Gibt es irgendwelche Geheimnisse im Objektivdesign?

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Canon EF 70-200 mm f2.8L IS II USM-Objektivkonstruktionsdiagramm

Objektivhersteller teilen normalerweise Diagramme wie dieses für ihre Produkte. Sie lassen jedoch auffällig Spezifikationen aus, die es ermöglichen würden, das optische System vollständig zu analysieren, wie die Leistung jedes Elements und die genauen Abstände zwischen Gruppen.

Vermutlich könnte ein Optiker jedoch jede Linsenprobe zerlegen, um diese Informationen Element für Element zu extrahieren.

Gibt die Branche beim optischen Design von Objektiven den Vorwand von "Geheimnissen" oder proprietären Vorteilen vor, und wenn ja, was genau wird als empfindlich angesehen und warum?

Zuvor war ich davon ausgegangen, dass der Linsenwettbewerb ausschließlich auf Glasqualität, Schleif- / Polierqualität der Elemente, Montage und Verpackung (dh Gehäusequalität, Versiegelung und Toleranzen) und Qualität von Mechanismen wie Fokusmotoren und Zoomfunktion beruht. Ich dachte, die einzigen Geschäftsgeheimnisse, wenn überhaupt, wären Produktionstechniken, um ein bekanntes Design unter Einhaltung einer bestimmten Toleranz wirtschaftlich herzustellen. Gibt es tatsächlich irgendwelche Designgeheimnisse in der Linsenindustrie?

Füße
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Antworten:

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Im Allgemeinen gibt es keine Geheimnisse für das Objektivdesign. Alles Wichtige, alle Durchbrüche usw. werden öffentlich oder halbprivat mit Änderungen durch Patente, Konferenzen, Papiere usw. geteilt. Es gibt "vorübergehende Geheimnisse", in denen etwas bis zu seiner Veröffentlichung streng gehütet wird: Zum Beispiel haben wir das abgeschlossen Das letzte Puzzleteil im Freiform-Design ohne Einschränkungen, das in Form einer Symmetrie auferlegt wurde, ist jedoch noch keine Information, die wir geteilt haben, da es Teil einer Promotion ist und der Schutz des geistigen Eigentums sehr wichtig ist.

Wenn es um die Veröffentlichung geht, ist alles in Patenten verankert, zum Beispiel enthält das Nikon-Patent für 24 mm 1: 1,4G das gesamte optische Rezept, das jeder sehen kann. Es ist völlig richtig, mit Ausnahme der asphärischen Koeffizienten auf mindestens der vordersten Asphäre, die verfälscht wird. Das Design reagiert sehr empfindlich auf diese Asphäre, so dass es keine Möglichkeit gibt, Ihren Weg zu den richtigen Koeffizienten ausgehend von den angegebenen Werten mit Brute Force zu optimieren. Die zweite Asphäre kann auch verfälscht sein. Die erste ermöglicht es dem Objektiv, einen so weiten Blickwinkel zu haben, während die zweite die Leistung verbessert. Wenn das erstere falsch ist, versagt das Design insgesamt, während das letztere einfach eine schlechte Leistung verursacht.

Zeiss veröffentlichte bis etwa 1950 auch den Zeiss-Index für fotografische Objektive , in dem die einzelnen Patente und Objektive bei ihrer Herstellung aufgeführt wurden.

Verschiedene Hersteller bevorzugen unterschiedliche Designwahlen, obwohl ich nicht sicher sagen kann, warum ich weiß. Zeiss tendiert dazu, "elegantere" Designlösungen mit "grundlegenderen" Elementformen und Designformen zu bevorzugen. Leica verwendet häufig die seltene Merte-Oberfläche (siehe Seite 40). Im Allgemeinen reduziert Leica auch die Anzahl der Elemente auf so wenige wie möglich, wobei die Oberflächenkrümmungen extrem sind.

Canon und Nikon verwenden häufig ein Doppel-Gauß-Master-Objektiv mit einem Weitwinkelvorsatz, um High-Speed-Weitwinkel wie das 24 mm / 1,4 G, 24 mm / 1,4 L zu entwerfen.

Dinge wie die Beschleunigung des Autofokus (das kleinste Element, das Sie zum Fokussieren bewegen können) sind ebenfalls weit verbreitetes Wissen. Vielleicht ist es das am besten gehütete Geheimnis, den Preis für Code V (mehrere Tausend USD / Monat / Benutzer) anstelle von Zemax (ca. 35.000 USD pro Benutzer) für seine weit überlegenen Werkzeuge zu zahlen, mit denen ein Design toleriert und für die Herstellung vorbereitet werden kann.

Brandon Dube
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Um das Beispiel des Nikon-Patents zu verdeutlichen: Haben sie absichtlich die genaue Spezifikation des vorderen Asphären im Patent verschleiert? Und selbst wenn es nicht darum geht, das Objektiv eines Produktionsmusters zu entnehmen und es vor ein Objektivometer zu stellen, um diese Koeffizienten zu erhalten, sollte jemand den Wunsch haben, es zu reproduzieren, sobald es nicht mehr patentiert ist? Oder ist es nicht so einfach, Asphären zu messen?
Feetwet
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@feetwet ein Lensometer misst nicht die erforderlichen Spezifikationen - sie sind für Brillengläser. Nikon hat die asphärischen Koeffizienten zweifellos verschleiert, um ihr geistiges Patent zu schützen. Ein 3D-Profilometer wird benötigt, um die asphärischen Koeffizienten neu zu generieren. Dies bietet ein begrenztes Maß an Präzision. Wenn Sie das Stadium der Kurvenanpassung für dieses Profil erreicht haben, gibt es möglicherweise auch mehrere Lösungen für dieses Profil. Ein Interferometer könnte ebenfalls verwendet werden, aber die erste Asphäre in diesem Objektiv weist eine sehr große Abweichung auf - zu groß, als dass ein Interferometer sie sehen könnte.
Brandon Dube
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Eine enorme Anzahl von ihnen hat kein gutes Reverse-Engineering-Tool. Die Gläser sind besonders schwierig - selbst wenn Sie den Index bei einer Wellenlänge und die V-Zahl kennen, wissen Sie nicht genau, um welches Material es sich handelt. Darüber hinaus ist es bemerkenswert schwierig, jede Asphäre ohne die ursprüngliche Gleichung zu replizieren. Das Messen der Lufträume und der Krümmungsradien ist ebenfalls sehr schwierig.
Brandon Dube
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Ich bezweifle Sie überhaupt nicht, aber diese Verschleierung scheint eine schreckliche Verletzung des Geistes des Patentsystems zu sein, bei dem es sich im Wesentlichen um eine Vereinbarung handelt, Geheimnisse im Austausch für kommerziellen Schutz preiszugeben. Wenn die offenbarten Geheimnisse tatsächlich Halbwahrheiten sind, sollte dieser Schutz nicht gewährt werden - das Patent sollte ungültig werden.
Mattdm
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@mattdm: Patente müssen Informationen enthalten, die ein typischer Fachmann sowohl neu als auch nützlich finden würde. Es ist nicht erforderlich, dass ein Patent alle dem Erfinder bekannten Informationen enthält. Wenn das Patent ein Design enthält, das besser funktioniert als jedes andere Design, das sich nicht auf proprietäre Informationen stützt, würde ein solches Design als "neuartige und nützliche Informationen" eingestuft, selbst wenn solche Verbesserungen nicht annähernd so groß wären wie andere, die dem Erfinder bekannt sind .
Supercat
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Natürlich können Sie das Objektivgehäuse auch jederzeit komplett neu konstruieren, indem Sie es zunächst in einem Röntgengerät unter verschiedenen Winkeln platzieren, um den Abstand, mögliche Bewegungen, eingebaute Mechanismen usw. zu bestimmen. Nehmen Sie es dann physisch auseinander, um die Objektive zu inspizieren, und bestimmen Sie dann die Form jeder Linse und ihre Eigenschaften. Sie können auch andere Objekte untersuchen. Wenn Sie es wirklich auf die Spitze treiben wollen, können Sie die Zusammensetzung jedes Objekts mithilfe der Elementaranalyse bestimmen.

John G.
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Es ist nahezu unmöglich, optische Materialien aus einer Probe ohne viele Teile präzise zu bestimmen. Sie müssen gebrochen werden, um genau zu bestimmen, was sie sind. Darüber hinaus ist es unmöglich, die Beschichtungen präzise neu zu formulieren.
Brandon Dube
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Diese Antwort beantwortet nicht wirklich die Frage, ob es irgendwelche Geheimnisse im Objektivdesign gibt. Können Sie die Antwort ausarbeiten?
Hugo