Lentes Canon EF e RF – todos os motores de foco automático

Tecnologia de lentes da Canon

Sistema de foco automático

• A introdução das lentes com foco automático trouxe muitas mudanças para a fotografia. Passou a ser possível fotografar objetos em movimento rápido com mais precisão e confiabilidade.
• Desde o lançamento da primeira lente com foco automático em 1981, a Canon vem desenvolvendo continuamente sua tecnologia de lentes por meio de diferentes abordagens.
• A Canon desenvolveu 7 tecnologias de motor de foco automático usadas nas lentes EF, EF-S, RF e RF-S.

Tipos de atuadores de foco automático

• Os elementos da lente responsáveis pelo foco automático sempre se movem linearmente ao longo do eixo óptico.
• Os atuadores de foco automático se dividem em sistemas de acionamento rotativo e sistemas de acionamento linear.
  • Sistema de acionamento rotativo: converte rotação em movimento linear de deslizamento.
  • Sistema de acionamento linear: realiza diretamente o movimento de deslizamento.

Comparação do foco automático da Canon

• O sistema de acionamento de foco automático USM da Canon é composto por várias famílias de mecanismos.
• O motor ultrassônico do tipo anel foi o primeiro sistema de foco automático a permitir sobreposição manual de foco FTM (Full-Time Manual).
• Os acionamentos de foco automático mais recentes oferecem focus-by-wire, o que significa que o anel de foco manual no corpo da lente não é ligado mecanicamente ao grupo de foco, sendo controlado eletronicamente.

Arc Form Drive (AFD)

• Foi usado de 1987 a 1990 e foi o primeiro motor de foco automático utilizado em lentes EF.
• O AFD inclui um sistema de engrenagens e transmissão que permite alternar entre foco manual e foco automático.
• As lentes AFD são barulhentas em operação e têm tempo de resposta lento, mas oferecem desempenho de foco automático confiável.

Motor ultrassônico do tipo anel (USM)

• É usado de 1987 até hoje; ao contrário dos motores tradicionais, o motor ultrassônico utiliza efeito piezoelétrico e atrito em vez de campo magnético.
• O USM do tipo anel oferece velocidade extremamente alta, operação silenciosa e alto torque, podendo mover grandes elementos de foco.
• Esse motor não é afetado por campos eletromagnéticos e exige circuitos complexos de alimentação e acionamento.

Micromotor DC

• Foi usado de 1990 a 2012 e aciona o foco automático usando um motor de corrente contínua ultracompacto.
• Esse motor foi usado principalmente em lentes de foco automático de entrada e é barulhento, com torque limitado.

Micro USM e Micro USM II

• Foram usados de 1992 a 2016 e são motores ultrassônicos ultracompactos que usam elementos cerâmicos piezoelétricos para gerar vibração.
• O Micro USM II foi projetado com metade do tamanho da versão original.

Este resumo explica as diversas tecnologias de foco automático da Canon e seu processo de evolução, abordando as características, vantagens e desvantagens de cada tecnologia.

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Comentários do Hacker News

• Antigamente eu precisava focar manualmente ao fotografar meu cachorro. O barulho do AF Ring USM das primeiras gerações deixava o cachorro maluco, e ele saía correndo do quarto

  • Fiquei me perguntando se apontar a câmera para o cachorro tinha algum efeito psicológico, mas mesmo quando me escondi atrás da cortina e usei o motor de AF, o cachorro saiu correndo do quarto
  • Depois, os motores USM AF ficaram mais silenciosos, e o cachorro passou a aceitar ser fotografado numa boa

• É um site realmente incrível

  • Em outros textos do mesmo autor, ele trata de questões algorítmicas sobre como o corpo da câmera usa o motor quando o botão de "foco" é pressionado
  • Não consegui encontrar um artigo sobre como o corpo da câmera decide qual objeto você quer. Imagino que isso envolva alguma tecnologia de machine learning capaz de detectar rostos de pessoas ou pássaros

• Como usuário de Canon desde meados dos anos 80, foi uma leitura interessante para mim

  • Há muitos artigos sobre a tecnologia das lentes Canon

• Trabalho realmente interessante

  • Eu ficava frustrado por não haver uma forma de controlar diretamente o motor de foco durante gravação de vídeo
  • Cinegrafistas ainda colam tiras dentadas nas lentes e acoplam um mecanismo externo de follow focus mecânico
  • Parece que os fabricantes não oferecem controle direto para proteger a linha de lentes "cinema". Lentes manuais são vendidas por milhares de dólares
  • Dei uma olhada no SDK de controle de câmeras da Canon, mas o controle de foco está ausente em toda a linha, exceto em duas câmeras PTZ

• @ExAr - um tesouro de informações, obrigado pelo esforço

  • Fico curioso se você mantém um blog sobre como faz os gráficos. Por exemplo, esta imagem do viewfinder é muito impressionante
  • Gostaria de saber como você simula os raios de luz e o olho

• Sempre quis saber como funcionam os vários sistemas de foco automático. Esta página é impressionante

  • Seria ótimo se houvesse também uma página sobre o sistema de foco automático da Nikon
  • Ainda existem algumas lentes sem motor de foco automático. O motor fica no corpo da câmera, e um pequeno parafuso no encaixe da lente transmite a rotação do motor para os componentes de autofoco da lente. Mas era muito lento e barulhento

• Ótimo texto, obrigado

  • Tenho uma pergunta. A lente EF 400mm f2.8 (2ª geração) foca muito rápido na antiga 7Dmk2, mas não na nova R6Mk2. Com outras lentes acontece o contrário. Gostaria de entender por que isso acontece
  • Já ouvi dizer que os corpos antigos 7D e 1D enviam mais energia para o motor de AF, mas nunca consegui confirmar isso em lugar nenhum

• Este driver piezoelétrico é muito legal

  • Há um vídeo mostrando o mecanismo
  • Há também um vídeo do motor operando em velocidade máxima

• Esses tipos de motor são todos de malha aberta. Não é possível comandar com precisão um estado específico

  • Por exemplo, se você mandar a lente focar a 3 m, ela pode não ficar exatamente no mesmo estado da próxima vez que focar a 3 m
  • Por isso, a calibração da câmera pode ser complicada, e depois de calibrar é melhor não mexer na câmera

• Site impressionante. Achei que fosse conteúdo da própria Canon

  • Há um gráfico comparativo mostrando todos os tipos de acionamento de autofoco usados nas lentes Canon EF, EF-S, RF e RF-S
  • Falta mencionar a EF-M, a linha de câmeras mirrorless de lentes intercambiáveis da Canon
  • O ruído ultrassônico não pode ser ouvido pelo ouvido humano, mas microfones sensíveis podem detectá-lo, o que pode ser um problema em gravações de vídeo
  • Usei várias lentes Ring USM e conseguia ouvir ruído ao focar. Era algo como um ruído branco suave
  • Os tipos mais recentes de acionamento de autofoco, como stepper motor, Nano USM e voice coil motor, oferecem focus by wire
  • Não sou contra o focus by wire em si, mas a implementação não foi boa. Ao usar várias lentes EF-M (todas STM) e RF (algumas STM e algumas Nano USM), o funcionamento do motor era consideravelmente mais lento do que girar o anel de foco manualmente, e dava para perceber a granularidade dos passos de foco
  • Em contraste, o full-time manual (FTM) das antigas EF Ring USM era relativamente bom. Não exigia muita força, respondia totalmente sem atraso e, ao girar com a mão, era completamente analógico, sem etapas discretas. É uma pena que as lentes novas não usem esse design
  • Gostaria que construções como Canon EF 15mm F2.8 Fisheye fossem alteradas para "f/2.8". Até a página oficial da Canon usa essa notação
  • Isso porque f é na verdade uma variável em itálico minúscula que representa a distância focal, e / indica divisão. O tamanho da abertura é (15 mm / 2.8) = 5.4 mm, que é o diâmetro real da abertura por onde a luz passa. A abertura absoluta é 5.4 mm, e a abertura relativa é f/2.8