ค้นหาสิ่งที่คุณต้องการ

หรือค้นหาโดย

หัวข้อ

Article
Article

Article

e-Book
e-Book

e-Book

Video
Video

Video

Campaigns
Campaigns

Campaigns

Architecture
กล้องคอมแพค

กล้องคอมแพค

Architecture
DSLRs

DSLRs

Architecture
การถ่ายวีดิโอ

การถ่ายวีดิโอ

Architecture
ภาพดาราศาสตร์

ภาพดาราศาสตร์

Architecture
กล้องมิลเลอร์เลส

กล้องมิลเลอร์เลส

Architecture
ภาพสถาปัตยกรรม

ภาพสถาปัตยกรรม

Architecture
เทคโนโลยีของแคนนอน

เทคโนโลยีของแคนนอน

Architecture
การถ่ายภาพในขณะที่มีแสงน้อย

การถ่ายภาพในขณะที่มีแสงน้อย

Architecture
การสัมภาษณ์ช่างภาพ

การสัมภาษณ์ช่างภาพ

Architecture
ภาพวิวทิวทัศน์

ภาพวิวทิวทัศน์

Architecture
การถ่ายภาพมาโคร

การถ่ายภาพมาโคร

Architecture
การถ่ายภาพกีฬา

การถ่ายภาพกีฬา

Architecture
การถ่ายภาพท่องเที่ยว

การถ่ายภาพท่องเที่ยว

Architecture
การถ่ายภาพใต้น้ำ

การถ่ายภาพใต้น้ำ

Architecture
แนวคิดการถ่ายภาพและการประยุกต์ใช้

แนวคิดการถ่ายภาพและการประยุกต์ใช้

Architecture
การถ่ายภาพสตรีท

การถ่ายภาพสตรีท

Architecture
กล้องมิเรอร์เลสแบบฟูลเฟรม

กล้องมิเรอร์เลสแบบฟูลเฟรม

Architecture
เลนส์และอุปกรณ์เสริม

เลนส์และอุปกรณ์เสริม

Architecture
Nature & Wildlife Photography

Nature & Wildlife Photography

Architecture
การถ่ายภาพพอร์ตเทรต

การถ่ายภาพพอร์ตเทรต

Architecture
การถ่ายภาพกลางคืน

การถ่ายภาพกลางคืน

Architecture
การถ่ายภาพสัตว์เลี้ยง

การถ่ายภาพสัตว์เลี้ยง

Architecture
โซลูชั่นการพิมพ์

โซลูชั่นการพิมพ์

Architecture
รีวิวผลิตภัณฑ์

รีวิวผลิตภัณฑ์

Architecture
การถ่ายภาพงานแต่งงาน

การถ่ายภาพงานแต่งงาน

ผลิตภัณฑ์ >> ผลิตภัณฑ์ทั้งหมด

[ตอนที่ 2] เลนส์ซูมซูเปอร์เทเลโฟโต้ยอดนิยมผ่านการปรับปรุงใหม่ในรอบ 16 ปี

2015-03-19
0
1.38 k
ในบทความนี้:

EF100-400mm f/4.5-5.6L IS USM เลนส์ที่ได้รับการสนับสนุนอย่างแพร่หลายจากกลุ่มช่างภาพธรรมชาติผ่านการปรับปรุงใหม่แล้วในรอบ 16 ปี บทความนี้จะนำสรุปบทสัมภาษณ์นักพัฒนาเลนส์ EF100-400mm f/4.5-5.6L IS II USM ใหม่มาฝากผู้อ่าน (เรื่องและภาพถ่ายนักพัฒนาโดย: Ryosuke Takahashi)

หน้า: 1 2

 

(จากซ้าย)
Wataru Yokota (กลุ่ม ICP 1)
Shigenobu Sugita (วิศวกรอาวุโส, ศูนย์พัฒนา ICP 1)
Yuki Nagao (วิศวกรอาวุโส, ศูนย์พัฒนา ICP 1)

 
 

ลดระยะโฟกัสใกล้สุดลงครึ่งหนึ่ง (0.98 m) จากเลนส์รุ่นก่อน

- ระยะห่างในการถ่ายภาพต่ำสุดลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของเลนส์รุ่นก่อน อะไรคือที่มาและความลับของเทคโนโลยีที่สามารถทำให้ลดระยะเช่นนั้นได้ครับ

Sugita ในการที่จะลดระยะการถ่ายภาพต่ำสุด คุณต้องขยับกลุ่มเลนส์โฟกัสออกไปจนสุด หรือไม่ก็เพิ่มกำลังของเลนส์ การขยับเลนส์ทำให้โฟกัสแบบโคลสอัพได้โดยการทำให้คุณมีพื้นที่ในการเคลื่อนไหวมากขึ้น ในขณะที่การเพิ่มกำลังของเลนส์ทำให้สามารถโคลสอัพได้แม้มีการเคลื่อนเพียงเล็กน้อย ในครั้งนี้เราใช้ทั้งสองวิธี โดยเฉพาะเมื่อกำลังของเลนส์โฟกัสเพิ่มขึ้น การโฟกัสจะเปลี่ยนไปมากแม้ว่าจะขยับชิ้นเลนส์ไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น นี่เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะทำให้เลนส์ทำงานได้โดยปราศจากเสียงดัง นอกจากนี้ การเคลื่อนชิ้นเลนส์โฟกัสยังมีผลกับความแม่นยำของระบบโฟกัสอัตโนมัติอย่างมาก การเคลื่อนชิ้นเลนส์จำเป็นต้องมีความเร็วสูง แต่ขณะเดียวกันก็ต้องควบคุมความแม่นยำในการหยุดเลนส์ให้ตรงจุดที่คุณต้องการ เราทำเรื่องนี้ได้สำเร็จด้วยความร่วมมือจากนักออกแบบกลไกโดยใช้กลไกที่ไม่เกิดเสียงดัง หากนี่เป็นแค่การออกแบบทางออพติคอลตามทฤษฎี เราสามารถคิดค้นดีไซน์ที่คล้ายกันได้ในระดับหนึ่งโดยใช้เทคโนโลยีลอยตัวแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม เพื่อให้มีความแม่นยำ การหาความสมดุลระหว่างการออกแบบทางออพติคอลกับการออกแบบทางกลไกกลายเป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้สามารถลดระยะการถ่ายภาพต่ำสุดลงเหลือ 0.98 เมตรได้

Nagao ผมขออธิบายเพิ่มเติมจากมุมมองของการออกแบบทางกลไกครับ ในครั้งนี้ ประเด็นสำคัญคือเราสามารถตอบสนองความต้องการของนักออกแบบทางออพติคอลได้มากแค่ไหนในการเพิ่มปริมาณการเคลื่อนเลนส์โฟกัสที่มีความไวสูง แต่สุดท้าย เราสามารถตอบสนองเงื่อนไขต่างๆ ที่จะทำให้การออกแบบทางกลไกถูกต้องตรงตามสเปคการออกแบบในครั้งนี้ได้ แม้เลนส์โฟกัสจะมีการกำหนดค่าที่ขับเคลื่อนโดยกลไกลูกเบี้ยวแบบเดียวกับเลนส์ซูม แต่สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับว่ากลไกลูกเบี้ยวนั้นถูกนำมาใช้ตั้งแต่แรกหรือไม่ ประเด็นต่อมาคือเลนส์โฟกัสสามารถขับเคลื่อนไปตามแนวลูกเบี้ยวได้แม่นยำหรือไม่ เราแก้ไขประเด็นนี้โดยการใช้ "กลไกป้องกันเสียงดัง" เพื่อให้เลนส์โฟกัสเคลื่อนที่ได้โดยปราศจากเสียงดัง ขณะที่คงความแม่นยำไว้ จากนั้น เราต้องรักษาระดับแรงบิดที่ใช้ขับเคลื่อนเลนส์ภายในระยะที่สามารถเคลื่อนได้ด้วยแอคทูเอเตอร์ แม้ว่าจะสามารถใช้แรงบิดลดลงขณะที่องศาการหมุนของเลนส์โฟกัสเพิ่มขึ้น แต่ในการทำเช่นนั้นก็มีปัญหาอยู่บ้าง อย่างการที่จะวางตำแหน่งลูกเบี้ยวภายในพื้นที่จำกัดและรักษาโครงสร้างทางกลไก รวมทั้งกลไกป้องกันเสียงดังนับเป็นเรื่องยาก เรายังคิดถึงการทำท่อเลนส์ให้เพรียวบางลงด้วย แต่วิธีนี้หมายความว่าความแข็งแกร่งที่ต้องการอาจหายไปเช่นกัน ผมคิดว่าความสำเร็จที่สำคัญของเราคือการคิดค้นการออกแบบเชิงกลไกที่เคลื่อนไหวอย่างที่นักออกแบบทางออพติคอลต้องการและเอื้อให้วางตำแหน่งทุกอย่างไว้ได้ในพื้นที่แคบ

- ความคลาดเคลื่อนจะไม่เพิ่มขึ้นหรือครับ หากระยะโฟกัสใกล้สุดลดลง ใช้เทคโนโลยีอะไรในการลดปัญหานี้ครับ

Sugita เราจัดการเรื่องนี้โดยปรับการจัดเรียงชิ้นเลนส์โดยรวม และทำให้ส่วนหนึ่งของเลนส์ลอยตัว

- ถึงอย่างนั้น การลดระยะการถ่ายภาพต่ำสุดลง 50% ก็ไม่ใช่เรื่องง่าย…

Sugita ถูกต้องครับ เลนส์โฟกัสถูกออกแบบมาให้เคลื่อนไปตามแนวลูกเบี้ยวที่ผสานกันของทั้งเลนส์โฟกัสและเลนส์ซูม พูดง่ายๆ ว่า ส่วนสำคัญของความสำเร็จนี้คือการสร้างความสัมพันธ์ตามต้องการโดยการผสานลูกเบี้ยวเหล่านี้ในลักษณะเชิงซ้อน

- วิธีนี้ถือว่าเป็นระบบกลไกเฉพาะของการผลิตเลนส์ยาวหรือไม่

Sugita ไม่ครับ เลนส์ซูมมาตรฐานก็ใช้เทคนิคนี้เช่นเดียวกัน แต่เพราะการเคลื่อนของกระจกในชิ้นเลนส์ขนาดใหญ่ด้านหน้าในเลนส์นี้ กลไกตรงนี้เกิดจากองค์ความรู้ที่อัดแน่นเนื่องจากความต้องการที่จะสร้างสมดุลในการเปลี่ยนแปลงแรงบิดซูมที่เกิดขึ้น และความเร็วในการเคลื่อนชิ้นเลนส์ที่สัมพันธ์กับกลุ่มเลนส์อื่น

เทคโนโลยีการเคลือบแบบใหม่เพื่อลดการเกิดแสงแฟลร์และแสงหลอก

 

 

การเคลือบแบบหลายชั้น (การเพิ่มชั้นฟิล์ม)

 

ASC (ชั้นดัชนีการหักเหแสงต่ำสุด + การเพิ่มชั้นฟิล์ม)

 

ในการเคลือบฟิล์มหลายชั้นตามปกติ จะมีการสร้าง "ส่วนสัมผัส" ขึ้นในบริเวณที่ต้องสัมผัสกับอากาศ ทำให้เกิดปริมาณการสะท้อนแสงที่ตายตัว อย่างไรก็ตาม ในเทคโนโลยี Air Sphere Coating แบบใหม่ การสร้างส่วนสัมผัสได้รับการปรับปรุงขึ้นโดยการใช้ฟองอากาศบนผิวเคลือบเพื่อให้ช่วยนำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเคลือบใต้เลเยอร์ชั้นบนสุดใช้ไอน้ำแบบเดียวกันกับที่ใช้ในการเคลือบฟิล์มหลายชั้นแบบเดิม

- คำถามต่อไปจะเกี่ยวกับ ASC (Air Sphere Coating) นะครับ อันดับแรกเลย อยากทราบว่า ASC เป็นเทคโนโลยีประเภทไหน มีความแตกต่างจากการเคลือบเลนส์แบบเดิมอย่างไรครับ

Sugita ASC ถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้ต่อไปโดยเริ่มจากเลนส์นี้เป็นรุ่นแรก และย่อมาจาก "Air Sphere Coating (การเคลือบด้วยฟองอากาศ)" ในการเคลือบแบบเดิม มีการเคลือบฟิล์มหลายชั้นโดยวิธีการที่เรียกว่าการเพิ่มไอน้ำ ASC เป็นเทคโนโลยีชนิดเดียวกัน เพียงแต่มีชั้นนอกสุดที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งสัมผัสกับอากาศ ดัชนีการหักเหแสงของชั้นนี้ต่ำกว่าการเคลือบด้วยไอน้ำแบบปกติมาก การสะท้อนเกิดขึ้นที่ส่วนสัมผัสของตัวกลางด้วยดัชนีการหักเหแสงที่แตกต่างกัน และยิ่งดัชนีหักเหแสงของตัวกลางมีความแตกต่างมากเท่าไหร่ การสะท้อนก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น การลดปริมาณการสะท้อนด้วยวัสดุเคลือบไอน้ำแบบธรรมดามีขีดจำกัดสำหรับส่วนที่สัมผัสกับอากาศ เนื่องจากยังคงมีดัชนีการหักเหแสงอยู่ระดับหนึ่งแม้ในวัสดุที่มีดัชนีการหักเหแสงต่ำสุด ในทางกลับกัน การเคลือบชิ้นเลนส์ด้วยฟิล์มที่ใช้ไอน้ำได้พัฒนาขึ้นอย่างมากด้วยการสร้าง "ชั้นดัชนีการหักเหแสงต่ำสุด" เทคโนโลยีการเคลือบนี้เรียกว่า ASC

- หากมองหน้าตัดตามแนวขวาง จะเห็นว่ามีโครงสร้างแบบรังผึ้งที่ดูคล้ายโฟม

Sugita นี่เป็นเพราะว่าฟองอากาศถูกจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบครับ เทคโนโลยีนี้ทำให้ตัวกลางดูราวกับว่าเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำโดยจัดเรียงฟองอากาศในระดับนาโนซึ่งเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงบนพื้นผิว หรือพูดได้ว่า ด้วยการผสมผสานอากาศลงบนพื้นผิวของการเคลือบ วัสดุจะดูคล้ายกับว่ามีดัชนีการหักเหแสงต่ำ

- มีความแตกต่างระหว่างวัสดุพื้นผิวเลนส์นี้กับวัสดุแบบเดิมบ้างไหมครับ

Sugita ไม่มีครับ วัสดุเป็นแบบเดียวกันกับฟิล์มที่ใช้ไอน้ำแบบปกติ

- SWC นับว่าเป็นเทคโนโลยีที่รับแสงเข้ามาพร้อมกับเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นที่ส่วนสัมผัส เทคโนโลยีนี้เหมือนกันกับ ASC หรือมีหลักการทำงานที่แตกต่างไป

Sugita ถึงจะเหมือนกันตรงที่เป็นการเปลี่ยนดัชนีการหักเหแสงด้วยโครงสร้างที่ละเอียดมากกว่าความยาวคลื่นแสง แต่วิธีที่ถูกสร้างขึ้นนั้นต่างกันโดยสิ้นเชิง SWC สร้างฟิล์มรูปลิ่มที่มีคุณสมบัติคล้ายกับอากาศมากเนื่องจากมีวัสดุฟิล์มน้อยและมีอากาศมากในส่วนที่คมชัดของผิวนอกสุด ยิ่งเข้าไปลึกขึ้น ความหนาแน่นของโครงสร้างยิ่งมากขึ้น เทคโนโลยีนี้ใช้ทฤษฎีที่่ว่าการสะท้อนเกิดขึ้นในบริเวณที่ดัชนีการหักเหแสงเปลี่ยนไป ดังนั้น หากดัชนีการหักเหแสงค่อยๆ เปลี่ยน การสะท้อนจะเกิดขึ้นได้ยากกว่าเช่นกัน

- คุณช่วยอธิบายหลักการทำงานของ ASC จากทฤษฎีที่ว่านี้ได้ไหม

Sugita ได้ครับ SWC นั้นความหนาแน่นจะค่อยๆ เปลี่ยนไป แต่สำหรับ ASC เป็นเหมือนกับฟิล์มที่ใช้ไอน้ำแบบปกติ คือใช้วิธีการที่ลดการสะท้อนที่ส่วนสัมผัสกับอากาศโดยใช้การแทรกแซง อย่างไรก็ตาม การใช้ชั้นที่มีดัชนีการหักเหแสงต่ำสุดกับผิวเลนส์ชั้นนอกสุดที่เป็นส่วนสัมผัสกับอากาศ การสะท้อนซึ่งเกิดมากที่สุดที่ส่วนสัมผัสอากาศจะลดลง แนวคิดนี้อยู่บนหลักการการลดและยกเลิกการสะท้อนแสงด้วยการเคลือบหลายชั้นจากด้านล่าง

 

สีแดง: กลไกแบบลอยตัว

สีฟ้า: กลุ่มเลนส์โฟกัส

สีเขียว: ชิ้นเลนส์ Super UD

สีเหลือง: ชิ้นเลนส์ฟลูออไรต์

สีส้ม: ส่วนที่เคลือบฟลูออไรต์

สีดำ: ส่วนที่เคลือบ ASC

แผนภาพองค์ประกอบเลนส์

เลย์เอาต์เลนส์พื้นฐานคล้ายกับเลนส์รุ่นก่อนหน้า แต่จำนวนชิ้นเลนส์ในแต่ละกลุ่มเพิ่มขึ้น โดยมีเลนส์ 21 ชิ้นใน 16 กลุ่มเลนส์ในโครงสร้างปัจจุบัน เทคโนโลยี ASC ที่พัฒนาขึ้นใหม่นำมาใช้กับเลนส์ชิ้นที่ 17 บนฝั่งวัตถุ ขณะเดียวกัน กำลังของกลุ่มเลนส์โฟกัสและกลุ่มอื่นๆ ก็เพิ่มขึ้นด้วย นี่เป็นการป้องกันการสะท้อนในบริเวณที่มีความเค้นของแสง นอกจากนั้น ยังมีการเคลือบฟลูออไรต์ที่ด้านนอกของชิ้นเลนส์ที่ 1 และ 21 ด้วย

 
 

- หากดูที่โครงสร้างของเลนส์ จะพบว่ามีการใช้ ASC กับชิ้นเลนส์ชิ้นหนึ่งในกลุ่มเลนส์ที่ 5 มีเหตุผลพิเศษในการทำเช่นนั้นหรือไม่ครับ

Sugita ไม่ว่าคุณจะทำยังไง แสงแฟลร์และแสงหลอกจะปรากฏในเลนส์เสมอ แน่นอนว่ามีการออกแบบทางออพติคอลเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ แต่ถ้าหากเราให้ความสำคัญกับการป้องกันแสงหลอกและแสงแฟลร์มากเกินไปในการออกแบบ อาจมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพทางออพติคอลที่สำคัญได้ ดังนั้น ในครั้งนี้เราจึงแก้ไขปัญหาเหล่านี้โดยการใช้ ASC กับผิวเลนส์บางชิ้นอย่างเจาะจง ขณะที่ยังรักษาความสมดุลทางออพติคอลไว้เพื่อจะดึงเอาประสิทธิภาพของเลนส์ออกมาได้

 

การปรับปรุงประสิทธิภาพของกลไก IS

- ระบบ IS (Image Stabilizer) ได้รับการปรับปรุงโดยการนำ "โหมด 3" และตัวเลือกอื่นๆ มาใช้เพิ่มเติม กลไกระบบ IS เปลี่ยนไปอย่างไรบ้างจาก 16 ปีที่ผ่านมา

Nagao สิ่งแรกที่ชี้ให้เห็นได้คือ การปรับปรุงโครงสร้างเพื่อลดการต้านทานการเสียดสีในจุดที่ทำได้เมื่อระบบชดเชยทางออพติคอลทำงาน ระบบ IS ในเลนส์รุ่นก่อนใช้โครงสร้างในการเลื่อนแกนหมุนนำทางเพื่อนำการเคลื่อนที่ของระบบชดเชยทางออพติคอล ในเลนส์รุ่นใหม่ๆ รวมทั้งรุ่นนี้ มีการใช้โครงสร้างนำทางที่หมุนลูกบอลไปรอบๆ ด้วยการปรับปรุงโครงสร้างกลไกและการควบคุมเพื่อลดการสูญเสียระหว่างเริ่มทำงาน การเคลื่อนที่ของกลไกต่างๆ จะทำงานราบรื่นขึ้นในการตอบสนองต่อสัญญาณชดเชย ซึ่งทำให้เราสามารถปรับปรุงผลการชดเชยการสั่นไหวของกล้องให้ดีขึ้นได้อย่างมาก

การเปลี่ยนแปลงด้านการใช้งาน

ฟังก์ชั่นต่างๆ เหมือนกันกับเลนส์ EF เทเลโฟโต้รุ่นใหม่ เช่น มีการติดตั้ง [โหมด 3] ใหม่ในระบบ IS ใน โหมด 3 ระบบการแก้ไขด้านออพติคอลถูกล็อคด้วยระบบไฟฟ้าเมื่อกดชัตเตอร์ลงครึ่งหนึ่งและระบบ IS จะทำงานต่อเมื่อลั่นชัตเตอร์ ขณะติดตามวัตถุที่เคลื่อนที่เร็ว จะไม่เกิดการกระตุกโดยเฉพาะกับระบบ IS จึงสามารถจับภาพวัตถุได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

 
 

- ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเลนส์ุรุ่นก่อนกับรุ่นนี้ในด้านความทนทานคืออะไรครับ

Nagao ความแตกต่

แบ่งปันภาพถ่ายของคุณใน My Canon Story แล้วร่วมลุ้นโอกาสเผยแพร่ผลงานบนโซเชียลมีเดียของเรา