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Dietro le quinte dell'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM di Canon: tutte le rivelazioni degli sviluppatori

Il nuovo modello EF 85mm f/1.4L IS USM è il quarto obiettivo da 85 mm della nota serie EF di Canon.

Prima di iniziare a lavorare sul nuovo obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM, lo scopo di Canon era semplice: utilizzare le sue più recenti tecnologie "senza riserve" per produrre un obiettivo per ritratti top di gamma. In una rara opportunità di ascoltare la voce degli stessi designer dell'obiettivo, abbiamo scoperto nel profondo i dettagli e le competenze di progettazione che ne hanno permesso la realizzazione. Il nuovo obiettivo non presenta semplicemente specifiche tecniche sensazionali, ma fornisce ai fotografi una combinazione impareggiabile di qualità dell'immagine e facilità di utilizzo.


Yamaguchi, Product Planning Lead di Canon

Yamaguchi, Canon Product Planning Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
In qualità di Product Planning Lead per l'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM, Yamaguchi afferma che lo scopo di Canon, durante la progettazione del nuovo modello, era quello di "creare un obiettivo che permettesse di conservare momenti e ricordi importanti in modo eccezionale e senza preoccupazioni".

Il modello EF 85mm f/1.4L IS USM è il quarto obiettivo da 85 mm della serie EF di Canon, successivo ai modelli EF 85mm f/1.2L USM, EF 85mm f/1.8 USM e EF 85mm f/1.2L II USM. Yamaguchi spiega perché questo nuovo obiettivo è così importante e dove si pone nella gamma Canon.

"Gli obiettivi da 85 mm offrono la lunghezza focale ideale per la fotografia ritrattistica", afferma Yamaguchi. "Nella serie attuale, tuttavia, il modello EF 85mm f/1.2L II USM non ha un prezzo abbordabile per molti utenti, mentre molti utenti che utilizzano il modello EF 85mm f/1.8 USM dicono di desiderare un effetto bokeh più elevato."

"Durante la pianificazione del modello EF 85mm f/1.4L IS USM, abbiamo parlato con molti fotografi professionisti, tra cui fotografi di matrimoni, che avrebbero avuto diverse opportunità di utilizzare questo obiettivo. Ci hanno detto che l'obiettivo EF 85mm f/1.2L II USM è estremamente apprezzato per l'eccellente espressione e per l'effetto bokeh grazie alla sua ampia apertura. Essendo un obiettivo pesante, tuttavia, è facile stancarsi con un utilizzo prolungato e la velocità della messa a fuoco automatica non è sempre soddisfacente. Alcuni hanno detto che sebbene sia un obiettivo a focale fissa con ampia apertura, l'aggiunta della stabilizzazione dell'immagine consentirebbe scatti senza preoccupazioni."

Christian Ziegler’s

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L'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM offre specifiche attentamente equilibrate, sia con ampia apertura f/1.4 e stabilizzazione dell'immagine per la fotografia a mano libera. Inoltre, è progettato per produrre l'elevata qualità dell'immagine che ci si aspetta da un obiettivo serie L.

Canon aveva in mente due chiari scopi di marketing, diminuire il peso dell'obiettivo a meno di 1 kg e ridurne la dimensione nel complesso.

Yamaguchi si esprime in modo chiaro per quanto riguarda l'importanza di questo obiettivo per i fotografi: "I ritratti, inclusi quelli dei matrimoni, immortalano momenti molto importanti e sono ricordi che durano tutta la vita. Il nostro scopo era quello di creare un obiettivo che permettesse di conservare momenti e ricordi importanti in modo eccezionale e senza preoccupazioni".


Iwamoto, Optical Design Lead di Canon

A photo of Iwamoto, Optical Design Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Fin dall'inizio, per Iwamoto le finalità dell'obiettivo erano molto chiare: "Ci siamo impegnati per creare un equilibrio tra la nitidezza della risoluzione al centro dello schermo, caratteristica di un obiettivo L, e lo splendido effetto bokeh ai bordi, ideale per le apprezzate composizioni di ritratti con soggetti al centro dell'inquadratura", dichiara.

Iwamoto spiega le finalità principali del design ottico, tra cui l'alta risoluzione, l'apertura massima e l'eccellente qualità dell'effetto bokeh nelle aree periferiche, ma, spiega, bisognava ottenere tutto ciò entro rigorosi limiti di dimensione e peso.

"Nel 2006, Canon ha lanciato l'obiettivo EF 85mm f/1.2L II USM come il modello di punta nella gamma focale, che è riuscito a contraddistinguersi per l'eccezionale qualità dell'effetto bokeh. Il design ottico dell'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM, d'altro canto, tende più verso una delimitazione chiara e nitida, mantenendo al tempo stesso la ricca espressione del suo predecessore.

"Ci siamo impegnati per creare un equilibrio tra la nitidezza della risoluzione al centro dello schermo, caratteristica di un obiettivo L, e lo splendido effetto bokeh ai bordi, ideale per le apprezzate composizioni di ritratti con soggetti al centro dell'inquadratura, considerando comunque realisticamente il peso, la dimensione e il costo."

"Tutte le unità lente nei teleobiettivi medi con ampia apertura richiedono un certo diametro. Aumentando il diametro dell'unità di stabilizzazione dell'immagine che controlla un obiettivo grande e pesante, aumentano anche la dimensione e il peso del prodotto finale. Perciò, un fattore importante nel design ottico di questo obiettivo è la riduzione del diametro e del peso del sistema ottico di stabilizzazione."

In generale, il diametro delle lenti anteriori è maggiore rispetto alle lenti posteriori, e le lenti vicino al diaframma hanno il diametro più piccolo. La soluzione è stata quella di collocare il sistema ottico di stabilizzazione sulla parte di innesto dell'obiettivo vicino al diaframma. (Fig. 1)

A figure of the lens’ optical arrangement.
Fig. 1 Disposizione ottica.

Nonostante questo, un certo peso è inevitabile e il sistema ottico di stabilizzazione di questo obiettivo è simile nelle dimensioni e nel peso a quello usato nel super teleobiettivo EF 400mm f/2.8L IS II USM. (Fig. 2)

An image comparing the different image stabilisation unit and stabilising optical systems of different lenses in the series.
Fig. 2 Confronto tra unità di stabilizzazione dell'immagine e sistema ottico di stabilizzazione (da sinistra in ordine sequenziale, EF35mm f/2 IS USM, EF100mm f/2.8L Macro IS USM, EF85mm f/1.4L IS USM, EF400mm f/2.8L IS II USM).

Ciò che ha reso possibile la realizzazione del nuovo design ottico è stato l'ampio diametro dell'innesto dell'obiettivo EF usato sulle reflex Canon.

"Data la natura del design ottico, più lontano è il diaframma (unità EMD) dalla parte posteriore del sistema ottico (parte di innesto), maggiore deve essere il diametro della lente posteriore. Poiché anche l'unità di stabilizzazione dell'immagine è posizionata sulla parte di innesto, i componenti devono essere disposti nell'ordine seguente: lente anteriore, diaframma, unità di stabilizzazione dell'immagine e gruppo lente posteriore.

Dato che il diaframma è situato relativamente lontano dall'innesto in questo obiettivo (vedere Fig. 3 di seguito), il diametro del gruppo lente posteriore diventa più grande. Inoltre, poiché gli obiettivi ad ampia apertura sono già dotati di lenti con ampio diametro, e il diametro della lente tende ad aumentare quando è dotato di stabilizzazione dell'immagine, il posizionamento arretrato del diaframma è importante. È stato difficile configurare il sistema ottico di stabilizzazione e il gruppo lente posteriore con il minor numero di lenti possibile riuscendo a mantenere le prestazioni ottiche."

L'ampio innesto EF è uno dei fattori che ha contribuito a rendere possibile la realizzazione del design ottico del modello EF 85mm f/1.4L IS USM.

A figure of the EF 85mm f/1.4L IS USM optical arrangement.
Fig. 3 Disposizione ottica EF 85mm f/1.4L IS USM

L'integrazione di un'unità di stabilizzazione non è stata l'unica sfida per il team addetto al design ottico. Le esigenze relative alla dimensione e al peso del nuovo obiettivo richiedevano uno speciale design ottico anche per il gruppo di messa a fuoco (Fig. 3 sopra).

"Per poter ridurre la dimensione dell'intero obiettivo, sia il gruppo di messa a fuoco che il sistema ottico di stabilizzazione devono essere leggeri e avere uno spostamento limitato. Per questo obiettivo, abbiamo utilizzato la seguente nuova disposizione ottica dalla parte anteriore dell'obiettivo: gruppo anteriore, gruppo di messa a fuoco, diaframma, sistema ottico di stabilizzazione e gruppo posteriore."

I sistemi di stabilizzazione e di messa a fuoco non sono state le uniche cose prese in considerazione nel design ottico, tuttavia, poiché il nuovo obiettivo doveva anche offrire livelli elevati di controllo dell'aberrazione: "Il fattore più importante per il modello EF 85mm f/1.4L IS USM è la correzione dell'aberrazione cromatica assiale e dell'aberrazione sferica. Correggere la curvatura di campo è inoltre necessario per ottenere un'alta qualità dell'immagine in quanto la profondità di campo è molto ridotta. Il vetro con elevato indice di rifrazione e il vetro con caratteristiche di dispersione anomala risultano efficaci per correggere tali aberrazioni."

È facile che venga trascurata l'importanza delle tecnologie del vetro, dei materiali e dei progressi. In effetti, come spiega Iwamoto, oltre la metà degli elementi in vetro nel modello EF 85mm f/1.4L IS USM sono realizzati con materiali che non avevano ancora un'applicazione pratica quando è stato rilasciato l'obiettivo EF 85mm f/1.2L II USM nel marzo 2006.

La correzione dell'aberrazione cromatica assiale (bordi colorati nelle aree sfocate) è importante in qualsiasi obiettivo progettato per l'uso ad ampie aperture, e il team di Canon addetto alla progettazione aveva la risposta.

"Per correggere l'aberrazione cromatica assiale, abbiamo collocato il vetro con dispersione anomala davanti o vicino al diaframma. Inoltre, abbiamo usato un vetro con elevato indice di rifrazione per la lente positiva, essenziale per migliorare le caratteristiche del piano dell'immagine. In questa lente, l'aberrazione cromatica assiale e le caratteristiche del piano dell'immagine vengono perfettamente corrette tramite la disposizione ottimale del vetro, dotato sia di un indice di rifrazione elevato che di caratteristiche di dispersione anomala."

Utilizzando nuovi materiali in vetro e lenti asferiche che non esistevano quando è stato sviluppato l'obiettivo EF 85mm f/1.2L II USM, il team addetto alla progettazione è riuscito a correggere ogni tipo di aberrazione e a ridurre nello stesso tempo la dimensione dell'obiettivo.

C'era un ulteriore problema tecnico da superare, l'effetto ghosting: "In questo obiettivo, abbiamo utilizzato una lente fissata a tre elementi per la lente posteriore. Allineare in modo preciso l'asse delle tre lenti in una lente fissata a tre elementi è difficile, ma poiché le superfici della lente posteriore sono particolarmente inclini all'effetto ghosting, abbiamo deciso di utilizzarla per ridurre la superficie a contatto con l'aria. Sebbene dotando l'obiettivo di stabilizzazione dell'immagine il numero di lenti sia aumentato, siamo comunque riusciti a ridurre l'effetto ghosting al minimo."


Okuda, Mechanical Design Lead di Canon

A photo of Okadu, Mechanical Design Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Okuda è il Mechanical Design Lead per l'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM. Per Okuda, l'aggiunta della stabilizzazione dell'immagine è stata importante, ma non semplice. In effetti, la prima cosa che ha pensato è che fosse praticamente impossibile! Tuttavia, in seguito ad analisi accurate, lui e il suo team sono riusciti a trovare una soluzione innovativa per il problema.

Okuda ci parla dei problemi meccanici relativi all'inclusione della stabilizzazione dell'immagine nel design del nuovo obiettivo. Potrebbe sembrare un'esigenza ordinaria, ma Okuda spiega che aggiungere la stabilizzazione dell'immagine riuscendo a ottenere le prestazioni operative che i fotografi si aspettano non è stata una cosa tanto semplice.

"La prima cosa che il team di sviluppo ha pensato è stata che riuscire a ottenere un obiettivo da 85 mm f/1.4 con stabilizzazione dell'immagine di dimensioni ragionevoli e dal prezzo abbordabile, come richiesto dal reparto di pianificazione dei prodotti, sarebbe stato praticamente impossibile.

"Tuttavia, eravamo dell'idea che sarebbe stato possibile risistemando le ottiche, utilizzando nuovi materiali in vetro e posizionando componenti meccanici compatti in scala di 0,1 mm."

Okuda spiega come le esigenze relative alla dimensione e al peso influiscano sul funzionamento dei sistemi di messa a fuoco automatica e di stabilizzazione dell'immagine dell'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM.

"I motori ultrasonici (USM), che sono gli attuatori della messa a fuoco automatica, sono disponibili in diverse opzioni a seconda delle dimensioni del diametro. Per mantenere il diametro esterno abbastanza ridotto per gli scatti a mano libera prolungati, abbiamo deciso di utilizzare un tipo di USM relativamente piccolo presente in molti obiettivi EF, inclusi i modelli EF 35mm f/2 IS USM e EF 85mm f/1.8 USM. Iniziando dal sistema ottico, abbiamo esaminato il design insieme all'optical design lead in modo che ogni componente rientrasse nei limiti del diametro dell'USM."

L'attuale modello EF 85mm f/1.2L II USM utilizza l'USM con ampio diametro presente nei super teleobiettivi EF 400mm f/2.8L IS II USM. Di seguito è possibile vedere quanto sia più piccolo l'USM utilizzato nell'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM.

An image of the USM used by the EF 85mm f/1.4L IS USM.
Fig. 4 USM ad anello (l'USM utilizzato dall'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM sulla destra).

Con un obiettivo dall'ampia apertura, la profondità di campo è molto ridotta e la messa a fuoco automatica richiede un'estrema precisione. Come prevedibile in un obiettivo di questo tipo, il gruppo di lenti della messa a fuoco è anche pesante e la resistenza dell'intero meccanismo di azionamento è importante.

"Utilizzando cuscinetti a sfera estremamente resistenti nel meccanismo di azionamento di questo obiettivo, si riduce il carico e si migliora la risoluzione e la precisione. L'uso di cuscinetti a sfera consente inoltre una messa a fuoco automatica molto rapida. Il pesante gruppo di lenti della messa a fuoco deve essere spostato con la limitata potenza del motore, ma la lente di messa a fuoco può essere azionata rapidamente in quanto i cuscinetti a sfera riducono il carico."

The focusing unit of the lens.
Fig. 5 Unità di messa a fuoco dell'obiettivo EF 85mm f/1.4L IS USM. I cuscinetti a sfera sono visibili all'interno del quadrato rosso.

Il meccanismo di stabilizzazione dell'immagine poneva un particolare problema meccanico per la dimensione del gruppo di stabilizzazione in questo obiettivo, paragonabile per dimensione e peso a quello di un super teleobiettivo.

"Dovevamo progettare un'unità di stabilizzazione dell'immagine di dimensioni ragionevoli che includesse il sistema di azionamento. Per tale motivo, abbiamo ridotto il carico di azionamento utilizzando un meccanismo con un attrito estremamente ridotto che sfrutta molteplici cuscinetti in ceramica per sostenere i componenti mobili. Questo riduce la forza di azionamento necessaria e consente un'unità di stabilizzazione dell'immagine dal design compatto e leggero."

An image comparing the image stabilisation units of four lenses in the 85mm series.
Fig. 6 Confronto delle unità di stabilizzazione dell'immagine Sinistra: unità effettiva. Destra: unità a confronto (dalla seconda unità a sinistra in ordine sequenziale: EF 35mm f/2 IS USM; EF 100mm f/2.8L Macro IS USM; EF 85mm f/1.4L IS USM; EF 400mm f/2.8L IS II USM).

I designer hanno ottenuto un effetto di stabilizzazione dell'immagine di 4 stop (lunghezza focale 85 mm, con EOS-1D X Mark II, conforme agli standard CIPA).

Vi è inoltre un ulteriore aspetto delle prestazioni meccaniche che viene facilmente trascurato: l'affidabilità. Non si tratta solo della resistenza e della precisione dell'obiettivo nel lungo termine, ma della capacità di sopportare colpi, urti e impatti nell'uso quotidiano. Okuda spiega il concetto e le soluzioni di design di Canon per ottimizzare tale affidabilità.

"Sebbene avessimo in mente soluzioni per un design leggero, la forza dell'impatto, ad esempio nelle cadute, sarebbe stata notevole in quanto l'obiettivo pesa comunque quasi 1 kg. Per migliorare l'affidabilità, abbiamo collocato un meccanismo di ammortizzamento nella parte anteriore dell’obiettivo. Il supporto filtro presenta una forma che lo rende retrattile quando viene premuto. Il meccanismo di ammortizzamento distribuisce l'impatto quando qualcosa urta l'estremità dell'obiettivo."

Molti utenti potrebbero sorprendersi sapendo che alcuni obiettivi sono dotati di component che assorbono gli urti, ma questa è una caratteristica tipica della profondità e dei dettagli che presenta il design degli obiettivi di Canon.

"Abbiamo deciso di utilizzare un meccanismo di ammortizzamento poiché questo è un obiettivo stabilizzato e con ampia apertura. Il meccanismo non viene utilizzato in tutti gli obiettivi EF, ma in base alle necessità a seconda della configurazione dell'obiettivo e delle simulazioni. Oltre in questo obiettivo, è utilizzato nei modelli EF 24-70mm f/4L IS USM, EF 11-24mm f/4L USM, EF 35mm f/1.4L II USM e EF 24-105mm f/4L IS II USM.”

Conclusione di Yamaguchi

Yamaguchi vede il modello EF 85mm f/1.4L IS USM come uno straordinario obiettivo per ritratti, con un eccellente equilibrio tra risoluzione, stabilizzazione dell'immagine, peso e dimensione.

"Quando scatti al chiuso o con scarsa illuminazione, questo obiettivo ti consente di realizzare immagini nitide senza dover impostare valori ISO più elevati. Ora puoi scattare ritratti a mano libera senza stancarti, grazie al peso ridotto e alla stabilizzazione dell'immagine. Decisamente desideriamo farti sfruttare l'eccezionale espressione che questo obiettivo offre; un'espressione che prima non era possibile."

Scritto da Marcus Hawkins


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