Canon firar 50-årsjubileum för objektiv som använder syntetisk fluorit

Canon Inc. och Canon Optron Inc. meddelar att de nu firar 50-årsdagen av lanseringen av FL-F300mm f/5.6 (maj 1969) – världens första utbytbara objektiv som använde fluoritelement. Förutom i Canons serie utbytbara objektiv används syntetisk fluorit också i många andra optiska produkter från Canon, till exempel i broadcastobjektiv och teleskopobjektiv för astrofotografering.

Fluorit är mineralformen av kalciumfluorid (CaF₂) som när den kombineras med optiskt glas korrigerar kromatisk aberration så att den nästan blir obefintlig. Men naturligt förekommande fluoritkristaller är för små för att vara praktiskt användbara i kameraobjektiv. För att skapa livfull, subtil återgivning, som inte kan ske med traditionellt optiskt glas, vände Canon tidigt uppmärksamheten mot att utnyttja fluorit på ett effektivt sätt. Canons F-Plan startade i augusti 1966 med syfte att utveckla ett högpresterande objektiv med fluoritelement.

1950 upptäcktes en teknik för att skapa konstgjord fluorit med naturligt förekommande fluoritkristaller och detta banade väg för dess användning som optiskt material. Men det krävdes en vakuummiljö med temperaturer över 1 000°C för att bearbeta fluoridkristaller, och inom många områden – till exempel installation och tillverkning – gav detta upphov till massproduktion av stora kristaller med hög renhetsgrad.

Canons strävan efter att utveckla högpresterande objektiv gav utdelning och Canon lyckades framställa de första fluoritkristallerna på konstgjord väg i en elektrisk ugn i mars 1967. Och i februari 1968 etablerades teknik för produktion av syntetiska fluoritkristaller. På den tiden kunde fluorit inte slipas som vanligt optiskt glas. Canon utvecklade därför en icke-konventionell bearbetningsteknik som kunde slipa det ömtåliga materialet som tog fyra gånger så lång tid. I maj 1969 presenterades Canons första utbytbara objektiv som använde syntetisk fluorit – FL-F300mm f/5.6. Ända sedan dess har användningen av syntetisk fluorit varit avgörande för Canons utveckling av högpresterande objektiv.

I december 1974 grundades Optron Inc. (numera Canon Optron) för att marknadsföra den massproduktionsteknik av fluoritkristall som Canon hade utvecklat. Canon Optron tog fram en mängd andra optiska kristallmaterial och förfinade sin vakuummiljö med höga temperaturer och sina temperaturkontrolltekniker för massproduktionen av syntetisk fluorit. I juli 2007 distribuerade Canon Optron 12 objektiv till Smithsonian Astrophysical Observatory, inklusive ett 40 cm brett objektiv med syntetisk fluorit, som kunde registrera signaler på ett avstånd av mer än 10 miljarder ljusår.

Canon arbetar ständigt med att förbättra sina bildbehandlingstekniker, och fokuserar på optisk prestanda, för att säkerställa att lösningarna uppfyller användarnas höga förväntningar. Canon kommer fortsatt att utveckla och tillverka pålitliga produkter – med förbättrad optisk prestanda – som har blivit en så integrerad del i vårt samhälle.

Referens: Om fluoritens egenskaper

När ljus träffar vatten eller något transparent, bryts det. Linsen använder ljusets egenskaper för att koncentrera spridningen. Men brytningsgraden beror på färgen. Blått ljus med en kortare våglängd bryts till exempel i en brantare vinkel än rött ljus med en längre våglängd. Som ett resultat av detta separeras ljus som avges från samma ljuskälla i olika färger i linsen, och färgernas fokuseringslägen är olika. Detta orsakar en färgblödning som kallas kromatisk aberration.

Eftersom kromatisk aberration sker i motsatt riktning mellan en konvex och konkav lins, sker korrigeringen genom att kombinera en konvex lins med liten spridning och en konkav lins med stor spridning, som justerar ljusstrålarnas färdriktning med den ena, upphäver aberrationen och matchar fokuspunkten. Men även med linser som kombinerats för korrekt kromatisk aberration så flyttar sig fortfarande den gröna fokuspunkten – som ligger halvvägs mellan de röda och blå våglängderna – nära fokuspunkten. Denna lilla resterande kromatiska aberration kallas för sekundär kromatisk aberration eller sekundärt spektrum. Fluorit är effektivt för att eliminera denna aberration helt och hållet.

Jämfört med optiskt glas kan fluoritobjektiv karaktäriseras så här: ”mycket lågt brytningsindex", "låg och oregelbunden partiell spridning", "överlägsen genomsläpplighet för infrarött och ultraviolett ljus" etc. Dessa särdrag, som inte finns i vanligt optiskt glas, används när en konvex fluoritlins tillverkas och det sekundära spektrat blir extremt litet genom akromatisering. Nästan alla de röda, gröna och blå fokuspunkterna sammanfaller och ljuset fokuseras på en enda punkt. Och åstadkommer alltså en nästan fullständig eliminering av den kromatiska aberrationen.

I superteleobjektiv, som påverkas starkt av det sekundära spektrat på grund av deras långa brännvidd, är fluorit mycket effektivt. Canon har därför använt fluorit i sina senaste objektiv, till exempel i EF400 mm f/2.8 L IS III USM och EF600 mm f/4L IS III USM (båda lanserades i december 2018.). Superteleobjektivens serie som använder fluorit är mycket populär bland fotografer över hela världen, just för dess känsliga skildring och höga kontrast.