Od vizije dizajna do resničnosti
Pogovor z razvojno ekipo objektiva FE 50 mm F1,2 G Master
Strast do optičnega dizajna
Samodejno ostrenje in zasnova
Zanesljivost in preprosta uporaba
Koncept razvoja
Objektiv F1,2, ki je preprost za uporabo
Vodja izdelka in vodja optičnega dizajna/Atsuo Kikuchi
― Kateri so bili cilji pri zasnovi prvega Sonyjevega objektiva F1,2?
Kikuchi: Na trgu smo predstavili že veliko glavnih objektivov z veliko zaslonko, vendar smo vedeli, da želijo naše stranke večjo hitrost. Želeli so 50 mm “standardni” objektiv F1,2 G Master.
Pri razvoju objektiva F1,2 z veliko zaslonko smo želeli ohraniti visoko ločljivost in zameglitev ozadja serije G Master, hkrati pa omogočiti preprosto uporabo. Če bi dali prednost velikosti zaslonke, bi bil objektiv prevelik in pretežak, izgubili pa bi kompaktnost in nizko težo kombinacije objektiva in ohišja, ki je glavna prednost serije E. Objektiv, ki ne more delovati pri najvišji zmogljivosti vrhunskih sistemov samodejnega ostrenja ohišij fotoaparatov ali pa sploh ne omogoča uporabe samodejnega ostrenja, nikakor ne bi zadovoljil potrebe strank, ne glede na to, kako odlične optične lastnosti ima.
Ker smo želeli narediti objektiv z najhitrejšim samodejnim ostrenjem s številom F v zgodovini serije Alpha brez poslabšanja učinkovitosti delovanja samodejnega ostrenja ter s preprostim upravljanjem in prenosnostjo, smo morali uporabiti Sonyjevo najsodobnejšo tehnologijo. Uporabnike tega objektiva bo poleg vrhunske optične zmogljivosti navdušila tudi nizka teža ter hitro in tiho delovanje samodejnega ostrenja pri objektivu F1,2 z veliko zaslonko.
S tem objektivom F1,2 so ljubitelji serije Alpha dobili orodje, s katerim bodo svojo ustvarjalnost lahko dvignili na višjo raven. Gre za objektiv, ki ga lahko profesionalci in amaterji uporabljajo v različnih situacijah: od fotografiranja portretov in porok do pokrajin in improviziranih posnetkov.
Serija Alpha že vključuje objektiv Planar T* FE 50 mm F1,4 ZA. Če s tem primerjamo novi objektiv FE 50 mm F1,2 GM, razlika med najvišjo zaslonko F1,4 in F1,2 morda zveni malo, gre pa dejansko za celo polovico koraka. Zaradi dodatnega zbiranja svetlobe potrebuje objektiv F1,2 učinkovito zaslonko (premer), ki je približno17 % večja, ali območje zaslonke, ki je skoraj 40 % večje, kar je velik izziv pri proizvodnji kompaktnih objektivov F1,2.
Pri tem smo morali premagati veliko ovir.
Sprednji element objektiva je moral biti majhen, čeprav je objektiv F1,2. To smo dosegli z več izjemno asferičnimi objektivi XA – tehnologija, ki jo najdemo le pri družbi Sony. Zato nam ni bilo treba povečevati velikosti sprednjega objektiva, hkrati pa smo lahko temeljito odpravili odstopanja, do katerega pride pri objektivih z velikim premerom.
To smo dosegli z neodvisno gnanim sistemom ostrenja z lebdenjem, ki je sestavljen iz dveh skupin za ostrenje, s katerim smo odpravili odstopanje v celotnem razponu ostrenja, vključno z minimalno razdaljo ostrenja.
Pri pogonu za ostrenje je uporabljen Sonyjev izjemno dinamični linearni motor XD s kombinacijo močnega potiska in tihega delovanja. Štirje od teh kompaktnih sprožilnikov z neposrednim pogonom z natančnim upravljanjem omogočajo, da dizajn skupine za ostrenje vključuje več elementov, ki omogočajo vrhunsko kompenzacijo odstopanja.
Rezultat je objektiv z ravnijo ločljivosti G Master, ki uporabi najvišjo hitrost, natančnost in sledenje samodejnega ostrenja fotoaparata, v ohišju fotoaparata, ki je dolgo le 108 mm (4 3/8 palca) in tehta le 778 g (27,5 unče), kar je enako kot trenutni objektiv Planar. Ponosni smo, da smo izdelali objektiv F1,2, kakršnega še ni bilo, in upamo, da bo všeč tako profesionalcem kot tudi navdušencem.
Strast do optičnega dizajna
Osupljiva ločljivost vse do vrednosti F1,2
Kikuchi: Ker smo želeli dobiti odlično optično zmogljivost in obdržati majhno velikost objektiva F1,2, smo uporabili Sonyjeve patentirane objektive XA in tehnologijo simulacije za ločljivost, zameglitev ozadja in barvno odstopanje.
Pri večji optični zmogljivosti je pomembno, kako učinkovito lahko odpravite odstopanja.
Pri 50 mm objektivih je običajno uporabljena postavitev tipa Gauss. Pri tej postavitvi so skupine elementov objektiva razporejene asimetrično na vsaki strani osrednje zaslonke, zaradi česar se odstopanja z obeh strani zaslonke med seboj izničijo. Še posebej primeren je za 50 mm vidni kot, zato je bila ta razporeditev v preteklosti uporabljena za večino 50 mm objektivov.
Vendar pa ta simetrična struktura sama po sebi le kompenzira popačenje in ukrivljenost pri odstopanjih, ni pa učinkovita pri sferičnem odstopanju ali sagitalnem odsevu. Na kratko, s to optično zasnovo ne bi mogli doseči visoke kompenzacije odstopanja, ki smo jo želeli.
Kot vedo izkušeni uporabniki fotoaparatov, ni mogoče doseči visoke ločljivosti na celotni sliki brez ustrezne kompenzacije odstopanja. Točkovni svetlobni viri, kot so zvezde na nebu, bi morale biti izostrene na točki, kjer se prikažejo na sliki, toda zaradi premajhne kompenzacije odstopanja so videti kot ptice med letom ali pa prihaja do prelivanja barv. Uporabnik lahko seveda zniža zmogljivost zaslonke, vendar to izniči namen objektivov z veliko zaslonko.
S tem objektivom smo želeli dobiti raven optične zmogljivosti, ki bi uporabniku omogočala snemanje pri najvišji vrednosti zaslonke. Naša optična razporeditev v ta namen delno “zlomi” simetrično zasnovo in temeljito odpravi odstopanja, ki jih je težko izničiti s simetrično zasnovo objektiva.
Za odpravljanje sferičnega odstopanja in sagitalnega odseva imajo objektivi simetričnega tipa običajno večje sprednje elemente in so sestavljeni iz več elementov.
Pri naši novi optični razporeditvi so uporabljeni le trije izjemno asferični objektivi XA. S tem smo se izognili večanju premera sprednjega elementa in obdržali minimalno število elementov objektiva ter dosegli kompaktno velikost.
Grafikon s konfiguracijo objektiva
[1] Visokozmogljiv asferični objektiv (objektiv XA)
Kot pove že samo ime ‘asferični’, ukrivljenost površine objektiva XA ni konstantna. Spreminja se od sredine do roba elementa. Oblike treh elementov objektiva XA, uporabljenih v tem objektivu, so optimizirani s Sonyjevo patentirano tehnologijo optične simulacije.
Kot morda veste, je natančnost površine objektivov XA, uporabljenih v seriji G Master, prilagojena do ravni, manjše od mikrona. Zaradi velike zaslonke F1,2 in velikega premera zunanjega elementa tega objektiva smo morali znatno povečati natančnost vsakega koraka proizvodnega postopka treh uporabljenih objektivov XA, da smo lahko dosegli zahtevano natančnost površine. To je bila največja ovira pri proizvodnji, na katero smo kadar koli naleteli. Toda z integracijo dizajna in proizvodnje smo uspeli izboljšati vsak korak postopka, uspeli pa smo tudi obdržati tako velik premer kot tudi visoko natančnost.
Še posebej objektiv XA, drugi s sprednje strani na grafikonu konfiguracije objektiva zgoraj, znatno pripomore k zmanjšanju števila elementov objektiva, potrebnih v sprednjem sklopu, ter pri njegovi velikosti in teži. Ker smo na tem položaju lahko uporabili asferični objektiv z velikim premerom, izdelan s stopnjo natančnosti, ki jo premore le Sony, je bilo za nas velika prednost, ki še poudari celotno optično zasnovo kompaktnega objektiva F1,2.
S Sonyjevo patentirano tehnologijo simulacije barvnega odstopanja smo optimizirali kombinacijo steklenega materiala, znatno zmanjšali barvno odstopanje in prelivanje barv ter dosegli najvišjo stopnjo ločljivosti in kontrasta kljub veliki zaslonki, kar je tako značilno za serijo G Master.
Ko si inženir optike ogleda grafikon s konfiguracijo objektiva, včasih pomisli, da nek element ne pripomore veliko k odpravljanju odstopanj (smeh). Moja naloga kot inženir je, da s čim manjšim številom elementov objektiva dosežem najbolj učinkovit popravek odstopanja. Povedano drugače, ustvariti želim kompakten objektiv z vrhunsko optično zmogljivostjo. Kot lahko vidite z grafikona s konfiguracijo za objektiv FE 50 mm F1,2 GM zgoraj, v objektivu ni odvečnih elementov, ukrivljenost vseh elementov objektiva pa je skrbno premišljena tako, da pripomore k odpravljanju odstopanj. Upam, da bodo ustvarjalci izkusili in uživali v vrhunski kombinaciji kompaktnosti in optične zmogljivosti.
Sonyjevi edinstveni izjemno asferični objektivi XA
Diagram MTF
[1] Kontrast (%) [2] Razdalja od optičnega središča objektiva (mm) [3] Najširša zaslonka [4] Zaslonka F8 [5] Prostorska frekvenca [6] 10 parov vrstic/mm [7] 30 parov vrstic/mm [8] Radialne vrednosti [9] Tangentalne vrednosti
Objektiv F1,2 G Master omogoča izjemno mehak in bogat učinek zameglitve ozadja
Kikuchi: Objektivi F1,2 slovijo po bogatem učinku zameglitve ozadja, toda ta objektiv ne nudi le izjemne zameglitve ozadja, nudi idealen, mehak in nežen značaj zameglitve, ki je značilen za serijo G Master. Še posebej pri portretih ima zameglitev ozadja izredno pomembno vlogo pri izstopanju subjekta. Zameglitev ozadja je zelo čustvena stvar, zato se jo je težko lotiti s tehničnim pristopom. Vedeli pa smo, da moramo izpolniti pričakovanja, ki jih imajo uporabniki do objektiva F1,2 G Master.
Pri dizajnu smo izvajali simulacije zameglitve ozadja za idealno stopnjo sferičnega odstopanja, s katerim smo lahko optimizirali zameglitev ozadja in ločljivost brez kompromisov pri obeh funkcijah.
Objektiv določa razdaljo elementov za natančen nadzor sferičnega odstopanja, s čimer je vzpostavljeno zahtevno ravnovesje med zameglitvijo ozadja in ospredja za čudovit splošen naravni učinek.
Prej sem govoril o ločljivosti pri proizvodnji objektivov XA, vendar pa upravljanje natančnosti površine do ravni, manjše od mikrona, odpravi tudi učinek “obročaste” zameglitve ozadja.
Objektivi XA: natančnost površine, nadzorovana do ravni 0,01 mikrona
[1–1] Površina standardnega asferičnega objektiva [1–2] Neželen učinek zameglitve [2–1] Površina izjemno asferičnega objektiva XA [2–2] Čudovit učinek zameglitve
Vodja mehanske zasnove/Yuichiro Takata
Takata: Mehak in čudovit učinek zameglitve ozadja omogoča poleg tega tudi krožna zaslonka z 11 lopaticami. Z novo zasnovo enote zaslonke smo ohranili skoraj popolnoma okroglo obliko tudi pri dveh stopnjah od popolnoma odprtega položaja.
F1,2 je velika zaslonka, zato bi bile pri običajni zasnovi velike tudi lopatice zaslonke. Ko je zaslonka odprta, je treba velike lopatice premakniti zunaj optične poti in zunaj učinkovitega premera, kar poveča sam zunanji premer objektiva. Ker smo morali ohraniti kompaktno velikost zaslonke, smo morali na novo zasnovati vse: od oblike lopatic do mehanizma pogona.
Enota zaslonke je izredno pomembna pri določanju vrednosti zaslonke in osvetlitvi. Zaradi manjše velikosti komponent smo morali poskrbeti za višjo stopnjo natančnosti komponent in sklopa. S temeljitim pregledom postopka izdelave in sestavljanja smo lahko dosegli tako manjšo velikost kot tudi izjemno natančnost.
Enota zaslonke
Okrogla oblika je ohranjena tudi pri znižanju za 2 stopnji
Sprožilniki z linearno pogonsko enoto: ključ do kompaktne velikosti
Takata: Za visoko optično zmogljivost samodejnega ostrenja je nujno usklajeno delovanje nadzornih ekip za mehanske komponente in programsko opremo.
Zasnovati smo morali dve skupini za ostrenje, sestavljeni iz različnih elementov, saj smo le tako lahko ohranili visoko zmogljivost znotraj celotnega razpona ostrenja. Zaradi velikega premera objektiva F1,2 se je povečala tudi teža skupin za ostrenje. Zaradi večje teže skupine za ostrenje je bil izziv ohraniti hitrost ostrenja, poleg tega pa se je povečala raven hrupa in tresenja med delovanjem pogona.
Poiskati smo morali način, kako ohraniti idealne ravni ločljivosti in zameglitve ozadja, ne da bi morali zato znižati hitrost samodejnega ostrenja. Ločljivost tega objektiva smo lahko obdržali tako, da smo za sprožilnike uporabili Sonyjevo neposredno pogonsko enoto XD.
Samodejno ostrenje in zasnova
Visoka hitrost, izredno natančno samodejno ostrenje – tudi pri F1,2
Takata: Največji izziv pri dosegu visoko zmogljivega samodejnega ostrenja pri objektivu F1,2 je bila visoka natančnost ostrenja, potrebna za plitvo globinsko ostrino.
Tudi pri najširši vrednosti zaslonke F1,2 ne moremo reči, da je objektiv “preprost za uporabo”, če ne nudi visoke natančnosti samodejnega ostrenja in sledenja. Toda to je tehnično zelo težko izvedljivo. Ta objektiv vključuje različne tehnologije in tehnike za visoko hitrost in natančnost samodejnega ostrenja tudi pri izjemno plitvi globinski ostrini F1,2. Največji vpliv imajo štiri funkcije: struktura ostrenja z lebdenjem, linearni motorji XD, štirje senzorji za položaj ostrenja in optimizirana uravnoteženost središča težnosti dveh skupin objektivov za ostrenje.
Struktura ostrenja z lebdenjem ne izboljša le optične zmogljivosti. Ker sta skupini za ostrenje razdeljeni v dve skupini, je zmanjšana tudi teža vsake skupine, s čimer je omogočen hiter in natančen pogon samodejnega ostrenja.
Po drugi plati pa je natančnost ostrenja ključna za doseg polne ločljivosti pri vrednosti F1,2, to pa zahteva natančno sinhroniziran premik dveh skupin objektivov za ostrenje, ki sta še vedno razmeroma veliki in težki. To omogočajo Sonyjevi patentirani linearni motorji XD, ki omogočajo močan potisk kljub razmeroma majhni velikosti.
Plitva globinska ostrina pri vrednosti F1,2 ne dovoljuje nobene napake, zato so za sledenje skupinam objektivov za osrednje uporabljeni štirje senzorji, ki zagotavljajo, da je njihov položaj natančno znan v vsakem trenutku.
Ker smo želeli čim bolj učinkovito uporabiti pogon linearnih motorjev XD ter olajšati iskanje središča težnosti obeh skupin za ostrenje, smo med skupini za ostrenje vstavili fiksno optično skupino. Točko pogona motorjev je tako poravnana s središčem težnosti vsake skupine za ostrenje, s tem pa je izboljšana učinkovitost prenosa moči in odpravljena potratnost pogona, kar še dodatno prispeva k visoki hitrosti, natančnosti in tihem pogonu samodejnega ostrenja.
Vodja nadzora sprožilnika/Yuki Mizuno
Mizuno: Naj dodam še nekaj informacij o pogonu za ostrenje.
Pri tem objektivu so uporabljeni štirje linearni motorji neposredne pogonske enote XD. Pri tem sta dva motorja dodeljena vsaki od dveh skupin objektivov za ostrenje.
Motorji so zasnovani na podlagi Sonyjeve simulacije dizajna motorjev. Zaradi napredkov pri tehnologiji simulacije dizajna motorjev smo lahko razvili izredno učinkovite motorje, ki kljub omejeni velikosti nudijo dovolj moči ter visoko zanesljivost v zahtevnem okolju. Ker smo lahko zasnovali motorje s specifikacijo in velikostjo, optimalno prilagojeno temu objektivu, smo lahko pridobili kompaktno velikost brez poslabšanja zmogljivosti.
Za premik težkih skupin za ostrenje so običajno uporabljeni vrtljivi sprožilniki, vendar prihaja zaradi vzvodov in zobnikov, ki vrtljivo premikanje spremenijo v linearno, do izgube moči. Zaradi velikega števila mehanskih delov pa lahko pride do hrupa in tresenja.
Ker to ni bilo dovolj dobro za visokozmogljiv objektiv F1,2, smo uporabili majhne, vendar zmogljive motorje, ki lahko skupine za ostrenje premikajo neposredno in linearno, pri tem pa smo uporabili linearne motorje XD, ki omogočajo visoko hitrost ter nizko stopnjo hrupa in tresenja.
Toda ker linearni tip motorjev nima mehanizma za zmanjšanje hitrosti, smo potrebovali izredno odziven nadzor, s katerim smo lahko omogočili visoko hitrost in natančnost samodejnega ostrenja.
Štirje senzorji, ki sem jih omenil prej, natančno zaznajo položaj skupin za ostrenje in te podatke prek izredno hitrega cikla povratnih informacij posredujejo sistemu za nadzor, ki omogoča izjemno odzivnost. Sistem poleg tega uporablja Sonyjevo patentirano tehnologijo za simulacijo nadzora. Z dejansko strojno opremo smo temeljito preizkusili in analizirali več vzorcev premikanja in zaustavljanja objektiva. Z natančno nastavitvijo smo vzpostavili gladko premikanje sprožilnika, optimalno za ta objektiv, od pospeševanja do zaviranja.
Raven hrupa in tresenja smo zmanjšali do mere, ko uporabnik skorajda ne zazna, da se objektiv sploh premika. Linearne motorje XD uravnava programska oprema, ki omogoča najvišjo hitrost in odzivnost samodejnega ostrenja v kompaktnem objektivu z vrhunsko optično zmogljivostjo.
Objektiv, izdelan na podlagi Sonyjeve jasne vizije fotoaparatov prihodnosti
Kikuchi: Ta objektiv F1,2 pa omogoča tudi izkoristek vseh funkcij ohišja fotoaparata. Sony razvija vse ključne komponente na ravni naprave, vključno s slikovnim senzorjem, zato so fotoaparati in objektivi razviti kot celovit sistem. Ko razvijamo izmenljive objektive, predvidevamo prihodnje razvoje ohišij ter tako poskrbimo, da bodo objektivi omogočali uporabo zmogljivosti prihodnjih ohišij.
Ta objektiv je idealen za novi α1, ki smo ga napovedali januarja 2021, z neprekinjenim fotografiranjem pri 30 sličicah/s ter snemanjem filmov pri visoki ločljivosti 8K in 4K120p. Trudimo se tudi zaznati prihodnje trende v razvoju ohišij fotoaparatov. Slediti želimo dizajnom, ki bodo najvišjo stopnjo zmogljivosti omogočali tako sedaj kot tudi v prihodnje.
Zanesljivost in preprosta uporaba
Zmogljivost brez kompromisov
Takata: Pri zasnovi tega objektiva nismo sklepali kompromisov pri zmogljivosti, zato je primeren za uporabo v profesionalnem okolju.
Kljub kompaktnem ohišju prilagodljivi gumbi za zaklep ostrenja na vrhu in ob strani objektiva nudijo enak občutek delovanja tako pri snemanju v vodoravnem položaju kot tudi pri snemanju portretov v navpičnem položaju.
Mizuno: Objektiv F1,2 smo zasnovali z mislijo na ročno ostrenje, pri tem pa posebno pozornost namenili položaju obroča za ostrenje, njegovem navoru in občutku med vrtenjem. Objektiv je opremljen z ročnim ostrenjem z linearno odzivnostjo, ki nudi neposredno in linearno odzivnost na vrtenje obroča za ostrenje za natančno prilagoditev ostrenja, tudi pri zelo majhnih premikih obroča za ostrenje. Zahteva za natančnost položaja je pri vrednosti F1,2 zelo velika, vendar smo razvili objektiv, ki je temu kos.
Dovolj trpežno za profesionalno uporabo
Kikuchi: Zatesnitev objektiva nudi dobro zaščito pred umazanijo, prahom in pljuski vode, zasnova, odporna proti prahu in vlagi, pa omogoča brezskrbno uporabo.
Sprednji objektiv ima premaz iz fluora, ki nudi odpornost proti umazaniji, olajša pa tudi brisanje morebitne umazanije ali sledi prstnih odtisov.
Mizuno: Upoštevali smo tudi odstopanja temperature v okolici. Lastnosti mehanskih in električnih komponent, kot je na primer moč potiska sprožilnikov, se spreminja glede na okolje in temperaturo. Objektiv vsebuje programsko opremo, ki neprestano optimizira delovanje s samodejnim izračunavanjem različnih parametrov nadzora za ohranjanje natančnosti tudi v najbolj zahtevnih pogojih.
Uporabniki se lahko zato zanesejo na visoko zmogljivost tudi med snemanjem v zahtevnih pogojih na terenu, na primer v izredno hladnem ali vročem okolju.
Končno: objektiv F1,2 kot noben doslej
Kikuchi: Kot strokovnjak za razvoj optike lahko brez pretiravanja rečem, da je ta objektiv vrhunec serije G Master z vrhunsko ločljivostjo in zameglitvijo ozadja. Veselim se, da bodo uporabniki lahko sami izkusili čudovito zameglitev ozadja in visoko ločljivost tega objektiva F1,2.
Čeprav je objektiv F1,2, je izredno uravnotežen tako glede kompaktne velikost in visoke zmogljivosti, poleg tega pa nudi še druge prednosti, ki jih ni mogoče opisati z golimi specifikacijami. Spodbujam ustvarjalce, da ga preizkusijo sami. V objektivu je celoten spekter Sonyjeve tehnologije. Kot inženir objektivov bi želel, da bi ga uporabniki uporabljali za snemanje različnih prizorov.
Mizuno: To je prilagodljiv objektiv s številnimi možnostmi uporabe tako za profesionalce kot tudi navdušence. Še nikoli ni bilo takšnega objektiva F1,2. Ni uporaben le za portrete in poroke, zaradi hitrega samodejnega ostrenja je tudi odličen za zajem izmuzljivih trenutkov in sledenje hitro premikajočih se subjektov in objektov na športnih dogodkih.
Takata: Ta kompakten objektiv F1,2 nudi je izredno zmogljiv za snemanje filmov. Zaradi izjemnega samodejnega ostrenja lahko s fotoaparatom preprosto sledite subjektom tudi s plitvo globinsko ostrino F1,2 tako v rokah kot na kardanskem mehanizmu. Zaradi tihega samodejnega ostrenja in zaslonke v kombinaciji z gladkim, natančnim in odzivnim obročem za samodejno ostrenje je zelo zanimiv tudi za videografe. Upam, da bodo ljudem všeč nove oblike vizualnega izražanja za filme.
Zaradi novih oblik umetnosti fotografiranja nudi ta objektiv izjemen potencial serije G Master.
FE 50mm F1,2 GM