¿Hay algún secreto en el diseño de lentes?

Los fabricantes de lentes generalmente comparten diagramas como este para sus productos. Sin embargo, omiten notoriamente las especificaciones que permitirían analizar completamente el sistema óptico, como la potencia de cada elemento y los espacios exactos entre los grupos.

Pero presumiblemente un ingeniero óptico podría desmontar cualquier muestra de lente para extraer esa información, elemento por elemento.

Entonces, ¿mantiene la industria alguna pretensión de "secretos" o ventajas patentadas en el diseño óptico de lentes, y si es así, ¿qué se considera exactamente sensible y por qué?

Anteriormente supuse que la competencia de lentes se hacía completamente en calidad de vidrio, calidad de pulido / pulido de elementos, ensamblaje y empaque (es decir, calidad de carcasa, sellado y tolerancias) y calidad de mecanismos como motores de enfoque y alcance de zoom. Pensé que los únicos secretos comerciales, si los hubiera, serían las técnicas de producción para producir económicamente un diseño conocido con una tolerancia particular. ¿Hay, de hecho, algún secreto de diseño en la industria de las lentes?

En general, no hay secretos para el diseño de lentes. Todo lo importante, todos los avances, etc., se comparten de forma pública o semiprivada con modificaciones a través de patentes, conferencias, documentos, etc. Existen "secretos temporales" en los que algo se guarda de cerca hasta que se publica: por ejemplo, hemos completado el La pieza final del rompecabezas en diseño de forma libre sin limitaciones impuso una forma de simetría, pero no es información que hayamos compartido aún, ya que es parte de un doctorado, y la protección de IP es muy importante.

Cuando llega el momento de publicar, todo está presentado en patentes, por ejemplo, la patente Nikon 24 mm f / 1.4G presenta la receta óptica completa para que todos la vean. Es completamente correcto, excepto por los coeficientes asféricos en al menos la primera esfera que se está falsificando. El diseño es extremadamente sensible a esa esfera, por lo que no hay forma de que la fuerza bruta optimice su camino a los coeficientes correctos fácilmente de los dados. La segunda asfera también puede ser falsificada. El primero es lo que permite que la lente tenga un ángulo de visión tan amplio, mientras que el segundo es para mejorar el rendimiento. Dado que el primero es incorrecto, el diseño falla por completo, mientras que el segundo simplemente causa un mal rendimiento.

Zeiss también solía publicar el Índice Zeiss de lentes fotográficas hasta aproximadamente 1950 que detallaba cada patente y lente en su producción.

Diferentes fabricantes prefieren diferentes opciones de diseño, aunque no puedo decir con certeza que sé por qué. Zeiss tiende a favorecer soluciones de diseño más "elegantes" con formas de elementos y formas de diseño más "fundamentales". Leica utiliza con frecuencia la superficie poco común de Merte (consulte la página 40). En general, Leica también combina las cosas a la menor cantidad de elementos posible con diseños bastante extremos en términos de curvaturas de la superficie.

Canon y Nikon usan con frecuencia lo que se reduce a una lente maestra de doble gauss con un accesorio de gran angular delante para diseñar ángulos amplios de alta velocidad como 24 mm / 1.4G, 24 mm / 1.4L.

Las cosas como cómo acelerar el enfoque automático (obtener los elementos más pequeños que pueda mover para enfocar) también son conocimientos muy difundidos. Quizás el secreto mejor guardado es pagar el precio del Código V (varios miles de dólares / mes / usuario) en lugar de Zemax (alrededor de $ 35,000 por usuario) por sus herramientas inmensamente superiores para tolerar un diseño y prepararlo para la fabricación.

Por supuesto, siempre puede realizar una ingeniería inversa de la carcasa de la lente por completo, primero colóquela en una máquina de rayos X en diferentes ángulos para determinar el espacio, los posibles movimientos, los mecanismos incorporados, etc. Luego, desmóntela físicamente para inspeccionar las lentes, luego puede determinar La forma de cada lente y sus propiedades. También puede inspeccionar otros objetos. Si realmente desea llevarlo al extremo, puede determinar la composición de cada objeto mediante el análisis elemental.