Nano USM จิ๋วมีขนาดเล็กกว่าปลายนิ้วของคุณ แต่มีความเร็วในการขับเคลื่อนสูงมากและตอบสนองได้ดีเยี่ยม มอเตอร์โฟกัสรุ่นใหม่นี้ได้เปิดตัวเป็นครั้งแรกในเลนส์ EF-S18-135mm f/3.5-5.6 IS USM (อ่านรีวิวที่นี่) มาดูกันว่า มอเตอร์ประเภทนี้แตกต่างจาก USM ประเภทอื่นๆ อย่างไร และช่วยให้คุณสามารถทำอะไรได้บ้างในการถ่ายภาพและวิดีโอ (เรื่องโดย: Ryosuke Takahashi)
1. USM คืออะไร
2. Ring USM, Micro USM และ Nano USM
3. ความแตกต่างหลักๆ ระหว่าง USM ทั้งสามประเภท
4. ความงดงามของ Nano USM
5. ศักยภาพของ Nano USM
USM คืออะไร
“USM” ย่อมาจาก “Ultrasonic Motor” (มอเตอร์อัลตร้าโซนิค) ซึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่ใช้ในการขับเคลื่อนกลไก AF (โฟกัสอัตโนมัติ) ในเลนส์ของ Canon ดังที่ชื่อได้บอกไว้ USM ได้กำลังมาจากแรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิค
[กลวิธีทางเทคนิค] กลไกการทำงาน
มอเตอร์ USM แต่ละชิ้นประกอบด้วย:
- สเตเตอร์ ที่สร้างแรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคเมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า และ
- โรเตอร์หรือสไลเดอร์ ที่ตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าด้วยการหมุนหรือเลื่อน (ขึ้นอยู่กับประเภทของ USM) เพื่อให้เลื่อนเลนส์โฟกัสได้
สเตเตอร์ผลิตมาจาก:
- ชิ้นเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกซึ่งทำหน้าที่
i) นำกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ตัวสเตเตอร์ และ
ii) สร้างแรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคจากกระแสไฟฟ้า และ
- ตัวสเตเตอร์ทำจากโลหะที่มีความยืดหยุ่นซึ่งเปลี่ยนรูปร่างได้เมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า
เมื่อทำงานร่วมกัน ชิ้นส่วนเหล่านี้จะเปลี่ยนแรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคเป็นการเคลื่อนไหวที่ขับเคลื่อนกลไก AF ภายในเลนส์
USM ที่แตกต่างกันสามประเภท
Ring USM: ให้แรงบิดสูง ใช้ในการขับเคลื่อนเลนส์ขนาดใหญ่
สเตเตอร์และโรเตอร์ขนาดใหญ่ของ Ring USM ทำให้การหมุนเป็นไปอย่างช้าๆ ซึ่งทำให้ได้แรงบิดที่มีกำลังมาก จึงเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงนิยมใช้ในเลนส์โฟกัสที่มีน้ำหนักมาก เช่น เลนส์รูรับแสงกว้างและเลนส์ซูเปอร์เทเลโฟโต้
โครงสร้างของ Ring USM
A: โรเตอร์
B: สปริงริมขอบนูน
C: บอดี้ที่เป็นโลหะยืดหยุ่นได้
D: ชิ้นเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก
E: สเตเตอร์
สเตเตอร์จะสร้างแรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคซึ่งทำให้โรเตอร์หมุนอย่างต่อเนื่อง เกิดเป็น “คลื่นเคลื่อนที่” ที่ขับเคลื่อนเลนส์โฟกัส
Micro USM และ Micro USM II: เหมาะสำหรับเลนส์ขนาดเล็ก
แม้จะมีขนาดเล็กกว่า Ring USM แต่ Micro USM (ซ้าย) ก็มีหลักการทำงานแบบเดียวกัน การเคลื่อนที่ในลักษณะกลิ้งซึ่งเกิดขึ้นในชุดจะทำให้เฟืองขับเคลื่อนหมุน ซึ่งส่งผลให้เลนส์โฟกัสเคลื่อนที่ ด้วยขนาดที่เล็ก จึงเหมาะสำหรับการขับเคลื่อนโฟกัสในเลนส์ที่มีขนาดเล็ก Micro USM II (ขวา) คือ Micro USM ที่ย่อส่วนลง
Nano USM: ขนาดจิ๋ว ทรงประสิทธิภาพ และตอบสนองได้ฉับไว
ชุด Nano USM ประกอบด้วยสไลเดอร์จิ๋วรูปทรงไมโครชิป และชิ้นเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก แต่สิ่งที่ต่างจาก USM อีกสองประเภทคือ ระบบขับเคลื่อนโดยตรง แรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคจะถูกส่งจากชิ้นเพียโซอิเล็กทริกไปยังสไลเดอร์โดยตรง ซึ่งทำให้เลนส์โฟกัส (ซึ่งติดตั้งอยู่บนชิ้นแร็ค) เคลื่อนที่ในทิศทางกลับไปกลับมา
ความแตกต่างหลักๆ ระหว่าง USM ทั้งสามประเภท
1. พลังในการขับเคลื่อน
Ring USM และ Micro USM
- แรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคจะถูกเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน (เฟือง/โรเตอร์) ก่อนจะถูกนำมาใช้ในการขับเคลื่อนเลนส์โฟกัส
- สามารถขับเคลื่อนโฟกัสได้รวดเร็วมาก
Nano USM
- แรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคจะถูกส่งไปยังสไลเดอร์โดยตรง ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวเป็นแนวเส้นตรง ซึ่งทำหน้าที่ขับเคลื่อนเลนส์โฟกัส
- สามารถขับเคลื่อนโฟกัสได้รวดเร็วมากเช่นกัน (ดูบทความ: ความงดงามของ Nano USM)
- ช่วยให้การเคลื่อนที่ของโฟกัสเป็นไปอย่างราบรื่นด้วย
2. ขนาดและแรงบิด:
- Ring USM: มีสเตเตอร์และโรเตอร์ขนาดใหญ่ ซึ่งให้แรงบิดกำลังสูงมาก มีประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนกลุ่มเลนส์โฟกัสที่มีน้ำหนักมากๆ
- Micro USM: มีขนาดเล็กและอเนกประสงค์พอที่จะใส่ลงในเลนส์ทุกรุ่น รวมทั้งเลนส์ซูมขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ
- Nano USM: มีขนาดเล็กที่สุดในมอเตอร์ทั้งสามประเภท แต่มีกำลังมากพอที่จะขับเคลื่อนกลุ่มเลนส์โฟกัสขนาดเล็กและน้ำหนักเบา
Nano USM ติดตั้งอยู่ในเลนส์ในส่วนที่มีกรอบสีแดง ขนาดที่เล็กและประสิทธิภาพของมอเตอร์ประเภทนี้ช่วยให้เลนส์ซูเปอร์ซูมอย่าง RF24-240mm f/4-6.3 IS USM มีน้ำหนักเบาและกะทัดรัด
คุณจะเห็นได้ว่า USM แต่ละประเภทมีข้อดีที่แตกต่างกัน วิศวกรผู้เชี่ยวชาญด้านเลนส์ของ Canon จึงสามารถเลือกประเภทของมอเตอร์ AF ให้เหมาะสมกับความต้องการของเลนส์ได้ เพื่อให้ AF มีประสิทธิภาพดีที่สุด
จากข้อมูลในเดือนกรกฎาคม ปี 2019 มีเลนส์สี่รุ่นที่ใช้ Nano USM:
- EF-S18-135mm f/3.5-5.6 IS USM
- EF70-300mm f/4-5.6 IS II USM
- RF24-105mm f/4L IS USM
- RF24-240mm f/4-6.3 IS USM
ความงดงามของ Nano USM
ผสมผสานสิ่งที่ดีที่สุดจาก USM และ STM
ในการถ่ายภาพนิ่ง มีหลายสถานการณ์ที่จำเป็นต้องใช้ AF ที่สามารถตอบสนองได้อย่างฉับไว เพื่อให้ล็อคโฟกัสลงบนตัวแบบได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำแม้ตัวแบบจะเคลื่อนที่อยู่
ส่วนการถ่ายวิดีโอนั้นต้องใช้การเปลี่ยนโฟกัสอย่างราบรื่นและนุ่มนวล ซึ่งเอฟเฟ็กต์การเริ่มต้นและหยุดอาจสั่นสะเทือนมาก
ขณะที่ Ring USM และ Micro USM ได้ชื่อว่าขับเคลื่อน AF อย่างรวดเร็วและแม่นยำ การเคลื่อนที่อันราบรื่นและสม่ำเสมอก็เป็นจุดเด่นของเทคโนโลยี Stepping Motor (STM)
Nano USM ผสานหลักการทำงานของ USM กับโครงสร้างทางกลไกของ STM เข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ทั้งความฉับไวและนุ่มนวล จึงช่วยให้เลนส์สามารถทำงานได้อย่างดีเยี่ยมทั้งในการถ่ายภาพนิ่งและวิดีโอ
1. ระบบขับเคลื่อนโดยตรงช่วยให้ตอบสนองได้ดีกว่า
เนื่องจาก Nano USM ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแรงสั่นสะเทือนแบบอัลตร้าโซนิคให้เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนก่อน จึงตอบสนองต่อสัญญาณการเริ่มต้นและหยุดได้ดีกว่า
2. โครงสร้างที่เล็กและเรียบง่ายกว่าทำให้เคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น
เลนส์โฟกัสจะอยู่ภายในชิ้นแร็คโดยมีแท่งไกด์เป็นตัวรองรับ เช่นเดียวกับ STM แบบลีดสกรู โดยไม่จำเป็นต้องใช้เฟืองลูกเบี้ยว ทำให้ชุดโฟกัสมีความกะทัดรัดขึ้น จึงช่วยแบ่งเบาแรงระหว่างการขับเคลื่อนโฟกัส เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเคลื่อนที่ที่มีขนาดเล็กและแม่นยำสูงซึ่งจำเป็นต่อการโฟกัสที่ราบรื่น
[กลวิธีทางเทคนิค] STM แบบลีดสกรูทำงานอย่างไร
A: แท่งไกด์
B: Stepping Motor
C: เลนส์โฟกัส
D: ลีดสกรู
E: ชิ้นแร็ค
STM ทำงานโดยใช้สัญญาณพัลส์ จึงถ่ายทอดการเคลื่อนที่แม้เพียงเล็กน้อยได้อย่างยอดเยี่ยม และแทบไม่มีเสียงที่เกิดจากกลไกในระหว่างการโฟกัส จึงเหมาะสำหรับการถ่ายวิดีโอ
3. การทำงานเป็นไปอย่างราบรื่น เงียบเชียบ และมีประสิทธิภาพ
Nano USM มีระบบขับเคลื่อนโดยตรงและไม่มีเฟืองในกลไกของมอเตอร์ ทำให้การขับเคลื่อน AF ราบรื่นและมีประสิทธิภาพโดยแทบไม่มีเสียงรบกวนจากการทำงาน คุณสมบัตินี้ไม่ได้มีประโยชน์สำหรับการถ่ายวิดีโอ (ฉบับภาษาอังกฤษ) เพียงอย่างเดียว แต่ยังช่วยในการถ่ายภาพนิ่งในฉากที่จำเป็นต้องมีความเงียบ เช่น เมื่อคุณถ่ายภาพสัตว์หรือเด็กที่กำลังนอนหลับ
ประสิทธิภาพของของ Nano USM เหมาะสำหรับเลนส์ที่มีกลุ่มเลนส์โฟกัสที่เคลื่อนที่เป็นระยะไกลกว่า เช่น เลนส์ซูเปอร์ซูมและเลนส์ซูมเทเลโฟโต้
ดูประสิทธิภาพในการทำงานของ Nano USM ในการถ่ายภาพนกและรถไฟได้ในบทความต่อไปนี้:
EF70-300mm f/4-5.6 IS II USM: เลนส์ที่ถ่ายภาพนกได้อย่างยอดเยี่ยมสำหรับผู้เริ่มใช้งาน
รีวิวเลนส์ซูมเทเลโฟโต้ EF70-300mm f/4-5.6 IS II USM
ศักยภาพของ Nano USM
1. เลนส์มีขนาดเล็กกว่า เบากว่า
ประสิทธิภาพและขนาดจิ๋วของ Nano USM ทำให้ออกแบบเลนส์ได้อย่างยืดหยุ่นมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเลนส์ที่มีระบบเลนส์โฟกัสน้ำหนักเบาซึ่งต้องเคลื่อนที่เป็นระยะไกลกว่า
เราได้เห็นข้อดีมาบ้างแล้ว: เลนส์ซูมเทเลโฟโต้ EF70-300mm f/4-5.6 IS II USM และเลนส์ซูเปอร์ซูมที่เหมาะสำหรับการเดินทางท่องเที่ยวอย่าง RF24-240mm f/4-6.3 IS USM นั้นมีขนาดเล็กกว่าและเบากว่าเลนส์หลายรุ่นในประเภทเดียวกัน
2. Dual Pixel CMOS AF รวดเร็วขึ้น และทำงานได้ดียิ่งขึ้น
Nano USM ทำงานร่วมกันได้ดีกับ Dual Pixel CMOS AF (DAF) ซึ่งเป็นระบบ AF ตรวจจับแบบ Phase Detection ของ Canon ที่สามารถโฟกัสอัตโนมัติได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำด้วยพิกเซลในเซนเซอร์ภาพ เราจะได้เห็นการพัฒนาของ DAF ในอนาคตที่เกิดจาก Nano USM อย่างแน่นอน
EOS 80D/ EF70-300mm f/4-5.6 IS II USM/ FL: 300 มม./ Manual exposure (f/5.6, 1/800 วินาที, EV±0)/ ISO 400/ WB: อัตโนมัติ
ความเร็วของ Nano USM ช่วยเพิ่มขีดความสามารถให้กับ Dual Pixel CMOS AF ในการจับภาพช่วงเวลาเสี้ยววินาทีสำคัญ ซึ่งเหมาะสำหรับฉากที่มีการเคลื่อนที่เช่นภาพด้านบน
3. Focus Bracketing แบบอัตโนมัติ
การควบคุมการเริ่มต้นและสิ้นสุด AF ที่ดียิ่งขึ้นของ Nano USM ไม่เพียงเหมาะสำหรับการเปลี่ยนโฟกัสอย่างราบรื่นในการถ่ายภาพเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการพัฒนา Focus Bracketing แบบอัตโนมัติในอนาคตอีกด้วย
ทบทวนความรู้ของคุณเกี่ยวกับเทคโนโลยีของ Canon ได้ที่:
5 สิ่งที่ระบบประมวลผลภาพ DIGIC สามารถทำได้
6 คุณสมบัติที่สำคัญของเลนส์ RF
รับข่าวสารล่าสุดเกี่ยวกับการถ่ายภาพ รวมถึงเคล็ดลับและกลเม็ดต่างๆ
ร่วมเป็นส่วนหนึ่งของชุมชนชาว SNAPSHOT
ลงทะเบียนตอนนี้!เกี่ยวกับผู้เขียน
เกิดที่จังหวัดไอชิเมื่อปี 1960 Takahashi เริ่มทำงานอิสระในปี 1987 หลังจากทำงานในสตูดิโอถ่ายภาพโฆษณาและสำนักพิมพ์ นอกจากถ่ายภาพสำหรับงานโฆษณาและนิตยสารทั้งในและนอกญี่ปุ่นแล้ว เขายังทำหน้าที่เป็นนักรีวิวให้กับ "Digital Camera Magazine" นับตั้งแต่นิตยสารเปิดตัว ตลอดจนตีพิมพ์ผลงานต่างๆ มากมาย ในส่วนของการรีวิวผลิตภัณฑ์และเลนส์ Takahashi เน้นให้คำแนะนำเกี่ยวกับเทคนิคการถ่ายภาพที่ดึงประสิทธิภาพการทำงานของเลนส์ออกมาผ่านมุมมองและการทดสอบเฉพาะตัวของเขาเอง ไปยังสถานที่ต่างๆ ทั่วโลก และเขาก็เป็นสมาชิกคนหนึ่งของ Japan Professional Photographers Society (JPS) ด้วย
