To jest Dział Projektowania Optycznego — [obiektyw LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6]
Witam wszystkich.
W publikacjach „To jest Dział Projektowania Optycznego” my, pracownicy Działu Projektowania Optycznego, wyjaśnimy konstrukcję obiektywów i ich cechy, a także zaangażowanie i filozofię pracy, czego nie znajdziesz w naszych katalogach ani na stronach internetowych.
Zachęcamy osoby rozważające zakup obiektywu do aparatu fotograficznego do zapoznania się z filozofią projektowania obiektywów marki LUMIX. Natomiast osoby, które już posiadają obiektyw LUMIX, z przyjemnością dowiedzą się więcej na temat niezrównanej dbałości o szczegóły i staranności wykonania, które przekładają się na doskonałą jakość obrazu, jaką można cieszyć się podczas robienia zdjęć.
W tym artykule, napisanym przez konstruktorów posługujących się żargonem technicznym, opisano różne obiektywy. Czytając ten artykuł, Ty również poznasz głębię pasji związanej z kolekcjonowaniem obiektywów.
Ten artykuł dotyczy obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6, obiektywu zestawowego do serii aparatów LUMIX S5II i LUMIX S5IIX, autorem jest Kudo.
Spis treści
◼ Wstęp
◼ Nowy standardowy obiektyw z zoomem o ogniskowej od 20 mm
◼ Wysoka wydajność renderowania obrazu w całym zakresie zoomu
◼ Rozszerz swoje kreatywne horyzonty dzięki minimalnej odległości ogniskowania wynoszącej 15 cm
◼ Wysoka wydajność wideo ze szczególnym uwzględnieniem problematyki „oddychania” obiektywu
◼ Na koniec
Wstęp
W 2020 roku wprowadzono na rynek aparat LUMIX S1 (dalej nazywany „S5”). Był to model, który ucieleśniał zalety aparatu LUMIX S5, najwyższej klasy modelu w naszej ofercie pełnoklatkowych aparatów bezlusterkowych, a jednocześnie miał bardziej kompaktowe wymiary.
LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 to obiektyw serii S(*1) zaprojektowany jako kompaktowy i niedrogi standardowy obiektyw zmiennoogniskowy, uzupełniający rozmiar aparatu S5. Jego wyróżniającą cechą jest to, że oferuje 3-krotny zakres zoomu, zaczynając od ultraszerokiego 20 mm — był to wówczas pierwszy standardowy obiektyw z zoomem w branży, który oferował taką możliwość.
*1 Marka LUMIX oferuje dwie linie obiektywów: Obiektywy serii S PRO oraz S. Obiektywy S PRO są planowane, projektowane, opracowywane i produkowane tak, aby spełniały rygorystyczne standardy serii S PRO marki LUMIX. Natomiast obiektywy serii S są projektowane z naciskiem na przenośność i użyteczność, a także wysoką wydajność optyczną.
Ten lekki i kompaktowy obiektyw obejmuje wszechstronny zakres ogniskowych od ultraszerokokątnego 20 mm do standardowego 60 mm, a szerokokątny koniec pozwala na wykonywanie zdjęć z odległości zaledwie 5 cm od końca obiektywu.
Dzięki temu aparat ten doskonale sprawdza się w wielu sytuacjach — od fotografii krajobrazowej, w której maksymalnie wykorzystuje się perspektywę, po codzienne zdjęcia i fotografię stołową.
W tym artykule przedstawimy cztery najważniejsze cechy obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 oraz kilka ciekawostek dotyczących jego konstrukcji optycznej.
Zestaw aparatu LUMIX S5II oraz obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6
Nowy standardowy obiektyw z zoomem o ogniskowej od 20 mm
Od czasów lustrzanek standardowe obiektywy z zoomem mają na ogół długość 24 mm lub 28 mm (odpowiednik ogniskowej w formacie 35 mm).
Jednak badania rynku wykazały, że wraz ze wzrostem popularności zdjęć selfie i treści typu vlog, coraz szerszymi kątami widzenia w aparatach smartfonów, a także coraz powszechniejszym przycinaniem zdjęć po ich zrobieniu, wielu użytkowników uważa, że tradycyjna ogniskowa 24 mm jest czynnikiem ograniczającym. W rezultacie rośnie zapotrzebowanie na obiektywy ultraszerokokątne o jeszcze krótszych ogniskowych.
Dlatego idealnym nowym standardowym obiektywem zmiennoogniskowym, który spełniałby wymagania tych czasów, był kompaktowy obiektyw zmiennoogniskowy obejmujący zakres od 20 mm (ultraszerokokątny) do standardowego.
Przy ogniskowej 16 mm na szerokokątnym końcu perspektywa bywa przesadnie uwypuklona, a kąt widzenia może być zbyt szeroki do codziennego fotografowania. Pod tym względem ogniskowa 20 mm zapewnia dobry balans — oferuje korzyści wynikające z udoskonalonej perspektywy bez dyskomfortu związanego z poczuciem przesady.
Jednakże kąt widzenia różni się o ok. 10 stopni w porównaniu do typowej szerokości obiektywu o ogniskowej 24 mm, co oznacza, że konieczne jest uchwycenie znacznie szerszego zakresu światła. Dla porównania, różnica 10 stopni przy szerokim kącie widzenia jest większa niż różnica między ogniskową 70 mm i 60 mm przy teleobiektywie (około 6 stopni). To spowodowało, że osiągnięcie zarówno ogniskowej 20 mm, jak i 60 mm, a także kompaktowej, lekkiej konstrukcji stanowiło duże wyzwanie podczas prac rozwojowych nad tym obiektywem.
Kąt widzenia dla ogniskowych 20 mm i 24 mm (czerwone pole)
Kąt widzenia dla ogniskowych 60 mm i 70 mm (czerwona pole)
Kluczowym rozwiązaniem optycznym było umieszczenie w pierwszej grupie obiektywu soczewki o dodatniej ogniskowej, wykorzystując przy tym dużą średnicę mocowania i krótką odległość między kołnierzem a tylną powierzchnią obiektywu.
Poniższy diagram przedstawia konfigurację obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6.
Pięciogrupowa konfiguracja zoomu (pozytywna-negatywna-pozytywna-negatywna-pozytywna) zapewnia symetryczną konfigurację skupioną wokół przysłony od szerokiego końca do teleobiektywu, umożliwiając dobrą korekcję aberracji w całym zakresie ogniskowych.
Ponadto ruch pierwszej grupy podczas zmiany ogniskowej pozwala na zwiększenie współczynnika zoomu przy zachowaniu kompaktowych rozmiarów obiektywu. Zniekształcenie na szerokim końcu można zminimalizować poprzez umieszczenie soczewki o mocy dodatniej jako pierwszej.
Taka konfiguracja obiektywu jest możliwa w dużej mierze dzięki dużej średnicy mocowania L wynoszącej 51,6 mm i krótkiej odległości między tylnym kołnierzem obiektywu, wynoszącej 20 mm.
Wysoka jakość odwzorowania obrazu w całym zakresie zoomu
Choć jest to obiektyw do zestawów, LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 oferuje znakomitą jakość odwzorowania obrazu w całym zakresie zoomu.
As shown in the lens configuration diagram above, the power arrangement of Jak pokazano na powyższym schemacie konfiguracji obiektywu, układ mocy każdej grupy soczewek został zoptymalizowany w konfiguracji zoomu składającej się z pięciu grup, co skutecznie minimalizuje aberracje, które mają tendencję do występowania podczas zmiany ogniskowej. Co więcej, dzięki starannemu rozmieszczeniu dwóch soczewek asferycznych, trzech soczewek ED(*2) i jednej soczewki UHR o wysokim indeksie(*3), konstrukcja redukuje aberrację sferyczną, aberrację chromatyczną i krzywiznę pola, zapewniając niezmiennie wysoką jakość obrazu w całym zakresie zoomu.
*2 Soczewka o bardzo niskiej dyspersji.
*3 Soczewka o bardzo wysokim współczynniku refrakcji.
Ponadto dążymy do jeszcze większej precyzji komponentów w naszych procesach produkcyjnych i wprowadzamy optymalne poprawki dotyczące optyki. Im wyższa precyzja poszczególnych komponentów, tym większa swoboda w projektowaniu układów optycznych — co sprawia, że produkcja i projektowanie są ze sobą ściśle powiązane.
Nie wdając się w zbytnie szczegóły, wprowadziliśmy również nową metodę produkcji tego produktu. Konstrukcja mechanizmu została starannie przemyślana, aby uzyskać możliwie najbardziej kompaktową formę z jak najmniejszą liczbą części. Dzięki nowemu sposobowi łączenia komponentów udało się zintegrować kilka funkcji w poszczególnych częściach, co przyczyniło się do powstania mniejszego i lżejszego obiektywu.
Oczywiście miniaturyzacja zwiększa wymagania dotyczące dokładności wymiarowej, jednak udało nam się osiągnąć dokładność z błędem mniejszym niż kilka mikrometrów.
Poniższy diagram przedstawia wykres współczynnika MTF dla obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6. Jak wspomniano powyżej, synergia między konstrukcją optyczną i mechaniczną zaowocowała niezmiennie wysoką wydajnością rozdzielczości sięgającą samych krawędzi obrazu — zarówno przy szerokim kącie widzenia, jak i przy teleobiektywie — pomimo że jest to kompaktowy obiektyw z 3-krotnym zoomem, którego minimalna ogniskowa to 20 mm.
Zdjęcie poniżej zostało zrobione przy szeroko otwartej przysłonie, ale nawet wzory na budynkach są wyraźnie widoczne. Nie daj się zwieść faktowi, że jest to obiektyw przeznaczony do zestawów — wystarczy spojrzeć na jego jakość odwzorowania obrazu.
Aparat LUMIX S5II oraz obiektyw LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 F3.5 SS 1/640 ISO 100 (zdjęcie wykonane przy ogniskowej 20 mm)
Rozszerz swoje kreatywne horyzonty dzięki minimalnej odległości ogniskowania wynoszącej 15 cm
Teraz przyjrzyjmy się minimalnej odległości ustawiania ostrości. Uważamy, że zmniejszenie rozmiaru obiektywu i skrócenie minimalnej odległości ustawiania ostrości ma bezpośredni wpływ na łatwość użytkowania, dlatego też umożliwiliśmy maksymalne zbliżenie się do obiektu przy zachowaniu rozmiaru obiektywu.
Minimalna odległość ustawiania ostrości obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 wynosi około 15 cm przy szerokim kącie widzenia i 40 cm przy teleobiektywie. Minimalna odległość ustawiania ostrości jest definiowana jako odległość od obiektu do płaszczyzny ostrości. Oznacza to, że można zbliżyć się na odległość około 5 cm od obiektu do końca obiektywu, używając szerokiego kąta widzenia.
Aby zmniejszyć minimalną odległość ustawiania ostrości, należy zachować odpowiedni zakres ustawiania ostrości, zwiększając odległość między grupą soczewek ogniskujących a grupą soczewek końcowych. W przypadku teleobiektywu trudno było jeszcze bardziej skrócić zakres ustawiania ostrości ze względu na ograniczenia wynikające z rozmiaru obiektywu, ale minimalną odległość ustawiania ostrości udało się skrócić dzięki maksymalnemu wykorzystaniu zakresu ostrości przy szerokokątnym końcu.
Minimalna odległość ustawiania ostrości 15 cm jest możliwa w zakresie ogniskowych od 20 mm do 26 mm, przy maksymalnym powiększeniu 0,43x przy ogniskowej 26 mm. Możliwość zbliżenia się na szerokim końcu daje większą swobodę komponowania zdjęć, na przykład możliwość zbliżenia się do obiektu przy jednoczesnym uwzględnieniu tła.
Aparat LUMIX S1H oraz obiektyw LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 F6.3 SS 1/320 ISO 100 (zdjęcie wykonane przy ogniskowej 20 mm)
Aparat LUMIX S1 oraz obiektyw LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 F3.5 SS 1/1000 ISO 200 (zdjęcie wykonane przy ogniskowej 20 mm)
Podczas fotografowania z minimalną odległością ostrzenia powierzchnia obiektywu po stronie znajdującej się najbliżej obiektu może zetknąć się z obiektem lub pobliskim przedmiotem i ulec zabrudzeniu. Aby temu zapobiec, powierzchnia soczewki po stronie najbliższej obiektu jest pokryta fluorem, co zapobiega powstawaniu smug i ułatwia usuwanie wszelkich zabrudzeń.
Ponadto wszystkie obiektywy serii S są odporne na kurz, zachlapanie i niskie temperatury. Ponieważ obiektyw musi zapewniać spójne działanie zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach, a także w normalnych warunkach — szczególnie pod względem działania AF i śledzenia zoomu — obiektyw LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 wyposażono w czujnik temperatury wewnątrz obiektywu. Czujnik ten wykrywa zmiany temperatury i stosuje kompensację ruchu ostrości, zapobiegając przesunięciom położenia ostrości spowodowanym wahaniami temperatury.
Dzięki temu obiektywu możesz używać bez obaw w wielu sytuacjach, zarówno nad wodą, jak i w górach.
Wysoka wydajność wideo ze szczególnym uwzględnieniem problematyki „oddychania” obiektywu
Marka LUMIX jest niezastąpionym partnerem dla szerokiego grona twórców, którzy podejmują się wyzwania tworzenia zarówno filmów, jak i zdjęć. Naszym celem jest tworzenie produktów, które staną się marką pomagającą im tworzyć możliwie najlepsze dzieła sztuki.
Jedną z funkcji, jakie muszą spełniać obiektywy do nagrywania filmów, jest minimalizowanie „oddychania” obiektywu.
Zjawisko „oddychania” obiektywu występuje, gdy podczas ustawiania ostrości zmienia się kąt widzenia. Jeśli efekt „oddychania” obiektywu jest znaczny, kompozycja obrazu również ulegnie zmianie, czego efektem będzie obraz różniący się od tego, który pierwotnie zamierzano uchwycić.
Aby zminimalizować efekt „oddychania” obiektywu, konieczne jest ograniczenie kąta padania promieni świetlnych na grupę soczewek skupiających. Obiektyw LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6 osiąga to poprzez optymalizację mocy każdej grupy soczewek w celu zminimalizowania efektu „oddychania” i jednocześnie zapewnienia dobrej korekcji aberracji w całym układzie optycznym.
Moduły ustawiania ostrości i przysłony zaprojektowano tak, aby pracowały cicho podczas nagrywania filmów. Ustawianie ostrości odbywa się za pomocą silnika krokowego z precyzyjnym sterowaniem mikrokrokowym i płynnymi profilami przyspieszania/zwalniania, co gwarantuje cichą pracę i płynne nagrywanie wideo.
Ponadto wszystkie obiektywy serii S cechują się taką samą dbałością o kontrolę przysłony i działanie funkcji MF. Wspomniana wcześniej precyzyjna kontrola mikrokroków ma zastosowanie również do przysłony, gwarantując płynny jej ruch (zmianę wartości skoku f) nawet w scenach ze znacznymi zmianami jasności obiektu lub podczas panoramowania w trakcie nagrywania wideo. Dzięki temu zmniejszają się dyskretne zmiany ekspozycji na ekranie podczas nagrywania wideo, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości nagrań wideo.
Pierścień MF można przełączać między trybem liniowym i nieliniowym w menu aparatu, co pozwala na jego używanie zarówno do zdjęć, jak i filmów. Szczegółowe wyjaśnienie tej funkcji można znaleźć w artykule „Wydanie piąte [seria LUMIX S F1.8]”.
Na koniec
Na tym kończymy nasze wprowadzenie do obiektywu LUMIX S 20–60 mm F3.5–5.6. Jeśli posiadasz już ten obiektyw, mamy nadzieję, że skorzystasz z okazji i docenisz jego wydajność w zakresie jakości odwzorowania obrazu.
Jeśli jeszcze nie posiadasz tego obiektywu, mamy nadzieję, że ten artykuł pomoże Ci wybrać obiektyw odpowiedni dla siebie.
Dziękujemy za poświęcenie czasu na przeczytanie artykułu.