(Trái) Kỹ sư thiết kế hệ thống điện: Taiki Honma
(Phải) Kỹ sư thiết kế cơ chế: Kunihiko Sasaki
Quá trình thu nhỏ kích thước
Để chế tạo được những ống kính có kích thước nhỏ, Canon bắt đầu từ việc lựa chọn thiết kế quang học phù hợp nhất. Hệ thống quang học trong ống kính có thể được chia thành hai loại: “chiều dài cố định” và “chiều dài biến thiên”. Loại ống kính có chiều dài biến thiên sẽ thay đổi chiều dài tổng thể của ống kính để đạt được độ nét mong muốn. Thiết kế này có ưu điểm là làm ống kính nhỏ gọn hơn, vì có thể tận dụng các đặc điểm lấy nét sau ngắn đặc trưng của máy ảnh không gương lật. Tuy nhiên, nhược điểm của thiết kế này là làm giảm tính linh hoạt và dễ sử dụng vốn đặc trưng của các ống kính thời EF.
Mặc dù còn một số lo ngại về vấn đề này, nhưng Canon nhận thấy rằng người dùng sẵn sàng chấp nhận nhược điểm khó sử dụng hơn đôi chút để đổi lấy chất lượng tốt hơn và phạm vi biểu đạt nhiếp ảnh rộng hơn. Hy vọng rằng điều này sẽ khuyến khích những khách hàng từng mua sản phẩm của Canon áp dụng hệ thống EOS R mới.
Mẫu ống kính F4 và F2.8
Trên thực tế, chúng tôi đã nghĩ đến chuyện thiết kế chiều dài cố định cho ống kính F4. Cách thiết kế này sẽ khiến F4 rất khác thiết kế F2.8 và cũng giúp F4 tương thích với bộ mở rộng tiêu cự. Tuy nhiên, chúng tôi đã sớm nhận thấy rằng thiết kế này sẽ khiến ống kính F4 quá cồng kềnh đối với hầu hết người dùng. Nhận thấy cấu trúc cơ bản của ống kính F4 cho phép chúng tôi thu gọn kích thước của ống kính này so với ống kính F2.8, nên chúng tôi đã tận dụng ưu điểm đó và áp dụng thiết kế cấu trúc quang cho F4 giống cấu trúc quang của F2.8 để làm cho F4 nhỏ gọn nhất có thể.
Không hỗ trợ bộ mở rộng tiêu cự
Chúng tôi phân vân không biết có nên áp dụng thiết kế mới cho dòng RF hay không (vì rất nan giải). Chúng tôi vừa muốn người dùng vui mừng đón nhận tiềm năng mới của hệ thống EOS R, vừa biết rằng người dùng đã mua máy có thể muốn ống kính tương thích với bộ mở rộng tiêu cự. Nhưng rất tiếc, khi áp dụng thử thiết kế mới có hỗ trợ bộ mở rộng tiêu cự, chúng tôi nhận thấy chiều dài tổng thể không nhỏ gọn hơn bao nhiêu khi ở mức tiêu cự góc rộng. Kích thước ống kính không nhỏ gọn như những gì chúng tôi kỳ vọng, đặc biệt là so với ống kính thời EF.
Mặc dù EF70-200mm f/2.8L IS III USM được đón nhận rất nồng nhiệt, nhưng một số người dùng than phiền rằng ống kính này quá cồng kềnh. Để tận dụng hết ưu điểm của hệ thống ống kính rời, khi thiết kế RF70-200mm f/2.8L IS USM, chúng tôi đã phải đưa ra một quyết định khó khăn là không hỗ trợ bộ mở rộng tiêu cự cho ống kính này. Giải pháp này cho phép ống kính giảm đáng kể chiều dài tổng thể – khoảng 25% so với ống kính EF.
Khi lần đầu nhìn thấy nguyên mẫu ống kính F2.8, tôi đã rất ngạc nhiên vì không ngờ ống kính có thể nhỏ đến vậy. Ống kính F4 tuy vậy cũng không kém phần ấn tượng, kích thước đã được thu nhỏ đến mức gần bằng kích thước của ống kính zoom F4 tiêu chuẩn.
Các ống kính zoom tiêu chuẩn cần lực mô-men xoắn lớn hơn để có thể điều chỉnh chiều dài tổng thể, vì các chi tiết kính phải vươn ra thụt vào do cấu trúc thiết kế. Đặc điểm này khiến người dùng khó xoay vòng zoom hơn. Chúng tôi đã rất cố gắng để đảm bảo vòng zoom nhẹ và dễ xoay. Tóm lại, khi thiết kế những ống kính này, chúng tôi phải xử lý không biết bao nhiêu vấn đề nan giải liên quan đến thu nhỏ kích thước và khả năng tương thích với bộ mở rộng tiêu cự.
Giảm trọng lượng
Ống kính đương nhiên phải nhẹ, nhưng theo tôi, thiết kế sao cho đạt được cân bằng tối ưu giữa trọng lượng của ống kính và thân máy cũng rất quan trọng. Không chỉ tìm cách thu nhỏ ống kính RF, Canon còn cố gắng tìm cách để máy ảnh EOS R nhỏ hơn và nhẹ hơn.
Chúng tôi đã thử lắp ống kính vào máy ảnh, chẳng hạn như EOS R5 và R6, để đánh giá xem mức độ cân bằng và kích thước bị ảnh hưởng như thế nào. Tôi cho rằng mục tiêu này, nếu đạt được, sẽ giúp nhiếp ảnh gia thuận lợi hơn rất nhiều khi phải mang máy ảnh trong nhiều giờ liền. Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của những người dùng hệ thống EOS mới.
Thiết kế quang học
Ống kính F2.8 và F4 được thiết kế dựa trên cùng công nghệ cơ bản. Tôi xin thảo luận cụ thể hơn về thiết kế quang học của những ống kính này. Trước đây, các loại ống kính zoom có dải tiêu cự 70–200mm được thiết kế theo kiểu chiều dài cố định. Tuy nhiên, đến dòng ống kính RF, Canon đã áp dụng hệ thống quang học mới sử dụng phương pháp “thu phóng đa nhóm”, trong đó, từng nhóm thấu kính sẽ có một chức năng riêng biệt, không chỉ dừng lại ở những chức năng trước đây như phóng đại biến thiên, lấy nét và hiệu chỉnh quang sai.
Canon lần đầu tích hợp động cơ dẫn động vào ống kính này để điều khiển nhóm kính nổi. Nhóm kính nổi là nhóm các chi tiết kính có tác dụng chính là triệt tiêu quang sai. Chúng tôi cải thiện hiệu suất cơ bản của ống kính bằng cách sử dụng một động cơ để điều khiển nhóm kính nổi này sao cho dù vị trí thu phóng hay khoảng cách lấy nét như thế nào, ống kính đều cho ra được những bức ảnh có chất lượng tốt và gần như không có hiện tượng quang sai.
Hệ thống kính nổi điện tử này cũng giúp rút gắn khoảng cách lấy nét tối thiểu, từ 1,2m ở ống kính f/2.8 EF xuống còn 0,7m ở ống kính f/2.8 RF. Chúng tôi có thể thiết kế loại ống kính cho phép bạn chụp gần chủ thể ở chế độ tiêu cự ngắn nhất, nhưng người dùng cũng muốn chụp gần chủ thể ở chế độ tiêu cự dài nhất!
Vì lý do này, khoảng cách lấy nét tối thiểu của ống kính f/4 đã được giảm xuống 60cm. Tôi nghĩ thật thú vị khi sử dụng ống kính 70–200mm nhỏ gọn này để chụp hình một chủ thể gần bạn đến nỗi bạn có thể với tay ra và chạm vào.
Hiệu suất AF
Chúng tôi đã gặp phải một số trở ngại trong quá trình phát triển hệ thống kính nổi điện tử. Ví dụ: nếu do cơ chế điều khiển động cơ mà máy không thể điều chỉnh vị trí kịp, ảnh thu được có thể gặp vấn đề nghiêm trọng về quang sai và lấy nét. Chúng tôi đã thử nhiều cách khác nhau để điều chỉnh hệ thống điều khiển nhằm tránh tình trạng này, nhưng rất khó để làm đúng ngay từ lần đầu.
Thực tế là chúng tôi gặp phải khá nhiều vấn đề khi thử chụp bằng nguyên mẫu đầu tiên. Máy ảnh rất khó vào chế độ lấy nét và chỉ sau rất nhiều lần mày mò và nhiều cuộc thảo luận thâu đêm, cuối cùng chúng tôi mới có thể cải thiện hiệu suất đến mức ảnh thu được có kết quả đúng như kỳ vọng.
Thật quá khó để thiết kế ra một hệ thống điều khiển vừa điều chỉnh nhóm thấu kính tiêu cự để đưa chủ thể vào chế độ lấy nét, vừa điều khiển đồng bộ nhóm kính nổi.
Hệ thống AF tốt phải có khả năng điều chỉnh ống kính máy ảnh rất nhanh để lấy nét vào chủ thể chỉ trong nháy mắt. Tuy nhiên, với thiết kế mới của ống kính, vị trí của hai nhóm thấu kính riêng biệt phải được điều khiển một cách đồng bộ với độ chính xác ở mức micron. Hệ thống điều khiển mới của Canon không chỉ tính toán chính xác vị trí điểm dừng cuối cùng; mà còn điều chỉnh và bù trừ vị trí của hai thấu kính tại thời điểm bất kỳ trong quá trình điều chỉnh tiêu cự, theo từng micron, để không lệch chút nào so với vị trí tiêu cự lý tưởng.
Nếu không đạt được vị trí chính xác này, hiện tượng quang sai có thể xảy ra trong quá trình lấy nét, do đó, chủ thể đang chuyển động sẽ không còn được lấy nét. Phải mất rất nhiều công sức và nhiều lần thử nghiệm, cuối cùng chúng tôi mới sản xuất thành công những ống kính có thể lấy nét siêu nhanh và chính xác vào chủ thể.
Thành quả là thứ mà các nhiếp ảnh gia đã mong đợi từ lâu – một chiếc máy ảnh có thể lấy nét các chủ thể đang chuyển động và chụp ảnh với chất lượng tương đương như khi chụp các chủ thể đứng yên.
Độ tin cậy
Như đã giải thích ở phần trước, chúng tôi đã chế tạo ra một loại ống kính zoom có thể thay đổi chiều dài tổng thể khi điều chỉnh tiêu cự lấy nét. Ống kính zoom có phần trước phóng ra và thu vào nên tất nhiên có thể gây ra rủi ro, vì đầu ống kính có thể vô tình va vào thứ gì đó khi ống kính lấy nét.
Vì vậy, chúng tôi quyết định sử dụng sáu cần đẩy cho ống kính F4 và 12 cần đẩy cho ống kính F2.8 (cần đẩy là các bộ phận cố định ống kính di động) để dịch chuyển vị trí của chi tiết phía trước ống. Cả hai số lượng này đều gấp đôi số lượng cần đẩy thông thường để giữ ống kính. Sau nhiều lần thử nghiệm nội bộ, chúng tôi tự hào giới thiệu những ống kính này là “ống kính Canon 70–200mm chính hãng”.
Hình ảnh chất lượng cao
Chất lượng hình ảnh khi được chụp bằng các ống kính này đã được cải thiện đáng kể. Chúng tôi không chỉ hạn chế được quang sai cầu ở chính giữa ảnh mà chất lượng viền ảnh cũng được cải thiện do đã hạn chế được quang sai màu và độ cong ảnh. Kết quả này có được một phần là nhờ hệ thống kính nổi điện tử, như tôi đã giải thích ở trên. Tuy nhiên, thiết kế quang học theo kiểu có chiều dài biến thiên cũng là giải pháp thay thế tiêu cự dài không hợp lý cho chế độ góc rộng và cho phép thiết kế trông tự nhiên hơn.
RF70-200mm f/2.8L IS USM có khả năng duy trì độ sáng rất tốt trong điều kiện ngược sáng. Ví dụ: khi chụp ảnh một đoàn tàu đang tới gần, máy ảnh có thể chụp ảnh rõ nét toàn bộ đoàn tàu ngay cả trong những bối cảnh mà đèn pha của đoàn tàu tạo ra điều kiện ánh sáng không thuận lợi. Chúng tôi cũng đã phát minh ra lớp phủ mới bằng thủy tinh và công nghệ mô phỏng tinh vi để hỗ trợ thêm cho tính năng này.
Các chi tiết quang học khác cũng được chúng tôi phát triển qua nhiều năm. Ví dụ: RF70-200mm f/2.8L IS USM là máy ảnh Canon đầu tiên có thấu kính UD phi cầu. Loại thấu kính này giúp giảm chiều dài tổng thể của ống kính vài milimét, lý do kỹ thuật vì sao như vậy thì tôi hơi khó giải thích. Ngoài ra, số lượng chi tiết kính giảm đi, nên ống kính nhẹ hơn rất nhiều.
Bộ chống rung (IS)
Ống kính dòng RF còn một ưu điểm lớn nữa là hỗ trợ Cơ chế điều khiển chống rung phối hợp với hệ thống chống rung trong thân máy ảnh. Ống kính F4 không sáng bằng ống kính F2.8, do đó, trong một số trường hợp, người dùng có thể cần giảm tốc độ màn trập. Ví dụ: khi cầm tay chụp vào ban đêm, tốc độ màn trập chậm có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng ảnh.
Tuy nhiên, Cơ chế điều khiển chống rung phối hợp có thể hiệu chỉnh nhòe do rung lắc máy với độ hiệu quả tương tự như khi tăng tốc độ màn trập lên tới 7,5 điểm dừng, giúp người dùng hoàn toàn có thể cầm tay chụp. Những cải tiến công nghệ kể trên và những cải tiến khác đưa dòng ống kính RF vào tiêu chuẩn mới, khác biệt hẳn so với các ống kính EF. Tôi hy vọng rằng người dùng ống kính Canon sẽ cân nhắc những yếu tố mới khi chọn ống kính dòng RF.
Thông điệp gửi đến người dùng
Các ống kính 70–200mm của Canon đã tạo dựng được danh tiếng vững chắc. Khi ra mắt một dòng sản phẩm chủ lực mới, công ty có thể có xu hướng cẩn trọng và cố gắng tránh những lời chỉ trích bằng cách không thay đổi nhiều so với phiên bản trước đó. Một trong những điều đáng khen ngợi nhất về Canon là chúng tôi phát triển sản phẩm trên tinh thần táo bạo đổi mới và dũng cảm thử những cách tiếp cận mới.
Tất nhiên, bất kỳ thay đổi nào trong kết cấu cơ bản của sản phẩm đều có ưu và nhược điểm, nhưng chúng tôi cho rằng ống kính này có thể giúp người dùng mở rộng phạm vi biểu đạt nhiếp ảnh. Chúng tôi sẽ sử dụng chính ý kiến đóng góp của khách hàng để phát triển sản phẩm trong tương lai, vì vậy Canon rất mong được người dùng chia sẻ về trải nghiệm của mình.
Đội ngũ kỹ sư thiết kế ống kính RF đều ngầm hiểu rằng họ cần phải đổi mới, chứ không thể chỉ dựa vào các công nghệ cũ từ thời EF. Mỗi ngày, chúng tôi đều tâm niệm rằng mình cần cố gắng đưa vào một cái gì đó mới hoặc khác biệt với từng ống kính mà chúng tôi phát triển. Ống kính 70–200mm hiện nay là một ví dụ điển hình: Tôi nghĩ khách hàng sẽ ngạc nhiên khi thấy chiếc ống kính này nhỏ gọn và dễ xử lý đến nhường nào – đặc điểm này không thể có được nếu không có thiết kế RF.
