DreamVideo è un digital magazine mensile con focus specifico sulla produzione e post-produzione video, rivolto a videomaker e filmmaker, che siano professionisti o semplici appassionati.    |     Anno XII nr.148-2022    |     ISSN 2421-2253

Le ottiche a Zomm per la TV (13)

 

Se l'indice di rifrazione del vetro nel punto di contatto aria/vetro è di nG , la luce incidente ortogonale sarà riflessa con una riflettanza di:

Su ogni superficie di ogni lente avviene una riflessione che varia dal 4 al 10 %.

Un'ottica a zoom possiede al suo interno molte lenti e quindi molte superfici riflettenti; questo aumenta notevolmente il problema. Avvengono anche riflessioni di luce tra una superficie di una lente e quella della lente adiacente causando riflessioni multiple tra le varie lenti dell'ottica e questo provoca bagliori (flare) e immagini fantasma (gost images).

Per cercare di ridurre il problema, la maggiore quantità possibile delle superfici delle lenti (interne ed esterne all'ottica) vengono trattate con particolari rivestimenti chiamati "coating".

Il coating è una sottile pellicola trasparente depositata sulla superficie della lente che, utilizzando il principio dell'interferenza, riduce il problema delle riflessioni e contemporaneamente aumenta la trasmittanza.

Queste pellicole vengono depositate sulle superfici delle lenti per evaporazione.

Se l'indice di rifrazione della lente è nG, l'indice di rifrazione del materiale di coating è n e lo spessore del coating è d, la condizione per prevenire la riflessione di ogni singolo coating sarà:

Recentemente i coating per aumentarne l'efficienza sono diventati multistrato - tutte le lenti moderne (zoom) per la TV posseggono coating multistrato.

Come detto le lenti vengono rivestite dal coating per evaporazione; questo avviene in una grande camera sotto vuoto chiamata "bell jarr" (campana). Il materiale del coating, ad esempio la fluorite al magnesio, viene riscaldato da un fascio di elettroni nella parte bassa della campana; l'evaporazione che si produce viaggia attraverso il vuoto e si deposita sulla superficie della lente.

Il processo di evaporazione viene monitorato misurando la riflettanza della superficie della lente e fermando il processo quando si ottiene una riflettanza per il valore desiderato. 

Il multicoating si ottiene evaporando materiali diversi in sequenza alternata.

Un coating dicroico (per R, G, B come ad esempio per il prisma dicroico) viene creato nello stesso modo ma si devono formare molti più strati che non per il coating anti-riflessione e risulta molto più complesso.

Il costo del prisma dicroico di una telecamera broadcast può raggiungere 1/3 del costo dell'intera telecamera se il suo valore di velocità è prossimo a F1.2.

L'ottica è stata, e continuerà ad essere, una disciplina "strategica" ovvero una scienza di basilare importanza per l'uomo e le sue attività, non ultime quelle militari. La ricerca è alla base di questa disciplina e i costruttori di ottiche dedicate alla televisione si contano sulle dita di una mano. Mentre le leggi fisiche dell'ottica sono state definite e studiate sin dai secoli scorsi, il grande sviluppo qualitativo delle ottiche di cui disponiamo oggi è principalmente dovuto al progresso tecnologico e non alla scoperta di nuove leggi fisiche.

Oggi è possibile disporre di vetri ottici di altissima qualità, è possibile applicare rivestimenti ai vetri per aumentarne ancora le prestazioni o per correggerne le caratteristiche, è possibile assemblare ottiche con tolleranze fisico/meccaniche molto strette, è possibile lavorare lenti in modo meccanizzato raggiungendo forme esatte e curvature impensabili sino a qualche anno fa, è possibile calcolare e progettare esattamente un'ottica simulandone le prestazioni finali ancora prima di costruirla, questo per mezzo di potenti calcolatori e software di simulazione e calcolo.

Molti di questi processi e le tecnologie sviluppate attorno alla costruzione di ottiche sono coperte oltre che da segreto industriale anche da segreto militare. Fino a tutti gli anni '80 l'esportazione di ottiche per la TV broadcast in paesi del blocco sovietico era sottoposta a nulla hosta governativo così come l'esportazione di prodotti ad alta tecnologia.

Gli ingenti costi per la ricerca e lo sviluppo di ottiche ad alte prestazioni non vengono sostenuti principalmente dal settore "civile" ma bensì da quello militare. Il mondo "civile" solitamente ne gode la ricaduta tecnologica dopo qualche tempo.

Un esempio? La marina militare americana chiese negli anni '70 alla RCA di sviluppare un sistema di acquisizione e analisi dell'immagine da inserire nei periscopi dei sommergibili che risultasse più efficiente e sicuro dei tubi, pur di alta qualità, che costituivano i sensori allora utilizzati per leggere l'immagine dal periscopio e trasportarla altrove e analizzarla (ovvero una telecamera dedicata probabilmente con spettro sino all'infrarosso e con alto guadagno per la visione notturna). Questo portò la RCA a produrre il primo rilevatore d'immagine a stato solido ad accumulo di cariche ovvero il CCD (Charge Coupling Device) poi diventato il rilevatore standard delle telecamere civili. 

Come detto anche in precedenza in altri articoli riguardanti l'ottica per la TV, il CCD per funzionare deve poter disporre di ottiche praticamente costruite apposta per lui. Ecco perché a questo punto la disciplina dell'ottica diventa "strategica" esattamente come lo è per le prestazioni di una telecamera, indifferentemente dal tipo, dall'applicazione, dal livello qualitativo, dalla focale, dal formato, ecc...

 
Autore: Rolando Pellacani
 
 
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