Folge 5: Das SIGMA U-AF 55-200mm F4.5

Hallo, mein Name ist Yasuhiro Ohsone. Meine „Anekdoten“, in denen ich über die Entwicklung unserer Produkte und ihre Besonderheiten sowie über Hintergrundinformationen zum Markt (und dessen Veränderungen) berichte, sind bereits in der fünften Ausgabe erschienen. Im folgenden Text möchte ich über eine weniger bekannte Episode aus meiner mehr als 30-jährigen Tätigkeit bei SIGMA berichten, die ich nun ohne Bedenken teilen kann – die Entwicklung des SIGMA U-AF 55-200mm F4.5-Objektivs.

AF-Sensor im Objektiv

Bisher habe ich mich in meiner Kolumne hauptsächlich auf die neueren Produkte von SIGMA konzentriert. Dieses Mal möchte ich über einen unserer Misserfolge sprechen. Das betreffende Produkt ist das SIGMA U-AF 55-200mm F4.5 (das „U-AF” steht für „Universal Auto Focus”, ein System, bei dem AF-Sensor, AF-Motor und Batterien im Objektivtubus untergebracht sind), das 1989 auf den Markt kam.

Der mutige Vorstoss in Richtung AF-Objektive

Obwohl Spiegelreflexkameras mit der Einführung der α-7000 von MINOLTA im Jahr 1985 in das Zeitalter des Autofokus eingetreten waren, reagierte der Kameramarkt zunächst eher zögerlich auf die Umstellung der Spiegelreflexkameras auf Autofokus. Ich glaube, dies lag zum Teil an dem Wunsch, „den Fokuspunkt mit eigenen Händen zu bestimmen“, der vor allem unter Profis und ambitionierten Amateurfotografen weit verbreitet war. Dennoch widmete sich MINOLTA der Entwicklung von Autofokus-Spiegelreflexkameras, aber es gab noch ein weiteres Unternehmen, das sich der Entwicklung von Autofokus-Funktionen verschrieben hatte. Dieses Unternehmen war SIGMA.

Nach der Veröffentlichung der α-7000 begann SIGMA auf Anweisung des verstorbenen Firmenpräsidenten Michihiro Yamaki sofort mit der Forschung. Ein Jahr später hatte SIGMA bereits sechs Objektive für die α-7000 auf den Markt gebracht. Als andere Kamerahersteller in den Markt für Spiegelreflexkameras mit Autofokus einstiegen, entwickelte SIGMA auch Objektive für deren Systeme, und 1989 umfasste der Katalog von SIGMA Objektive für sechs verschiedene AF-Mounts (MINOLTA, Nikon, Canon, PENTAX, KYOCERA, OLYMPUS). Parallel dazu arbeiteten wir jedoch an der Entwicklung eines eigenen Produkts – dem Universal-Autofokus-Objektiv. (Sie sehen, dass SIGMA sich sehr für die AF-Revolution engagierte.)

Ein anderer Weg zum Autofokus

Seit einigen Jahren vor der Veröffentlichung der α-7000 von MINOLTA versuchten zahlreiche Produkte, den Autofokus zu realisieren und gleichzeitig ihre bestehenden Mounts für manuelle Fokus-Kameras beizubehalten, indem sie die Objektive selbst mit der erforderlichen Technologie ausstatteten. Beispiele hierfür sind das PENTAX 35-70mm F2.8 AF, das Canon FD35-70mm F4 AF und das RICOH AF RIKENON 50mm F2. Diese Objektive verfügen über Autofokusmotoren, Batterien usw., die in den Objektivtubus eingebaut sind, der sich nach aussen wölbt und ihnen eine charakteristische Form verleiht.
1985 brachte COSINA ein revolutionäres Autofokus-Objektiv auf den Markt – das COSINA 200mm AF F3.5. Das Objektiv verfügte über AF-Liniensensoren (das „TCL-Modul” der amerikanischen Firma Honeywell) im Inneren, einen Motor und einen Batteriehalter (für drei AAA-Batterien) zur Stromversorgung, sodass dieses Autofokus-Objektiv vollständig auf MF-Kameramounts verwendet werden konnte. Mit anderen Worten: Dank dieses Objektivs konnte jede MF-Kamera in eine AF-Kamera verwandelt werden. Allerdings wurde das 200mm AF F3.5 kein Verkaufsschlager, was zum Teil an seinem hohen Preis von 88.000 Yen (etwa 800 US-Dollar) lag. 1987 brachte COSINA mit dem 75-200mm F4.5 AF ein schlankeres Modell mit denselben Eigenschaften auf den Markt, das ein grosser Erfolg wurde.

Beeinflusst von diesen Entwicklungen begann SIGMA, das sich zu dieser Zeit stark für den AF-Objektivmarkt interessierte, mit der Arbeit an einem Objektiv mit integrierten AF-Funktionen.

Zylindrisches Design

SIGMA schloss schnell einen Lizenzvertrag mit Honeywell über die Nutzung ihrer TCL-Module ab und begann mit der Entwicklung des Objektivs. Das optische Design zeichnete sich durch den klassischen Variator-Kompensator-Aufbau mit vier Zoomgruppen aus. Die stationäre Linsengruppe (die dem Mount am nächsten liegt) hatte einen Halbspiegel (den „Strahlteiler”) in einem Winkel von 45°, der etwa 30 % des in das Objektiv eintretenden Lichts reflektierte und durch das AF-Optiksystem zum TCL-Modul leitete. (Abb. 1)
Es ist fast so, als würde man den Spiegel und die Entfernungsmessungseinheiten einer AF-Spiegelreflexkamera nehmen und sie unverändert in das Innere eines Objektivs einbauen.

Wir entwickelten das Objektiv mit den Spezifikationen „58-200mm F4.5“ und brachten einen Prototyp zur PMA 1988 (einer amerikanischen Kameramesse) mit. Auf Wunsch des verstorbenen Firmenpräsidenten Michihiro Yamaki, dass „das Weitwinkel-Ende der Brennweite näher an einem Standard-Objektiv (50mm) liegen sollte”, und aufgrund der Bemerkung, dass „nicht-zylindrische Objektive in der Vergangenheit nicht gut verkauft haben. Wir müssen den Tubus in ein zylindrisches Design ändern”, änderten wir das optische Design, um eine Brennweite von 55-200mm (bei F4.5) zu ermöglichen, und passten das Tubusdesign an, wodurch das Objektiv noch schlanker wurde. Verantwortlich für diese Designänderungen war kein Geringerer als ich, der gerade erst in das Unternehmen eingetreten war.

Neue Probleme, neue Lösungen

Die erste Änderung, die ich vornahm, betraf die Anordnung der Zoom-Objektiv-Nockenteile. Wir verlegten die beweglichen Teile (z. B. die Nockenrohre) nach Möglichkeit nach innen und öffneten eine Öffnung in den feststehenden Aussenteilen, in der wir die AF-Sensoreinheit versteckten. Dann vereinfachten wir den optischen Positionsverstellmechanismus der AF-Einheit und verkleinerten ihn. In Zusammenarbeit mit der Abteilung für Werkzeug- und Formenbau konnten wir ausserdem die Dicke der äusseren, sichtbaren Teile bei gleichbleibender Festigkeit reduzieren und so ein Objektiv entwickeln, das sowohl schlank war (im Vergleich zum COSINA 75-200mm F4.5) als auch in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht werden konnte.

Unzählige andere Aspekte des Objektivs – die Position der grossen Leiterplatte, die AF-MF-Kupplung, wie und wo die AF-Funktionstaste angebracht werden sollte, die präzise Befestigung des Strahlteilers usw. – bereiteten uns ziemliche Kopfschmerzen. Dabei stellte ich auch fest, dass die Standards für AAA-Batterien sowohl hinsichtlich der Grösse als auch der Form eher locker waren und dass es viel grössere Abweichungen gab als erwartet. Daher war die Konstruktion des Batteriehalters sehr aufwendig.

Der schwierigste Teil war jedoch die während des Herstellungsprozesses verwendete Einstellvorrichtung. Das Objektiv erforderte eine präzise Konstruktion, bei der der Brennpunkt des Zeilensensors fein auf die optische Achse ausgerichtet war. SIGMA verfügte jedoch nicht über die erforderliche Ausrüstung, um solche präzisen Einstellungen während der Herstellung vorzunehmen. Ausserdem mussten die Kamera, das Objektiv und die optische Messung aufeinander abgestimmt sein, damit die Fokussierung funktionierte, was weitere Feinjustierungen erforderte. Da es ausserdem unmöglich war, ein Oszilloskop an der Fertigungsstrasse zu verwenden, mussten wir ein Gerät entwickeln, mit dem wir die Ausgabe des AF-Sensors auf einem Computer sehen konnten. Das Budget, das für die Entwicklung eines einzigen Objektivs aufgewendet wurde, war absolut unverhältnismässig hoch.

Das Zeitalter der Autofokus-Spiegelreflexkameras

Nach intensiven Bemühungen konnten wir 1989 endlich das SIGMA U-AF 55-200mm F4.5 auf den Markt bringen – allerdings ohne nennenswerten kommerziellen Erfolg. Der Markt hatte sich bereits weiterentwickelt und AF-Spiegelreflexkameras waren zu diesem Zeitpunkt weit verbreitet. Mit der Einführung von Kameras wie der EOS 650/620 oder der MINOLTA α-7700i hatten die Möglichkeiten der AF-Technologie erhebliche Fortschritte gemacht und der Markt für AF-Spiegelreflexkameras war sehr dynamisch. Ausserdem war das Angebot an Objektiven für den AF-Anschluss von MINOLTA bereits auf mehr als 30 Objektive angewachsen, und Kunden, die AF-Objektive für die alten MF-Kameras kaufen wollten, waren selten. Das U-AF 55-200mm F4.5 verschwand still und leise.

Das Vermächtnis des U-AF

Das U-AF 55-200mm F4.5 war ein riesiger Fehlschlag. Wir haben zwar keine genauen Berechnungen angestellt, aber ich bezweifle, dass die Verkaufszahlen des Objektivs die Entwicklungskosten überhaupt gedeckt haben – insbesondere wenn man bedenkt, dass das TCL-Modul von Honeywell (zur Entfernungsmessung) in keinem anderen unserer Produkte verwendet werden konnte, sodass die gesamten Lizenzkosten allein mit diesem Objektiv wieder hereingeholt werden mussten.
Aber das Objektiv hatte auch positive Auswirkungen. SIGMA war nun in der Lage, die Technik zur Integration des Phasendetektions-AF mit Zeilensensoren zu erwerben. Unsere Software- und Elektroingenieure hatten gelernt, den Autofokus mithilfe der Wellenformausgabe eines Zeilensensors zu steuern, und unsere Konstrukteure hatten gelernt, wie man die X-, Y- und Z-Position von AF-Einheiten einstellt. Ausserdem war unser Werk nun in der Lage, die erforderlichen Feineinstellungen vorzunehmen, da die Mitarbeiter unserer Fertigungs- und Montageabteilungen in den entsprechenden Prozessen geschult und erfahren waren. Auch ich habe dank dieses Objektivs viel über die Autofokus-Technologie (sowie die damit verbundenen Wahrnehmungen, Fragen und Annahmen) gelernt.

Das U-AF 55-200 F4.5 war zwar ein kommerzieller Misserfolg, aber es hat SIGMA eine Fülle an Erfahrungen und Technologien eingebracht.