Apakah ada rahasia dalam desain lensa?

Diagram Konstruksi Lensa Canon EF 70-200mm f2.8L IS II USM

Produsen lensa biasanya berbagi diagram seperti ini untuk produk mereka. Namun, mereka secara mencolok menghilangkan spesifikasi yang akan memungkinkan seseorang untuk sepenuhnya menganalisis sistem optik, seperti kekuatan setiap elemen dan jarak yang tepat antar kelompok.

Tetapi mungkin seorang insinyur optik dapat membongkar sampel lensa apa pun untuk mengekstrak informasi tersebut, elemen demi elemen.

Jadi, apakah industri mempertahankan kepura-puraan "rahasia" atau keunggulan hak milik dalam desain optik lensa, dan jika demikian, apa sebenarnya yang dianggap sensitif dan mengapa?

Sebelumnya saya berasumsi bahwa persaingan lensa dilakukan sepenuhnya pada kualitas kaca, kualitas elemen grind / polish, perakitan dan pengemasan (yaitu kualitas perumahan, penyegelan, dan toleransi), dan kualitas mekanisme seperti motor fokus dan pelemparan zoom. Saya pikir satu-satunya rahasia dagang, jika ada, adalah teknik-teknik produksi untuk secara ekonomis menghasilkan desain yang dikenal dengan toleransi tertentu. Apakah sebenarnya ada rahasia desain di industri lensa?

lens-design

— footwet
sumber

Secara umum tidak ada rahasia untuk desain lensa. Segala sesuatu yang penting, semua terobosan, dll. Dibagikan secara publik atau semi-privat dengan modifikasi melalui paten, konferensi, makalah, dll. Ada "rahasia sementara" di mana sesuatu dijaga ketat hingga dipublikasikan: Misalnya, kami telah menyelesaikan Bagian terakhir dari teka-teki dalam desain bentuk bebas tanpa batasan yang dikenakan adalah bentuk simetri, tetapi ini bukan informasi yang telah kami bagikan karena merupakan bagian dari gelar Ph.D., dan perlindungan IP sangat penting.

Ketika tiba saatnya untuk mempublikasikan, semuanya diletakkan dalam paten, misalnya paten Nikon 24 mm f / 1.4G menjabarkan seluruh resep optik untuk dilihat semua orang. Itu sepenuhnya benar, kecuali untuk koefisien asferis pada setidaknya aspek paling depan yang difusi. Desainnya sangat peka terhadap asphere itu, jadi tidak ada cara untuk mengoptimalkan kekuatan Anda dengan koefisien yang benar dengan mudah dari yang diberikan. Aspek kedua juga bisa dikaburkan. Yang pertama adalah apa yang memungkinkan lensa memiliki sudut pandang yang sangat lebar, sedangkan yang kedua adalah untuk meningkatkan kinerja. Dengan yang pertama salah desain gagal sama sekali sedangkan yang kedua hanya menyebabkan kinerja yang buruk.

Zeiss juga biasa menerbitkan Indeks Zeiss Lensa Fotografi sampai sekitar tahun 1950 yang merinci setiap paten dan lensa dalam produksinya.

Pabrikan yang berbeda menyukai pilihan desain yang berbeda, meskipun saya tidak dapat mengatakan dengan pasti saya tahu mengapa. Zeiss cenderung lebih menyukai solusi desain "elegan" dengan bentuk elemen dan bentuk desain yang lebih "mendasar". Leica sering menggunakan permukaan Merte yang tidak umum (lihat halaman 40). Secara umum Leica juga menguraikan beberapa elemen sesedikit mungkin dengan desain yang agak ekstrim dalam hal kelengkungan permukaan.

Canon dan Nikon sering menggunakan apa yang bermuara pada lensa master gauss ganda dengan attachment sudut lebar di depannya untuk merancang sudut lebar kecepatan tinggi seperti 24 mm / 1.4G, 24 mm / 1.4L.

Hal-hal seperti cara mempercepat fokus otomatis (mendapatkan elemen terkecil yang dapat Anda pindahkan untuk fokus) juga merupakan pengetahuan yang tersebar luas. Mungkin rahasia yang dirahasiakan terbaik adalah membayar harga untuk Kode V (beberapa ribu USD / bulan / pengguna) sebagai pengganti Zemax (sekitar $ 35.000 per pengguna) untuk alat-alatnya yang jauh lebih unggul untuk mentoleransi desain dan menyiapkannya untuk pembuatan.

— Brandon Dube
sumber

Untuk mengklarifikasi contoh paten Nikon: Apakah mereka secara sengaja mengaburkan spesifikasi yang tepat dari aspheric depan dalam paten? Dan meskipun demikian, bukankah ini soal mengambil lensa sampel produksi dan meletakkannya di depan lensometer untuk mendapatkan koefisien-koefisien tersebut, haruskah seseorang ingin mereproduksinya begitu sudah keluar dari paten? Atau tidak mudah untuk mengukur asferik?

— feetwet

@mengikuti dengan lensometer tidak mengukur spesifikasi yang diperlukan - ini untuk lensa kacamata. Nikon tentu saja mengaburkan koefisien asferis untuk melindungi paten intelektual mereka. Diperlukan profilometer 3D untuk menghasilkan kembali koefisien asferis, dan ini memberikan tingkat presisi yang terbatas. Ketika Anda mencapai tahap melakukan kurva yang sesuai dengan profil itu, mungkin ada beberapa solusi dengan profil itu. Interferometer juga dapat digunakan, tetapi aspek pertama dalam lensa tersebut memiliki titik tolak yang sangat besar - terlalu bagus untuk dilihat oleh interferometer.

— Brandon Dube 3-15

Sejumlah besar dari mereka tidak memiliki alat reverse-engineering yang bagus. Kacamata sangat sulit - bahkan jika Anda tahu indeks pada satu panjang gelombang dan nomor V Anda tidak tahu pasti bahan apa itu. Selain itu, setiap aspek akan sangat sulit untuk ditiru tanpa persamaan asli. Mengukur ruang udara dan jari-jari kelengkungan juga sangat sulit.

— Brandon Dube

Saya tidak meragukan Anda sama sekali, tetapi kebingungan itu tampaknya merupakan pelanggaran besar terhadap semangat sistem paten, yang pada dasarnya adalah perjanjian untuk mengungkap rahasia dengan imbalan perlindungan komersial. Jika rahasia yang terungkap sebenarnya setengah benar, perlindungan itu seharusnya tidak diberikan - paten harus dibatalkan.

— mattdm

@mattdm: Paten harus mencakup informasi yang menurut orang biasa yang ahli dalam bidang ini dapat menemukan hal baru dan berguna. Tidak perlu bahwa paten menyertakan semua informasi yang diketahui oleh penemu. Jika paten termasuk desain yang akan bekerja lebih baik daripada desain lain yang tidak bergantung pada informasi hak milik, desain seperti itu akan memenuhi syarat sebagai "informasi baru dan berguna" bahkan jika perbaikan seperti itu tidak sedekat yang diketahui oleh penemu lainnya. .

— supercat

Tentu saja Anda selalu bisa membalikkan rumah lensa sepenuhnya, pertama-tama letakkan di mesin sinar-X pada sudut yang berbeda untuk menentukan jarak, kemungkinan gerakan, mekanisme bawaan dll. Kemudian pisahkan secara fisik untuk memeriksa lensa, Anda kemudian dapat menentukan bentuk setiap lensa dan propertinya. Anda juga dapat memeriksa objek lain. Jika Anda benar-benar ingin mengambilnya secara ekstrem, Anda dapat menentukan komposisi setiap objek menggunakan analisis unsur.

— John G.
sumber

Hampir tidak mungkin untuk menentukan secara tepat bahan optik dari sampel tanpa banyak potongan. Mereka harus dipatahkan untuk memastikan apa sebenarnya mereka. Selain itu, pelapis tidak mungkin untuk diformulasikan ulang dengan tepat.

— Brandon Dube

Jawaban ini tidak benar-benar menjawab pertanyaan tentang apakah ada rahasia dalam desain lensa. Bisakah Anda menguraikan jawabannya?

— Hugo