkordM perspektif kontrol

 

Nikon 85 mm f/2.8 PC lenste eğiklik gidererek muazzam bir alan derinliği sağlıyordu.

PC 35 mm Perspektif kontrol

Günümüzde Photoshop bu işlemi bir kaç mouse hareketiyle başarılı bir şekilde yapabilmektedir. Yani artık bu lensi kullanmanıza gerek kalmadı…

Aspherical Elements: 1968
Küresel olmayan Elemanlar 1968

Tüm geleneksel lenslerin tamamı küresel yapıdadır ve tüm yüzey bu kürenin bir parçası olarak aynı küresel şekildedir. Bu küresel şekli gözlük camı şekline getirseniz bile elde ettiğiniz yüzey yine küreseldir.

Küresel yüzey kullanılır çünkü parlatmaya çok müsaittir. Düz veya küresel yapı hariç diğer yapıları kullanmak çok pahalı üretim yöntemleri gerektirmektedir.

Küresel yüzeyler, lensler için en uygun yapılar değildir. Aslında tek elemanlı küresel yapılar kullanmanın lenste oluşturacağı hatalı sonucu en iyi şekilde açıklayacak deyim “Küresel Sapma” dır.

Lens için ideal şekil küreden çok eğri yapılardır. Bu nedenle lenslerin içinde bir sürü merceklerle, küresel yüzeyler elde edilir ve en ideal eğri yapılar simule edilmeye çalışılarak üretim kolaylıkla gerçekleştirilir.

Küresel olmayan elemanları üretmek için bir sürü yöntem vardır.

Precision Ground : (Elle Hassas İşleme)

En pahalı ve en iyi yöntemdir. Herbir elemanı, elle çok hassas bir şekilde işlemektir. Nikon bu işlemi çok pahalı lenslerinde kullanmaktadır. Bu yöntem 28 mm F/1.4 AF-D, 58 mm f/1.2 NOCT ve 20-35 mm f/2.8 AF-D lenste kullanılmıştır.

Kalıpla Döküm

Küresel olmayan mercek üretmenin bir sürü ekonomik yolu vardır. El yapımı hassas olanlar kadar olmasa da kalıpla döküm geleneksel küresel lensler kadar iyi performans sunabilirler.

Plastik Döküm

Küresel olmayan mercek elde etmenin bir yolu da plastikten döküm yapmaktır. Bu genelde bas-çek makinelerin vizörlerindeki oluşabilecek bozulmaları giderir.

Camdan Döküm

Başka bir ekonomik yöntem, mercek yüzeyini tek tek işlemek yerine camdan döküm yapmaktır. Bu şekilde maliyet ilk önce kalıp yapmakla başlar. Bu yöntemle, lenslerin yüksek adetlerle üretilmesi şartıyla, maliyetlerinde kabul edilebilir bir iyileşme elde edilebilmektedir. Nikon bu yöntemi, 18 mm f/2.8 AF-D, 28-200mm f/3.5-5.6 AF-D ve 24-120mm f/3.5-5.6 AF-D lenslerinde kullanmaktadır. 28-200mm f/3.5-5.6 AF-D lenste melez küresel mercekler kullanılmaktadır.

Melez

Bir diğer yöntem ise, ince küresel plastik elemanın yapıştırıcıyla geleneksel cam elemana yapıştırılmasıyla elde edilir. Bu sayede ince plastik elemanın cam yüzeye yapıştırıldığı andan itibaren mekanik dayanımı arttırılmış olur. Bu yöntem hem performans iyileşmesi sağlamakta hemde pahalı olmamaktadır. Nikon bu yöntemle 28-70mm f/3.5-4.5 AF-D, 35-105mm f/3.5-4.5 AF-D ve 28-200mm f/3.5-5.6 AF-D lensler üretilmiştir. 28-200 f/3.5-5.6 AF-D lenste kalıpla dökülen küresel olmayan mercekler kullanmaktadır.

NIC (Nikon Integrated Coating): 1970
Nikon birleştirme kaplaması
SIC (Nikon Super-integrated Coating)
Nikon süper birleştirme kaplaması

Nikon, 1970 yılında 35 mm f/1.4 lensi çoklu kaplama yöntemiyle üretip piyasaya süren ilk firmalar arasındadır. Satış rakamları veya rastgele yapılan gözlemler açıkça belirtmese de, Nikon bu lensi, daha iyi lensler yapmak için üretti. Çünkü daha iyi lensler yapmak istiyordu.

Günümüzde tüm Nikon veya diğer tüm markaların lensleri çoklu kaplamalı olarak üretilmektedir. Hiçbir firma kaplama ile ilgili endişelenmemektedir. Her Nikon lens neye ihtiyacı varsa ona sahiptir. Günümüzde tüm lensler, çok ucuz lensler hariç çoklu kaplama ile üretilirler ve bu lenslerin kaplamalarıyla ilgili nadiren bahsedilir. Ucuz lenslerde kaplama sadece 1 yüzeye yapılır.

Çoklu kaplama; Lensteki sadece parlama ve yansımaları azaltmaz, aynı zamanda ışığın geçirgenliğini de arttırır.

Bir sürü mercek grubunu tasarlamak ve iyi lensi üretmek çoklu kaplama olmadan zorluklarla doludur. Çoğunlukla zoom lenslerin içindeki bir sürü grup mercekler iyi bir kaplama ile kaplanmadıkları zaman; Işık, lensin içinde mercekler arasında kaybolmaya ve dağılmaya başlar.

Çoklu kaplama renklerin daha doğal kaydedilmesini sağlamaktadır. Işık, lensin içindeki merceklerin kaplamalarından geçerken hafif renk atmaları verir. Çoklu kaplaması dikkatli şekilde dizayn edilen mercekler, lens tasarımcılarına, tercih edilen renk dengesini sağlar.

Sizde, eğer gerçekten meraklıysanız lenslerinize bakarak, ne çeşit bir kaplama ile kaplandığını anlayabilirsiniz.

Lensinizin merceğindeki yansımalara dikkatlice bakınız. Kaplamasız bir merceğin yansıtacağı görüntü parlak beyaz olacaktır ve ancak 2. dünya savaşından önce üretilen kullan at tipi makinelerde kullanılmıştır. Bu yansımayı, pencere ve birçok insanın kullandığı gözlüklerden tanıyabilirsiniz.

Tek kaplama yapılmış lenslerin yansıttığı renk açık magenta, mavi veya kehribar rengidir.

Çoklu kaplama yapılmış bir lensin yüzeyi bir sürü renk görünür. Çoğunlukla yeşil ama koyu kırmızı gibi diğer renkler de görünebilir. Çoklu kaplamanın herbir noktasında yansımalar yok olmuştur. Böylelikle çok donuk görünebilirler. Eğer lens üzerinde bir sürü farklı renk yansıma görüyorsanız, lensiniz çoklu kaplanmış demektir.

Lens içindeki her merceğin yüzeyi farklı bir kaplama ile kaplanmıştır. Bazı merceklerin sadece 1 tarafı kaplanarak uygun fiyata satılabilen lensler elde edilmiştir.

Fig 😎 600 mm f/5.6 AI-s Yeşil kaplama
Fig 9-) AF 20mm f/2.8, Yeşil kaplama
Fig10-) 200mm f/4 AI, yesil ve kırmızı kaplama.
Fig 11-) AF 28mm f/1.4D, yeşil ve mavi kaplama

ED (Extra-low Dispersion) Glass: 1975
Ekstra Düşük Saçılmalı Mercek 1975

Nikon bu mercekleri 1960’ların sonlarında süper hızlı tele lenslerinde kullanmaya başlamıştır. Bu lenslerin üzerine ED yazısı, altın renkli bir bant ile yazılmıştır.

Bu mercekler pahalı lenslerde kullanılmaya başlandığından beri bir saygınlık yakalamıştır. Bu nedenle Nikon, bu merceği ucuz lens diye nitelendirdiği lenslere de saygınlık kazandırmak açısından kullanmaya başladı ve günümüzde artık her lensin üzerinde içinde ED elemanı olduğu yazıyor. Kısa odaklı ve normal lenslerin bu merceğe ihtiyacı yoktur. Bu merceğin ana görevi 300 mm ve daha büyük odaklı lenslerde büyük bir ızdırap olan yeşil ve magenta renklerde oluşan ikincil renk sapması (Secondary Chromatic Aberration=CA) dediğimiz renklerin birbirine girerek saçak oluşturmasını azaltmasıdır.

ED mercek, pratikte süper hızlı, süper net, süper tele lenslerde dizayn aşamasında öncelikli bir engel olan ikincil renk sapması (Secondary Chromatic Aberration=CA) olarak bilinen yeşil ve magenta renklerinin birbiri içine saçaklanarak karışmasını ortadan kaldırmaya yardımcı olmaktadır.

ED mercekler geleneksel merceklere göre sıcaklıkta daha karasızdırlar. Bu merceklerin odak uzaklıkları sıcaklıkla birlikte çok hafif değişmektedir. Bununla birlikte sıcaklık değiştikçe sonsuza netlemede sorun oluşmamaktadır. Çünkü yüksek sıcaklıkta sonsuza netleme noktası biraz değişkenlik gösterir.

ED mercekler aynı zamanda düşük kırılma indislerine sahip lenslerdir ve bu nedenle aynı odak uzaklığına sahip çok kavisli merceklerle birlikte kullanılmaları gerekmektedir.

IF (Internal Focusing): 1976
İçerden Netlik 1976

Eskiden netlemede sistem tüm lensin içeri ve dışarı hareket etmesi ile çalışıyordu. Nikon lensin içindeki bazı elemanların hareket ederek netlik yaptığı bir yöntem keşfetti.

IF lensler, geleneksel tele foto lenslere göre daha yakına ve daha hızlı netlik yapabiliyorlardı. IF lensler 1970’lerde manual süper tele lensler için çok müthiş ve fantastik bir yenilik olarak icat edilmişti. Günümüzde modern AF lenslerin bir çoğu, süper tele ve bazı makro lensler bu tekniği kullanmaktadırlar. Bu teknikle, AF lenslerin daha hızlı netlik yapmaları sağlanmaktadır. Çünkü daha az bir mercek grubu netlik yapmak için hareket etmektedir.

Bu lensler; Yakın çekimlerde, lensin üzerinde yazan en yakın çekim mesafesinden daha yakına netlik yapabilmektedirler. Bu tutarsız durum sonsuz uzaklık için olmamaktadır.

RF (Rear Focusing): 1988
Gerideki elemanların yaptığı netleme : 1988

Geri netleme de tıpkı IF gibi çalışmaktadır. Tek fark lensin arka tarafındaki elemanların veya grupların netlik için hareket etmesidir.

Fig 6 AF 28mm f1.4 lens sonsuza netlik
Fig 7 AF 28mm f1.4 lens 35 cm netlik

DC (Defocus Control or variable bokeh): 1990

Süper keskin netlik yapabilen lenslerdir. Bu lensler, alan derinliğinin (netlik alanının) dışında kalan alanda çok ustaca yapılmış ışık kürecikleri (bokeh) elde etmek isteyen üst seviye kullanıcılar tarafından tercih edilmektedir. Ne tür ayar yaparsanız yapın, görüntünün netlik alanı içine kalan parçasına etki etmez.
Lens, bunu küresel sapmanın doğasında bulunan düzeltme özelliği ile yapmaktadır. Olay sonucunda bokeh denilen; Alan derinliğinin dışındaki alanda bulanık ışık kürecikleri oluşur.

Bu lensler portre için mükemmeldirler. Yumuşak netlik veren veya dağıtıcı bir etki yapan filtreler kullansanız bile netlik yaptığınız konu çok keskin olarak görüntülenir.

VR (Vibration Reduction): 2000
Titreşim Azaltma: 2000

Canon’un kullandığı IS (Image Stabilization: Görüntü sabitleyici) denilen sistemle aynıdır. Bu sistem sehpa kullanmadığınız durumda el titremelerini sabitleyerek daha net görüntüler kaydetmenizi sağlar.

VR lensin şematik gösterimi

Işığın yetersiz olduğu ortamlarda elde fotoğraf çekimine Nikon’un iddiasına göre 4 stop’a kadar düşük perde hızı kullanmanızı sağlamaktadır. Düşük perde hızlarında çektiğiniz net fotoğrafların yüzdesini arttırır.

Bu sistem spor çekimleri için değildir. Yavaş PAN çekimlerindeki bulanıklığı düzeltmektedir.

Bu tür lensleri sehpada kullanırken VR özelliğini kapatmak gerekir, aksi taktirde fotoğraflarınız bulanık olur.

DX Lensler : 2003

Bu lensler 24X16 mm gibi küçük görüntü algılayıcıları için geliştirilmiş lenslerdir.

Günümüzde birçok kamera filmden daha küçük alanları gören algılaycılar kullanmaktadırlar.

Yeşil renkle gösterilen Canonun 1.3 çarpan katsayılı lenslerin gördüğü alanı, Kırmızı çerçeve ise Nikon’un 1.5 çarpan DX lenslerin gördüğü alanı, Mavi alan ise Canon’un 1.6 çarpan katsayılı lenslerin gördüğü alanı, Filmin tamamı ise hem Canon hemde Nikon’un TAM KARE (full-frame) dediğimiz yani tam bir film karesi kadar (24×36 mm) bir alanı gördüğünü ifade etmektedir.

Nano Crystal Coating: 2006
Nano Kristal Kaplama: 2006

Bu sihirli ve yansımaları önleyen kaplama yöntemi 1970’li yıllarda çok popüler olan çoklu kaplama yönetimini geride bırakmıştır. Nano kristal kaplama yöntemi, Nikon’un yarı iletken bölümü tarafından geliştirilmiştir. Bu yöntem, bir katmanda yer alan milyarlarca 10-20 nano metre boyutundaki yani ışığın kendi dalga boyundan daha küçük boyuttaki mikroskopik partiküllerin, ışık ışınlarını yavaş yavaş eğerek merceğe girişini sağlamaktadır. Bu ise ışığın normalde zor açılarda yaptığı yansımaları engellemektedir.

Bu partiküllerin arası hava ile dolu olduğundan, parçacıkların efektif kırılma indisleri, kendi indislerinden daha küçüktür. Bu sistemde, kaplama merceğe daha yakından sabitlenerek, kırılma indisinin yavaş yavaş değişmesi sağlanır. Bu nedenledir ki bu tür kaplama, ışığın geliş açısı ne olursa olsun çapraz ve geniş dalga boyunda daha iyi sonuç vermektedir.

Bir lensin iç yansıma ve kontrast performansı birçok faktöre bağlıdır. Bu faktörlerden en önemlisi, lensin yüzeyine yapılan kaplamadan çok lensi dizayn edenin bilgi seviyesidir.

Nano kristal kaplama, özellikle ultra-geniş ve balık gözü lenslerin iç yüzey kaplamalarında daha verimli bir şekilde kullanılmaktadır. Çünkü bu lenslerin yüzeyinde ghost dediğimiz iç yansımalar meydana gelmektedir. Nano kristal kaplama burada özellikle çok etkilidir. Çünkü etkisini, ışığın geliş açısına bağlı olmadan göstermektedir.

Işık ışınları, geleneksel kaplama yapılan ultra geniş açı lenslerden çok zor geçer. Çünkü

  1. Işığın dalga boyu direkt olarak, lense yapılan kaplamanın kalınlığına ve lense giriş açısına bağlıdır.
  2. Ghost dediğimiz görüntü bozulması, ışığın lense yukarıdan girmesiyle öndeki merceğin ışığı kevvetli bir şekilde eğmesi neticesinde, ışığın iç yüzeye çarpıp oradan, arka tarafın en önündeki merceğine garip bir açıyla çarpmasıyla oluşmaktadır. Bu açı nedeniyle ultra geniş açı lenslerde bir sürü ghost dediğimiz bozulmalar oluşur ve geleneksel kaplamalar bu açılardan gelen ışık için görüntüde iyi sonuç vermezler.