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「大白」瘦身1000克:Canon開發人員細說從頭

2018-11-15

要生動鮮活地拍攝遠處難以捉摸的罕見景觀,超遠攝鏡頭確實是一個好幫手,但鏡頭相當重,用久了難免「手軟」。經過Canon鏡頭開發團隊不斷努力,最新推出的EF400mm f/2.8L IS III USM與EF600mm f/4L IS III USM比起前作輕得多,可想而知,整個研發過程一點也不簡單。我們訪問相關開發人員,了解其中甘苦。

鏡頭開發人員專訪

 

旗艦鏡頭的重大改良

EF400mm f/2.8L IS III USM與EF600mm f/4L IS III USM 均有顯著的改進,如下所示: 

1.重量大減(EF400mm f/2.8L IS III USM重量比前作輕26%;而EF600mm f/4L IS III USM重量則輕了22%以上)
2.超高影像素質
3.隔熱塗層
4.更強操作性能、更方便使用(影像穩定系統性能採用5級快門速度、電子對焦環與新配件)
5.極為堅固可靠(強韌、耐用、防塵防滴漏結構、氟塗層)
6.設計更見功力

單是做到第一點已花費開發人員不少心血,團隊並不單求輕巧,而是重新設計了整個鏡頭,保持最佳平衡。以下為訪談摘錄。
(訪談經過編輯,全文請點擊如下連結。)

 

1.設計視野與方法

創造「新世代之巔」的鏡頭

Nagao(開發團隊領導人):一開始研發鏡頭時,我們就自問「什麼樣的鏡頭,才能攻占新世代之巔?」。我們還聽取不少意見,更重視批評的聲音。一顆顆的他山之石,讓我們擺脫現有設計的框框,想像出最理想的鏡頭。 

Shimada(産品策劃):我們首先考慮的,是讓鏡頭更輕。關鍵就看,在確保超高影像素質的同時,鏡頭重量能減輕多少。

 

EF400mm f/2.8L IS III USM

EF400mm f/2.8L IS III USM重量為2,840克左右。

 

EF600mm f/4L IS III USM

EF600mm f/4L IS III USM重量為3,050克左右。

 

田徑選手躍過欄杆

EF600mm f/4L IS III USM拍攝的鏡頭

 

2.創新的光學系統佈置

切磋激盪,擦出最耀眼創意火花

Nagao(開發團隊領導人):我們一直努力為未來項目開發新技術。還沒開始設計EF400mm f/2.8L IS III USM以及EF600mm f/4L IS III USM之前,光學設計團隊已經就為採用新玻璃物料製作全新輕量級光學系統,不斷設想新點子。全新光學系統就是團隊內專家不斷互相交流碰撞想法,而激發出最佳創意的成果。

新鏡頭的光學特性

Saito(光學設計):EF400mm f/2.8L IS III USM的特色在於其光學系統。它採用螢石和超低色散鏡片以及全新玻璃物料,並採用在後端強化光學系統的佈置,由第二個鏡頭元件開始的所有鏡片都擺向背面。這種設計能防止影像框外的光線所産生的昡光,即使背光時,也能清楚細緻地顯現明暗的對比。前端(第一)鏡片元件本身也能減少鏡頭內部的光線反射。

Nakahara(光學設計):EF600mm f/4L IS III USM採用類似的光學設計。由於第一鏡片元件難以再縮小,所以我們嘗試縮小第二及隨後鏡片元件的直徑,並盡量拉大前端鏡片和第二鏡片元件的距離。最終,整個鏡頭的配置徹底改變。前端鏡片元件採用的全新玻璃物料,之前未曾用在任何Canon產品。

 

EF400mm f/2.8L IS II USM與EF400mm f/2.8L IS III USM的橫切面圖

EF400mm f/2.8L IS II USM與EF400mm f/2.8L IS III USM的橫切面圖
EF400mm f/2.8L IS III USM(右)只有一件鏡頭元件是與前作(左)不同。然而,後端強化光學系統的佈置,讓第二鏡片元件以後的鏡頭得以採用更小的鏡片,實現輕量化。

 

EF600mm f/4L IS II USM與EF600mm f/4L IS III USM 的橫切面圖

EF600mm f/4L IS II USM與EF600mm f/4L IS III USM的橫切面圖
與EF400mm f/2.8L IS III USM如出一轍,EF600mm f/4L IS III USM的一大特點,就是前端鏡片組與集中在後端的鏡片組之間的距離。

 

減重多達26%

Hayakawa(機械設計):我們成功把EF400mm f/2.8L IS III USM的重量減少了1,010克左右(比第二版輕26%)。EF600mm f/4L IS III USM的重量則減少了約870克左右(減輕大約22%)。

 

玻璃物料和鏡頭結構的變化(EF400mm)

EF400mm f/2.8L IS II USM的玻璃物料:重量約1,845克

EF400mm f/2.8L IS II USM鏡頭配置

- 移除了玻璃保護罩
- 螢石發揮作用

EF400mm f/2.8L IS III USM的玻璃物料:重量約1,140克

EF400mm f/2.8L IS III USM 鏡頭配置

A:超低色散鏡片

 

獅子

EF400mm f/2.8L IS III USM拍攝的鏡頭

 

3.鏡頭結構設計和使用物料求新求變

創新將不可能變成可能

Hayakawa(機械設計):要繼續減輕鏡頭可不簡單,因為鏡筒和鏡頭外部能省略除去的部件少只有少,一不小心就會影響結構的堅固和光學性能。鏡頭的瘦身作業,一定不能有損其可靠性和光學性能。所以我們: 

1) 採用最先進的注射式鑄模技術(觸變成型)和新合金改變鏡頭的基本結構,
2) 更新組件,譬如電子對焦環,以及
3) 利用最新的光學調整系統。

改用電子對焦環能夠大幅減少對焦環與對焦元件(USM)機械連接所需的機件。如此不僅能讓鏡頭減輕,還有利於鏡頭組裝及其佈置的精密性。  

Nagao(開發團隊領導人):我們還決定使用全新的碳強化鎂合金。400mm鏡頭上的第一組鏡筒採用注射式鑄模技術,鑄造出0.8毫米厚的鏡筒,比前作薄20%。用了新的材料,鏡頭更輕,但依然夠堅固。III 系列的鏡頭採用由Canon生產、專為超遠攝鏡頭設計的光學調節器。這款光學調節器有助於對畫面中的大量細節進行數位調整,達到傳統手動方法做不到的精確影像。 

 

第一組鏡筒

第一組鏡筒是開發團隊讓鏡頭減重的重點之一。它由碳強化鎂合金所製,比鋁合金更輕。
 

 

超遠攝鏡頭,更輕才是更好

讓400mm或更長的超遠攝鏡頭變得輕巧便攜是一眾攝影迷的夢想,但工藝和技術始終是一大難題。兩款全新超遠攝L鏡頭顯著減輕正是一項重大突破,不但讓人隨心所欲拍攝,前作大受好評的超遠焦距和超卓影像素質也絲毫無損。 

 

 還有什麼能讓全新鏡頭拍出素質非凡的影像?哪些變化能達到5級快門速度的影像穩定等級?産品設計師堅持不懈改良産品設計,他們的動力從何而來? 
下載完整訪談*英文版PDF,了解更多背後的故事以及更多。 

 

受訪的開發人員

鏡頭開發團隊的個人照片

(左起)
Shota Shimada:産品策劃
Yuki Nagao:開發團隊領導人
Shinichiro Saito:光學設計
Makoto Nakahara:光學設計
Makoto Hayakawa:機械設計

 


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