Hausgemachtes Kameraobjektiv

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Ich wollte schon seit einiger Zeit mein eigenes Kameraobjektiv herstellen, da mich die Idee fasziniert, das Licht so zu steuern, dass Brennweite, Blende und Aberrationen genau richtig sind. Ursprünglich war ich von diesem Video von Mathieu Stern inspiriert, in dem er ein einzelnes Linsenelement entwirft und 3D druckt, um daraus ein einfaches Objektiv für seine Kamera herzustellen.

Während ich Mathieus Objektiv sicherlich respektierte und von seinen Ergebnissen beeindruckt war, dachte ich, ich würde gerne etwas komplexer machen. Dies würde es mir ermöglichen,

• Aberrationen und Verzerrungen durch die Verwendung mehrerer Linsenelemente stark zu reduzieren,
• viel über das Design optischer Systeme zu lernen,
• mehr über das Design, die Herstellung und die Montage axialer Baugruppen wie Linsen zu erfahren und
• mehr nützliche Fähigkeiten in meiner CAD-Software der Wahl, Autodesk Fusion 360, zu erwerben, insbesondere wenn es um CAM ging.

Mit etwas mehr Recherche stieß ich jedoch auf dieses Video von Mats Wernersson, in dem er unglaubliche Handwerkskunst zeigt, während er sein eigenes Objektiv von Grund auf neu herstellt, einschließlich des Schleifens der Linsenelemente selbst.

Ich war wirklich erstaunt, als ich dieses Video sah. Wenn ich das Objektiv in der Miniaturansicht gesehen hätte, hätte ich wirklich gedacht, dass es sich um ein kommerziell hergestelltes Objektiv handelt, wenn es keinen Firmennamen gegeben hätte. Das Engagement für das Projekt muss immens gewesen sein, und Mats stellte sogar die Maschinen her, mit denen er seine Linsen geschliffen hatte.

Ich war auch erstaunt, wie Mats seinen eigenen Lauf für seine Linse drehte, wobei mehrere Teile alle zusammen kamen, um den Gesamtkörper zu bilden. Als ich sah, wie die Stücke aus den rohen Aluminiumbarren geschnitten wurden, wollte ich wirklich mehr über das Design und die Herstellung solcher Teile und deren Montage erfahren.

Seine DIY-Eloxierung der Teile und die feinen Details in der Nummerierung der Blenden- und Fokusringe waren wirklich die Kirschen auf dem Kuchen. Insgesamt war ich überwältigt von der Sorgfalt, die bei der Konstruktion und Herstellung dieses Objektivs angewendet wurde, und die Bilder, die es erzeugte, sahen atemberaubend aus.

Ich wusste jedoch, dass das Entwerfen und Herstellen eines Objektivs nach diesem Standard sicherlich meine Fähigkeiten übertraf. Stattdessen entschied ich mich für ein Objektiv irgendwo zwischen Mathieu und Mats. Diese Idee bildete die Grundlage für mein nächstes Projekt.

Ich hoffe, ein Objektiv für Porträts oder Bilder herzustellen, bei denen das Bild in Bezug auf die Brennweite dem ähnelt, was Sie mit Ihrem Auge sehen würden. Aus diesem Grund werde ich eine Brennweite von etwa 31 mm anstreben. Unter Berücksichtigung des 1,6-fachen Crop-Faktors des APS-C-Sensors in meiner Kamera ergibt sich eine Brennweite, die der Aufnahme mit 50 mm bei einer Vollformatkamera entspricht. Dies wird oft als die optimale Brennweite angesehen, um dem zu entsprechen, was das Auge sieht. Für Porträts möchte ich die Fähigkeit haben, ein schönes Bokeh zu erzeugen, also werde ich versuchen, ein Objektiv mit einer maximalen Blende von f / 2.5 oder weniger zu machen, vorzugsweise um f / 1.8 oder so.

Ich werde wahrscheinlich die kostenlose Version von WinLens3D für das optische Design und Fusion 360 für die mechanische Seite verwenden. Ich erwarte zwar nicht, dass ich über Nacht signifikante Fortschritte bei dem Projekt machen werde, aber ich hoffe, dass ich mit viel Freizeit über den Sommer zumindest ein vernünftiges optisches Design entwickeln und hoffentlich einen funktionierenden Prototyp herstellen kann. Zumindest sollte es als nützliche Übung dienen, um mehr über optisches Design, CAM und Design for Manufacture (DFM) zu erfahren.

Ich werde Updates auf meinem Blog veröffentlichen, während das Projekt unter der Kategorie Homemade Lens fortschreitet, also folge mir auf Twitter, um alle Ankündigungen meiner neuesten Beiträge und Neuigkeiten zu sehen.

Update 19/4/19: Nicht lange nachdem ich diese Seite geschrieben und Mats ‚Video angeschaut hatte, wurde mir klar, dass das Entwerfen und Bauen eines Objektivs in Bezug auf optisches und mechanisches Design derzeit weit außerhalb meiner Fähigkeiten liegt.

Ich wäre sicherlich daran interessiert, irgendwann darauf zurückzukommen, aber im Moment konzentriere ich mich (kein Wortspiel beabsichtigt) auf mein Abschlussprojekt an der Universität (ein CubeSat-Docking-Simulator) und auf Elektronikprojekte mit USB-fähigen Mikrocontrollern wie dem ATmega32U4. Ich werde in hoffentlich naher Zukunft einige Blogbeiträge über diese Projekte schreiben und veröffentlichen, sobald ich meine Alpbach-Serie beendet habe.

Update 12/11/20: Ich habe auf YouTube ein weiteres großartiges Beispiel für ein hausgemachtes Objektiv von Javier Fernández gefunden.