レンズ設計に秘secretはありますか?


22

Canon EF 70-200mm f2.8L IS II USMレンズ構成図

レンズメーカーは通常、製品についてこのような図を共有しています。ただし、各要素のパワーやグループ間の正確な間隔など、光学システムを完全に分析できるようにする仕様は著しく省略されています。

しかし、おそらく光学技術者はレンズのサンプルを分解して、その情報を要素ごとに抽出することができます。

それでは、業界はレンズの光学設計において「秘密」の誇張や独自の優位性を維持していますか?もしそうなら、正確に何が敏感と考えられ、なぜですか?

以前は、レンズの競争は、ガラスの品質、要素の研磨/研磨の品質、アセンブリとパッケージ(ハウジングの品質、シーリング、公差)、およびフォーカスモーターやズームスローなどのメカニズムの品質のみで行われると考えていました。存在する場合、唯一の企業秘密は、特定の許容範囲まで既知のデザインを経済的に生産する生産技術にあると考えました。実際、レンズ業界に設計上の秘密はありますか?

回答:


29

一般に、レンズ設計には秘密はありません。重要なすべて、すべてのブレークスルーなどは、特許、会議、論文などによる修正と公的または半個人的に共有されます。公開されるまで何かが厳重に保護されている「一時的な秘密」があります。制限のない自由形式のデザインのパズルの最後のピースは、対称性の形で課されていますが、博士号の一部であり、IP保護は非常に重要であるため、まだ共有している情報ではありません。

公開する時が来ると、すべてが特許でレイアウトされます。たとえば、Nikon 24 mm f / 1.4G特許は、すべての人に見えるように光学処方箋全体をレイアウトします。少なくとも最前部の非球面の非球面係数がファッジングされていることを除いて、これは完全に正しいです。設計はその非球面に非常に敏感であるため、指定された係数から正しい係数を簡単に総当たりで最適化する方法はありません。2番目の非球面もファッジされる場合があります。1つ目は、レンズが非常に広い画角を持つことを可能にするもので、2つ目は性能を向上させることです。前者が正しくない場合、設計は完全に失敗しますが、後者は単に悪いパフォーマンスを引き起こします。

ツァイスはまた、1950年頃まで写真レンズのツァイスインデックスを発行していました。

製造業者が異なれば、設計の選択肢も異なりますが、その理由は確かではありません。Zeissは、より「基本的な」要素形状と設計フォームを備えた「エレガントな」設計ソリューションを好む傾向があります。ライカでは、一般的でないMerte表面を頻繁に使用します(40ページを参照)。一般に、ライカは、表面の曲率に関してかなり極端なデザインを使用して、できる限り少ない要素に物事を切り詰めます。

キヤノンとニコンは、24mm / 1.4G、24mm / 1.4Lなどの高速広角を設計するために、正面に広角アタッチメントを備えたダブルガウスマスターレンズに集約されたものを頻繁に使用します。

オートフォーカスを高速化する方法(フォーカシングのために移動できる最小の要素を取得する)なども広く知られています。おそらく最高の秘密は、設計を許容し、製造のために準備するための非常に優れたツールのために、Zemax(ユーザーあたり約35,000ドル)の代わりにコードV(ユーザーあたり数千米ドル)の価格を支払うことです。


ニコンの特許の例を明確にするために:彼らは意図的に特許の前部非球面の正確な仕様を難読化しましたか?それでも、量産サンプルのレンズをレンズメーターの前に置いてそれらの係数を取得するのは問題ではないでしょうか?または、非球面を測定するのはそれほど簡単ではありませんか?
足濡れ

2
@feetwetレンズメーターは必要な仕様を測定しません-それらは眼鏡レンズ用です。ニコンは確かに非球面係数を難読化して知的特許を保護しました。非球面係数を再生成するには、3D形状計が必要です。これにより、精度が制限されます。そのプロファイルにカーブフィッティングを行う段階に達すると、そのプロファイルに複数のソリューションが存在する場合もあります。干渉計を使用することもできますが、そのレンズの最初の非球面レンズは非常に大きく逸脱しています。干渉計では大きすぎます。
ブランドンデューブ

2
膨大な数の優れたリバースエンジニアリングツールがありません。メガネは特に難しいです-ある波長での屈折率とV数を知っていても、それがどのような材料であるかを確実に知りません。さらに、非球面は、元の方程式がなければ複製するのが非常に困難です。空域と曲率半径の測定も非常に困難です。
ブランドンデューブ

7
疑う余地はありませんが、その難読化は特許制度の精神に対する恐ろしい違反のようです。これは本質的に、商業的保護と引き換えに秘密を明らかにすることに同意するものです。明らかにされた秘密が実際に真実である場合、その保護は与えられるべきではありません—特許は無効にされるべきです。
mattdm

1
@mattdm:特許には、典型的な当業者が新規かつ有用であると感じる情報を含める必要があります。特許が発明者に知られているすべてのそのような情報を含む必要はありません。特許に、専有情報に依存しない他のどのデザインよりもうまく機能するデザインが含まれている場合、そのようなデザインは、発明者に知られている他の改良ほど大きくない場合でも、「新しい有用な情報」として認められます。
supercat

0

もちろん、常にレンズハウジングを完全にリバースエンジニアリングし、最初にさまざまな角度でX線装置に配置して、間隔、可能な動き、組み込みのメカニズムなどを決定します。次に、レンズを検査するために物理的に分解し、各レンズの形状とその特性。他のオブジェクトを検査することもできます。本当に極端にしたい場合は、元素分析を使用して各オブジェクトの構成を決定できます。


多くの部品なしでサンプルから光学材料を正確に決定することはほとんど不可能です。彼らは、彼らが何であるかを正確に確認するために壊れなければなりません。さらに、コーティングを正確に再処方することは不可能です。
ブランドンデュベ

1
この答えは、レンズ設計に秘密があるかどうかについての質問には実際には答えません。答えを詳しく説明していただけますか?
ヒューゴ
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.