Благодаря технологии IS в таких биноклях, как Canon 10x30 IS, пользователь может навсегда забыть об утомительном дрожании изображения. |
| До недавних пор все, кто выбирал бинокль, оказывались перед дилеммой: чем мощнее бинокль, тем труднее удержать его достаточно неподвижным, чтобы в него можно было хоть что-нибудь увидеть. Компания Canon нашла выход из положения благодаря остроумным технологическим новинкам.
Кто хоть раз смотрел в бинокль, знает, что такое дрожание изображения. Чем мощнее бинокль, тем сильнее увеличиваются его малейшие вибрации. И радость от возможности увидеть далёкие объекты сменяется разочарованием от неуправляемого дрожания изображения из-за мелких вибраций бинокля при удержании его в руках.
Руки обычно совершают от одного до пяти мелких движений в секунду, а вместе с ними вибрирует и бинокль. Объект смещается относительно оптической оси бинокля, его изображение дрожит, а увеличение бинокля только усиливает этот эффект. Большинство пользователей считает, что обычные бинокли с более чем 10-кратным увеличением трудно использовать без штатива в течение даже непродолжительного времени. Однако использование громоздкого и тяжелого штатива едва ли можно считать идеальным выходом из положения.
Призма с переменным углом
В 1991 году компания Canon объявила о первом решении проблемы дрожания изображения. Это была призма, которая меняла форму, компенсируя вибрации объектива. Система, названная призмой с переменным углом (Vari Angle Prism, или VAP), состоит из:
- гироскопического датчика вибрации для обнаружения и замера направления и величины вибраций;
- микрокомпьютера для преобразования сигнала с датчиков в сигнал, управляющий приводом оптической системы стабилизации;
- собственно призмы с переменным углом (VAP);
- привода, изменяющего форму призмы.
|
Стабилизация изображения с помощью призмы с переменным углом. При обнаружении движения привод немедленно реагирует, изменяя угол призмы и компенсируя любое дрожание рук. |
Две стеклянные пластины, соединённые гофрированной мембраной и заполненные жидкостью с высоким показателем преломления, образуют призму с переменным углом. Растяжение и сжатие мембраны меняет угол призмы. Это, в свою очередь, меняет величину отклонения светового луча при преломлении. |
| Призма с переменным углом представляет собой две стеклянные пластины, соединённые гофрированной мембраной из специальной плёнки, между которыми находится жидкость с высоким показателем преломления. В датчике вибрации — два высокоскоростных гироскопа, обнаруживающих любые движения. Микрокомпьютер вычисляет оптимальную поправку, а электромагнитный привод меняет вертикальный угол призмы, корректируя вибрации оптической оси.
При наклоне бинокля мембрана «раскрывается» в верхней части, призма меняет преломление светового луча и компенсирует смещение объектива. А поскольку и горизонтальные, и вертикальные датчики исправляют соответствующие смещения достаточно быстро, изображение стабилизируется и кажется пользователю неподвижным.
Простое устройство, перспективное решение
Хотя конструкция стабилизатора и проста по сути, в ходе разработки технологии компания Canon столкнулась со многими проблемами. Сначала было необходимо найти жидкость с высоким показателем преломления для обеспечения достаточного отклонения луча. А для того чтобы бинокль служил многие годы и мог работать в широком диапазоне условий окружающей среды, показатель преломления жидкости не должен сильно меняться с течением времени и/или при колебаниях температуры. Для предотвращения утечки были разработаны специальные уплотнения, а для гофрированной мембраны подобран специальный полимер с высокой воздухонепроницаемостью. Достаточно лишь малого усилия привода, чтобы быстро и с лёгкостью изменить угол призмы.
Поиск альтернатив
Призма VAP эффективна при больших углах коррекции вибраций, однако она увеличивает размер и вес объективов, в которые встроена, что сужает возможности их применения. Поэтому инженеры Canon приступили к поиску более лёгких и компактных стабилизационных технологий.
Сдвиговый метод стабилизации. Направление светового луча, идущего от объектива, меняется в точности на необходимую величину путём сдвига корректирующего элемента перпендикулярно оптической оси в направлении смещения бинокля. |
| Система компенсации наклона бинокля
Была разработана специальная корректирующая группа линз IS (Image Stabilization — стабилизация изображения), помещаемая между группой линз объектива («больший» конец бинокля) и призмой Порро (место в бинокле, где световой луч движется по Z-образной траектории, прежде чем попасть в окуляр). Группа линз IS предназначена для отклонения луча света при его движении перпендикулярно оптической оси бинокля. Когда вибрация приводит к отклонениям оптической оси бинокля, срабатывает примерно такая же система их выявления, как в стабилизационной призме. Высокочувствительные катушки с абсолютной точностью перемещают группу линз с каждой стороны бинокля в направлении вибрации. Поскольку при вибрации отклонения возможны и в вертикальном, и в горизонтальном направлениях, конструкция системы предусматривает смещения вверх-вниз и вправо-влево.
Высокая чувствительность
Система стабилизации срабатывает примерно через 0,002 с после обнаружения вибрации. Столь быстрый отклик позволяет системе IS, сдвигая корректирующие линзы при вибрации, быстро и эффективно устранять сотрясение изображения.
Многие белые объективы Canon, которые часто можно видеть на спортивных состязаниях, содержат стабилизаторы. |
| Новое применение: стабилизация изображения в объективах EF
Стабилизатор изображения IS широко используется и в объективах EF для зеркальных камер EOS. Система стабилизации, применяемая в фотообъективах, наиболее эффективна при съёмке неподвижных объектов. Однако при съёмке движущегося объекта с проводкой система, пытаясь скорректировать движение, делает рывок назад, который скорее испортит, чем улучшит фотоснимок.
Знаменитая цифровая видеокамера XL1S, обеспечивающее качество телевизионного вещательного сигнала, — ещё один пример аппарата Canon со стабилизатором изображения. |
| Для решения этой проблемы при применении стабилизатора в фотографии компания Canon разработала для объективов EF стабилизатор изображения 2-го типа: если движение в одном направлении продолжается в течение определённого времени, стабилизатор распознаёт его как целенаправленное, а не как сотрясение. Тогда коррекция в этом направлении приостанавливается, а в перпендикулярном — продолжается. Иначе говоря, система распознаёт операцию проводки и выполняет соответствующие действия.
Стабилизация изображения настолько эффективна, что позволяет увеличить выдержку на 2-3 ступени без заметного размытия изображения. Например, при съёмке с рук с обычным 400-мм объективом выдержка ограничена значением 1/250 секунды, а с IS объективом дрожание станет заметным только при выдержке 1/30 с: превосходный показатель при работе с длиннофокусными объективами!
Всепогодный бинокль Canon 15x50 IS UD высоко ценят моряки. |
| Берегите свой бинокль!
Пока не посмотришь на мир в бинокль Canon со стабилизатором, трудно представить себе, насколько эффективно он обеспечивает устойчивость изображения. Став счастливым обладателем бинокля Canon IS, не спешите давать друзьям посмотреть в него, если только не хотите расстаться с ним по крайней мере на несколько часов.
|
