50 let od prvega Canonovega objektiva iz sintetičnega fluorita

Canon Inc. in Canon Optron, Inc. z veseljem predstavljata prvi izmenljivi objektiv na svetu s fluoritno lečo, FL F300mm f/5.Danes je šestica stara 50 let – prvič je bila izdana maja 1969. Sintetični fluorit se ne uporablja le v Canonovih objektivih za fotoaparate, temveč tudi v drugih izdelkih podjetja, vključno z radiodifuznimi kamerami in teleskopskimi objektivi.

FL F300mm f/5.6 maj 1969 , Canonov prvi izmenljivi objektiv z optičnimi elementi iz sintetičnega fluorita

Fluoritna leča – kristalni material iz kalcijevega fluorida CaF2 – v kombinaciji z optično stekleno lečo pomaga praktično odpraviti kromatsko aberacijo. Vendar so kristali fluorita, ki se pojavljajo v naravi, premajhni za uporabo v fotografskih objektivih. Canon je prvi uporabil fluorit za izdelavo objektiva, ki zagotavlja svetle slike z zelo ostro reprodukcijo barv, kakršne s standardnimi objektivi iz optičnega stekla nikoli ne bi dosegli. Avgusta 1966 se je začel Canonov program F Plan za razvoj visoko zmogljivega objektiva s fluoritnimi optičnimi elementi. Takrat se je podjetje posvetilo ustvarjanju visokozmogljivih objektivov.

Leta 1950 so odkrili metodo sinteze kristalov fluorita, kar je omogočilo njihovo uporabo pri razvoju optičnih naprav. Vendar so za rast fluoridnih kristalov potrebni posebni pogoji: vakuum in temperatura nad 1000 stopinj Celzija. Zato je bil začetek množične proizvodnje velikih, nepopačenih velikih kristalov izziv tako z vidika konfiguracije opreme kot samega proizvodnega procesa.

Sintetični kristal fluorita

Kljub temu je Canon marca 1967 v prizadevanjih za razvoj visokokakovostnega objektiva uspešno sintetiziral prve kristale fluorita v električni peči in februarja 1968 predstavil tehnologijo za množično proizvodnjo kristalov sintetičnega fluorita. Takrat fluorita ni bilo mogoče polirati kot običajno optično steklo. Zato je Canon razvil alternativni strojni postopek za poliranje drobljivega materiala, ki pa traja štirikrat dlje od običajnega poliranja. Canonov prvi izmenljivi objektiv z lečo iz sintetičnega fluorita, FL F300mm f/5, je bil predstavljen maja 1969.6. Od takrat so elementi iz tega materiala postali sestavni del Canonovih zmogljivih objektivov.

Decembra 1974 je bila ustanovljena družba Optron Inc. zdaj Canon Optron , ki je začela masovno komercialno proizvajati kristale fluorita. Med izpopolnjevanjem visokotemperaturnih vakuumskih in temperaturnih tehnik za masovno sintezo fluorita so inženirji družbe Canon Optron razvili vrsto kristaliničnih materialov z optičnimi lastnostmi. Julija 2007 je Canon Optron Astrofizikalnemu observatoriju Smithsonian podaril 12 objektivov, med njimi objektiv iz sintetičnega fluorita s premerom 40 cm. Teleskop s to lečo lahko zajame signale predmetov, ki so oddaljeni 10 milijard svetlobnih let.

Canon nenehno razvija slikovne tehnologije s posebno pozornostjo do optičnih elementov, da bi izpolnil visoka pričakovanja uporabnikov. Canon se je zavezal, da bo še naprej razvijal in proizvajal robustne izdelke z visoko optično zmogljivostjo, ki jih danes zahteva svet.

Lastnosti fluorita

Pri prehodu skozi vodo ali drug prozoren medij se svetloba lomi. Ta pojav pojasnjuje sposobnost leče, da izostri svetlobo, ki gre skozi njo. Vendar se stopnja loma spreminja glede na barvo prenosa; na primer modra svetloba krajših valovnih dolžin se lomi bolj kot rdeča svetloba daljših valovnih dolžin. Zaradi tega se svetloba iz enega vira v leči razdeli na več žarkov različnih barv, ki imajo različna gorišča. To povzroči barvne lise na sliki, ki se imenujejo kromatska aberacija.

Kromatska aberacija nastane, ko svetlobni snop prehaja skozi sistem leč. Za barvno korekcijo se uporablja kombinacija konveksne leče z nizko razpršitvijo in superpozicijske leče z visoko razpršitvijo¬konkavna leča. To pomaga zmanjšati aberacijo, saj usmerja svetlobne žarke po isti poti in poravnava točke ostrenja različnih barv. Vendar tudi s popravljanjem kromatske aberacije z objektivom ni mogoče popolnoma odpraviti premika točke ostrenja za zeleno svetlobo ki je v spektru med modro in rdečo svetlobo od celotne točke ostrenja. Ta šibka preostala aberacija se imenuje sekundarna kromatična aberacija ali sekundarni spekter. Fluorit ga praktično popolnoma odpravi.

V primerjavi z optičnim steklom ima fluorit zelo nizek lomni količnik, nenavadno nizko zasebno disperzijo, odlično prepustnost infrardeče in ultravijolične svetlobe ter druge izjemne lastnosti. Izbočena leča iz fluorita ima lastnosti, ki jih pri običajnem optičnem steklu ni, zato praktično odpravlja sekundarni spekter in združuje skoraj vse rdeče, zelene in modre točke ostrenja. To praktično odpravlja kromatsko aberacijo.

Fluoritni optični elementi močno izboljšajo zmogljivost superteleobjektivov, ki so zaradi dolgih goriščnih razdalj zelo občutljivi na učinke sekundarnega spektra. Zato Canon uporablja fluoritne elemente v naprednih objektivih, kot je EF400mm f/2.8 L IS III USM in EF600 mm f/4L IS III USM oba na voljo decembra 2023 . Fotografi po vsem svetu cenijo naše superteleobjektive s fluoritnimi elementi zaradi visokega kontrasta in natančne reprodukcije barv.