Lentes para Cine de Menos 1 kg de Peso

La gama de lentes FUJINON de FUJIFILM es mejor conocida como líder en la industria de la televisión, gracias a su tecnología de vanguardia, sin embargo, gracias al desarrollo de lentes para cine, FUJINON ha causado un gran revuelo en el mundo del cine.

En 2009, FUJIFILM anunció el primer lente de zoom de cine 4K del mundo.
En 2013, se anunció la serie ZK, desafiando las reglas, se desarrollaron los primeros lentes de cine que también podrían utilizarse en los estudios de producción de televisión.
Y en 2017, anunció la serie MK, dirigida a los cineastas con presupuesto  limitado, pero que  no quieren comprometer la calidad de la imagen. Los lentes para cine FUJINON  han sido  conocidas por ser  compactas y ligeras, sin embargo, los modelos existentes  pesaban al menos 2 kg. Hacer realidad una lente que pesa menos de 1 kg manteniendo las mismas prestaciones ópticas no debe haber sido fácil.

Entrevistamos al equipo de lentes de cine de FUJIFILM sobre el desarrollo de los modelos MK18-55 mm y el MK50-135 mm.

Noguchi (Planeador de Productos): El equipo de planificación de productos decidió las especificaciones principales del lente cuando comenzó el desarrollo. El objetivo era realizar un lente diseñado para un sensor Super 35 mm / APS-C, que fuera ultracompacto y ligero, con un peso inferior a 1 kg. En cuanto al diseño compacto, solicitamos al diseñador un diámetro de lente frontal de 85 mm y un tamaño de filtro de 82 mm con un paso de engranaje de 0.8 M.

Nos decidimos por el tamaño de filtro de 82 mm porque queríamos tener el tamaño de filtro disponible en las tiendas de retail. Para adquirir un filtro de 95 mm, hay que ir a una tienda especializada, pero el filtro de 82 mm está disponible en las tiendas de retail.

Yonezawa (Diseñador Óptico): La exigencia del equipo de planificación de productos era mantener el mismo rendimiento óptico que otros lentes de cine FUJINON, pero tenía que pesar menos de 1 kg. Además, se solicitó que la operatividad fuera la  misma que la de los modelos de gama alta. Creo que el obstáculo que teníamos a superar  fue realmente difícil. Incluso el lente XK pesa 2.4 kg sin  la unidad de accionamiento, y ese era el lente más compacto y ligero de nuestra línea. Yo pensé  que sería imposible realizar un lente que pesara menos de 1 kg.

Kawamura (Diseñador Mecánico): Desde la fase de diseño, nos centramos  en  el objetivo  de que pesara menos de 1 kg. Establecimos los valores objetivos de cada una de las partes mecánicas y ópticas así como cuál sería  el peso que debieran tener cada una de ellas. Con nuestro primer diseño, nos dimos cuenta de que no era posible  alcanzar  el valor objetivo  debido a las restricciones del diseño óptico, pero al considerar varios elementos,  como el aumentar la proporción de las piezas mecánicas y reducir la proporción de las piezas ópticas, pudimos alcanzar el valor final de  980 gramos.

Yonezawa: El lente frontal tenía originalmente 90 mm de diámetro, pero tuvimos que reducir el tamaño a menos de 60 mm para tener un tamaño de filtro común entre las dos lentes MK. En mi anterior proyecto, me asignaron el  diseño  de una lente de 8K  y me enfrenté  al mismo problema. Apliqué la construcción del zoom de esa lente 8K a las  lentes MK y pude reducir tamaño del elemento frontal.

Además, utilizamos muchas lentes ED (lentes ópticas especiales) para suprimir la aberración cromática mientras se logra reducir  el tamaño y el peso. Utilizamos 4 lentes ED para el MK50-135 mm y 8 lentes ED para el MK18-55 mm. Cuando se reduce el tamaño del lente, la aberración  de cada elemento  es mayor. Hemos utilizado un mayor número de lentes ED para suprimir al máximo la aberración  de cada elemento y conseguir un alto rendimiento óptico en  este tamaño.

Kawamura (Diseñador Mecánico): En términos de diseño mecánico, una lente más pequeña significa un cuerpo del lente más pequeño. Así que la unidad de enfoque, la unidad de zoom y la unidad de apertura también tenían que ser más pequeñas para caber en ese espacio limitado. Nuestro reto consistió en cómo colocar  cada unidad manteniendo un buen equilibrio.

Además, utilizamos piezas de plástico para el exterior y las piezas de sujeción del lente con el fin de reducir el peso. Creo que hemos conseguido que el producto final tenga un aspecto y una textura similares a los del aluminio. La gente ha comentado que “no parecen ser de plástico”. Hemos trabajado mucho para lograr el exterior. Examinamos la compatibilidad de la pintura y añadimos fibra de vidrio para lograr mayor  durabilidad. La textura de la fibra de vidrio varía en función de la longitud, así que experimentamos mucho para llegar  al producto final.

Toyama (Diseñador Óptico): El uso de plástico también supuso un reto en términos de  diseño óptico. El plástico permite  reducir el peso, pero es vulnerable a los cambios de temperatura. Nuestro objetivo es conseguir el mismo alto rendimiento óptico de la lente de cine FUJINON aún cuando el cuerpo del lente sea de plástico.

Para superar el problema, analizamos la combinación de la forma de la lente y el material de vidrio y cómo se puede controlar el cambio del punto focal debido a la temperatura. Conseguimos una calidad que está a la altura de un lente con cuerpo exterior de aluminio.

Noguchi: Debemos tener mucho cuidado con el cambio de temperatura. El rendimiento del enfoque de la lente debe permanecer intacto aunque haya un cambio de temperatura. El lente se ha diseñado partiendo de la base de que se va a utilizar en un ambiente adverso.

Sakai (Diseñador): Como modelos insignia, las series HK y ZK apelan a la robustez del metal sólido. El cuerpo del lente está laminado en aluminio. La parte negra es de superficie anodizada, y la parte verde está tratada con alumita.

El lente MK es un modelo básico. Se utiliza plástico para conseguir un peso ligero, pero el concepto de diseño es el mismo que el de otros lentes de cine FUJINON. El aspecto de la alumita negra y verde también se logró para la serie MK. La parte difícil fue realizar la apariencia de alumita en el exterior de plástico. ¿Cómo podemos conseguir el  brillo de la alumita negra a medida? ¿Cómo podemos conseguir el brillo con pintura? Hicimos varias pruebas de tonalidad para conseguir el aspecto final.

Asumimos que el lente no es solo para renta, sino también para comprar. Así que queríamos ofrecer la alegría de comprar la lente con el aspecto y  estilo adecuados. Intentamos que sea lo más parecido al aluminio posible.

Kakinuma (Ingeniero Óptico): Hemos adoptado un mecanismo que permite alcanzar fácilmente el estándar de calidad durante la fase de ajuste. Para mejorar la resolución, los lentes de cine convencionales de FUJINON han sido ensamblados por especialistas y han llevado a cabo un difícil ajuste. Introduciendo un revolucionario mecanismo de ajuste de los lentes MK, fue posible determinar automáticamente el rendimiento óptico, de modo que el trabajo de ajuste del rendimiento pueda ser completado  en poco tiempo.

Para el proceso de producción de los lentes MK, queríamos introducir nuevos mecanismos de ajuste y nuevas facilidades. Todos los implicados en el proceso, desde el Diseñador Óptico, el Diseñador Mecánico, hasta el Personal del Centro de Producción, compartieron sus ideas.

Sasaki (Ingeniero Óptico): La precisión de las piezas de llosas lentes de cine está en la escala de micras. La demanda de precisión es especialmente alta para los lentes de alta resolución, como los lentes 4K. Para construir un lente se necesitan 20 o más elementos de vidrio. Sin duda, cada elemento debe ser preciso y la construcción final debe tener un buen equilibrio. Cada lente se fabrica esencialmente a medida, y así es como solíamos producir las lentes de cine convencionales.

Los lentes MK no comprometen su rendimiento, pero hemos revisado el proceso de producción para conseguir un plazo de entrega más corto. No podemos explicarlo con detalle, pero hemos introducido un mecanismo que puede predecir el rendimiento final en la fase inicial de producción, por lo que la lente de alta calidad puede realizarse en un período de tiempo mucho más corto.

Yonezawa: El desplazamiento focal es inevitable en el caso de los lentes fijos, ya que los lentes fijos típicos combinan el zoom y el grupo de enfoque en un único grupo para conseguir un tamaño compacto. Por otro lado, los lentes de cine utilizan grupos de zoom y de enfoque separados. Esto hace  que el lente sea de mayor tamaño, pero la posición del grupo de enfoque permanezca inalterada mientras se aplica el zoom. Con esta construcción, se puede minimizar el desplazamiento focal al hacer zoom.

La construcción del lente MK es la misma que la de los modelos de gama alta, como las series ZK y XK. La única diferencia es la forma, el tamaño y la posición del lente. El grupo de enfoque que permanece sin cambios en su posición se encuentra delante del grupo de zoom. En la parte posterior del grupo de enfoque se encuentra la apertura y otro grupo que permanece  fijo en la misma posición. Con esta construcción, se minimiza el desplazamiento focal al hacer zoom.

Yonezawa: La respiración también tiene que ver con la construcción del objetivo. Como se ha mencionado, los lentes fijos utilizan el mismo grupo de enfoque y de zoom, por lo que inevitablemente el zoom cambia cuando se intenta cambiar el enfoque, por lo que el ángulo de visión cambia. El zoom y el enfoque son independientes para los lentes MK. El grupo de zoom no se mueve cuando se cambia el enfoque, por lo que la respiración se puede minimizar.

Kakinuma: Los errores de cada parte se acumulan hasta el desplazamiento del eje óptico. La lente MK tiene un mecanismo de ajuste que regula el error de cada lente y de los grupos móviles. Las lentes de cine convencionales y los lentes de televisión también utilizan el mismo mecanismo, por lo que lo incorporamos a las lentes MK.

Tanaka (Diseñador Óptico): Los colores se pueden cuantificar en valores numéricos con el índice de contribución del color (Colour Contribution Index, CCI). Hemos ajustado los números a los de los modelos de gama alta. Para ajustar el color, la transmitancia de la luz por longitud de onda debe ajustarse a un valor determinado. El valor depende del material de la lente y del revestimiento, pero lo hemos tenido en cuenta para tener el mismo valor que los modelos de alta gama.

Kawamura: La tensión es la misma que la de otros lentes de cine  FUJINON. El anillo de enfoque puede girar completamente hasta 200 grados, de la misma manera que la serie XK. Si el ángulo es más estrecho, el ajuste del enfoque es difícil de lograr.

Noguchi: La serie HK puede girar hasta 280 grados. Esto es porque, asumimos la Serie HK como una lente de operación de dos personas, por lo que el ángulo es más amplio. Diseñamos las series ZK, XK y MK asumiendo que sería una operación de una sola persona. Un giro de 280 grados es demasiado amplio para una sola mano, por lo que entrevistamos a cineastas de todo el mundo y llegamos a la conclusión de que 200 grados es el ángulo óptimo.

Kawamura: En cuanto al paso del engranaje, todas nuestras lentes utilizan 0.8M. Se utiliza el mismo mecanismo para el anillo del diafragma para un funcionamiento sin interrupciones en toda la gama.

Hayashi (Planeador de Productos): Pasamos mucho tiempo  discutiendo sobre  la tensión. En un principio, la tensión del anillo de enfoque era más pesado, pero al final decidimos hacerla más ligera, ya que sería más fácil de manejar por una sola persona. A diferencia de los modelos de gama alta que utilizaban metal, se utilizó plástico, por lo que la variación de las dimensiones fue difícil de superar.

En cuanto al tacto del anillo, utilizamos la impresora 3D e hicimos varios patrones y comprobamos su operatividad. Preguntamos a los cineastas  y reflejamos su retroalimentación en el diseño. De hecho, fui a la fábrica para comprobar la tensión en la producción.