De evolutie van de G Master-lens van Sony

[_J.G.M_]

De verwisselbare G Master-lenzen van Sony staan bij fotografen overal ter wereld bekend om de fantastische beeldkwaliteit. De XA-lens speelt hierbij een cruciale rol: een extreem asferische lens die met precisie is vervaardigd. Sony verscheen relatief laat op het optische toneel. Hoe is het ons toch gelukt lenzen te maken die beter presteren dan die van de concurrenten?

Drie technici, Hitoshi Nakanishi, Daisuke Kuroda en Toshihiro Masuda, speelden stuk voor stuk een sleutelrol bij het onderzoek en de ontwikkeling van de gerenommeerde lenzen van Sony. Ze geven ons een kijkje in de bijna twintigjarige geschiedenis van de lenzen.

Hitoshi Nakanishi Toshihiro Masuda Daisuke Kuroda

Het begin

''Hoe groter de diameter van de asferische lens, hoe lastiger het verwerkingsproces'', legt Nakanishi uit. Daarom was het oorspronkelijke doel om kleine, high-precision asferische lenzen te ontwikkelen voor camcorders en digitale fotocamera's en stapsgewijs naar grotere lenzen toe te werken.

Camcorders waren nog niet beschikbaar in HD of 4K, waardoor de prestatievereisten van de eerste lenzen niet enorm hoog waren. De markt van digitale camera's groeide echter snel, net als de vraag van consumenten naar hoge resolutie. ''We wisten bovendien dat we ons met onze cameraproducten niet konden onderscheiden als we lenzen van een ander bedrijf zouden gebruiken'', aldus Kuroda, ''daarom besloten we een grote stap te zetten en zelf lenzen te produceren''.

Masuda kijkt terug op die eerste jaren: ''Niemand van ons had ervaring met het maken van asferische lenzen'', weet hij nog, ''we wisten niet hoe we ze moesten evalueren […] laat staan hoe we ze moesten maken''.

Daarom begonnen ze op nul. Ze verdiepten zich in de grondstoffen, ze experimenteerden met het productieproces en ze ontwikkelden de benodigde faciliteiten voor massaproductie.

Het ontstaan van G Master

Drie jaar later werd begonnen met de massaproductie van een zogenaamde hybride lens, een lens met een asferisch harsoppervlak had op sferisch glas. Er ontstond echter een vreemd patroon op de lenzen en de productie moest na slechts twee maanden worden stopgezet.

Het duurde een jaar voordat de problemen waren opgelost en de productie van hybride lenzen kon worden hervat. Vervolgens duurde het nog eens tien jaar om over te stappen op gegoten, glazen asferische lenzen, de lenzen die tegenwoordig op de markt zijn. Er waren niet alleen technologische uitdagingen, maar het zat hem ook in de benodigde investeringen. Sony was echter vastbesloten en bleef doorwerken aan het ontwikkelen van eigen optische technologieën.

''We hielden ons toen aan een productiestandaard waarbij we binnen een afwijking van minder dan één micron van de ontwerpwaarde bleven'', legt Nakanishi uit. ''De technologie om lenzen met zo'n precisie te maken bestond toen nog niet, dus die moesten we zelf ontwikkelen''.

Eerst ontwikkelden ze de technologie die met dergelijke precisie lenzen kon verwerken. Na talloze verbeteringen aan het gereedschap werd de eerste geavanceerde asferische lens (AA-lens) gemaakt. Na nog verdere ontwikkeling ontstond de extreem asferische lens, waar de G Master-reeks van Sony tegenwoordig mee is uitgerust.

De impact van de lenzen

De G Master-lenzen integreren zowel hoge resolutie als spectaculaire bokeh op het allerhoogste niveau. ''De XA-lens was de sleutel die deze combinatie mogelijk maakte'', geeft Nakanishi aan.

De lens detailleert ruwe oppervlakken, waarbij de XA een vlakheid van slechts enkele nanometers behaalt, waardoor uienringbokeh wordt vermeden tijdens het fotograferen van puntlichtbronnen. ''De combinatie van de geringe vlakheid en de hoge oppervlakprecisie is een voordeel dat geen enkel ander bedrijf kan bieden'', zegt Nakanishi trots.

Kuroda herinnert zich de ontwikkelingen in de productietechnologie. In de beginjaren kon slechts een maximale diameter van 40 mm worden gemaakt, waardoor er alleen standaardtelelenzen en telelenzen met een middenbereik konden worden aangeboden. ''Ik durf wel te stellen dat de G Master-reeks is ontstaan uit de evolutie van optische elementen'', bevestigt hij.

Uitdagingen omarmen

Een van de grootste obstakels voor Sony was het meten van bokeh, iets dat per definitie subjectief is.

''Als iets niet kwantitatief geëvalueerd kan worden, kunnen we er ook niets mee qua ontwerp'', legt Kuroda uit. Daarom ontwikkelden ze een technologie om bokeh te kwantificeren en er een optische simulatie van te maken. Hierdoor konden de technici ieder element doorgronden en optimaliseren. ''Het kostte dan wel drie tot vier jaar om de eerste simulator te ontwikkelen, maar daardoor vonden we wel een manier vinden om lenzen te produceren die zowel resolutie als bokeh kunnen bieden. Uiteraard speelden de verzamelde gegevens en de visualisatie van die gegevens hier ook een cruciale rol in''.

Dat was niet het enige wat de technici deden. Ze zetten alles op alles om de lenzen compacter te maken, ook al betekenen hogere prestatievereisten meestal dat een lens groter moet zijn. Ze zorgden ervoor dat de focusprecisie behouden bleef; iets wat meestal afneemt wanneer de autofocussnelheid wordt verhoogd. Op dit vlak is de G Master in feite een verzameling tegenstrijdige functies.

''Ons uitgangspunt bij de ontwikkeling van de G Master-reeks is dat we niets willen opgeven en geen compromissen accepteren'', stelt Kuroda, ''we blijven onszelf continu uitdagen''.

De toekomst

''Tien jaar geleden wisten mensen niet eens dat Sony lenzen maakt'', lacht Kuroda. Inmiddels wordt G Master door fotografen overal ter wereld gerespecteerd en zijn er nog talloze nieuwe wegen die kunnen worden ingeslagen.

''We zijn op dit moment al druk bezig iets te ontwikkelen dat optische systemen zal revolutioneren'', verklapt Nakanishi. Hij kan niet verder in detail treden, maar geeft wel aan dat het resultaat niet noodzakelijkerwijs de vorm van optische elementen zal hebben. ''Voor de nieuwste generatie van communicatie via 5G en de evolutie van AI zullen radicaal andere kenmerken nodig zijn'', zegt hij, ''en daarom moeten we ons constant bewust blijven van de wereld van de toekomst''.

De toekomst lijkt allesbehalve saai te worden. Wat denkt u dat er voor ons in het verschiet ligt?

De blog die u zojuist hebt gelezen, is gebaseerd op dit artikel, oorspronkelijk gepubliceerd op Sony.net.