Wir basteln uns ein Objektiv. Nur wie?

[Graumagier]

Kein Markt.

Eben, darauf wollte ich ja hinaus.

 

[nilpferd]

Komisch nur das so gut wie keine neuen Festbrennweiten kommen von Canon, Nikon, Pentax, Sony, wenn die so "einfach" zu konstruieren sind, und Zooms so "komplex".

Naja, was soll an Festbrennweiten auch groß Neues kommen. Da gibt es von UWW bis x-hundert in fast jeder Preisklasse von fast jedem Hersteller kaum noch Optimierbares.

Wenn ich mein 50/1,4 gegen ein mehr als doppelt so teures 50/1,2 eintauschen will, muss ich mich halt fragen, ob ich das a) brauch und b) auch handlen kann. Bin da beim 1,4 schon an den Grenzen meiner fotografischen Fähigkeiten.

Festbrennweiten an DX und FX scheinen ziemlich ausentwickelt zu sein. Analog ist mein Lieblingsobjektiv immer noch das Summilux-R 80/1,4 an der R6.
Wenn man damit umgehen kann, kommt da kein 50er an DX mit.
Das Ding ist 20 Jahre alt und wird auch nach weiteren 20 Jahren immer noch technisches Highlight sein.

Vielleicht sollte ich mir mal wieder ein Yps-Heft kaufen. Die hatten damals ein nettes um-die-Ecke-Blasrohr.

lg,
nilpferd

 

[Tonsillus]

Wieso sollte das Eine was mit dem Anderen zu tun haben? Gerade besagte "mittellichtstarke" Festbrennweiten (50mm f/2,8) sind sicherlich nicht aufwendig zu konstruieren, warum werden sie wohl trotzdem nicht produziert?

Weil sie keiner kaufen würde?

Das klassische 2,8/50 ist vom Tessartyp. Aufbau 4 Linsen in drei Gruppen. Schon um 1980 gab es von einem Zeissvertreter die Aussage: Das Design des Tessar ist so ausgeknautscht, daß es sich auch mit modernen Rechenmethoden nicht mehr verbessern läßt.

Nächstbessere Stufe ist der Gaußtyp. Den gibt es aber bereits lange als Allerweltsnormalobjektiv 1,8/50 bzw 1,4/50 zu durchaus erschwinglichen Preisen. Wer würde da ein 2,8/50 kaufen, nur weil es 5 Euro billiger wäre als ein 1,8/50?

Übrigens, in meiner Webcam ist ein Zeiss Tessar 2.0/3,7 drin.

 

[Graumagier]

Weil sie keiner kaufen würde?

Nochmal: Genau darauf wollte ich hinaus.

 

[MrToddsFriends]

Festbrennweiten an DX und FX scheinen ziemlich ausentwickelt zu sein.

Zwei Gegenbeispiele: Sowohl das Sigma 50mm F1,4 EX DG HSM als auch das AF-S NIKKOR 50 mm 1:1,4G (bei 2008 erschienen) sind 8-Linser, was unter den 50mm Festbrennweiten mit 1:1.4 als Novum gelten kann.

Sicher, weitere Festbrennweiten fallen in bestimmte Marktnischen (wie z.B. auch das AF-S DX NIKKOR 35 mm 1:1,8G). Potential zur Weiterentwicklung ist aber bestimmt vorhanden, nicht zuletzt durch die Rechenleistung, die heute (und morgen) verfuegbar ist.

Die Hersteller muessen ihre jeweiligen Strategien finden, ob ein Zoom wie 2.8/24-70 fuer KB oder eine Festbrennweite wie ein smc DA 15 mm / 4,0 ED AL Limited fuer Crop 1.5 (Pentax) entwickelt wird ...


MrToddsFriends

 

[el.nino]

Zwei Gegenbeispiele: Sowohl das Sigma 50mm F1,4 EX DG HSM als auch das AF-S NIKKOR 50 mm 1:1,4G (bei 2008 erschienen) sind 8-Linser, was unter den 50mm Festbrennweiten mit 1:1.4 als Novum gelten kann.

nicht ganz ein novum.
das mit abstand beste 50mm kleinbildobjektiv hat auch 8 linsen (in fünf gruppen) und kam ca. 2003 auf den markt.

aber nichtsdestotrotz ist der festbrennweiten-markt leider in der nachfrage sehr begrenzt und die hohen neu-entwicklungskosten lassen sich oftmals nicht rechtfertigen.

 

[TomTom79]

Sorry für slightly OT:

Ich glaube der Begrenzende Faktor ist momentan die produzierbare Größe der asphärischen Linsen. Für kleinere Linsen hat mans einigermaßen im Griff, für große Frontelemente eben noch nicht. Wenn man sich die Programme der Hersteller anschaut wird man eben sehen, dass die Kunst der Fertigung von Asphären noch nicht da angelangt ist wo sie der Hersteller haben will.

Eines Tages werden sie es schaffen und dann werden auch solche Sachen wie 70-200 nochmal renoviert werden, dann wohl mit asphärischem Frontelement und scharf ohne Ende von Mitte bis Ecke. Die Rechnungen dürften schon in der Schublade liegen, nur solange die Produktion "Geht nicht" sagt bringt das nichts..

Dank der Digitaltechnik verdient man auf einmal richtig Geld und es kommen die guten Leute aus dem Bereich der Stepper-Entwicklung und (r)evolutionieren die Photographie

Weniger OT:
In der Astronomie gibt es ja so ein paar Verrückte, die als Hobby mal eben 10" Spiegel selbst schleifen, vielleicht schaffen wir das ja auch mal für ein Objektiv, die Gläser sind ja nicht so groß und man kann erstmal mit sphärischen Elementen anfangen..

 

[RSM]

Wobei die Frage ist, wo man die entsprechenden Gläser herbekommt. Beim Spiegel muss "nur" die Form stimmen, bei Linsen auch noch Brechungsindex/Dispersion.

 

[Frank Klemm]

In der Astronomie gibt es ja so ein paar Verrückte, die als Hobby mal eben 10" Spiegel selbst schleifen, vielleicht schaffen wir das ja auch mal für ein Objektiv, die Gläser sind ja nicht so groß und man kann erstmal mit sphärischen Elementen anfangen..

Astro haben ganz andere Parameter.

1. Spiegel: Damit ist man chromatische Aberrationen mit einem Schlag los.
2. Spiegel: Damit ist man parasitäre Reflektionen an Glasoberflächen los.
3. Geringe Öffnungsverhältnisse von 1:15 an aufwärts: Damit reduziert man fast alle Fehler um Größenordnungen. HST hat 1:24
4. Geringe Bildwinkel (Sensor 200 mm x 200 mm bei 60 m Brennweite): Weitere Reduktion der Fehler.
5. Den größten Teil der Abbildung machen zwei Fläche (Hauptspiegel, Fangspiegel): Justage wesentlich einfacher
6. Der Hauptspiegel kann von hinten gestützt werden.
7. Derzeitig viel im Einsatz: Adaptive Spiegel, die erst bei Betrieb genau justiert werden.

Die höchstwertigsten Optiken sind alles Spiegeloptiken. Mit Linsen bekommt man diese optischen Eigenschaften gar nicht hin.

Bei Limitationen von Optiken sollte man zwischen

• Herstellungstoleranzen (Optik könnte besser sein, wenn man genauer arbeitet) und
• Restfehlern des Designs (Fehler einer perfekt geschliffenen Optik)

unterscheiden. Astro wie Mikro ist bei beiden sehr pingelig. Fotografie ist da weitaus weniger kritisch. Insbesondere Kleinbildoptiken sind zum Teil ziemlich auf Lichtstärke getrimmt. Bei MF und GF ist man da eher konservativer ...

 

[Tonsillus]

Weniger OT:
In der Astronomie gibt es ja so ein paar Verrückte, die als Hobby mal eben 10" Spiegel selbst schleifen, vielleicht schaffen wir das ja auch mal für ein Objektiv, die Gläser sind ja nicht so groß und man kann erstmal mit sphärischen Elementen anfangen..

Hast Du schon mal einen Astrospiegel gebaut? Wohl eher nicht. Mit "mal eben" ist es da nicht getan. Ich weiß das, denn ich habe es gemacht. Es ist eine langwierige und anstrengende Arbeit. Tatsächlich schafft man es, einen beugungsbegrenzten, parabolischen Hohlspiegel von Hand zu schleifen, dessen Oberfläche weniger als einen zehntausendstel Millimeter von der Idealform abweicht. Das liegt an der genialen Prüfmethode (Foucault-Test)

Den Bau von zweilinsigen Teleskop-Objektiven haben nur wenige versucht und noch viel weniger zu Ende gebracht. Schon die Beschaffung der Sondergläser mit genau definierten Eigenschaften ist schwierig. Die Messung der Krümmungsradien ist alles andere als einfach, von der präzisen Zentrierung, Fassung und Justierung mal ganz abgesehen. Die fertigen Objektive sollen übrigens in der Qualität noch hinter chinesischen Billig-Fertig-Optiken gelegen haben.

Ich halte daher die Selbstherstellung brauchbarer Foto-Objektive, die heutigen Ansprüchen genügen, für ausgeschlossen.

PS: Ich habe eben noch mal nachgesehen. Für den 150mm Spiegel F: 1:8 habe ich für das Scheifen und Auspolieren von Hand 4 Wochen gebraucht, bei täglich einigen Stunden Arbeit. Das abschließende Parabolisieren (Umwandlung der Kugelfläche in ein Paraboloid) dauerte noch mal 3 Wochen, wobei die meiste Zeit nur gewartet wurde, bis der Spiegel wieder auf Normaltemperatur war. Das war nur EINE optische Fläche! Das einfachste, mögliche Foto-Objektiv, ein Triplet, hat schon 6 Flächen.

 

[Gast_4334]

Naja, was soll an Festbrennweiten auch groß Neues kommen. Da gibt es von UWW bis x-hundert in fast jeder Preisklasse von fast jedem Hersteller kaum noch Optimierbares.

Wo is zB ein 2,0 oder 2,8/10, 11, 12, 13, 14 für Crop ? Wo is ein 1,4/15 oder 1,4/23 für Crop ? Nikon und Sigma sind die einzigen die ein Crop Normalobjektiv gebaut haben, das hat sonst keiner im Programm. Zu KB Zeiten hatte jeder Hersteller mindestens 2 50mm FBs. Wo is ein 17mm TS für Crop ? Wer hat noch 4/400, 5,6/500 oder 5,6/600 im Programm ? Oder auch 3,5/300, 4,5/400 ? 4,5/500 ? Da kenne ich nur das Sigma 4,5/500. Grade diese Teleobjektive wären deutlich günstiger als die kompromisslosen, auf Höchstleistung getrimmten und auch superteuren Monster 2,8/400, 4/500, 4/600.

 

[TomTom79]

Hast Du schon mal einen Astrospiegel gebaut? Wohl eher nicht. Mit "mal eben" ist es da nicht getan.

Nein, habe keinen gebaut und werde es wohl auch nicht tun! Ich bin mir des Aufwandes durchaus bewusst und habe den größten Respekt vor euch "Verrückten". Ich hätte die Geduld und Ausdauer nicht.

Was ich zum Ausdruck bringen wollte: Im Astro Bereich ist es offenbar möglich mit einfachen Mitteln eine höchstwertige Optik selbst umzusetzen, angefangen von einem großen Glasrohling und sonst nichts. Es wäre natürlich Traumhaft wenn es im Photobereich auch "so einfach" wäre, also "nur" ein paarhundert Stunden Arbeit. Aber wie die Beiträge hier nahelegen ist es wohl etwas schwieriger, auch wenn die Gläser viel kleiner sind als die nach Photo-Massstäben riesigen Spiegel im Astrobereich.

 

[ZoneV]

Ich empfehle den folgenden Link für ein kostenloses einfaches Optikdesign-Programm:
http://www.winlens.de/
Mit dem Predesigner kann man sich einfach mal eine Abbildung überlegen, und dazu die Objektivtypen die empfehlenswert dafür sind anschauen.
Mit Winlens kann man aus der Datenbank dann so einen Grundtyp aufrufen, und daran herummodelieren.

Auch von Zemax oder Oslo gibts wohl Testversionen, aber die Programme von Linos sind einfacher zu erhalten und gut zu nutzen.

Die Arbeit die erst mal in dem Grunddesign steckt, die man so mit den Programmen machen kann, ist ja nur ein Teil eines verkaufbaren Objektives. Das Toleranzmanagment gibt massiv Arbeit, also welche Toleranzen habe ich aufgrund der Werkstoffe und Fertigungstoleranzen, und wie muß ich die im Optikdesign berücksichtigen, damit es zu keiner wesentlichen Verschlechterung des Grunddesigns kommt. Wieviel Justageaufwand ist beim Zusammenbau des Objektives notwendig, und wie kann das wirtschaftlich gestaltet werden?
Die eigentliche Mechnaik ist auch nicht zu vernachlässigen - insbesondere bei Zooms oder Optiken mit Floating Elements.

Zu dem Aufwand für die Konstruktion, kommen dann die Kosten für den Prototypen. Denn da muß für Einzellinsen die ganze Schleif, Polier und Prüfgeschichte betrieben werden - was soweit ich weiß wesentlich aufwendiger ist als bei einer Metall-Prototypen-Fertigung.

Wesentlich einfacher wirds, wenn man sich auf erhältliche Standard-Linsen beschränken kann. Mit dennen kann nur eingeschränkt designt werden, dafür ist der Bau einer solchen Optik bezahlbar.

 

[Gast_123629]

Wo is zB ein ...

Ich glaube nicht, daß der Markt für den ganzen genannten Kram sonderlich groß ist. Das meiste genannte ist doch wirklich eher exotisch. Die Damen und Herren bei den meisten Herstellern können rechnen.


Viel Vergnügen!
Jens

 

[Thomas Kreil]

Genau so ist es. Im Laufe der Optikentwicklung hat es sich herausgestellt, daß nur ganz wenige Grundkonstruktionen für fotografische Optik geeignet sind. So sind z.B. alle lichtstarken Normalobjektive (50/1,8, 50/1,4) vom Gaußtyp. Dieses Objektiv wurde bereits 1896 von Dr. Paul Rudolf (Zeiss) als Gaußsches Doppelobjektiv (Planar) vorgestellt. Egal ob also Nikon oder Canon, Minolta oder Pentax draufsteht, es ist das gleiche Grundmodell. Seine Weiterentwicklung hängt entscheidend von den verfügbaren Gläsern ab. Immer, wenn die Glasindustrie Fortschritte bei den optischen Sondergläsern macht, profitieren auch diese Optiken davon.

Zum Rechenaufwand, ich habe mal ein Foto gesehen, auf dem die Berechnungsunterlagen (Reinschrift) für das 1936 zur Olympiade in Berlin hergestellte Olympia-Sonnar 2,8/180 gezeigt wurden. Das war ein über anderthalb Meter hoher Papierstapel.

Foto-Objektive hoher Güte gibt es nicht erst seit heute. Das kurz nach 1900 hergestellte Goerz Dagor 6,8 hat eine extreme Schärfe über das ganze Bildfeld. Es war ein symmetrischer Sechslinser in zwei Gruppen, selbstverständlich unvergütet.

Auch extreme Weitwinkel gab es schon um 1900, z. B. das Hypergon mit 135°(!) Bildwinkel.

Die Reihenfolge, erst Rechnen dann Bauen, ist schon seit etwa 1850 Standard in der optischen Fertigung. (Durch Joseph Fraunhofer eingeführt)

Die heutige Spitze im Objektivbau stellen wohl die Objektive zur Maskenbelichtung in der Halbleiterindustrie dar. Es sind zentnerschwere Konstruktionen, die Fassungspräzision liegt weit unter einem Mikrometer, sie sind nur für eine Lichtfarbe und einen Abbildungsmaßstab konstruiert, liefern dann aber streng beugungsbegrenzte Bilder, völlig verzeichnungfreie Bilder.

Ohne großen Aufwand selber bauen lassen sich sogn. Landschaftslinsen (einfaches Brillenglas) oder Periskope (zwei Brillengläser, die hohlen Seiten gegeneinander, Mittelblende) Letzteres ist sogar verzeichnungsfrei!

Hallo, das war nicht Frauenhofer, sondern bereits einige Jahre vorher Josef Maria Petzval in Wien.
Zu den Computer-Berechnungen: Die wurden bei Zeiss in Jena bereits in den letzten Kriegsjahren ausgibig genutzt (und auch bei Voigtländer in Braunschweig, wohin unter der Leitung von Prof. Harry Zöllner die Konstruktion und Fertigung von Luftbildobjektiven ausgelagert war). Übrigens nutzte man schon damals ausgibig die Datenübertragung per Fax mit Aufzeichnung auf ein Trennbildmaterial von Agfa, mit welchem uns dann nach dem Ausräumen der Wolfener Fabrik durch die Amerikaner ein Herr Land aus Amerika dieses wieder mit dem neuen Namen Polaroid beglückte...

 

[Tonsillus]

Hallo, das war nicht Frauenhofer, sondern bereits einige Jahre vorher Josef Maria Petzval in Wien.

Schön, das sich noch Jemand mit der Geschichte der fotografischen Optik befasst. Freut mich wirklich.

Petzval habe ich bewußt da rausgelassen, Außer der Konstruktion des nach ihm benannten Objektivs, hat er nichts hinterlassen was erkennen läßt, wie er zu diesen Ergebnissen gekommen ist. Die Unterlagen dazu sollen durch Brand oder Einbruch verloren gegangen sein.

Erst Fraunhofer hat der ganzen Optikrechnung und Ausführung den Anfang einer wissenschaftlichen Basis gegeben. Übrigens einer der Wenigen, die nicht nur Wissenschaftler sondern auch exellente Praktiker waren.

 

[MasterFX]

Den Bau von zweilinsigen Teleskop-Objektiven haben nur wenige versucht und noch viel weniger zu Ende gebracht.

Dennoch scheint es nicht allzu schwer oder teuer zu sein. Walimex hat ein 440mm f/5.6 das auch ein Zweilinser ist und eine erstaunlich gute Qualität liefert, insbesondere bei der Astrofotografie (Bilder und Links sind hier im entsprechenden Beispielbilderthread), und das für nur 88€.
Ich will damit nicht sagen dass es einfach ist ein Linsenobjektiv zu bauen, ein Spiegeltele zu bauen ist einfacher, da nur eine "Rundung" geschliffen werden muss, der Glasrohling leicht zu beschaffen ist, da keine optischen Ansprüche an das Glas gestellt werden sondern nur mechanische (Temperatur, Härte usw), da es nach dem schleifen mit Alu oder Silber bedampft wird. Für ein Linsenobjektiv braucht man eben mindestens zwei Linsen, es sind also vier Flächen sehr exakt zu schleifen, dann noch die Vergütung die je nach Linse anders ausfallen muss. Maschinell ist das wohl kein Problem, aber manuell....

 

[Ronnie.Frown]

Ich glaube eher, der Chef kommt mit einer Marktanalyse zu Dir, die Dir sagt, für welches Marktsegment das Objektiv ausgelegt sein soll und dass es daher maximal x Euro in der Produktion kosten darf. Und dann schaust Du, was machbar ist.

Wie war das? Die Ingenieure sind die Sklaven der Verkaufsabteilung

 

[Graumagier]

Dennoch scheint es nicht allzu schwer oder teuer zu sein.

Ich glaube allerdings nicht dass Wallimex oder ein anderer vergleichbarer Hersteller die Linsen selber schleift…

 

[Char]

Wer hat noch 4/400, 5,6/500 oder 5,6/600 im Programm ? Oder auch 3,5/300, 4,5/400 ? 4,5/500 ? Da kenne ich nur das Sigma 4,5/500. Grade diese Teleobjektive wären deutlich günstiger als die kompromisslosen, auf Höchstleistung getrimmten und auch superteuren Monster 2,8/400, 4/500, 4/600.

Nimm ein 300/2.8 oder 300/4 + TKs, damit kommst Du schon recht nah dran. Der Sinn eines 300/3.5 bei einem vorhandenen 300/4 erschliesst sich mir nicht.