ТЕХНОЛОГИЯ

В прицеле объектива: проектировщики рассказывают о создании
RF 100-300MM F2.8L IS USM

Проектировщики рассказывают о разработке и создании самого технологичного на данный момент супертелеобъектива Canon, который сочетает в себе все преимущества модели с зумом и качество фикс-объектива f/2.8.
Четыре проектировщика объектива RF 100-300MM F2.8L IS USM сидят за столом, а один из них держит в руках камеру с этим объективом.

«Проектируя нечто совершенно новое, непременно сталкиваешься с препятствиями и начинаешь думать, почему раньше не пришел к той или иной идее, — говорит Макото Хаякава, глава отдела проектирования и механических систем (по центру, с объективом в руках). «Работая над RF 100-300MM F2.8L IS USM, мы смогли добиться высочайшего оптического качества, надежности, скорости и точности автофокусировки в максимально компактном корпусе. Думаю, нам удалось уменьшить вес этого объектива, не жертвуя ни одним из технических аспектов».

RF 100-300MM F2.8L IS USM — это первый объектив Canon 100–300 мм с диафрагмой f/2.8. Он сочетает в себе универсальность зум-объектива со скоростью фокусировки, четкостью и оптическим качеством фикс-объектива, предлагая максимальную диафрагму f/2.8 по всему диапазону зумирования и оптическую стабилизацию изображения с эффектом 5,5 ступени экспозиции. Будучи флагманской моделью RF L-серии, он располагает новыми технологиями и предназначен для работы с новейшими камерами, которые поддерживают высокоскоростную съемку с точным обнаружением и отслеживанием объектов. Что удивительно, всех этих показателей удалось достичь, сохранив минимальные значения веса среди объективов этого класса.

Итак, каким образом проектировался этот объектив, какие трудности необходимо было преодолеть его создателям и какие технические инновации увидели свет на этапе производства?

Чтобы это узнать, мы пообщались с проектировщиками и инженерами, которые поделились историей создания этого объектива.

Семь проектировщиков объектива Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM стоят рядом друг с другом, а мужчина в центре держит в руках камеру с этим объективом

Проектировщики инновационного объектива Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM: Юриё Асами (планирование), Масато Катаёсе (оптические системы), Нобуюки Нагаока (механические системы), Макото Хаякава (глава отдела проектирования и механических систем), Юми Тоёда (электроника и встроенное ПО), Масааки Игараси (проектирование) и Кен Ураба (технологии производства).

С какой целью разрабатывался RF 100-300MM F2.8L IS USM?

Юриё Асами: Текущая модель Canon EF 300mm f/2.8L IS II USM используется в разных сценариях съемки, включая фотосъемку спорта. Благодаря инновациям системы Canon EOS R мы задумались о разработке объектива RF, который помог бы фотографам реализовать высокую скорость съемки, малую глубину резкости и сильное сжатие перспективы, характерное для моделей 300 мм с диафрагмой f/2.8. Таким образом мы подготовили концепцию зум-телеобъектива f/2.8, который был бы пригоден для совершенно любых типов фотосъемки.

Макото Хаякава: Мы также хотели удовлетворить потребности тех пользователей, кому не хватает фокусного расстояния модели RF 70-200mm F2.8L IS USM, но сделать новую модель более светосильной, чем RF 100-500MM F4.5-7.1 L IS USM. RF 100-300MM F2.8L IS USM появился в результате упорной работы над оптическим качеством — нам удалось добиться эффекта, сравнимого с фикс-объективом, и обеспечить малый вес и компактность, которые способствуют портативности объектива.

Мы использовали объектив EF 300mm f/2.8L IS II USM с адаптером крепления EF-EOS R в качестве целевого показателя длины, веса и качества изображения. Отдельно этот объектив весит около 2,35 кг. Сформировав основу, мы дополнили ее 3-кратным зумом и решили уложиться в итоговый вес 2,6 кг, чтобы с ним было удобно снимать с рук, после чего пошагово дополняли проект технологиями.

Вид сбоку на RF 100-300MM F2.8L IS USM; корпус возле крепления сделан прозрачным, чтобы были видны внутренние компоненты.

Проектировщики смогли сделать объектив компактнее и повысить качество изображения, применив ряд смелых инноваций в области механического и оптического дизайна. RF 100-300MM F2.8L IS USM — это первый объектив с двумя моторами Nano USM для электронного управления плавающей группой фокусировочных линз, где пересекаются траектории движения групп плавающих и фокусировочных линз — это радикальное конструктивное изменение стало для специалистов причиной многих трудностей.

Как вам удалось достичь столь высокого качества изображения для всех фокусных расстояний и дистанций съемки?

Масато Катаёсе: Что касается оптической конструкции, мы смогли достичь высокого качества изображения от центра и до краев благодаря короткому заднему отрезку байонета RF, расположив линзы прямо рядом с креплением. Мы выбрали флюоритовые и двойные UD-линзы, чтобы устранить хроматические аберрации для каждой группы элементов, в частности для линз теледиапазона. Мы разместили три UD-линзы рядом с диафрагмой, чтобы сократить хроматическую аберрацию в центре изображения.

Крайнюю группу элементов мы также дополнили стеклянной асферической линзой GMo большого диаметра. Это значительно помогло сократить общее число линз и обеспечить необходимый уровень качества изображения. Мы разработали этот объектив таким образом, чтобы устранить хроматические аберрации и сохранить мягкий эффект боке, характерный объективам 300 мм с диафрагмой f/2.8. Кроме того, для устранения двоения изображения мы применили покрытие Air Sphere (ASC) с высоким показателем защиты от бликов.

Хаякава: Что касается механических компонентов, мы установили новую систему шариковых подшипников, которая удерживает кольцо управления группой линз зумирования, движущихся вперед и назад при смене фокусного расстояния. Такая система подшипников снижает уровень шума и стабилизирует положение линз внутри объектива. Таким образом, даже несмотря на наличие зума у RF 100-300MM F2.8L IS USM, нам удалось обеспечить высокое оптическое качество, сравнимое с показателями фикс-объективов.

Специалист в белых перчатках очищает датчик изображения камеры Canon.

Есть ли у вас оборудование Canon?

Зарегистрируйте свое оборудование и получите доступ к консультациям экспертов, обслуживанию оборудования, интересным мероприятиям и специальным предложениям — участвуйте в программе Canon Professional Services.
Мужчина держит прототип объектива RF 100-300MM F2.8L IS USM, а на столе перед ним разложены прототипы различных компонентов.

Масааки Игараси держит прототип объектива RF 100-300MM F2.8L IS USM, а на столе перед ним разложены прототипы различных компонентов. « Система Canon EOS R основана на концепции " Дизайн на основе крепления"» — поясняет он. Это делает байонет RF отправной точкой в создании объективов и камер, однако для создания этого объектива также потребовалось множество других инноваций. К примеру, он отмечает следующее: «Мы создали новое, более широкое кольцо крепления для RF 100-300MM F2.8L IS USM, чтобы обеспечить оптимальное распределение веса при его установке на камеру».

Человек держит в руке часть механизма объектива RF 100-300MM F2.8L IS USM

«Мы применили магниевые сплавы, чтобы облегчить объектив, — рассказывает Кен Ураба. — Сочетание композитных материалов помогло нам создать легковесную структуру, которая также защищает от вибраций и механического повреждения внутренних компонентов».

Раз уж зашла речь о механических компонентах, можете рассказать нам об усовершенствованной автофокусировке?

Нобуюки Нагаока: Мы применили вариант с электронным управлением плавающей группой линз и два мотора Nano USM, которые уже используются в других зум-телеобъективах RF L-серии. Моторы Nano USM предлагают высокую точность управления и бесшумную работу, а также подходят для создания как фотографий, так и видео. Я считаю, что мы достигли наиболее высоких показателей скорости и точности автофокусировки, а также оптического качества.

Мы также применили оптическую конструкцию с пересечением траекторий движения фокусировочных и плавающих элементов. Раньше мы не создавали ничего подобного, поэтому поначалу не знали, возможно ли это в целом.

Юми Тоёда: В отношении электронных компонентов и встроенного ПО нам необходимо было создать систему управления, которая позволила бы избежать несостыковок между фокусировочными и плавающими элементами объектива. Для более высокоточного управления линзами с помощью двух моторов Nano USM мы оптимизировали алгоритм управления, включив в него возможности управления сложными группами линз.

Схема объектива RF 100-300MM F2.8L IS USM в разрезе, демонстрирующая его герметичную защиту от непогоды

Объектив L-серии Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM предлагает усовершенствованную защиту от атмосферных воздействий, включая герметичные уплотнители от пыли и влаги, а также конструкцию с защитой от механических воздействий. Кроме того, его корпус покрыт легендарной белой термоизоляционной краской Canon, которая защищает устройство от перегрева даже при длительных съемках на солнце.

Два проектировщика RF 100-300MM F2.8L IS USM сидят за столом — перед одним из них лежит объектив, а перед вторым — часть его механической конструкции.

При оптимизации производительности RF 100-300MM F2.8L IS USM, в частности повышения эффективности стабилизации, команда специалистов по механике и электронике столкнулась с определенными трудностями. «Было непросто создать оптимальный алгоритм управления, который позволил бы пользоваться преимуществами гироскопического датчика внутри объектива, — говорит Юми Тоёда. — Мы смогли реализовать эффективную стабилизацию, скоординировав управление с камерой по всему диапазону зумирования благодаря быстрому обмену данными между камерой и объективом».

А что насчет стабилизации изображения?

Нагаока: За основу мы взяли стабилизатор, который используется в модели EF 400mm f/2.8L IS III USM. Мы разработали новый привод, оптимизированный с учетом веса и движения некоторых линз — в этой модели один из наиболее высоких показателей движения — для чувствительного управления стабилизатором. Даже отдельно модель RF 100-300MM F2.8L IS USM обеспечивает стабилизацию с эффектом 5,5 ступени экспозиции, а при его установке на камеры со встроенной системой стабилизации IBIS этот эффект достигает 6 ступеней.

Тоёда: Координированное управление стабилизацией позволяет устройству точно распознавать тип вибрации и компенсировать его, совместно используя системы камеры и объектива. Эта система применяет гироскопические датчики камеры и объектива, а также датчик ускорения камеры и режим просмотра изображений в реальном времени. Для обнаружения низкочастотных вибраций, например движения всем телом при съемке с рук, мы выбрали для RF 100-300MM F2.8L IS USM конструкцию, которая лучше компенсирует вибрации такого типа.

Узнайте о дизайнерских концепциях и технологиях создания нового оборудования Canon, а также мнение проектировщиков Canon.

Разработка новейших технологий Canon

Узнайте о дизайнерских концепциях и технологиях создания нового оборудования Canon, а также мнение проектировщиков Canon

Координированное управление также использует преимущества разработки новых камер, так ли это?

Тоёда: Это именно так. В частности, байонет RF обеспечивает значительно более быстрый обмен данными между камерой и объективом, и также более широкую шину пропускания по сравнению с байонетом EF. Информация о положении фокуса и зума, значении диафрагмы и аберрациях объектива, как и данные со стабилизатора, передаются мгновенно.

Проектировщик держит в руках часть внутреннего механизма RF 100-300MM F2.8L IS USM, а перед ним на столе лежит камера, на которую установлен уже собранный объектив.

Основной целью при построении оптической конструкции было достижение мягкого эффекта боке, присущего объективам с диафрагмой f/2.8. 9-лепестковая диафрагма RF 100-300MM F2.8L IS USM красиво воссоздает светлые участки кадра и области вне фокуса, а асферическая стеклянная линза GMo, редко применяемая в супертелеобъективах, вместе с UD- и флюоритовыми элементами обеспечивает исключительную детализацию, компенсируя хроматические аберрации, двоение изображения и прочие дефекты.

Фотограф в яркой куртке с отражателями несет камеру с объективом RF 100-300MM F2.8L IS USM, перекинув ремень камеры через плечо.

RF 100-300MM F2.8L IS USM — это самый легкий объектив в своем классе. Он предлагает универсальный диапазон зумирования, а также совместим с экстендерами Canon RF 1,4x и 2x, что позволяет профессионалам применять этот легкий объектив для съемки в разных локациях вместо сразу нескольких фикс-объективов.

Как вам удалось настолько уменьшить размер и вес по сравнению с другими зум-супертелеобъективами?

Нагаока: Объектив RF 100-300MM F2.8L IS USM оснащен двумя моторами Nano USM с приводами линейного типа. Nano USM повышают скорость промежуточных движений, а механическая конструкция привода фокусировки была упрощена, что позволило уменьшить вес и размер устройства.

Катаёсе: При разработке оптической конструкции мы разместили три вогнутые линзы рядом с передним элементом и максимально уменьшили диаметр последующих линз. Мы сократили количество линз благодаря использованию больших стеклянных асферических элементов GMo. При выборе стеклянных материалов мы учитывали не только оптические характеристики, но и определенные гравитационные свойства, а также работали над тем, чтобы сделать выпуклые линзы тоньше — в итоге это помогло снизить вес и повысить качество изображения.

Кен Ураба: При разработке объективов мы используем весь накопленный опыт, а также высокоточные технологии создания асферических линз большого диаметра, доступные на фабрике в Уцуномии. Повышение точности обработки поверхности тонких выпуклых линз до предела возможностей помогло значительно уменьшить вес объектива и повысить качество изображения.

Рука возле элементов управления на боковой стороне оправы RF 100-300MM F2.8L IS USM.

RF 100-300MM F2.8L IS USM — это первый зум-супертелеобъектив, который оснащен кольцом управления, также доступным на фикс-объективах RF, — его можно настраивать для управления диафрагмой, выдержкой, ISO и компенсацией экспозиции. Эргономика и простота использования были приоритетными задачами при проектировании объектива — от расположения кнопок и элементов управления до текстуры и изгибов корпуса, необходимых для комфортной работы.

Созданная с помощью Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM фотография игрока в настольный теннис, застывшего в моменте сразу после удара по мячу, размытому на переднем плане

«Уменьшив вес фокусировочной линзы, мы смогли вместо кольцевого мотора USM установить моторы Nano USM и обеспечить более быстрое управление фокусировкой, — поясняет Тоёда. — Более того, поскольку скорость серийной съемки также становится выше, мы усовершенствовали алгоритмы управления приводами Nano USM». Снято на камеру Canon EOS R3 с объективом Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM и следующими параметрами: 300 мм, 1/4000 сек., f/2.8 и ISO 6400.

Как снижение веса соотносится с удобством использования, прочностью и эргономичностью устройства?

Асами: Даже если мы просто скажем, что объектив стал легче и компактнее, пользователи точно поймут, что меньший вес означает более высокие показатели эргономичности. Поэтому мы решили создать объектив, который не будет казаться тяжелым при установке на камеру, а также будет удобен в управлении.

Масааки Игараси: Мы тщательно продумали расположение кнопки функций/предустановок объектива, чтобы обеспечить удобство использования при управлении правой рукой.

Фотограф в яркой куртке с отражателями снимает на камеру Canon EOS R3 с объективом RF 100-300MM F2.8L IS USM, установленную на штатив.

«Для RF 100-300MM F2.8L IS USM мы решили оптимизировать распределение веса, то есть найти оптимальный центр тяжести, а также сделать его более прочным, — говорит Хаякава. — Именно поэтому мы решили полностью зафиксировать положение его оправы. Мы также отрегулировали положение кольца для крепления к штативу, чтобы при съемке со штативом центр тяжести находился ближе к положению рук пользователя».

Динамичный кадр, созданный с помощью объектива Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM — на снимке два футболиста, в синей и красной форме, сражаются на мяч, который в итоге выбивает игрок в синей форме.

«Мы работали над тем, чтобы повысить точность фокусировки при работе со следящей фокусировкой во время зумирования, — говорит Тоёда. — Мы оптимизировали метод наложения при управлении следящей фокусировкой, что позволяет автоматически корректировать смещение фокуса и поддерживать его в оптимальном положении. В результате мы обеспечили оптимальную эффективность следящей фокусировки по всему диапазону зумирования. Кроме того, поскольку RF 100-300MM F2.8L IS USM поддерживает коррекцию эффекта "дыхания" фокуса при установке на камеру, он компенсирует сдвиг угла обзора при переводе фокуса во время видеосъемки». Снято на камеру Canon EOS R3 с объективом Canon RF 100-300MM F2.8L IS USM и следующими параметрами: 200 мм, 1/2700 сек., f/2.8 и ISO 250.

Какие возможности съемки станут доступны благодаря нововведениям?

Асами: Благодаря улучшенным показателям портативности мы рассчитываем, что фотографы будут применять этот объектив при съемке репортажей и дикой природы, а также на крупных спортивных мероприятиях.

Хаякава: Объектив RF 100-300MM F2.8L IS USM также можно использовать с экстендером Canon RF 1.4x и получить диапазон зумирования 140–420 мм либо с экстендером Canon RF 2x для диапазона 200–600 мм. Возможность использовать его с экстендерами значительно уменьшает вес и размер комплектов оборудования, предлагая пользователям больше портативности.

Считаете ли вы, что достигли целей, поставленных при разработке этого объектива?

Асами: Мне кажется, что мы создали объектив, который придется по душе как профессиональным фотографам, так и любителям. Надеюсь, что пользователи возьмут его в руки, смогут ощутить технологичность и внимание к деталям и начнут расширять свой арсенал возможностей съемки.

Peter Wolinski & Sarah Bakkland

Похожие статьи

Подпишитесь на рассылку

Нажмите здесь, чтобы получать вдохновляющие истории и интересные новости от Canon Europe Pro