1. Fabrieksfeiten van Canon Utsunomiya
De lensfabriek van Utsunomiya van Canon ligt ongeveer 100 kilometer ten noorden van Tokio, en ongeveer 50 minuten met de hogesnelheidstrein.
Perfect onderhouden van binnen en van buiten, dit is waar Canon zijn lenzen uit de L-serie maakt met een combinatie van handmatige en geautomatiseerde montage. Werknemers (en bezoekers) dragen beschermende kleding en moeten door een luchtdouche gaan voordat ze stofvrije omgevingen betreden.
De lensproductie is zo nauwkeurig dat de interne temperatuur van de plant moet worden geregeld tot op een halve graad Celsius.
2. Lenzen zijn ontworpen met CAD
Lenzen zijn ontworpen met behulp van computer-aided design (CAD) -software die rekening kan houden met de fysieke en optische eigenschappen van de gebruikte bril en die de prestaties van de uiteindelijke lens met een hoge mate van nauwkeurigheid kan voorspellen, en zelfs de variatie tussen de lenzen.
3. Waarom glas geweldig is voor lenzen
Glas is (letterlijk) moeilijk om mee te werken, maar het is nog steeds het beste materiaal om lenzen van te maken. Dit komt omdat het transparant is voor zichtbare lichtgolflengten en relatief gemakkelijk te vormen is, en het is thermisch en chemisch stabiel - maar dankzij de eigenschappen kun je het niet zomaar in de gewenste vorm gieten.
Elk glaselement in een lens moet worden geslepen, gladgemaakt en gepolijst tot het exacte profiel dat nodig is. Meestal is dit een proces in zes fasen, waaronder:
- De glasplaat slijpen om overtollige dikte te verwijderen
- Egaliseren, om scheuren te verminderen
- De lensranden centreren of slijpen om ervoor te zorgen dat deze optisch gecentreerd is
- Ruw polijsten, om kleine scheurtjes in het oppervlak nog verder te verminderen
- Fijn polijsten, voor de uiteindelijke vormgeving
- Eindpolijsten, voor het fijnafstemmen van het oppervlak
Pas op dit punt is de lens klaar voor inspectie.
4. Er is meer dan één type glas!
Glas is gemaakt van metaaloxiden en andere materialen die in een onregelmatig patroon zijn gerangschikt. Materiaal met een regelmatige deeltjesindeling wordt kristal genoemd. Materiaal dat ergens tussenin zit, wordt amorf genoemd.
De metaaloxiden in glas kunnen siliciumdioxide (silicium is een 'metalloïde'), calciumoxide (technisch gezien is calcium inderdaad een metaal), loodoxide en titaandioxide omvatten. Elk glas heeft verschillende eigenschappen en voordelen waar de lensontwerper rekening mee moet houden en waar hij gebruik van moet maken.
5. Verspreiding, en hoe ermee om te gaan
Alle glas produceert een prisma-effect wanneer er licht doorheen gaat, en optische ontwerpers noemen dit dispersie.
Verschillende glasmaterialen produceren verschillende niveaus van dispersie, en dit wordt gemeten met het zogenaamde Abbe-nummer. (Ernst Abbe (1840-1905) was een vooraanstaande Duitse natuurkundige en optische wetenschapper en eenmalig mede-eigenaar van ZEISS en wordt beschouwd als een pionier van de moderne optische wetenschap).
Dit dispersie-effect zorgt ervoor dat verschillende golflengten van licht (die overeenkomen met verschillende kleuren) op verschillende punten scherp worden gesteld, waardoor verzachting en kleurranden ontstaan, dus er wordt veel aandacht besteed aan het ontwerp van de lens om chromatische aberratie te corrigeren door één lenselement te gebruiken om de verspreiding van een ander. Daarom zijn dure 'low-dispersion' lenselementen een belangrijk verkoopargument voor premium lenzen.
6. Sferische versus asferische lenzen
De meeste lenselementen in een cameralens zijn bolvormig, wat betekent dat hun vorm de kromming van een bol volgt. Het kan een hele grote bol zijn voor een relatief plat lenselement, of een kleine bol voor een sterk gebogen lens, maar het is toch een bol.
Soms vereist het optische ontwerp echter een complexer niet-sferisch lenselement. Zogenaamde asferische lenzen zijn buitengewoon moeilijk en duur om te vervaardigen met traditionele slijp- en polijsttechnieken, maar Canon heeft zijn eigen glasvormmachines in de fabriek in Utsunomiya om ze te maken van gesmolten glasblokken.
De mal moet met een extreem hoge mate van precisie worden ontworpen en moet rekening houden met de exacte veranderingen in afmetingen die zullen plaatsvinden als het glas afkoelt.
7. Meneer Saito de Takumi, of 'ambachtsman'
Zoals je zou verwachten, wordt de meeste lensverwerking gedaan door geautomatiseerde machines, maar de kern van het proces is de Takumi, of deskundige vakman, die het lensontwerp van de tekentafel neemt en helpt bij het maken van het fysieke product.
Canons Takumi, de heer Saito, heeft ervaring, vaardigheden en zelfs het gevoel dat de geautomatiseerde machines nog niet kunnen evenaren. "Als de lens de traanplaat raakt, weet ik welk geluid het moet maken, dus als het een beetje afwijkt, kan ik het met mijn gehoor detecteren", legt hij uit.
De heer Saito maakt niet alleen lenzen met de hand, hij gebruikt zijn ervaring om de geautomatiseerde machines te trainen om de toleranties en nauwkeurigheid te reproduceren die de ontwerpers nodig hebben. Mr Saito is de enige Takumi in de fabriek in Utsunomiya en hij gaat over vier jaar met pensioen, maar hij helpt zijn vervanger (pfff) op te leiden.
