Quá trình phát triển công nghệ ống kính của Canon

Canon mới đây đã kỷ niệm ống kính thứ 80 triệu trong lịch sử phát triển 26 năm của mình. Sự chạy đua về công nghệ của hãng với "đại kình địch" đồng hương là Nikon trong nhiều năm đã đem đến cho những người đam mê nhiếp ảnh những công nghệ thực sự hữu ích và tiên tiến nhất. Từ sự ra đời của ngàm điện tử, thấu kính fluorite giảm hiện tượng quang sai, công nghệ chống rung quang học IS hay mô-tơ lấy nét siêu thanh USM đều làm nên chặng đường phát triển lịch sử đáng nể của ống kính Canon. 

Điểm qua những dấu mốc công nghệ của ống kính EF của Canon. 

Ống kính EF đầu tiên ra đời vào năm 1987

Lịch sử ống kính EF đồng hành với dòng máy ảnh EOS. Kể từ năm 1987, Canon đã đưa vào sử dụng hệ thống ống kính có thể thay đổi với ngàm điện tử. Vào thời đó, để vận hành máy ảnh và ống kính thì thông dụng nhất là phương pháp cơ học như sử dụng chiếc lẫy ở phía ngàm. Tuy nhiên, Canon đã sớm phát hiện những ưu điểm của ngàm điện tử và đã trở thành hãng đầu tiên trên thế giới phát triển một hệ thống tiên tiến như vậy. Với việc đưa vào sử dụng một ngàm điện tử, dòng máy ảnh EOS cho phép thân máy và ống kính trao đổi các thông tin chụp ảnh cần thiết vào mọi lúc. Ngoài ra, công nghệ này còn giúp đặt động cơ điều khiển các thấu kính lấy nét bên trong ống kính, do đó việc lấy nét không cần phải phụ thuộc vào sự vận hành của thân máy. Thêm vào đó, một màng khẩu điện từ (EMD) dùng để điều khiển khẩu độ dựa vào việc sử dụng tín hiệu điện tử và một động cơ để điều khiển các cánh mở khẩu độ được đặt bên trong ống kính.

Ngàm điện tử là phát minh quan trọng ảnh hưởng tới ngành công nghiệp ống kính của Canon. Ảnh: Tuấn Hưng.

Bằng cách truyền thông tin qua các mối nối điện tử tám chân và bảy chân lần lượt trên thân máy và trên ống kính, việc kiểm soát độ phơi sáng và kiểm soát lấy nét tự động có thể được thực hiện với độ chính xác cao. Không những vậy, thiết kế ống kính có thể trở nên linh hoạt hơn đáng kể, giúp ống kính xử lý các chủ thể dễ dàng hơn nhiều so với các hệ thống tồn tại vào thời điểm đó. Cũng chính nhờ những ưu điểm nổi bật này mà ngày nay ngàm điện tử đã trở nên phổ biến với tất cả các nhà sản xuất. 

Thấu kính Fluorite giảm hiện tượng quang sai từ năm 1969

Vào năm 1946, khoảng 40 năm trước khi ra đời ống kính EF, Canon đã bắt đầu sản xuất ống kính. Do bề mặt thấu kính có hình cầu nên xảy ra quang sai, hiện tượng mà ánh sáng không hội tụ vào một điểm duy nhất. Quang sai gây ra những vấn đề như hình ảnh bị nhòe, viền màu và độ tương phản thấp. Để khắc phục nhược điểm này, Canon đã đưa vào sử dụng nhiều loại chất liệu đặc biệt và công nghệ xử lý để giảm thiểu quang sai cho chất lượng hình ảnh tốt hơn. Có thể kể đến những dạng thấu kính được sử dụng nhằm loại bỏ hiện tượng này bao gồm:

Fluorite

Fluorite là loại chất liệu quang học đặc biệt đạt hiệu quả cao trong việc chỉnh sửa quang sai. Một ống kính cần sử dụng tinh thể fluorite lớn và có độ tinh khiết cao, trong khi đó các tinh thể fluorite tự nhiên lại có kích thước nhỏ. Để giải quyết vấn đề này, Canon chấp nhận thử thách để phát triển công nghệ tinh thể hóa nhân tạo độc đáo. Vào năm 1969, hãng đã thành công trong việc tung ra FL-F300mm f/5.6, đây là ống kính nhiếp ảnh đầu tiên có trang bị thấu kính fluorite. Thậm chí cho đến ngày nay, chỉ có ống kính EF của Canon tận dụng fluorite trong các ống kính thay đổi của máy ảnh SLR.

Ngoài thấu kính fluorite, ngày này nhà sản xuất còn thêm vào các lớp phủ để tăng độ chính xác của ánh sáng đi qua. Ảnh: Tuấn Hưng.

Thấu kính UD

Với fluorite, thấu kính UD là loại chất liệu quang học đặc biệt rất hữu ích cho việc chỉnh sửa quang sai. Kết hợp hai thấu kính UD sẽ tạo ra hiệu ứng chỉnh sửa gần tương đương với một thấu kính fluorite đơn nhất. Kể từ khi được đưa ra thị trường vào những năm 1970, thấu kính UD đã được ứng dụng trong rất nhiều sản phẩm. Vào năm 1993, Canon đã thành công trong việc phát triển siêu thấu kính UD, đạt hiệu quả hơn nhiều so với thấu kính UD. 

Thấu kính phẳng

Thấu kính phẳng là loại thấu kính quang học có bề mặt không phải hình cầu và đạt hiệu quả trong việc chỉnh sửa quang sai đơn sắc. Kể từ khi tung ra ống kính FD55mm f/1.2AL vào năm 1971, với việc sử dụng công nghệ xử lý hết sức tinh vi và công nghệ đo lường cực kỳ chính xác, thấu kính phẳng đã được ứng dụng trong nhiều sản phẩm. Bên cạnh việc nâng cao chất lượng hình ảnh của các ống kính nhanh và ống kính chụp xa/góc rộng, thấu kính này còn giúp giảm bớt kích thước của ống kính zoom.

Động cơ lấy nét siêu âm USM 

Canon là hãng đầu tiên trên thế giới thành công trong thị trường USM (Động cơ siêu âm) dùng để điều khiển thấu kính. Trong khi các động cơ thông thường tạo ra lực điều khiển bằng cách sử dụng dòng điện và từ trường để xoay trục, thì USM tạo ra năng lượng bằng cách biến các rung động siêu âm thành lực xoay. USM có nhiều ưu điểm, một trong số đó là khả năng tạo ra năng lượng mạnh từ những chuyển động chậm. Ngoài ra, tất cả các ống kính có trang bị USM dạng vòng hỗ trợ lấy nét bằng tay toàn thời gian ngay cả khi đang sử dụng chức năng lấy nét tự động. Sau khi tung ra EF300mm f/2.8L USM vào năm 1987, giờ đây USM dạng vòng đã được trang bị trong nhiều loại ống kính. Nhờ việc sử dụng USM cũng như DC và các động cơ khác phù hợp với đặc điểm của ống kính, có thể nhận thấy việc lấy nét tự động thật dễ dàng và nhanh chóng ở tất cả các loại ống kính.

Chức năng ổn định hình ảnh quang học trong ống kính năm 1995

Ống kính dịch chuyển hệ thống quang học với chiều ngược so với hướng rung để triệt tiêu.

Các ống kính có tiêu cự lớn để chụp thể thao hoặc động vật hoang dã thường dễ gặp phải hiện tượng rung tay. Đây cũng chính là lý do Canon cũng như Nikon và một số hãng kh&aaaacute;c nghiên cứu hệ thống chống rung. Vào năm 1995, Chức năng ổn định hình ảnh của Canon lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trên ống kính EF75-300mm f/4-5.6 IS USM. Giờ đây, hệ thống này được dùng ở hầu hết các ống kính chụp xa cũng như các loại ống kính khác. Vào năm 2009, Canon đã phát triển cơ chế IS hybrid đầu tiên trên thế giới, có khả năng chỉnh sửa độ rung do góc máy, đồng thời phát hiện và chỉnh sửa rung do thay đổi vị trí. EF100mm f/2.8L Macro IS USM là ống kính đầu tiên được trang bị IS hybrid.

Chức năng ổn định hình ảnh phát hiện rung máy ảnh trong quá trình chụp, chỉnh sửa rung bằng cách dịch chuyển quang học về vị trí để triệt tiêu bất kỳ nét nhòe nào trong hình ảnh. 

Lý do màu trắng của các ống kính L tiêu cự lớn

Ống kính L tiêu cự lớn với lớp sơn màu trắng. Ảnh: Tuấn Hưng.

Bên cạnh chất lượng hình ảnh cao và chức năng tiên tiến, các ống kính còn đòi hỏi khả năng chịu được điều kiện khắc nghiệt. Lớp vỏ trắng của ống kính chụp xa, còn được gọi là “ống kính trắng” giúp giảm thiểu sự giãn nhiệt của ống ống kính do nhiệt độ tăng lên, chính vì vậy đạt hiệu quả trong việc giảm tác động của nhiệt đối với hệ thống quang học.