เลนส์ Canon EF และ RF – มอเตอร์ออโต้โฟกัสทั้งหมด

เทคโนโลยีเลนส์ Canon

ระบบออโต้โฟกัส

• การเปิดตัวเลนส์ออโต้โฟกัสได้นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงมากมายในการถ่ายภาพ ทำให้สามารถถ่ายวัตถุที่เคลื่อนไหวเร็วได้อย่างแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น
• นับตั้งแต่การเปิดตัวเลนส์ออโต้โฟกัสรุ่นแรกในปี 1981 Canon ได้พัฒนาเทคโนโลยีเลนส์อย่างต่อเนื่องผ่านแนวทางที่หลากหลาย
• Canon ได้พัฒนาเทคโนโลยีมอเตอร์ออโต้โฟกัส 7 แบบที่ใช้ในเลนส์ EF, EF-S, RF และ RF-S

ประเภทของแอคชูเอเตอร์ออโต้โฟกัส

• ชิ้นเลนส์ออโต้โฟกัสจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามแกนแสงเสมอ
• แอคชูเอเตอร์ออโต้โฟกัสแบ่งออกเป็นระบบขับเคลื่อนแบบหมุนและระบบขับเคลื่อนแบบเชิงเส้น
  • ระบบขับเคลื่อนแบบหมุน: แปลงการหมุนให้เป็นการเลื่อนเชิงเส้น
  • ระบบขับเคลื่อนแบบเชิงเส้น: ทำการเลื่อนโดยตรง

การเปรียบเทียบออโต้โฟกัสของ Canon

• ระบบขับเคลื่อนออโต้โฟกัส USM ของ Canon ประกอบด้วยตระกูลกลไกหลายแบบ
• มอเตอร์อัลตราโซนิกแบบวงแหวนเป็นระบบออโต้โฟกัสระบบแรกที่รองรับการโอเวอร์ไรด์โฟกัสแบบ FTM (Full-Time Manual)
• ระบบขับเคลื่อนออโต้โฟกัสรุ่นใหม่รองรับ focus-by-wire ซึ่งหมายความว่าวงแหวนปรับโฟกัสแบบแมนนวลบนกระบอกเลนส์ไม่ได้เชื่อมต่อเชิงกลกับชุดโฟกัส แต่ถูกควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์

Arc Form Drive (AFD)

• ใช้งานตั้งแต่ปี 1987 ถึง 1990 และเป็นมอเตอร์ออโต้โฟกัสตัวแรกที่ใช้ในเลนส์ EF
• AFD มีชุดขับเฟืองและระบบส่งกำลังที่สามารถสลับระหว่างโฟกัสแบบแมนนวลและออโต้โฟกัสได้
• เลนส์ AFD มีเสียงดังขณะทำงานและตอบสนองช้า แต่ยังให้ออโต้โฟกัสที่เชื่อถือได้

มอเตอร์อัลตราโซนิกแบบวงแหวน (USM)

• ใช้งานตั้งแต่ปี 1987 จนถึงปัจจุบัน โดยมอเตอร์อัลตราโซนิกใช้ผลเพียโซอิเล็กทริกและแรงเสียดทานแทนสนามแม่เหล็กซึ่งต่างจากมอเตอร์แบบดั้งเดิม
• USM แบบวงแหวนให้ความเร็วสูงมาก เงียบ และมีแรงบิดสูง จึงสามารถขยับชิ้นเลนส์โฟกัสขนาดใหญ่ได้
• มอเตอร์ชนิดนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก และต้องใช้วงจรจ่ายไฟและวงจรขับที่ซับซ้อน

DC Micromotor

• ใช้งานตั้งแต่ปี 1990 ถึง 2012 โดยใช้มอเตอร์กระแสตรงขนาดจิ๋วเพื่อขับเคลื่อนออโต้โฟกัส
• มอเตอร์ชนิดนี้ใช้เป็นหลักในเลนส์ออโต้โฟกัสระดับเริ่มต้น มีเสียงดังและมีแรงบิดจำกัด

Micro USM และ Micro USM II

• ใช้งานตั้งแต่ปี 1992 ถึง 2016 โดยเป็นมอเตอร์อัลตราโซนิกขนาดจิ๋วที่ใช้ชิ้นส่วนเซรามิกเพียโซเพื่อสร้างการสั่นสะเทือน
• Micro USM II ถูกออกแบบให้มีขนาดเพียงครึ่งหนึ่งของเวอร์ชันดั้งเดิม

สรุปนี้อธิบายเทคโนโลยีออโต้โฟกัสที่หลากหลายของ Canon และพัฒนาการของเทคโนโลยีเหล่านี้ พร้อมกล่าวถึงลักษณะเด่น ข้อดี และข้อเสียของแต่ละแบบ

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• เมื่อก่อนฉันต้องโฟกัสเองเวลาถ่ายรูปสุนัข เสียงดังของ Ring USM AF รุ่นแรก ๆ ทำให้สุนัขคลั่งและวิ่งหนีออกจากห้อง

  • ฉันเคยสงสัยว่าการเล็งกล้องไปที่สุนัขมีผลทางจิตวิทยาหรือเปล่า แต่แม้ตอนแอบหลังม่านแล้วใช้มอเตอร์ AF สุนัขก็ยังวิ่งหนีออกจากห้องอยู่ดี
  • หลังจากนั้นมอเตอร์ USM AF ก็เงียบลง และสุนัขก็ยอมรับการถูกถ่ายรูปได้อย่างสบายใจ

• เป็นเว็บไซต์ที่เจ๋งมากจริง ๆ

  • ในบทความอื่นของผู้เขียนคนเดียวกัน มีการพูดถึงคำถามเชิงอัลกอริทึมว่าตัวกล้องใช้มอเตอร์อย่างไรเมื่อกดปุ่ม "โฟกัส"
  • ฉันหาไม่เจอบทความที่อธิบายว่าตัวกล้องตัดสินใจอย่างไรว่าอยากได้วัตถุไหน น่าจะมีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับแมชชีนเลิร์นนิงรวมอยู่ด้วย เช่น การตรวจจับใบหน้าคนหรือนก

• สำหรับฉันที่ใช้ Canon มาตั้งแต่กลางยุค 80 นี่เป็นเรื่องที่น่าอ่านมาก

  • มีบทความเกี่ยวกับเทคโนโลยีเลนส์ Canon อยู่เยอะมาก

• เป็นงานที่น่าสนใจมากจริง ๆ

  • ฉันหงุดหงิดที่ไม่มีวิธีควบคุมมอเตอร์โฟกัสโดยตรงเวลาถ่ายวิดีโอ
  • คนถ่ายวิดีโอยังต้องติดแถบเฟืองบนเลนส์ แล้วต่อกลไก follow focus แบบกลไกจากภายนอกอยู่เลย
  • ดูเหมือนผู้ผลิตจะไม่ให้การควบคุมโดยตรงเพื่อปกป้องไลน์เลนส์ "cinema" ของตัวเอง ทั้งที่เลนส์แมนนวลขายกันเป็นหลักพันดอลลาร์
  • ฉันเคยไปดู SDK สำหรับควบคุมกล้องของ Canon แต่การควบคุมโฟกัสหายไปจากแทบทุกไลน์ ยกเว้นกล้อง PTZ สองรุ่น

• @ExAr - ขุมทรัพย์ของข้อมูลเลย ขอบคุณที่ลงแรงทำ

  • ฉันสงสัยว่าเขามีบล็อกเกี่ยวกับวิธีทำกราฟิกพวกนี้ไหม เช่น ภาพช่องมองภาพนี้น่าประทับใจมาก
  • ฉันสงสัยว่าเขาจำลองลำแสงกับดวงตาอย่างไร

• ฉันอยากรู้มาตลอดว่าระบบออโตโฟกัสแบบต่าง ๆ ทำงานอย่างไร หน้านี้สุดยอดมาก

  • อยากให้มีหน้าที่อธิบายระบบออโตโฟกัสของ Nikon ด้วย
  • ยังมีเลนส์บางตัวที่ไม่มีมอเตอร์ออโตโฟกัส มอเตอร์จะอยู่ในตัวกล้อง และสกรูเล็ก ๆ ที่เมาท์เลนส์จะส่งการหมุนของมอเตอร์ไปยังชิ้นส่วนออโตโฟกัสในเลนส์ แต่ทั้งช้าและเสียงดังมาก

• บทความยอดเยี่ยม ขอบคุณมาก

  • มีคำถามอยู่ EF 400mm f2.8 (เจเนอเรชัน 2) โฟกัสได้เร็วมากบน 7Dmk2 รุ่นเก่า แต่ไม่เป็นแบบนั้นบน R6Mk2 รุ่นใหม่ ส่วนเลนส์ตัวอื่นกลับตรงกันข้าม เลยสงสัยว่าทำไมถึงเป็นแบบนี้
  • เคยได้ยินว่าบอดี้ 7D และ 1D รุ่นเก่าส่งพลังงานให้มอเตอร์ AF มากกว่า แต่หาหลักฐานยืนยันจากที่ไหนไม่ได้เลย

• ไดรเวอร์เพียโซนี้เจ๋งมาก

  • มีวิดีโอที่แสดงกลไกการทำงาน
  • มีวิดีโอที่แสดงมอเตอร์ทำงานที่ความเร็วสูงสุดด้วย

• มอเตอร์ทุกประเภทนี้เป็นแบบ open loop ทั้งหมด จึงสั่งสถานะเฉพาะให้แม่นยำเป๊ะไม่ได้

  • ตัวอย่างเช่น ถ้าส่งสัญญาณให้เลนส์โฟกัสที่ 3m สถานะที่ได้อาจไม่เหมือนกันเป๊ะกับครั้งถัดไปที่โฟกัสที่ 3m
  • ด้วยเหตุนี้การคาลิเบรตกล้องจึงอาจทำได้ยาก และหลังคาลิเบรตแล้วก็ควรหลีกเลี่ยงการไปแตะกล้อง

• เป็นเว็บไซต์ที่น่าทึ่งมาก ฉันนึกว่าเป็นคอนเทนต์จาก Canon เองเสียอีก

  • มีตารางเปรียบเทียบที่แสดงประเภทระบบขับออโตโฟกัสทั้งหมดที่ใช้ในเลนส์ Canon EF, EF-S, RF และ RF-S
  • ขาดการพูดถึง EF-M ซึ่งเป็นกล้องมิเรอร์เลสแบบเปลี่ยนเลนส์ได้ของ Canon
  • มนุษย์อาจไม่ได้ยินเสียงอัลตราโซนิก แต่ไมโครโฟนที่ไวมากสามารถตรวจจับได้ จึงอาจเป็นปัญหาเวลาถ่ายวิดีโอ
  • ฉันเคยใช้เลนส์ Ring USM หลายตัว และได้ยินเสียงตอนโฟกัส เป็นเสียงคล้าย white noise เบา ๆ
  • ระบบขับออโตโฟกัสรุ่นใหม่อย่างสเต็ปเปอร์มอเตอร์, Nano USM และ voice coil motor รองรับ focus by wire
  • ฉันไม่ได้คัดค้าน focus by wire โดยตัวมันเอง แต่การใช้งานจริงยังไม่ดีนัก ตอนที่ใช้เลนส์ EF-M หลายตัว (ทั้งหมดเป็น STM) และ RF (บางตัวเป็น STM และบางตัวเป็น Nano USM) การทำงานของมอเตอร์ช้ากว่าการหมุนวงแหวนโฟกัสของผู้ใช้มากพอสมควร และเห็นความเป็นขั้น ๆ ของสเต็ปโฟกัสได้ชัด
  • ในทางกลับกัน full-time manual (FTM) ของ EF Ring USM รุ่นเก่าค่อนข้างดี ใช้แรงไม่มาก ตอบสนองเต็มที่โดยไม่มีดีเลย์ เวลาใช้มือหมุนให้ความรู้สึกแอนะล็อกจริง ๆ และไม่มีขั้นแบบไม่ต่อเนื่อง เสียดายที่เลนส์รุ่นใหม่ไม่ใช้ดีไซน์นี้
  • อยากให้เปลี่ยนรูปแบบอย่าง Canon EF 15mm F2.8 Fisheye เป็น "f/2.8" เพราะแม้แต่หน้าอย่างเป็นทางการของ Canon ก็เขียนแบบนั้น
  • เพราะ f จริง ๆ แล้วเป็นตัวแปรตัวเอียงพิมพ์เล็กที่หมายถึงระยะโฟกัส และ "/" หมายถึงการหาร ขนาดรูรับแสงจึงเป็น (15 mm / 2.8) = 5.4 mm ซึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางจริงของช่องที่แสงผ่าน รูรับแสงสัมบูรณ์คือ 5.4 mm และรูรับแสงสัมพัทธ์คือ f/2.8