Canons första objektiv med linselement av syntetisk fluorit fyller 50 år

Canon Inc. och Canon Optron, Inc. meddelar att världens första utbytbara objektiv med en fluoritlins, FL F300mm f/5.6 är nu 50 år gammal – den lanserades första gången i maj 1969. Syntetisk fluorit används inte bara i Canons kameralinser utan även i andra Canon-produkter, bland annat i kameralinser och teleskoplinser.

FL F300mm f/5.6 maj 1969 , Canons första utbytbara objektiv med optiska element av syntetisk fluorit

En fluoritlins – en kristall av kalciumfluorid CaF2 – i kombination med en optisk glaslins hjälper till att praktiskt taget eliminera kromatisk aberration. Naturligt bildade fluoritkristaller är dock för små för att användas i fotografiska linser. Canon var det första företaget som utnyttjade fluoritens speciella egenskaper för att skapa ett objektiv som kunde ge ljusa bilder med en trogen färgåtergivning som är omöjlig med ett objektiv av vanligt optiskt glas. I augusti 1966 inleddes programmet Canon F Plan med målet att utveckla ett högpresterande objektiv med optiska element av fluorit. Det var då som företaget började utveckla högpresterande linser.

Sedan 1950 har man utvecklat en metod för att syntetisera fluoritkristaller, vilket gör det möjligt att använda dem för att utveckla optiska apparater. Tillväxten av fluoridkristaller kräver dock speciella förhållanden: vakuum och temperaturer på över 1000 grader Celsius. Att inleda massproduktion av stora, oförfalskade kristaller var därför problematiskt både när det gällde installation av utrustning och själva tillverkningsprocessen.

Syntetisk fluoritkristall

Trots detta lyckades Canon, i ett försök att utveckla en högkvalitativ lins, syntetisera de första fluoritkristallerna i en elektrisk ugn i mars 1967 och i februari 1968 introducerade man en teknik för massproduktion av syntetiska fluoritkristaller. På den tiden kunde fluorit inte poleras som vanligt optiskt glas. Canon utvecklade därför en alternativ verktygsmaskinteknik för att polera sköra material, även om det tog fyra gånger längre tid än konventionell polering. I maj 1969 introducerades Canons första utbytbara objektiv med en syntetisk fluoritlins, FL F300mm f/5.6. Detta material har sedan dess blivit en viktig del av Canons högpresterande objektiv.

I december 1974 grundades Optron Inc. numera Canon Optron , som har börjat massproducera fluoritkristaller kommersiellt. I samband med att Canon Optron har förfinat tekniker för vakuum och temperaturkontroll vid hög temperatur för fluoritsyntes i stor skala, har företaget utvecklat en rad kristallina material med optiska egenskaper. I juli 2007 donerade Canon Optron 12 linser till Smithsonian Astrophysical Observatory, inklusive en syntetisk fluoritlins med en diameter på 40 cm. Ett teleskop med en sådan lins kan registrera signaler från objekt som befinner sig 10 miljarder ljusår bort.

Canon utvecklar kontinuerligt bildteknik med tonvikt på optiska element för att uppfylla användarnas höga förväntningar. Canon kommer att fortsätta att förädla utvecklingen och tillverkningen av de mycket tillförlitliga optiska enheter som krävs i den moderna världen.

Egenskaper hos fluorit

När ljuset passerar genom vatten eller andra genomskinliga medier bryts det. Detta fenomen förklarar linsens förmåga att fokusera ljus som passerar genom den. Graden av brytning beror dock på färgen på det överförda ljuset: blått ljus, till exempel, som består av kortare våglängder, bryts mer än rött ljus, som består av längre våglängder. Resultatet är att ljuset från en enda källa i linsen delas upp i flera strålar med olika färger som har olika brännpunkter. Detta orsakar en färgad rand på bilden, som kallas kromatisk aberration.

Kromatisk aberration uppstår när en ljusstråle passerar genom linsystemet. En kombination av en konvex lins med låg dispersion och en hyperdispersiv lins med hög dispersion används för att korrigera färgåtergivningen¬sion konkav lins. Detta gör det möjligt att minska aberrationen genom att förflytta ljusstrålarna längs samma väg och anpassa de olika färgernas brännpunkter till varandra. Men inte ens kromatisk aberrationskorrigering med linser kan helt eliminera förskjutningen av fokuspunkten för grönt ljus som ligger mellan blått och rött ljus i spektrumet från den totala fokuspunkten. Denna svaga kvarvarande aberration kallas sekundär kromatisk aberration eller sekundärt spektrum. Fluorit eliminerar den praktiskt taget helt och hållet.

Jämfört med optiskt glas har fluorit ett mycket lågt brytningsindex, ovanligt låga privata spridningsindex, utmärkt genomtränglighet för infrarött och ultraviolett ljus och andra enastående egenskaper. Den konvexa linsen av fluorit har egenskaper som inte finns i konventionellt optiskt glas, så den eliminerar praktiskt taget det sekundära spektrumet och kombinerar nästan alla röda, gröna och blå fokuspunkter. kromatisk aberration är praktiskt taget eliminerad.

Optiska element av fluorit förbättrar avsevärt prestandan hos superteleobjektiv, som är mycket känsliga för effekterna av det sekundära spektrumet på grund av sina långa brännvidder. Canon har använt fluoritlinser i avancerade objektiv som EF400mm f/2.8 L IS III USM och EF600 mm f/4L IS III USM båda tillgängliga i december 2023 . Fotografer världen över uppskattar våra superteleobjektiv med fluoritelement för deras höga kontrast och exakta färgåtergivning.