Слово разработчикам: создание объектива RF 70-200mm F2.8L IS USM

Когда специалисты Canon разработали инновационную полнокадровую беззеркальную систему EOS R, посыл был прост — «переосмыслить оптическое совершенство». Целью было не просто создать новое поколение камер, но и разработать объективы нового стандарта. Модель Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM является последней из тройки зум-объективов RF f/2.8. Помимо превосходного качества изображения и надежной конструкции в традициях L-серии он располагает техническими и технологическими инновациями, которые обеспечивают высочайшую скорость работы и производительность.В этой статье разработчики раскроют все секреты и расскажут о пяти инновациях, которые делают этот быстрый, практичный и компактный телеобъектив RF особенным.

1. Он почти на треть легче аналога из линейки EF

Одной из основных задач для конструкторов Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM было создание профессионального, но при этом компактного объектива — легкого телеобъектива для удобной съемки с рук, который профессионалы могли бы брать с собой куда угодно, в частности в ручной клади.

Однако Кендзи Синохара, эксперт Canon по оптическим системам, говорит: «Обычно между компактностью и высоким качеством изображения приходится выбирать. Поэтому для достижения поставленных задач требовалась совершенно новая оптическая конструкция».

«Коэффициент преломления линз был увеличен; так каждая из них стала более мощной, и нам удалось значительно сократить общую длину объектива, — объясняет г-н Синохара. — Конечно, это также влияет на качество изображения, поэтому при производстве мы использовали новые материалы на основе стекла, включая сверхультранизкодисперсионные (UD) и асферические UD-линзы, чтобы устранить хроматические и сферические аберрации».

Обычно для устранения аберраций необходимо несколько линз, поэтому уменьшение общего числа линз в объективе позволило добиться значительного облегчения устройства.

И это не все. В семействе объективов EF механизм зумирования включал механический кулачок, который управлял группой линз. В модели Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM этот механический компонент заменен более легкой электронной системой USM.

Более того, команде инженеров удалось создать новый стандарт компактности. Кадзухару Осава, эксперт по механическим системам, объясняет: «Nano USM — это ультразвуковой мотор, который не только очень компактен, но также выдает высокий крутящий момент и позволяет выполнять высокоскоростную автофокусировку при фотосъемке наряду с плавной и бесшумной автофокусировкой при записи видео. Новый, значительно меньший по размеру мотор Nano USM был впервые представлен в объективе Canon RF 24-105mm F4 L IS USM, после чего эта модель претерпела дальнейшие изменения ради более эффективной работы в зум-телеобъективах».

«Группы линз в телеобъективах очень подвижны, что усложняет разработку Nano USM, — продолжает г-н Осава. — Для этого объектива нам удалось создать Nano USM, который даже несмотря на малый размер поддерживает длинный ход и обеспечивает качественную автофокусировку. Мы ожидаем, что эта технология будет использоваться в будущих объективах RF, а также супертелеобъективах».

Другие инновационные конструктивные решения стали доступны благодаря техническим преимуществам крепления RF. «Мы решили отказаться от механизма блокировки стабилизатора, чтобы сделать объектив легче, — говорит Тосихиро Окуда, руководитель команды проектировщиков и эксперт по механическим системам. — На объективах с креплением EF кольцо блокировки необходимо для удержания тяжелой стабилизационной группы линз на месте, когда на них не подается питание. Но крепление RF обеспечивает непрерывную подачу питания на объектив при его подключении к камере, что устраняет потребность в механизме блокировки».

Благодаря большому диаметру и короткому рабочему отрезку крепления RF, а также тому, что для поворота зеркала не нужно оставлять дополнительное место, общую длину объектива удалось значительно сократить. Чтобы максимально эффективно использовать это преимущество, команда проектировщиков на раннем этапе разработки решила использовать конструкцию с переменной длиной вместо более традиционной конструкции с внутренним зумом, как на модели Canon EF 70-200mm f/2.8L IS III USM.

В итоге объектив Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM имеет длину всего 146 мм в сложенном состоянии и весит около 1070 граммов, что делает его практически на 50 мм короче и почти на треть легче аналогичной модели EF.

Команда разработчиков объектива Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM (слева направо): Кадзухару Осава (механические системы), Сатоси Маруяма (электрические системы), Тосихиро Окуда (руководитель, механические системы), Кендзи Синохара (оптические системы) и Каиси Каваи (планирование продукции). «Что касается Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM, мы стремились создать объектив, который останется в авангарде фотооборудования даже через 10 лет, — говорит г-н Каваи. — Мы надеемся, что каждый, кто сомневался в использовании такого объектива из-за его размера и веса, попробует эту модель, будь то профессионал или любитель».

2. Электронное управление плавающей фокусировкой

Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM — это первый объектив Canon, в котором электронное управление плавающей фокусировкой выполняется с помощью двух моторов Nano USM. Независимое управление группами фокусирующих и плавающих линз позволило уменьшить минимальное расстояние фокусировки для съемки объектов с малого расстояния, а также повысить точность автофокусировки.

Господин Синохара, эксперт по оптическому дизайну, объясняет: «Два мотора Nano USM позволяют раздельно управлять группами фокусирующих и плавающих линз. Разработанное Canon электронное управление плавающей фокусировкой повышает качество изображений при съемке крупным планом, а также позволяет снимать объекты с расстояния всего 0,7 метра (по сравнению с 1,2 метра для модели Canon EF 70-200mm f/2.8L IS III USM). Максимальное увеличение составляет приблизительно 0,23x, что значительно больше, чем на модели-аналоге EF.

«Плавающая фокусировка была изначально представлена в объективах Canon EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS II USM и Canon EF 100mm f/2.8L Macro IS USM, — добавляет г-н Синохара. — Однако в них использовался относительно простой механический кулачок. В Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM используется электронный кулачок — он позволяет раздельно управлять двумя группами линз для быстрой и точной автофокусировки при фотосъемке, а также более высокого качества изображения при съемке с малых расстояний».

Сатоси Маруяма, эксперт по электронным системам, отмечает: «Это также первый раз, когда система с электронным кулачком была применена для управления группами линз при зумировании на зум-объективе L-серии с диафрагмой f/2.8. Этот объектив оснащен системой, которая прогнозирует пользовательское управление зумом, обеспечивая плавное движение линз. Управление кажется более быстрым — в этом электронная система не уступает механическим кулачковым механизмам».

Объектив также оснащен высокоточным электронным кольцом фокусировки, которое вместо прямого подключения к механической системе преобразует поворот кольца в электронный сигнал. Это обеспечивает оптимальное быстродействие при фотосъемке, повышая плавность и скорость фокусировки. Система использует различные параметры для фото- и видеосъемки, поскольку при записи видео важна не только плавность фокусировки, но и бесшумная работа механических компонентов.

Два мотора Nano USM, которые используются в объективе Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM, обеспечивают высокое качество изображения по всему диапазону фокусных расстояний, включая съемку крупным планом. 

Разработчикам удалось создать компактный длинноходный мотор Nano USM, который справляется с ходом телеобъектива и обеспечивает быструю автофокусировку. 

3. Стабилизатор изображения с эффектом, эквивалентным 5 ступеням выдержки

Чтобы сделать объектив Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM более компактным, инженеры также уменьшили два встроенных блока стабилизации. «Конструкция блока стабилизации была изменена; ее основой стал блок стабилизации объективов EF, к которому для повышения прочности была добавлена технология, используемая в супертелеобъективах и моделях L-серии», — говорит г-н Окуда.

Благодаря быстрому широкополосному взаимодействию объектива с камерой, которое обеспечивается за счет крепления RF, стабилизация изображения стала более эффективной. «Гироскопический датчик в объективе распознает сотрясение при создании фотографии, а информация с изображений на датчике CMOS камеры используется для обнаружения и коррекции низкочастотных вибраций, например от дыхания или биения сердца», — объясняет г-н Маруяма.

Система стабилизации Dual Sensing IS выполняет сравнительный анализ этих двух наборов данных, обеспечивая при фотосъемке фантастическую стабилизацию с эффектом, эквивалентным 5 ступеням выдержки (при фокусном расстоянии 200 мм, в соответствии со стандартом CIPA). И это по сравнению с 3,5-ступенчатым стабилизатором изображения на модели-аналоге из линейки EF. При съемке видео объектив использует Combination IS — сочетание встроенного оптического стабилизатора объектива с электронным 5-ступенчатым стабилизатором камеры.

4. Три режима стабилизации изображения для съемки движущихся объектов

В дополнение к уже известным режимам стабилизации от Canon — Mode 1 для универсальной стабилизации при съемке статичных объектов и Mode 2 для съемки движущихся объектов с проводкой — этот объектив располагает дополнительным режимом Mode 3.

«Этот режим подходит для съемки объектов, движение которых трудно прогнозировать, — говорит г-н Маруяма. — В этом режиме алгоритмы непрерывно рассчитывают значение сотрясения камеры; он активен только во время экспонирования и не работает во время выбора фотографом композиции. Некоторые профессиональные фотографы говорили, что изображение в видоискателе выглядит неестественно из-за постоянной работы стабилизатора при движении камеры. Режим Mode 3 был создан именно для них».

Эксперт по планированию продукции Каиси Каваи добавляет: «Поскольку этот объектив очень компактен, имеет высокую светосилу f/2.8 и оснащен стабилизатором, он отлично подходит для съемки спорта в помещениях. Для съемки таких сцен удобно использовать режим Mode 3. В таких видах спорта, как баскетбол, много движения, и Mode 3 позволяет снимать все это без лишней "отдачи" в видоискатель».

Несмотря на конструкцию с изменяемой длиной, все соединители и переключатели объектива герметичны и защищены от пыли и влаги для соответствия стандартам L-серии. 

5. Прочность, надежность, пыле- и влагозащита L-серии

«Этот объектив создан с учетом стандартов надежности и прочности — в этом он точно не уступает, а возможно, и превосходит модель Canon EF 70-200mm f/2.8L IS III USM, — говорит г-н Окуда. — Кроме того, он имеет тот же уровень ударопрочности, что и другие модели L-серии, и располагает технологией, которая предотвращает ухудшение оптического качества при длительном использовании».

«Некоторые фотографы, которые используют объективы с переменной длиной, отмечают, что при съемке сверху вниз оправа объектива неизбежно удлиняется, — добавляет он. — Это происходит из-за воздействия гравитации». Благодаря креплению RF объектив непрерывно получает питание при подключении к камере, что позволило инженерам решить эту проблему.

«Разработка зум-объектива переменной длины также подразумевает необходимость защиты от попадания в корпус пыли, — продолжает г-н Окуда. — При выдвижении объектива из широкоугольного в телеположение создается давление, в результате чего в корпус попадает воздух. Мы продумали вентиляцию таким образом, чтобы воздух мог попасть внутрь только через предназначенные для этого отверстия, и обеспечили необходимый поток воздуха». Все соединения и переключатели на объективе герметичны и защищены от пыли и влаги.

Господин Каваи добавляет, что передний и задний элементы объектива Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM имеют флюоритовое покрытие, которое отталкивает масло и влагу, предотвращая появление разводов. Пыль и капли воды с них можно удалить с помощью обычной сухой ткани.