Dernière phase d'inspection de la lentille frontale d'un objectif Canon EF 600mm f/4L IS II USM avant le montage. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark IV équipé d'un objectif Canon EF 24-105mm f/4L IS II USM. © Nigel Atherton

Avec ses robots tout droit sortis des films de science-fiction, ses ingénieurs qui détectent les défauts à l'oreille et ses employés aux chaussures antistatiques, l'usine de fabrication d'objectifs Canon d'Utsunomiya est un haut lieu d'innovation et de précision. Les objectifs Canon de la série L sont réputés dans le monde entier pour leur conception de qualité professionnelle et leurs images d'une netteté optimale, mais la fabrication d'objectifs aussi performants requiert un savoir-faire impressionnant, un grand souci du détail et un certain nombre de techniques surprenantes.

Des machines spécialement conçues pour un moulage du verre parfait aux ingénieurs dédiés au contrôle manuel des objectifs, aucun aspect n'est négligé. Découvrez 10 faits surprenants sur l'usine d'objectifs Canon basée à Utsunomiya, au Japon, pour comprendre le savoir-faire qui se cache derrière ces objectifs professionnels.

The outside of Canon's Utsunomiya lens factory – a huge building measuring 160 x 200 metres.
L'usine d'objectifs Canon d'Utsunomiya est un environnement d'une propreté irréprochable, exempt de la moindre particule de poussière. Pour le préserver, tous les employés et visiteurs revêtent des vêtements de protection. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark IV équipé d'un objectif Canon EF 24-105mm f/4L IS II USM.

1. L'ingénierie japonaise est omniprésente

À environ 100 km au nord de Tokyo au Japon, soit un trajet de 50 minutes en train à grande vitesse, est implantée l'usine d'objectifs Canon d'Utsunomiya, principal centre de fabrication d'objectifs de la série L. L'usine occupe une superficie de 160 x 200 mètres, soit l'équivalent de 4,7 terrains de football : de quoi accueillir quatre avions Airbus A380. La fabrication d'objectifs qui s'y déroule fait appel à un processus tellement précis que la température intérieure de l'usine est réglée à 0,5° C près. Tous les employés et visiteurs qui pénètrent dans l'usine doivent porter des vêtements de protection, dont des chaussures antistatiques dans le bâtiment principal et des surchaussures spéciales pour salles blanches dans les zones d'assemblage et de test. Tout le monde doit également passer par un sas de « dépoussiérage » avant d'entrer dans les zones propres afin de ne pas perturber le processus de fabrication.

A large, round, indented metal plate is filled with smaller terracotta-coloured discs.
Lors des premières phases de fabrication d'objectifs, une plaque recouverte de disques en diamant est utilisée pour façonner puis polir les lentilles encore à l'état brut. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark IV équipé d'un objectif Canon EF 24-105mm f/4L IS II USM. © Nigel Atherton
Toshi Saito hand-grinds lens polishing tools.
Les maîtres-artisans sont au cœur du processus de fabrication des lentilles. Ici, Toshi Saito entame la phase de fabrication des lentilles initiales, qui seront ensuite confiées aux machines automatisées. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark IV équipé d'un objectif Canon EF 24-105mm f/4L IS II USM. © Nigel Atherton

2. Les experts en objectifs détectent les défauts à l'oreille

Le processus de fabrication des objectifs est en grande partie automatisé, mais des maîtres-artisans appelés « Takumis » y jouent aussi un rôle de taille. Toshi Saito, l'un des Takumis qui intervient sur les objectifs Canon, met à profit ses 25 années d'expérience, ses compétences et même ses sens. « Je sais exactement le son que doit produire la lentille en entrant en contact avec la plaque de diamants et je suis donc capable de détecter tout décalage, même minime, à l'oreille », explique-t-il. Toshi travaille à la main pour façonner les lentilles, mais tire également parti de son expertise pour « apprendre » aux machines automatisées à reproduire les modèles de précision dessinés par les concepteurs avec les écarts maximum tolérés.

Christian Ziegler’s

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3. Les outils de polissage de lentilles sont constitués de diamants

Les lentilles sont conçues à l'aide de logiciels de CAO qui prennent en compte les propriétés physiques et optiques des différents verres utilisés. Ces propriétés dépendent de la disposition des particules d'oxyde métallique et autres, qui peut être régulière (cristal), irrégulière (verre) ou entre les deux (amorphe). Chaque élément en verre qui compose l'objectif est meulé, poncé et poli jusqu'à ce qu'il corresponde exactement au profil défini. Pour ce faire, des disques de polissage recouverts d'une surface de diamant sont utilisés. La première phase de travail du verre est le meulage, qui permet d'enlever l'excédent d'épaisseur. Le verre est ensuite poncé pour réduire les aspérités. Vient ensuite la troisième phase de centrage, au cours de laquelle les bords de la lentille sont meulés pour assurer son centrage optique. Pour terminer, le verre est à nouveau poli pour obtenir une surface transparente sans aucune aspérité et donner à la lentille sa forme définitive. La lentille est alors prête à être inspectée.

4. Les lentilles asphériques sont fabriquées en verre fondu

Transparent, relativement facile à modeler, thermiquement et chimiquement stable, le verre est le matériau le plus adapté à la fabrication de lentilles, mais il peut aussi être difficile à travailler. La plupart des lentilles d'un objectif d'appareil photo sont sphériques, mais il arrive que le design optique implique des pièces plus complexes de forme non sphérique. Ces lentilles asphériques sont extrêmement difficiles et chères à fabriquer avec les techniques de meulage et de polissage traditionnelles, mais l'usine Canon d'Utsunomiya dispose de machines de moulage de verre permettant de réaliser ces lentilles à partir de blocs de verre fondu. Chaque moule est conçu avec une précision extrême en tenant compte de tous les changements de dimension qui se produisent lorsque le verre refroidit et durcit.

A delivery robot in Canon’s lens factory pulls a trolley full of goods, following painted yellow lines on the floor.
Canon utilise des robots de livraison équipés de détecteurs anticollision pour transporter rapidement les pièces d'une zone à l'autre. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark IV équipé d'un objectif Canon EF 24-105mm f/4L IS II USM. © Nigel Atherton

5. Des robots futuristes parcourent l'usine

Pour parcourir les longues distances qui séparent les différentes zones de l'usine d'Utsunomiya, des robots de livraison automatisés transportent leur précieux chargement d'un poste à l'autre. Ils suivent des lignes jaunes peintes au sol tout en détectant la présence de leurs congénères pour se déporter sur les voies de dépassement en cas de croisement. Ces robots sont même dotés de détecteurs anticollision qui leur permettent d'éviter les personnes et les objets sur leur route et de garantir ainsi que les pièces des objectifs arrivent à destination en parfait état.

6. Les machines de polissage de lentilles s'autocorrigent

L'automatisation contribue aussi à améliorer le processus de fabrication, notamment lors de la phase de polissage confiée aux machines spécialisées. Des opérateurs supervisent le processus en s'assurant du bon fonctionnement des machines développées par Canon. Mais ces machines sont également capables de corriger leurs erreurs elles-mêmes. Elles mesurent automatiquement les lentilles à deux étapes précises du processus de fabrication, puis comparent ces données avec le profil défini par le concepteur. En cas d'écart, la lentille est modifiée en conséquence et les paramètres sont ajustés pour que les lentilles suivantes se rapprochent au maximum du design idéal. Si la technologie automatisée joue un rôle important, certaines choses ne peuvent toutefois pas être remplacées, comme l'expertise des Takumis. Tous les objectifs Canon 16-35mm de la série L – et pas seulement des échantillons – sont testés et calibrés manuellement lors d'un processus de test optique complexe en neuf points. Cette étape garantit que chaque objectif répond aux normes les plus strictes fixées pour ces produits haut de gamme.

Tens of small parts of the Canon EF 200-400mm f/4L IS USM Extender 1.4x are laid out side by side on a bench.
Zone d'inspection où les objectifs Canon sont testés. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark IV équipé d'un objectif Canon EF 24-105mm f/4L IS II USM. © Nigel Atherton

7. Les mesures d'un objectif sont d'une précision époustouflante

Les objectifs Canon les plus précis sont destinés à l'industrie vidéo, qui requiert des images en résolution 4K/8K. Ces modèles d'objectifs tolèrent un écart de fabrication maximal de 30 nanomètres (un nanomètre correspondant à un millionième de millimètre). Pour vous faire une idée de cette précision, imaginez une lentille assez grande pour recouvrir l'intégralité du stade Maracanã de Rio de Janeiro au Brésil, dont le diamètre atteint 300 mètres. Pour une lentille de cette taille, l'écart maximum autorisé sur l'ensemble de sa surface serait plus petit que l'épaisseur d'un sac plastique (0,03 mm).

8. L'objectif le plus difficile à fabriquer est...

Le zoom doté du plus grand angle au monde serait-il le plus grand défi de fabrication à relever ? L'objectif Canon EF 11-24mm f/4L USM, qui offre un angle de vue de 117° lorsqu'il est réglé sur sa focale la plus élevée, possède une énorme lentille frontale convexe et quatre éléments asphériques, ce qui en fait peut-être l'objectif le plus difficile à fabriquer. Pourtant, Toshi n'est pas de cet avis. « C'était un certain défi au départ, mais finalement, nous n'avons pas rencontré tant de difficultés que ça ». En réalité, les modèles Canon les plus complexes à produire sont les téléobjectifs longue portée de la série L tels que le Canon EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS II USM. Leurs mouvements internes complexes rendent l'assemblage de ces modèles particulièrement long, nécessitant quatre fois plus de temps que les objectifs zoom comme le Canon EF 16-35mm f/2.8L III USM.

A Canon EF 24-70mm f/2.8L II USM lens has been sawn in half, revealing the different components inside.
L'usine d'objectifs Canon d'Utsunomiya utilise une technique de moulage de verre spéciale développée par Canon dans les années 1980 pour fabriquer des lentilles asphériques. Photo prise avec un Canon EOS 5D Mark III équipé d'un objectif EF 11-24mm f/4L USM. © Nigel Atherton

9. Toujours plus loin dans l'innovation

Canon a inventé le stabilisateur d'image. Les reflex numériques EOS sont dotés d'une technologie de stabilisation d'image par l'objectif plutôt que par le capteur pour assurer une netteté optimale des images dans le viseur. Nous utilisons aussi de nouveaux matériaux optiques dans les objectifs Canon EF 35mm f/1.4L II USM et dans nos autres objectifs spécialisés. Parmi ces matériaux figurent les optiques diffractives du spectre bleu (Blue Spectrum Refractive ou BR) à base de résine spéciale développée par Canon. Ces lentilles BR présentent une forte réfraction de la lumière bleue et réduisent l'aberration chromatique mieux que les lentilles en verre classiques.

10. Les objectifs Canon pourraient (sans doute) recouvrir la moitié de la planète

En octobre 2017, Canon a franchi une étape importante dans la production d'objectifs EF avec 130 millions de pièces sorties d'usine. Mis bout à bout, tous ces objectifs pourraient faire la moitié du tour de la Terre. Tout au long de la fabrication de ces millions d'objectifs, nous n'avons cessé d'introduire des nouvelles technologies. Nous commençons par appliquer ces dernières avancées aux objectifs de la série L, pour les étendre ensuite aux produits de milieu de gamme puis, si possible, aux appareils photo d'entrée de gamme, afin que tous nos clients puissent profiter des dernières évolutions technologiques.


Pour en savoir plus sur les objectifs EF Canon de la série L, consultez la page relative à la gamme.

Rédigé par Lucy Fulford


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