Canon unveils its widest RF lens with 14mm minimum focal length

Canon представляет свой самый широкоугольный объектив RF с минимальным фокусным расстоянием 14 мм

Canon Inc. announced that this year marks the 50th anniversary of the release in 1971 of the FD55mm F1.2AL, the company's first lens for interchangeable-lens SLR cameras that employs an aspherical lens element. Aspherical lens elements are not only used in the company's interchangeable-lens SLR cameras, but also broadcast lenses, semiconductor lithography systems, telescope mirrors and a wide variety of optical products.

Canon Inc. объявила, что в этом году исполняется 50 лет со дня выпуска в 1971 г. FD55mm F1.2AL, первого объектива компании для зеркальных фотоаппаратов со сменным объективом, в котором используется асферический элемент. Асферические линзы используются не только в зеркальных фотоаппаратах компании со сменными объективами, но также и в телеобъективах, системах полупроводниковой литографии, зеркалах телескопов и широком спектре оптических изделий.

Aspherical lenses possess a curvature that is ideal for gathering light at a single point. From the F2.8 L IS USM zoom lens series for professional and enthusiast users—the RF15-35mm F2.8 L IS USM (released in September 2019), RF24-70mm F2.8 L IS USM (released in September 2019) and RF70-200mm F2.8 L IS USM (released in November 2019)—to the RF28-70mm F2 L USM (released in December 2018) which realizes a fast f/2 aperture across the entire zoom range, Canon's aspherical lenses help reduce various types of aberration and achieve high image quality.

Асферические линзы обладают кривизной, которая идеально подходит для сбора света в одной точке. Из серии зум-объективов F2.8 L IS USM для профессиональных пользователей и энтузиастов - RF15-35mm F2.8 L IS USM (выпущен в сентябре 2019 г.), RF24-70mm F2.8 L IS USM (выпущен в сентябре 2019 г.) и RF70-200mm F2.8 L IS USM (выпущен в ноябре 2019 г.) - до RF28-70mm F2 L USM (выпущен в декабре 2018 г.), который обеспечивает быструю диафрагму f/2 во всем диапазоне зумирования, асферические линзы Canon помогают уменьшить различные типы аберраций и добиться высокого качества изображения.

The inherent characteristics of spherical lenses result in the lens being unable to focus parallel rays of light in their complete form at a single common point. Due to the lens' spherical-shaped surface, blurring of captured images—known as spherical aberration—and other optical aberrations tend to occur in the captured image. In order to correct spherical aberration, multiple spherical lenses must be used and placed in a specific configuration. However, thanks to their unique properties, the same results can be achieved using only a single aspherical lens. In 1963, Canon embarked upon a program of sophisticated lens research and development in order to develop this "dream lens" that could focus all incident light on a single point and create a faithful, clear image.

Собственные характеристики сферических линз приводят к тому, что линза не может фокусировать параллельные лучи света в их полной форме в одной общей точке. Из-за сферической поверхности линзы на снятом изображении, как правило, возникает размытие снятых изображений, известное как сферическая аберрация, и другие оптические аберрации. Чтобы исправить сферическую аберрацию, необходимо использовать несколько сферических линз и разместить их в определенной конфигурации. Однако, благодаря их уникальным свойствам, тех же результатов можно добиться, используя только одну асферическую линзу. В 1963 году Canon приступила к программе сложных исследований и разработок линз, чтобы разработать эту «линзу мечты», которая могла бы фокусировать весь падающий свет в одной точке и создавать достоверное и четкое изображение.

In order to mass-produce aspherical lenses, Canon needed processing technology that was precise to within less than 0.1 micrometers1, as well as high-precision measuring devices that could measure to within 0.01 micrometers. Through repeated cycles of design and processing methods, the company finally succeeded in creating the technology needed to mass-produce aspherical lenses. In March 1971, Canon's first interchangeable-lens SLR camera employing an aspherical lens was released—the FD55mm F1.2AL. Then, in 1973, Canon further enhanced the precision of its lens processing technology with the development of the ALG-Z nanometer2 level ultra-high-precision aspherical lens grinder. The next leap forward happened in 1985, when the company successfully implemented the large-diameter glass mold (GMo) aspherical lens element into the New FD35-105mm F3.5-4.5 (released in December 1985), the world's first interchangeable lens for SLR cameras to include a GMo aspherical lens. Ever since, the technologies used to form and measure aspherical lenses have played a vital part in Canon's efforts to realize high-performance lenses.

Для массового производства асферических линз Canon требовалась технология обработки с точностью менее 0,1 микрометра 1, а также высокоточные измерительные устройства с точностью до 0,01 микрометра. Благодаря повторяющимся циклам разработки и методов обработки компания наконец-то смогла создать технологию, необходимую для массового производства асферических линз. В марте 1971 года была выпущена первая зеркальная камера Canon со сменным объективом и асферическим объективом - FD55mm F1.2AL. Затем, в 1973 году, Canon еще больше повысила точность своей технологии обработки линз, разработав сверхточную шлифовальную машину для асферических линз ALG-Z нанометрового 2 уровня. Следующий скачок вперед произошел в 1985 году, когда компания успешно внедрила асферическую линзу из стекла большого диаметра (GMo) в новый FD35-105mm F3.5-4.5 (выпущенный в декабре 1985 года), первый в мире сменный объектив для SLR. камеры с асферической линзой GMo. С тех пор технологии, используемые для формирования и измерения асферических линз, играют жизненно важную роль в усилиях Canon по созданию объективов с высокими характеристиками.

Canon's technological portfolio includes four distinct aspherical lens processing technologies. Aspherical lens grinding and polishing, which employs diamond-tipped tools to grind and polish the lens glass; aspherical glass molding, in which the lens glass is pressed and formed using an aspherical mold; aspherical replica technology that uses an aspherical mold to forms aspherical resin on the surface of spherical glass; and aspherical plastic molding, which injects and shapes resin inside an aspherical mold. Based on the properties of the aspherical lens element and its position in the lens' optical configuration, Canon will utilize the appropriate technology in order to produce lenses that are able to serve the wide-ranging needs of our customers.

Технологический портфель Canon включает четыре различных технологии обработки асферических линз. Шлифовка и полировка асферических линз, при которой используются инструменты с алмазными наконечниками для шлифовки и полировки стекла линз; формование асферического стекла, при котором стекло линзы прессуется и формуется с помощью асферической формы; технология асферической реплики, в которой используется асферическая форма для формования асферической смолы на поверхности сферического стекла; и асферическое пластиковое формование, которое впрыскивает и формирует смолу внутри асферической формы. Исходя из свойств асферической линзы и ее положения в оптической конфигурации объектива, Canon будет использовать соответствующую технологию для производства линз, способных удовлетворить самые разнообразные потребности наших клиентов.

Canon develops its lens processing machinery independently in order to realize the manufacture of aspherical lenses with a high degree of precision. To illustrate just how accurate Canon's technology is, only 0.1 micrometers' discrepancy is allowed between the dimensions of a lens' design schematic and the finished product. For a lens expanded to the size of the roof of the Tokyo Dome (diameter: approx. 244 m), this would mean a margin of error smaller than 0.5 mm, or the thickness of conventional mechanical pencil lead. What's more, aspherical lens grinding and polishing technology—the most precise of the four technologies—is used not only in the production of SLR camera lenses, but also in the sciences. For example, the main camera optical correction system of the National Astronomical Observatory of Japan's Subaru Telescope features aspherical lenses made by Canon, using the company's high-precision measurement and processing technologies.

Canon самостоятельно разрабатывает оборудование для обработки линз, чтобы обеспечить производство асферических линз с высокой степенью точности. Чтобы проиллюстрировать, насколько точна технология Canon, допускается расхождение всего в 0,1 микрометра между размерами проектной схемы объектива и готовым продуктом. Для объектива, увеличенного до размеров крыши Tokyo Dome (диаметр: примерно 244 м), это будет означать погрешность менее 0,5 мм или толщину обычного грифеля механического карандаша. Более того, технология шлифовки и полировки асферических линз - самая точная из четырех технологий - используется не только в производстве объективов для зеркальных фотоаппаратов, но и в науке. Например, в системе оптической коррекции основной камеры телескопа Subaru Национальной астрономической обсерватории Японии используются асферические линзы производства Canon с использованием высокоточных технологий измерения и обработки.

Supposing an interchangeable lens comprising only spherical lens elements, such as large-diameter or wide-angle lenses, the presence of spherical aberrations and distortions greatly increases. Spherical aberration occurs when incident light parallel to the lens' optical axis, the position of the formed image when light rays are nearer to the lens' optical axis and images formed when light rays are further from the lens' optical axis are misaligned, resulting in a blurred image. In addition, distortions occur when the subject and the image formed by the lens fail to form identical images, causing straight lines to become distorted in the resulting image.

Предположим, что сменный объектив, содержащий только сферические элементы объектива, такой как линзы большого диаметра или широкоугольные линзы, сильно увеличивает присутствие сферических аберраций и искажений. Сферическая аберрация возникает, когда свет падает параллельно оптической оси линзы, положение сформированного изображения, когда световые лучи приближаются к оптической оси линзы, и изображения, сформированные, когда световые лучи находятся дальше от оптической оси линзы, смещены, что приводит к размытое изображение. Кроме того, искажения возникают, когда объект и изображение, сформированное линзой, не могут сформировать идентичные изображения, в результате чего прямые линии искажаются в результирующем изображении.

Thanks to their curved surfaces, shaped differently than those of spherical lenses, aspherical lenses are the solution to such problems caused by spherical lenses and therefore help produce ideally formed images.

Благодаря изогнутым поверхностям, имеющим другую форму, чем у сферических линз, асферические линзы являются решением проблем, вызванных сферическими линзами, и, следовательно, помогают создавать идеально сформированные изображения.