Чи є якісь секрети в дизайні лінз?


22

Діаграма побудови об'єктивів Canon EF 70-200mm f2.8L IS II USM

Виробники об'єктивів зазвичай поділяють такі схеми для своєї продукції. Однак вони помітно опускають технічні характеристики, які дозволять повністю проаналізувати оптичну систему, як потужність кожного елемента та точні відстані між групами.

Але, мабуть, інженер-оптик міг би розібрати будь-який зразок лінзи, щоб отримати цю інформацію, елемент за елементом.

Отже, чи підтримує галузь пристрасть до «секретів» чи власної переваги в оптичному дизайні лінз, і якщо так, то що саме вважається чутливим і чому?

Раніше я припускав, що змагання лінз проводилося повністю щодо якості скла, якості шліфування / полірування елементів, складання та упаковки (тобто, якості корпусу, герметизації та допусків), а також якості механізмів, таких як мотори фокусування та метання зуму. Я думав, що єдиною комерційною таємницею, якщо вона є, буде технологія виробництва для економічного створення відомого дизайну з особливою толерантністю. Чи є насправді якісь секрети дизайну в галузі лінз?

Відповіді:


29

Загалом, для дизайну лінз немає секретів. Все важливе, всі прориви тощо, публічно або напівприватно поділяються з модифікацією через патенти, конференції, документи тощо. Існують "тимчасові секрети", де щось ретельно охороняється, поки воно не буде опубліковано: Наприклад, ми завершили створення остаточний фрагмент головоломки у вільному оформленні без обмежень накладений формою симетрії, але ми не поділилися інформацією, оскільки вона є частиною доктора філософії, і захист ІР є дуже важливим.

Коли настає час опублікувати, все розкладено в патентах, наприклад, патент Nikon 24 мм f / 1.4G викладає весь оптичний рецепт, щоб усі бачили. Це цілком правильно, за винятком коефіцієнтів асферики принаймні на передній частині найбільшої асфери, що висувається. Конструкція надзвичайно чутлива до цієї сфери, тому немає ніякого способу змусити оптимізувати ваш шлях до правильних коефіцієнтів легко від наведених. Друга асфера також може бути розтушована. Перший - це те, що дозволяє об'єктиву взагалі мати такий широкий кут огляду, а другий - підвищувати продуктивність. Оскільки перший невірний, дизайн повністю не вдається, а другий просто призводить до поганої експлуатації.

Zeiss також використовував для публікації індексу фотографічних лінз Zeiss приблизно до 1950 року, в якому детально описував кожен патент та об'єктив у їх виробництві.

Різні виробники підтримують різні варіанти дизайну, хоча я не можу сказати напевно, що знаю чому. Zeiss прагне віддати перевагу більш «витонченим» дизайнерським рішенням з більш «фундаментальними» елементами та формами дизайну. Leica часто використовує нечасту поверхню Мерте (див. Стор. 40). Загалом Leica також зводить речі до якомога менше елементів із досить екстремальними конструкціями з точки зору кривизни поверхні.

Canon та Nikon часто використовують те, що зводиться до головного об'єктива з подвійним гаусом з ширококутним кріпленням перед ним, щоб створити високошвидкісні ширококутні кути, наприклад, 24 мм / 1,4 Г, 24 мм / 1,4 л.

Такі речі, як, як пришвидшити автофокусування (отримати найменший елемент, який можна перемістити для фокусування), також є широко розповсюдженими знаннями. Мабуть, найкраще зберігається таємниця - платити ціну за код V (кілька тисяч доларів США / місяць / користувач) замість Zemax (близько 35 000 доларів на користувача) за його надзвичайно чудові інструменти для толерантності дизайну та підготовки його до виготовлення.


Для уточнення прикладу патенту Nikon: Чи навмисно вони приховували точну специфікацію передньої асферики в патенті? І навіть так, чи не справа в тому, щоб взяти лінзу виробничого зразка і поставити його перед лінзометром, щоб отримати ці коефіцієнти, чи повинен хтось бажати відтворити його, як тільки він вийшов з патенту? Або не так просто виміряти асферику?
footwet

2
@feetwet лінзометр не вимірює необхідні характеристики - вони призначені для лінз для окулярів. Нікон, безумовно, придушив коефіцієнти асферики, щоб захистити свій інтелектуальний патент. Для повторного генерування асферичних коефіцієнтів потрібен 3D-профілометр, і це забезпечує обмежену ступінь точності. Коли ви досягнете етапу підгонки кривої до цього профілю, з цим профілем також може бути кілька рішень. Інтерферометр також може бути використаний, але перша асфера в цій лінзі має дуже великий відхід - занадто великий, щоб побачити інтерферометр.
Брендон Дюб

2
Величезна кількість з них не має хорошого інструменту зворотного проектування. Окуляри особливо важкі - навіть якщо ви знаєте індекс на одній довжині хвилі і номер V, ви точно не знаєте, який це матеріал. Крім того, будь-яку сферу буде надзвичайно важко повторити без оригінального рівняння. Виміряти повітряні простори та радіуси кривизни також дуже складно.
Брендон Дюб

7
Я взагалі не сумніваюся у вас, але ця заплутаність здається жахливим порушенням духу патентної системи, що по суті є угодою про розкриття таємниці в обмін на комерційний захист. Якщо розкриті таємниці насправді напівправди, цього захисту не слід надавати - патент слід визнати недійсним.
mattdm

1
@mattdm: Патенти повинні містити інформацію про те, що типова людина, кваліфікована у цій галузі, вважає новою і корисною. Не обов'язково, щоб патент включав усю таку інформацію, відому винахіднику. Якщо патент включає дизайн, який би працював краще, ніж будь-який інший дизайн, який не покладався на захищену інформацію, така конструкція кваліфікується як "нова і корисна інформація", навіть якщо такі вдосконалення були ніде не такі великі, як інші, відомі винахіднику .
supercat

0

Звичайно, ви завжди можете повністю змінити корпус об'єктива, спочатку помістіть його в рентгенівський апарат під різними кутами, щоб визначити відстань, можливі рухи, вбудовані механізми тощо. Потім фізично розведіть його для огляду лінз, потім зможете визначити форму кожної лінзи та її властивості. Ви також можете оглянути інші об’єкти. Якщо ви дійсно хочете довести його до крайності, ви можете визначити склад кожного об'єкта за допомогою елементарного аналізу.


Точно неможливо точно визначити оптичні матеріали зразка без багатьох шматків. Вони повинні бути розбиті, щоб точно встановити, що вони є. Крім того, покриття неможливо точно переформувати.
Брендон Дюб

1
Ця відповідь насправді не відповідає на питання про те, чи є якісь секрети в дизайні лінз. Чи можете ви детально відповісти?
Гюго
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.