Slik lages et objektiv.

Design

Lens Design

Fremstillingen av et objektiv innebærer mange skritt, første del er det grunnleggende designet. Fastsetting av målgruppe for objektivet er startpunktet for alle objektiver. Skal objektivet beregnes for profesjonelle fotografer og avanserte amatørfotografer eller av den vanlige hobbyfotograf. Disse kriterier definerer nivåene på objektivets prestasjoner: optisk kvalitet, holdbarhet basert på bruk og miljøforandringer avhengig av hvor det brukes.

Når målgruppe er fastsatt må man avgjøre:

Strategi for den optiske designen

  • Materialer som skal brukes (både optiske og mekaniske)
  • Hvordan skal de mekaniske komponentene fremstilles, f.eks. enten gjennom bearbeidelse eller støping.
  • Hvilke AF grensesnitt skal brukes når det gjelder objektiv med autofokus

Det finnes spesielle grunnleggende mønster i optisk designsteknikk som har blitt som en slags mal for tradisjonell objektivdesign, som ser ulike ut for de forskjellige kategoriene vidvinkel, tele og makro.

Objektivdesignere står foran mange utfordringer i dag pga. de fremskritt som er gjort innen produksjonen av materialer som brukes, fra selve glasset, metall komponenter, nye kompositt materialer og bearbeidingsmetoden for disse meterialene. Disse nye materialene gir mye større valgmuligheter og frihet i konstruksjonen av bedre produkter, men de møter også store krav fra markedet som krever lavere priser. Det ultimate mål er å skape et bedre objektiv til lavere pris, uansett om objektivet er beregnet for profesjonelle eller amatører.

Datasimuleringer skaper en effektiv produksjon

Når den optiske konstruksjonen er klar vil en datasimulering gi en nøyaktig prognose over sluttresultatet. Det bør nevnes at objektivprodusenter har gjennom erfaring oppnådd egne teknologiske fremskritt og bruker sin egen design og produksjonsteknikk. Det inkluderer dataanalyser som de enkelte produsentene har laget og er derfor deres eiendom.

På dette stadiet avgjøres det om objektivet møter de opprinnelige kravene til kvalitet. Om det finnes noen potesielle problemer justeres den optiske designen.

Banebrytende utvikling innen mekanisk design.

De optiske designere møter utfordringer innen optisk kvalitet mens de mekaniske designere skal gjøre den optiske designen anvendelig. Forflytningen av hvert enkelt optiske linseelement må være funksjonell og feilfri og tåle lang tids bruk under vekslende forhold.

Den optiske designen har blitt stadig mer avansert, da må den mekaniske designen tilpasses og bryte gjennom den konvensjonelle designen og sette en ny og høyere standard. Tamrons "Triple Cam Design" er et perfekt eksempel på et slikt gjennombrudd. "Triple Cam Design" brukes i  28-200mm F/3.8-5.6 og asfæriske zoomobjektiver som har vunnet flere priser og utmerkelser for sin innovative design og utmerkede forhold mellom kvalitet og pris. Dette objektivet hadde ikke kommet på markedet uten nyskapningen innen optisk og mekanisk design i kombinasjon med behandlinsmetoden som brukes for å masseprodusere objektiver. Tamron kom med en ny milepel med konstruksjonen av "Quad Cam" som brukes i 28-300mm.

Prototyper for omfattende tester.

Special manufacturing

Når den mekaniske designen er klar lages det flere prototyper for å teste objektivets kvalitet under ulike forhold og forutsetninger. Man analyserer både negative og positive sider og ser om objektivet skal settes i masseproduksjon.  Oppløsning, kontrast og fargegjengivning testes meget nøye ved alle blendere fra full åpning til minst mulig og ved alle brennvidder hvis det er snakk om et zoom objektiv. I denne prosessen inngår det fotografering av et målediagram i laboratorium og tester ute i felten under ulike lysforhold, f.eks. sollys, motlys og skygge osv.

Prototypene testes videre i varierende temperaturer og miljøforhold for å se om ytre faktorer påvirker objektivets prestasjoner som f.eks. fokusring, zoomring, blenderlamellenes bevegelse etc). Videre utsettes objektivet for en aldringstest for å garantere holdbarhet. De optiske og mekaniske ingeniørene bruker disse testresultatene for å skape et perfekt sluttdesign.

Autofokusen konstrueres.

Samtidig med at den optiske og mekaniske designen sluttføres begynner man med autofokus designet. For å sikre 100% kompabilitet og funksjonalitet mellom objektiv og kamerahus utvikles store mengder programvare. Når en prototype er laget på AF modulen legges denne inn i prototypen for å sjekke at den fungerer sammen med mekanikken. Dette resulterer i en tilpasset mikro-chip (normalt ROM) som aktiverer autofokusen og inngår i den mekaniske konstruksjonen.

Forberedelse til serie-produksjon.

 

Når design og tester er ferdig begynner produksjonen. Det er mange deler i denne prosessen som skaper sluttproduktet.

 

Glasselementene

Aspherical lenses

De optiske glassmaterialene som brukes i objektiver er tilgjengelig fra flere produsenter og veldig ofte er disse glassene presset glass. Glasselementene sendes til den første slipingsprosessen som bruker en maskin som kalles "curve generator". Her slipes elementet slik at det blir enten konvekst eller konkavt.

Slipingen fortsetter å forme linseelementet og de begynner å få sine endelige egenskaper. Poleringen på slutten foretas i vann for at behandlingen av overflaten blir finere og finere på slutten av prosessen. Slipingen varierer etter egenskapene i glasset, diameter og utformingen av linse elementet. Er glasset av typen LD eller AD krever disse en lengre behandlingstid pga.  materialets mykhet, bruddstyrke og oksidasjon. Dette forklarer den høye prisen på objektiver med LD- eller AD glass, disse glassene er også dyrere i innkjøp. Dette medfører at det også blir høyere produksjonskosnader. Disse høyteknologiske glassmaterialene reduserer kromatisk forvrengning meget effektivt.

Når den siste poleringen er foretatt går glasselementene gjennom en sentreringsprosess som gir en perfekt eksentrisitet hos de individuelle elementene. Dette betyr at omkretsen på elementet er jevnt med den optiske aksen.

En annen type optiske elementer som brukes i objektivproduksjonen kalles ”Hybridasfæriske” og brukes for å kompensere sfærisk forvrengning. Dette er en form for optisk defekt som skapes når lysstråler brytes i sfæriske elementer og ikke fokuserer på samme punkt på bildeplanet. Dette tapet av bildekvalitet kan elimineres ved bruk av asfæriske elementer. Ved bruk av asfæriske linseelementer kan man også effektivt redusere bilde forvrengning. 

Dette er en sammensatt metode for liming av glass og plastmateriale for å skape et linseelement med en ikke-sfærisk overflate. Det komplette elementet lages ferdig gjennom sentreringsprosessen.

Linsecoating – supertynt belegg med stor effekt.

Multi-layered Coating

Alle linselementer blir dekket av ett eller flere supertynne lag av et belegg vi kaller coating. Dette er en av de kritiske fasene i objektivproduksjonen og hver produsent har utviklet sin egen teknikk. Dette belegget på linseelementet beskytter mot oksidasjon og uønskede reflekser.

Refleksjoner minsker ikke bare lysgjennongangen i objektivet (på en ubehandlet glassoverflate forsvinner ca. 4% av lyset pga. refleksjoner), du vil også få forminsket bildekontrast som reduserer bildekvaliteten betydelig.

Skal man oppnå optimal fargegjengivelse og maksimal lysgjennomgang må man legge på flere lag med coating. Tamron har gjennom årene utviklet nye og bedre metoder for coating og den nye "Internal Surface Coatings" (coating av interne overflater, bl.a flere lags coating på limte elementer) som ytterligere reduserer refleksjoner og garantere høyere bildekvalitet.

De mekaniske delene.

injection mold

 

 

Objektivtubens komponenter og kosmetiske deler blir støpt “ Carn grooves” og “helicoid” er noen av de viktigste komponentene. Deres funksjon påvirker den endelige kvaliteten på objektivet. I dag er det stadig flere av disse delene som blir laget av “engineering plastic” i former som gir en høy produksjons effektivitet.

 

 

 

 

 

 

Components of a lens

Når objektivets klassiske komponenter blir laget av engineering plastics blir de utrolig lette i vekt.

De interne delene på objektivet er meget nøye behandlet slik at overflaten ikke skal gi reflekser. Dette er også en viktig prosess for at reflekser og strølys skal bli eliminert.

Masseproduksjon

Lens Production
Quality Control

Når objektivdelene er laget og kontrollert monteres objektivet. Flere nøkkelkomponenter er laget som underenheter for å effektuere produksjonen og for å stemme overens med designet. Når hele den mekaniske strukturen er satt sammen settes de forskjellige linseelementene i sin riktige posisjon.

Etter sluttmonteringen foretas det flere justeringer og kontroller slik at alle objektivets funksjoner er etter de oppsatte mål. Man tester bl.a. mekaniske bevegelser, autofokus samt utsetter objektivet for vibrasjons-, støt- og/eller falltester.

Masseproduksjonen starter når alle tester og justeringer er foretatt. Det nye objektivet kan nå introduseres på markedet. Kontroller og tester fortsetter også under produksjonen for å se at de høye kvalitetskravene i ISO 9001 oppfylles. Alle Tamrons produksjonsprosesser blir undersøkt og kontrollert slik at de alltid er miljøvennlige og stadig forbedres. Tamron har vært meget nøye med sitt miljøengasjement gjennom flere år og innfører stadig strengere krav i bedriften for å beskytte miljøet etter de strenge kravene fra ISO 14001.