Canon EF ve RF Lensler – Tüm Otomatik Netleme Motorları
(exclusivearchitecture.com)- Canon, EOS/EF’nin piyasaya çıkışından bu yana EF, EF-S, EF-M, RF ve RF-S lenslerinde farklı otomatik netleme motorları kullandı; lens nesillerine göre netleme tahrik yöntemindeki farklar fotoğraf ve video performansını belirliyor
- Netleme lens grubu optik eksen boyunca hareket eder; ancak bunu sağlayan yöntemler, dönmeyi dönüştüren döner tahrik ve lens grubunu doğrudan iten doğrusal tahrik olarak ikiye ayrılır
- AFD, Ring-Type USM, DC Micro Motor, Micro USM, STM, Nano USM ve VCM’ye uzanan aile; hız, gürültü, tork ve kontrol yöntemi açısından farklılık gösterir. Yalnızca USM ibaresinden iç yapıyı belirlemek zordur
- Full-Time Manual Focus ilk kez Ring-Type USM’de sunuldu; STM, Nano USM ve VCM’de ise netleme halkası tahrik birimini elektronik olarak kontrol eden focus-by-wire yapısı sayesinde her zaman manuel geçersiz kılma desteklenir
- Yeni nesil Nano USM ve VCM, döner-doğrusal dönüşüm mekanizması olmadan netleme lens grubunu doğrudan hareket ettirir; RF hibrit lenslerde hem fotoğraf hem de video gereksinimlerini birlikte hedefler
Canon AF tahrik yöntemlerinin temel yapısı
- Otomatik netlemede, kameranın içindeki autofocus detection system ideal netleme konumunu belirler ve lensin AF tahrik birimine hareket komutu verir
- Canon, 1987’de EOS sistemi ve EF lensleri tanıtırken otomatik netlemeyi standart bir özellik olarak tasarladı
- Netleme lens grubu optik eksen boyunca doğrusal hareket eder; ancak aktüatörler genel olarak iki aileye ayrılır
- Döner tahrik sistemi: Motor dönüşünü helisel yuvalı namlu veya vida mili gibi hassas mekanizmalarla doğrusal harekete dönüştürür
- Doğrusal tahrik sistemi: Netleme lens grubu doğrusal aktüatöre doğrudan bağlıdır; ayrı bir dönüşüm mekanizması gerekmez
- İlk AF tahrikleri AFD, Ring-Type USM, DC Micro Motor, Micro USM, Micro USM II ve STM gibi döner hareket kullanıyordu; daha sonra Nano USM ve VCM gibi doğrusal tahriklere genişledi
Lens işaretleri ve manuel netleme geçersiz kılma
- Lens namlusu üzerinde AF teknolojisi işareti yoksa söz konusu Canon AF lens AFD veya DC Micro Motor kullanır
- USM ibaresi tek bir motor yapısını ifade etmez
- Canon USM tahrik ailesi Ring-Type USM, Micro USM I/II ve doğrusal Nano USM’yi içerir
- Üç aile de piezoelektrik teknoloji kullanır, ancak mekanizmaları birbirinden farklıdır
- STM’nin kullanıma girişi EF-M yuva sisteminin tanıtımıyla aynı zamana denk gelir ve tüm EF-M lensler Stepper Motor teknolojisini kullanır
- AF etkin durumdayken manuel netlemeyle üzerine yazmaya izin veren Full-Time Manual Focus özelliği, AF teknolojisine göre büyük farklılık gösterir
- Ring-Type USM bu özelliği ilk sunan AF sistemidir
- 2012’den önce diğer lenslerin çoğu, AF etkin durumdayken manuel netleme işlemi sunmuyordu
- STM, Nano USM ve VCM, focus-by-wire yöntemiyle netleme halkasının AF tahrik birimini elektronik olarak kontrol etmesi sayesinde her zaman FTM sunar
Arc-Form Drive, AFD
- AFD 1987’den 1990’a kadar kullanıldı; başlangıçta autofocus drive’ın kısaltmasıydı, ancak daha sonra anlamı Arc-Form Drive olarak değişti
- EF lenslerde ilk kullanılan AF motoruydu; motor ünitesi, dişli tahrik bölümü ve manuel/otomatik geçiş için aktarım yapısını içeriyordu
- Yay biçimli bir birleşim olduğu için silindirik lens namlusunun içine yerleştirilmesi kolaydı
- Kullanıldığı lens örnekleri şunlardır
- Canon EF 15mm F2.8 Fisheye
- Canon EF 24mm F2.8
- Canon EF 28mm F2.8
- Canon EF 35mm F2
- Canon EF 50mm F1.8
- Canon EF 50mm F2.5 Compact Macro
- Canon EF 135mm F2.8 Softfocus
-
Tahrik ve geri bildirim
- AFD, 2 fazlı bipolar asimetrik bir step motor kullanır
- Stator çekirdeği, iki elektromanyetik bobin ve kalıcı mıknatıslı rotordan oluşur
- Bipolar yapı sayesinde her bobinde akım iki yönde de akabilir
- Asimetrik olması, stator şeklinin sıradan step motorlardaki gibi dönel simetrik olmadığı anlamına gelir
- Redüksiyon dişli dizisi, çıkış dişlisinin hızını düşürür ve torku artırır
- İki geri bildirim sistemi çalışma durumunu izler
- Rotorun yakınına yerleştirilmiş iki Hall effect sensor, manyetik alan değişimlerini algılayarak rotor dönüşünü doğrular
- Siyah/yansıtıcı alanların dönüşümlü yer aldığı optik enkoder çarkı ve kızılötesi yansıma sensörü, dönüş adımı sayısını ölçer
- AF komutu genellikle belirli bir yönde kaç adım hareket edileceğini içerdiğinden, enkoder geri bildirimi lens kontrolcüsü için önemlidir
-
Sınırlamalar
- AFD’nin çıkış dişlisi, helisel netleme namlusunu doğrudan süren aktarım elemanıdır da
- AF/MF anahtarına bağlı metal kol, çıkış dişlisini yalnızca motor dişli dizisine veya manuel giriş dişlisine bağlar
- Bir tarafa bağlandığında diğer taraftan ayrıldığı için Full-Time Manual Focus desteklemez
- Çalışma gürültüsü yüksektir ve diğer AF tahriklerinden daha yavaştır; hareketli konuları takip ederken tepki süresi belirgin hale gelir
- Netleme yaptıktan sonra diyaframı kısma işlemini sıralı olarak gerçekleştirmek zorundadır; oysa diğer AF motorlu lensler AF motorunu ve diyaframı aynı anda çalıştırabilir
- Bu zayıflıklara rağmen AFD lensler güvenilir otomatik netleme performansı sunar
Ring-Type Ultrasonic Motor, USM
- Ring-Type USM, Kasım 1987’de Canon EF 300mm F2.8L USM lensle birlikte tanıtıldı ve 1987’den günümüze kadar kullanılıyor
- Elektromanyetik bobinler veya manyetik rotor yerine piezoelektrik etki ile sürtünmeyi birleştirerek dönme üreten bir aktüatördür
- Halka biçimi sayesinde lens gövdesinin içine iyi oturur ve optik sistem halkanın merkezinden geçer
- Tanıtıldığı dönemde çok hızlı ve sessiz sürüşüyle tasarım ve işlev açısından çığır açıcıydı
- Yüksek torku sayesinde süper telefoto lenslerin ağır odak lens gruplarını da hareket ettirebilir ve redüksiyon dişli dizisi olmadan odak mekanizmasına bağlanabilir
- Giriş gücü 0 olsa bile yüksek tutma torkuna sahiptir; rotor ataleti düşük olduğundan hızlı başlatma ve durdurma mümkündür ve elektromanyetik alanlardan etkilenmez
-
Yapı
- Başlıca parçalar rotor, piezoelektrik stator ve çeşitli destek halkaları olarak ayrılır
- Rotor, motor çalışırken gerçekten optik eksen etrafında dönen tek parçadır; stator tarafında bir kaydırma rayı bulunur
- Stator elastik bir metal gövdedir ve arka tarafına piezoelektrik seramik eleman halkası kaynaklanmıştır
- Piezoelektrik katman elektriksel olarak uyarıldığında stator titreşir ve titreşim enerjisi sürtünme yoluyla rotora aktarılır
- Keçe halka, hassas piezoelektrik katmanı metal destek halkasından korur ve lens gövdesine aktarılan titreşimi azaltır
- Sıkıştırma yayı, stator ile rotoru güçlü biçimde birbirine bastıran ön yükü sağlar ve Ring-Type USM’nin çalışması için zorunludur
- Canon, dış çapı 62 mm ve 77 mm olan iki boyutta stator halkası kullanır
- 62 mm örnekleri: Canon EF 24mm F1.4 L USM, EF 50mm F1.2 L USM, EF 100mm F2 USM
- 77 mm örnekleri: Canon EF 400mm F2.8 L IS USM, EF 600mm F4 L IS USM
-
Piezoelektrik halka ve ilerleyen dalga
- Motorun çalışması için statorun hassas biçimde titreşmesi gerekir; bu titreşimi, elastik statorun arkasına kaynaklanmış bölümlü piezoelektrik seramik halka üretir
- Piezoelektrik elemanlar A ve B grupları olarak toplanır ve iki grup λ/4 uzamsal faz farkı ile yerleştirilir
- Her piezoelektrik eleman elektrotlar arasına sıkıştırılmıştır; elektrik alan uygulandığında ters piezoelektrik etkiyle yukarı veya aşağı bükülür
- Yüksek frekanslı alternatif gerilim uygulandığında stator halkası titreşir ve titreşim genliği yaklaşık 1–2µm düzeyindedir
- A ve B grupları ayrı ayrı uyarıldığında duran dalga oluşur; iki grup aynı anda λ/4 zaman faz farkıyla uyarıldığında duran dalgalar birleşerek ilerleyen dalgaya dönüşür
- Canon Ring-Type USM’nin rezonans frekansı yaklaşık 27.000Hz’dir; ultrasonik bölgede olduğu için Ultrasonic Motor olarak adlandırılır
- İlerleyen dalganın yönü zaman faz farkının işaretine göre değişir ve bunun sonucunda rotorun dönüş yönü de değişir
-
Geri bildirim ve enerji dönüşümü
- Stator halkasında, dalga oluşturan piezoelektrik elemanların yanı sıra titreşim şiddetini ölçen küçük bir sensör piezoelektrik elemanı bulunur
- Piezoelektrik elemanlar deforme olduklarında gerilim ürettikleri için sensör çıkışı, ilgili konumdaki stator dalgasının genliğini yansıtır
- Kontrol devresi bu sinyalle A/B fazlarının frekansını ayarlayarak statorun doğal rezonans frekansına uydurur ve ilerleyen dalga genliğini en üst düzeye çıkarır
- Doğal rezonans frekansı üretim toleranslarına ve stator sıcaklığına bağlı olarak değişebilir
- Çalışma, elektrik enerjisinin piezoelektrik statorun dalga biçimli titreşimine, yaklaşık 27 kHz’lik ultrasonik titreşimin de sürtünme yoluyla tek yönde sürekli dönüşe dönüştüğü iki aşamalı bir dönüşümdür
- Örnek koşullarda statorda 9 dalga tepesi bulunur ve 27.000Hz ile uyarılırsa, tek bir dalga tepesi stator çevresini saniyede 3.000 kez dolaşmış olur
- Gerçek rotor hızı sürekli uyarımda genellikle 70–90rpm’dir ve darbe genişlik modülasyonu ile düşürülebilir
-
Sınırlar ve FTM
- Sürtünme kullandığı için sürekli çalışmaya yönelik tasarlanmamıştır ve beklenen ömrü genel elektrik motorlarına göre daha düşüktür
- İnsan kulağının duyamadığı ultrasonik gürültü hassas mikrofonlar tarafından yakalanabilir; bu da video çekiminde sorun yaratabilir
- CNC ile hassas işlenen stator diş profili, piezoelektrik seramiğin üretimi ve uygulanması, yüksek frekanslı güç kaynağı ve geri bildirim kontrol devresi nedeniyle üretim maliyeti yüksektir
- Ring-Type USM’nin Full-Time Manual Focus özelliği, ultrasonik tahrik biriminin kendi işlevi değil, döner diferansiyel mekanizma sayesindedir
- Çıkış halkasında 3 küçük tekerlek bulunur ve bu tekerlekler manuel giriş halkası ile motor giriş halkası arasına yerleştirilmiştir
- Diferansiyel yapı sayesinde manuel netleme halkası veya motor girişi çıkış halkasını döndürdüğünde, kuvvet diğer girişe zorla aktarılmaz
- Giriş halkalarından biri hareket etmediğinde çıkış hızı, giriş hızının yarısı olur
DC Micro Motor
- DC Micro Motor, 1990’dan 2012’ye kadar kullanıldı ve kısaca MM olarak da anılır
- Dış görünümü AFD’ye benzer ve redüksiyon dişli dizisiyle motor gücünü odak lens gövdesine aktarır; ancak motorun kendisi step motor değil, çok küçük bir doğru akım motorudur
- Canon lenslerde kullanılan AF motorları arasında AFD ile birlikte en az gelişmiş yöntemlerden biri kabul edilir ve çoğunlukla giriş seviyesi AF lenslerde kullanılır
- Kullanıldığı lens örnekleri arasında Canon EF-S 18-55mm F3.5-5.6, EF 50mm F1.8 II, EF 75-300mm F4-5.6 serileri bulunur
-
Dişli dizisi ve enkoder
- Doğru akım motoru güç verildiğinde çok hızlı döndüğünden, dişli dizisi yüksek redüksiyon oranıyla dönüş hızını düşürür ve çıkış torkunu artırır
- Bir kol, dişlilerden birini iki konum arasında hareket ettirir
- Varsayılan konumda dişli dizisi kapalıdır ve motor dönüşü çıkış dişlisine aktarılır
- AF/MF anahtarı MF’ye alındığında dişli ayrılır ve motor ile çıkış dişlisi arasındaki bağlantı kesilir
- Bu yapı nedeniyle DC Micro Motor Full-Time Manual Focus desteği sunmaz
- Rotor milindeki küçük kasnak, kauçuk kayışla büyük kasnağı sürer; bu kayışlı tahrik, motor çalışmasından kaynaklanan titreşimi azaltmaya yardımcı olur
- İlk dişliye, çevresinde çok sayıda küçük delik bulunan bir enkoder çarkı takılmıştır; kızılötesi ışın ve sensör deliklerin geçişini algılayarak adım sayısını sayar
-
Fırçalı DC motorun çalışması
- Kesin motor tipi 2 kutuplu 3 bobinli fırçalı DC motordur
- Arkadaki iki terminal metal fırçalara bağlanır; fırçalar rotor komütatörüne temas ederek güç sağlar
- Rotorda metal çekirdeğe sarılmış 3 bobin bulunur ve her bobin kutbu değiştirilebilen bir elektromıknatıstır
- Çalışma gerilimi 4–6V DC’dir; komütatör yapısı sayesinde bobinler kalıcı mıknatısa en çok yaklaştıkları anda elektriksel ve manyetik polaritelerini değiştirir
- Bu ilkeyle küçük DC motor en fazla 6.000rpm’e kadar çalışabilir; fırça geriliminin polaritesi ters çevrilirse ters yönde döner
- Yalnızca DC gerilimle çalıştığından step motorlardaki gibi karmaşık bir sürücü devresi gerektirmez; ancak kontrol devresinin nispeten yüksek akımı işleyebilmesi gerekir
- Torku sınırlı olduğundan neredeyse her zaman küçük ve hafif odak lens gruplarına sahip kompakt lenslerde kullanılır; çalışma gürültüsü nispeten yüksektir
Micro USM ve Micro USM II
- Micro USM 1992'de tanıtıldı; Micro USM II ise 2002'de, özgün sürümün yarısı boyutunda ultra kompakt bir tasarımla onu izledi
- İki seri de 2016'ya kadar kullanıldı ve Canon ultrasonik motor ailesinin farklı üyeleriydi
- Çapı 11mm olan küçük silindirik ultrasonik motorlardır; piezoelektrik seramik elemanlarla titreşim üretirler
- Özgün Micro USM'nin uzunluğu 26.7mm, Micro USM II'nin uzunluğu ise 13.4mm'dir
- Çıkış dişlisi, devir düşürme ve tork artırma amaçlı bir dişli kutusu üzerinden odak kam namlusuna bağlanır
-
Katmanlı piezoelektrik eleman ve nütasyon
- Micro USM; rotor, stator, yardımcı parçalar ve destek yapısının metal bir şafta bastırılarak üst üste dizildiği bir yapıya sahiptir
- Stator, iki metal osilatör arasına yerleştirilmiş LPE, yani laminated piezoelectric element biçimindedir
- Tek tek piezoelektrik disklerin titreşim genliği çok küçük olduğundan, yaklaşık 25 dairesel disk üst üste konarak tek bir çok katmanlı silindirik parça oluşturulur
- Disklerin yarıları zıt yönlerde polarize edilir ve A/B olmak üzere iki fazda uyarılabilir
- LPE iki fazda, λ/4 zaman faz farkına sahip yüksek frekanslı gerilimle uyarıldığında stator eksen etrafında nütasyon hareketi yapar
- Bu nütasyon, osilatörün üst yüzeyinde çevre boyunca ilerleyen tek bir tepe ve çukur gibi davranır; genliği yaklaşık 2µm olduğundan gözle görülemez
- Stator ile rotor arasındaki basınçlı temasta oluşan sürtünme enerjiyi rotora aktarır; rotor ve çıkış dişlisi, stator ilerleyen dalgasının ters yönünde döner
-
Ring-Type USM ile ortak yönler ve farklar
- Her iki motor da piezoelektrik elemanlarla statorda bükülme titreşimi üretir ve ultrasonik uyarımla osilatör titreşimini büyütür
- Stator yüzeyinde ilerleyen dalga oluşturur ve sürtünmeyle rotoru ilerleyen dalganın ters yönünde döndürürler
- Her iki motor da insan kulağıyla duyulmaz; ancak hassas mikrofonlar video kaydı sırasında gürültüyü alabilir ve uzun süre kesintisiz çalışmaya uygun değildir
- Ring-Type USM, halka biçimli statorda 7–9 ilerleyen dalga oluşturur
- Micro USM, silindirik statorda tek bir tepe ve çukura yakın bir nütasyon hareketi yapar
- Micro USM çok daha küçüktür; ancak çıkış hızı görece yüksek olduğundan devir düşürücü dişli kutusu gerekir
- Micro USM ve Micro USM II'nin üretim maliyeti nispeten düşük olduğundan düşük fiyatlı ve orta seviye lenslerde kullanılmıştır
- Örnek lensler arasında Canon EF 70-300mm F4-5.6 IS USM, EF 90-300mm F4.5-5.6 USM, EF 28-105mm F4-5.6 USM, EF-S 18-55mm F3.5-5.6 II USM vb. bulunur
Stepper Motor, STM
- Canon, Haziran 2012'de EF 40mm F2.8 STM ve EF-S 18-135mm F3.5-5.6 IS STM lenslerini duyurdu; STM ibaresini ilk kullanan lensler bunlar oldu
- STM, stepper motor ifadesinin kısaltmasıdır; AFD'de de step motor teknolojisi kullanılmış olsa da STM lenslerdeki motor çok daha küçük ve farklı bir yapıdadır
- Canon STM lensler, çok sessiz ve akıcı AF hareketi sunduğu için hem fotoğraf hem video çekimi için uygun bir seçenek olarak görülür
- STM, EF ve EF-S'nin yanı sıra yeni RF ve RF-S lenslerde de yaygın olarak kullanılır
- Kullanılan lens örnekleri arasında Canon EF 40mm F2.8 STM, EF-S 24mm F2.8 STM, RF 28-70mm F2.8 IS STM, RF-S 18-45mm F4.5-6.3 IS STM vb. bulunur
-
İki aktarım yöntemi
- Canon, STM'nin dönme hareketini odak lens grubunun doğrusal hareketine çevirmek için iki aktarım yöntemi kullanır
- Lead-Screw-Type STM: Sonsuz vida tahrikiyle odak lens ünitesini iki kılavuz ray boyunca eksenel yönde hareket ettirir
- Gear-Type STM: Dişli çark kullanır ve nihayetinde helisel yarıkları olan odak namlusuna bağlanır
- Aktarım yöntemleri farklı olsa da gerçek step motor aynıdır
-
can-stack tasarımı
- STM lenslerdeki motor, kalıcı mıknatıslı rotor kullanan 2 fazlı bipolar step motordur
- AFD step motorundan farklı olarak STM sürümü dönel simetrili stator kullanır
- Canon STM motoru 20 alan kutbuna, yani faz başına 10 alan kutbuna sahiptir
- Her faz sargısı çelik bir kabukla çevrilidir; üçgen dişler merkeze doğru uzanır ve dönüşümlü olarak dizilir
- A ve B fazlarının stator diş halkaları birbirine göre 18 derece kayık olmalıdır; bu yapı can-stack veya tin-can tasarımı olarak adlandırılır
- Rotor, 10 kutuplu desenle mıknatıslanmış ferrit seramik bir silindirdir
- 4 adımlık hareketten sonra rotor 72 derece döner; bir turu tamamlamak için 20 adım gerekir
- Rotor manyetik alanı hassas biçimde izlediğinden ayrı bir geri besleme kontrol sistemine gerek yoktur
- Canon STM lenslerdeki motor, çapı 8mm olan çok küçük bir ünitedir ve DC Micro Motor'dan bile küçüktür
- Bu boyut nedeniyle STM, küçük odak lens elemanları için daha uygundur; ağır süper telefoto lenslerde kullanılma olasılığı düşüktür
- Canon STM lensler focus-by-wire kullandığı için her zaman Full-Time Manual Focus destekler
Nano USM
- Nano USM, 2016'dan günümüze kullanılan Canon ultrasonik motor ailesinin en yeni üyesidir
- Canon, EF-S 18-135mm F3.5-5.6 IS USM lensini duyururken Nano USM'yi ilk kez uyguladı ve aynı yıl önceki ultrasonik motor olan Micro USM'yi sonlandırdı
- Nano USM, piezoelektrik seramik elemanlarla titreşim üretir; ancak döner çıkış üretmez
- Helisel namlu veya lead screw olmadan doğrusal hareket üretir; odak lens hücresini kılavuz ray boyunca doğrudan eksenel yönde iten bir doğrusal tahrik sistemidir
- Odak lens ünitesine, koyu çizgiler ile yansıtıcı çizgilerin dönüşümlü yer aldığı bir konum enkoderi takılır ve kızılötesi sensör hareket adımlarını sayar
-
Aktüatör yapısı
- Temel parça, yaklaşık 20mm uzunluğunda küçük bir elastik metal parçası olan Nano USM aktüatörüdür
- Alt kısmına piezoelektrik seramik eleman yapıştırılmıştır; piezoelektrik katmanın alt yüzeyinde 3 elektrot bulunur
- Üstteki iki küçük çıkıntı, sabit kızak rayıyla basınçlı temas halindedir
- Çok küçük olmasına rağmen nispeten yüksek çıkış torku üretir; hızlı başlatma-durdurma özellikleri ve kontrol edilebilir yüksek çıkış hızı sunar
-
İki titreşim modu ve doğrusal hareket
- Nano USM çalışma sırasında iki bükülme titreşimi moduna girer
- Mode 1, aktüatörü eyer biçimine getiren düzlem dışı bükülme modudur
- Mode 2, aktüatörü dalga biçimine getiren başka bir düzlem dışı bükülme modudur
- İki mod, elastik metal gövdenin doğal rezonans frekansına yakın yüksek frekanslı gerilimle uyarılır
- İki titreşim modu birleştiğinde temas noktası eliptik hareket yapar; sabit kızak rayıyla oluşan sürtünme tepki kuvveti sayesinde Nano USM çerçevesi doğrusal olarak hareket eder
- Gerçek genlik çok küçük olduğundan çalışma sırasında deformasyon görünmez
- Ultrasonik uyarım frekansı insan kulağıyla duyulmaz ve mikrofonlar tarafından yakalanma olasılığı da düşüktür
- Çıkışı biraz daha düşük olduğundan Nano USM daha küçük lens elemanı gruplarını hareket ettirmek için tercih edilir
- Nano USM lensler de focus-by-wire ile Full-Time Manual Focus destekler
-
Dual Nano USM
- 2019'da piyasaya çıkan Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM, Dual Nano USM teknolojisini ilk taşıyan lenstir
- Dual Nano USM, lens namlusunun içine iki küçük ultrasonik tahrik sistemi yerleştiren bir yöntemdir
- Her AF tahrik birimi, iki iç odak grubundan birini hareket ettirir
- Biri odak grubundan sorumludur
- Biri floating grubundan sorumludur
- Canon RF 100-300mm F2.8 L IS USM lensinde de Dual Nano USM sistemi entegre edilmiştir
Voice Coil Motor, VCM
- VCM, 2024’ten itibaren Canon fotoğraf lenslerinde AF tahriki için kullanılmaya başlandı
- Canon daha önce de image stabilization unit birimini tahrik etmek için voice coil motor kullanıyordu; sinema lenslerinde ise onlarca yıldır AF tahriki için de kullanılmıştı
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM, voice coil motor taşıyan ilk fotoğraf lensi
- VCM; küçük boyut ve düşük ağırlığın yanı sıra hızlı tepki, hassas konum kontrolü, yüksek tahrik gücü ve düşük sürtünme kaybını birlikte sunar
- Doğrusal tasarımı sayesinde dönüşü doğrusal harekete çeviren helisel gövde ya da lead screw gerektirmez; hassas mikrofon kaydı sırasında bile pratikte sessiz olduğu için hem fotoğraf hem de video için uygundur
-
Çalışma prensibi
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM lensinde, odak lens hücresine bağlı aynı tipte 2 voice coil motor bulunur
- Simetrik yapı, mekanizmada tek tarafa binen gerilim oluşmasını önler ve yumuşak bir kayma hareketi sağlar
- Her voice coil, merkezinden geçen bir kayar ray ile desteklenir; bu ray eksenel hareket aralığını tanımlar
- Bobinin iki yanında, üstte ve altta güçlü kalıcı mıknatıslar yer alır; manyetik alan bobinden geçer
- Bobinden akım geçtiğinde Lorentz force bobine etki eder ve onu kayar ray boyunca eksenel yönde hareket ettirir
- Oluşan kuvvet, manyetik alanın akı yoğunluğu ve akım şiddetiyle orantılıdır; kuvvetin yönü ise akımın yönüne göre değişir
- Bobine çok kısa voltaj darbeleri uygulanarak istenen yönde son derece hassas biçimde tahrik sağlanabilir
- Dezavantajı, odak lensi hareket etmiyorken bile bobin konumunu korumak için konum kontrolünün aktif kalması gerekmesidir
RF hibrit lensler ve VCM/Nano USM kombinasyonu
- Canon, RF lenslerde VCM kullanırken fotoğrafçıların ve video üreticilerinin ihtiyaçlarını birlikte hedefleyen hibrit lens serisini de tanıttı
- Bu lensler RF mount için L lenslerdir ve sinema lenslerinde sık görülen manuel diyafram halkası gibi fotoğraf ve video teknolojilerinin avantajlarını birleştirmek üzere tasarlanmıştır
- Hibrit RF lens örnekleri şunlardır
- Canon RF 24mm F1.4 L VCM
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM
- Canon RF 50mm F1.4 L VCM
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM iki AF tahrik sistemini birlikte kullanır
- Bir çift VCM, ana odak lens grubunu tahrik eder
- Nano USM birimi floating lens öğesini tahrik eder
- Ana odak lens grubu 4 lens öğesinden oluştuğu için kayda değer bir ağırlığa sahiptir; bu nedenle güçlü bir AF sistemi gerekir
- Floating lens tek bir öğe olduğundan daha küçük Nano USM ile de yeterince tahrik edilebilir
1 yorum
Hacker News yorumları
Canon, RF lenslerde üçüncü tarafları engellediğinden beri Canon artık bir seçenek değil
Viltrox’un son AF lensini aldım; harikaydı ve Canon baskı yaptıktan sonra RF gövde aldığıma pişman oldum
Şu anda üçüncü taraflara yalnızca crop sensörlü gövdelerde izin veriyorlar; Fuji, Sony, Leica, Nikon ise üçüncü taraf lenslere izin verdiği için Fuji’ye geçtim ve geri dönmeyi düşünmüyorum
Canon’u seviyorum ama kapalı lens sistemi ideal değil ve fiyatlar da akıl almaz derecede pahalı
Üçüncü taraf lens kullanmayı sağladığını söyleyen adaptörlerin de hepsi berbat
Eski EF mount’un otomatik odak mount’ları arasında ortak dil gibi kullanıldığı, Sigma ve Tamron gibi lens ekosistemlerinin canlı olduğu günleri özlüyorum
Bugün bile SLR mount için Sigma Art lenslerden 40mm ve 105mm f/1.4 gibi olanlar görüntü kalitesi açısından eşsiz
Mount’u sonunda üçüncü taraflara açmaya başladıklarını sanıyordum; gerçekte öyle değilse gerçekten hayal kırıklığı
Canon lens serisi genel olarak harika olsaydı daha az sinirlenirdim ama RF ultra geniş açı zoom lenslerin hepsi ya yumuşak ya da ciddi vinyet yapıyor
2200 dolarlık RF 15-35mm’yi iade ettim; manzara fotoğraflarını artık sadece iPhone Pro ile çekiyorum
Eskiden köpek fotoğrafı çekmek için manuel odak kullanmak zorundaydım
85mm/1.8 lensin ilk dönem Ring USM AF’inden çıkan, görünüşte duyulmayan bir ses köpeği çıldırtıp odadan fırlamasına neden oluyordu
Başta kamerayı doğrultmanın psikolojik etkisi mi diye düşündüm ama bir gece perdenin arkasına saklanıp yalnızca AF motorunu çalıştırdığımda köpek hemen odadan çıktı
Sonraki USM AF motorları köpek için sessizdi ve o zamandan beri fotoğrafının çekilmesine razı oldu
Başlangıçta öyle olmuş olabilir ama artık USM olsun olmasın hiçbir kamerayı sevmiyor
Gerçekten harika bir web sitesi
Aynı yazarın şu yazısı, kamera gövdesinin “odak” düğmesine basıldığında bu motorları gerçekte nasıl kullanacağına karar vermesiyle ilgili daha algoritmik soruyu ele alıyor: https://exclusivearchitecture.com/03-technical-articles-DSLR...
Kamera gövdesinin istenen nesne olup olmadığına nasıl karar verdiğine dair bir yazı bulamadım
İnsan yüzlerini veya kuş yüzlerini algılayabildiklerine bakılırsa bir ölçüde makine öğrenmesi türü bir şey devrede olmalı
Bazı üst düzey geleneksel DSLR’larda AF sistemine yardımcı olmak için yaklaşık 0,1 MP’lik “yüksek çözünürlüklü” ölçüm sensörü vardı; Canon’un iSA ve iTR sistemleri buna örnek https://www.canon.com.hk/cpx/en/technical/pa_Overview_of_65-...
Geleneksel olarak fotoğrafçının seçtiği tek bir odak noktasına odaklanılırdı ya da daha geniş alan odak modlarında genelde bu noktalar arasındaki en yakın nokta seçilirdi
İzleme AF modunda, öndeki bir nesne asıl konuyu kısa süreliğine örttüğünde odağın birden zıplamamasını sağlamak ve hızlı hareket eden konuyu takip etmek için hareketi tahmin etmek gerekir
Üst seviye modellerde konu takibi sırasında tepkinin artırılacağı mı yoksa konuyu tutup bırakmayacağı mı ayarlanabilir; ayrıca konu hareketinin doğrusallığı da ayarlanabilir
Nasıl çalıştığını bilmiyorum ama 25 yıl önce bu sistemi “eğitmek” için kullanılan fotoğrafları görmek isterdim
80’lerin ortasından beri Canon kullanan biri olarak gerçekten ilgiyle okudum
Canon lens teknolojisi yazılarının tamamı da vardı: https://exclusivearchitecture.com/03-technical-articles-CLT-...
Çoğu zaten tamamlanmış durumda
Gerçekten ilginç bir çalışma
Video çekimi sırasında follow focus tekerleği ile bu lenslerin odak motorlarını doğrudan kontrol etmenin akıl almaz biçimde mümkün olmamasından sürekli rahatsız oldum ve bundan şikâyet ettim
Video çekenler, zaten içinde odak motoru bulunan lenslerin dışına kaba dişli şeritleri sarıp bir de hantal mekanik follow focus düzeneklerini cıvatalıyorlar
Üreticilerin, binlerce dolarlık manuel standart lensler sattıkları “sinema” lens serilerini korumak için doğrudan kontrolü açmadıklarını düşünüyorum
Buna rağmen video için daha iyiymiş gibi sadece adı “hibrit” olan lensler satıyorlar; follow focus ekipmanıyla uyumlu dişli bir odak halkası bile yok, AF motorunu odak tekerleğiyle sürmek için bir kontrol portu da yok
Canon kamera kontrol SDK’sına baktığımda, sinema kullanımı için uygun olmayan iki PTZ kamera dışında tüm seride odak kontrolünün eksik olduğunu gördüm
https://www.nikon.com/company/news/2025/0213_imaging_02.html
Çok küçük odak farklarıyla onlarca kare çekip sonra Photoshop’ta birleştirmek için
API’yi bulmam zaman aldı; Sony bir tane yapmış, sonra internetten neredeyse silmiş ve istek e-postalarımı da görmezden gelmişti
API olsa bile sonuç almak zor
Odak motorunun gerçekten birer adım ilerleyip ilerlemediği, o anda kameranın ne kadar meşgul olduğuna bağlı gibi görünüyor; [çekim] - [bekleme] - [odak kaydırma] - [bekleme] - [çekim] kombinasyonunun çeşitli varyasyonlarını deniyorum ama hangi adımın gerçekten başarılı olduğu fazlasıyla rastgele görünüyor
Çeşitli otomatik odak sistemlerinin nasıl çalıştığını hep merak etmişimdir; bu sayfa harika
Benim fiilen kullandığım sistem Nikon olduğu için Nikon otomatik odak sistemi hakkında da böyle bir yazı daha olsa iyi olurdu
Hâlâ içinde hiç AF motoru bulunmayan birkaç otomatik odaklı lensim var; motor kamera gövdesinde ve lens yuvasındaki küçük bir vida, dönüşü lensin içindeki odak parçalarına aktarıyor
Benim kameralarımda bu yöntem çok yavaş ve gürültülüydü
Buna karşılık Canon’da “ölçüm yapılamaması”nın nadiren sorun olduğunu düşünüyorum
On yıllar boyunca Canon DSLR kullanırken Nikon’un kendi ayağına iki kez sıktığını gördüm
Nikon, Canon ve tüm modern tasarımlar gibi elektronik diyafram kullanan “E” lensleri tanıttığında, uyumlu gövde sayısı çok azdı ve lens çıkmadan önce uyumlu gövdeleri piyasaya yayma öngörüsüne sahip değildi
Örneğin 2008’de çıkan şu lensin https://www.kenrockwell.com/nikon/24mm-pc.htm en eski uyumlu gövdesi 2007 model; D90 gibi birçok DX gövdede ve tüm filmli kameralarda çalışmıyor
2016’da Nikon AF-P step motorlu lensleri tanıttığında da 2013’ten önce uyumlu gövde yoktu; yine geleceğe hazırlık eksikti
Canon, FL yuvadan FD’ye ve FD’den EF’ye geçerken kullanıcıları iki kez kızdırdı ama EF’de tamamen elektronik yapı, diyafram sürgüsü olmaması, odak vidası olmaması ve büyük çap konusunda neredeyse her şeyi doğru yaptı
2017 model Canon Ring USM AF ve IS lensi, 1987’de çıkan ilk EOS 650 film gövdesine takınca AF ve IS kusursuz çalıştı
Bunlar EOS doğduğunda henüz var bile olmayan özelliklerdi; demek ki AF elektronik protokolü lens içindeki motor teknolojisinden bağımsız ve IS de gövdenin bilmesine gerek kalmadan yalnızca lens tarafından halledilebiliyor
Nikon’un uyumluluk tuzakları, Canon’un harika ama kusursuz olmayan uyumluluğuyla kıyaslanamaz bile
Nikon, F-Z yuva adaptörüne vida tahrikli motor koymamak gibi aynı hataları tekrarlıyor ve eski lensleri ile gövdeleri olan insanlardan hoşlanmayan bir şirket gibi görünüyor
Bu da yeni bir şey değil; Nikon F-1 adaptöründe de bazı özellikler eksikti
Ultrasonik motor = AF-S (1998), step motor = AF-P (2016), voice coil motor = SSVCM (2022)
https://imaging.nikon.com/imaging/lineup/lens/glossary/
Bu piezoelektrik sürücüler gerçekten harika
Mekanizmayı gösteren video: https://www.youtube.com/watch?v=7iHL4ZCkCKc
Böyle bir motorun en yüksek hızda döndüğü video: https://www.youtube.com/watch?v=JtttNnmCVmU
İkinci videodaki sürücü Canon’un Nano USM’iyle ilişkili görünüyor
Yoksa bu tür parçalarda uzmanlaşmış başka şirketler mi var?
Bu kitlenin ilgisini çekebilecek bir nokta: bu motor türlerinin hepsi açık çevrim, bu yüzden belirli bir durumu kesin ve tekrarlanabilir şekilde komutlamak mümkün değil
Yani lense örneğin 3 m’ye odaklanması için sinyal gönderseniz bile, bir sonraki 3 m odaklamada tam olarak aynı duruma geleceğinin garantisi yok
Bu yüzden kamera kalibrasyonu zor olabilir ve bir kez kalibre ettikten sonra çoğu zaman kameraya dokunmak istemezsiniz
Harika bir yazı
EF 400mm f2.8 2. nesil lense sahibim; bu lens eski 7Dmk2’de, yepyeni R6Mk2’ye kıyasla çok daha hızlı netleme yapıyor
Diğer tüm lenslerde durum tam tersi; bunun neden olduğunu merak ediyorum
Eski 7D ve 1D gövdelerin AF motoruna daha fazla güç gönderdiği için olabileceğini duydum, ama bunu doğrulayan bir kaynak görmedim
Açıklama sunamadığım için üzgünüm; zaman bulursam daha derinlemesine bakabilirim ama söz veremem
@ExAr, tam bir bilgi hazinesi gibi bir kaynak; emeğin için teşekkürler
Bu tür grafikleri nasıl yaptığını da blogunda yazıp yazmadığını merak ediyorum
Örneğin bu vizör görüntüsü https://exclusivearchitecture.com/images/technical-articles/... gerçekten etkileyici
Işınları ve gözü nasıl simüle ettiğini merak ediyorum
Vizör görüntüsündeki gerçek ışık yolu, profesyonel bir ışın izleme simülasyonu sağlayabilen Japon bir optik mühendisinin yardımıyla çizildi