- Sejak memperkenalkan EOS/EF, Canon telah menerapkan motor autofokus yang berbeda pada lensa EF, EF-S, EF-M, RF, dan RF-S, dan perbedaan metode penggerak fokus antar generasi lensa menentukan performa foto dan video
- Kelompok lensa fokus bergerak sepanjang sumbu optik, tetapi cara menghasilkan gerakan itu terbagi menjadi penggerak rotasi yang mengubah putaran, dan penggerak linear yang langsung mendorong kelompok lensa
- Rangkaian dari AFD, Ring-Type USM, DC Micro Motor, Micro USM, STM, Nano USM, hingga VCM berbeda dalam hal kecepatan, kebisingan, torsi, dan metode kontrol; hanya dari label USM sulit memastikan struktur internalnya
- Full-Time Manual Focus pertama kali disediakan pada Ring-Type USM, sementara STM, Nano USM, dan VCM selalu mendukung override manual melalui focus-by-wire, di mana cincin fokus mengendalikan unit penggerak secara elektronik
- Nano USM dan VCM terbaru menggerakkan kelompok lensa fokus secara langsung tanpa mekanisme konversi rotasi-ke-linear, dan pada lensa hybrid RF keduanya menargetkan kebutuhan foto sekaligus video
Struktur dasar metode penggerak AF Canon
- Autofokus bekerja dengan struktur di mana autofocus detection system di dalam kamera menentukan posisi fokus ideal, lalu memerintahkan unit penggerak AF pada lensa untuk bergerak
- Canon merancang autofokus sebagai fitur standar saat memperkenalkan sistem EOS dan lensa EF pada 1987
- Kelompok lensa fokus bergerak secara linear sepanjang sumbu optik, tetapi aktuator secara garis besar terbagi menjadi dua keluarga
- Sistem penggerak rotasi: mengubah putaran motor menjadi gerakan linear melalui mekanisme presisi seperti barrel slot heliks atau lead screw
- Sistem penggerak linear: kelompok lensa fokus terhubung langsung ke aktuator linear sehingga tidak memerlukan mekanisme konversi terpisah
- Penggerak AF awal menggunakan gerakan rotasi seperti AFD, Ring-Type USM, DC Micro Motor, Micro USM, Micro USM II, dan STM, lalu kemudian berkembang ke penggerak linear seperti Nano USM dan VCM
Label lensa dan override fokus manual
- Jika tidak ada label teknologi AF pada barrel lensa, lensa AF Canon tersebut menggunakan AFD atau DC Micro Motor
- Label USM tidak berarti satu struktur motor tertentu
- Sistem penggerak Canon USM mencakup Ring-Type USM, Micro USM I/II, dan Nano USM linear
- Ketiga keluarga ini sama-sama memakai teknologi piezoelektrik, tetapi mekanismenya berbeda
- Waktu diperkenalkannya STM sama dengan waktu diperkenalkannya sistem mount EF-M, dan semua lensa EF-M menggunakan teknologi Stepper Motor
- Full-Time Manual Focus, yang memungkinkan pengguna menimpa fokus manual meski AF aktif, sangat berbeda tergantung teknologi AF
- Ring-Type USM adalah sistem AF pertama yang menyediakan fitur ini
- Sebelum 2012, sebagian besar lensa lain tidak menyediakan operasi fokus manual saat AF aktif
- STM, Nano USM, dan VCM menggunakan metode focus-by-wire, sehingga cincin fokus mengendalikan unit penggerak AF secara elektronik dan selalu menyediakan FTM
Arc-Form Drive, AFD
- AFD digunakan dari 1987 hingga 1990; awalnya merupakan singkatan dari autofocus drive, tetapi kemudian maknanya berubah menjadi Arc-Form Drive
- Ini adalah motor AF pertama yang digunakan pada lensa EF, mencakup unit motor, unit penggerak roda gigi, dan struktur transmisi untuk perpindahan manual/otomatis
- Karena rakitannya berbentuk busur, komponen ini mudah dimasukkan ke dalam barrel lensa berbentuk silinder
- Contoh lensa yang menggunakannya adalah sebagai berikut
- Canon EF 15mm F2.8 Fisheye
- Canon EF 24mm F2.8
- Canon EF 28mm F2.8
- Canon EF 35mm F2
- Canon EF 50mm F1.8
- Canon EF 50mm F2.5 Compact Macro
- Canon EF 135mm F2.8 Softfocus
-
Penggerak dan umpan balik
- AFD menggunakan motor stepper bipolar asimetris dua fase
- Terdiri dari inti stator, dua kumparan elektromagnetik, dan rotor magnet permanen
- Karena strukturnya bipolar, arus dapat mengalir dua arah pada tiap kumparan
- Asimetris berarti bentuk statornya tidak simetris rotasional seperti motor stepper biasa
- Rangkaian roda gigi reduksi menurunkan kecepatan roda gigi keluaran dan meningkatkan torsi
- Dua sistem umpan balik memantau status operasi
- Dua sensor efek Hall yang ditempatkan dekat rotor mendeteksi perubahan medan magnet untuk memastikan putaran rotor
- Roda encoder optik dengan area hitam/reflektif yang bergantian serta sensor reflektif inframerah mengukur jumlah langkah rotasi
- Instruksi AF biasanya mencakup berapa langkah yang harus bergerak ke arah tertentu, sehingga umpan balik encoder penting bagi pengendali lensa
-
Keterbatasan
- Roda gigi keluaran AFD juga berfungsi sebagai elemen transmisi yang langsung menggerakkan barrel fokus heliks
- Tuas logam yang terhubung ke sakelar AF/MF menghubungkan roda gigi keluaran hanya ke salah satu dari rangkaian roda gigi motor atau roda gigi input manual
- Karena saat terhubung ke satu sisi ia terpisah dari sisi lainnya, fitur Full-Time Manual Focus tidak didukung
- Suara operasinya keras dan lebih lambat dibanding penggerak AF lain, dengan waktu respons yang terasa saat mengikuti subjek bergerak
- Setelah fokus tercapai, operasi menutup aperture harus dilakukan secara berurutan, sedangkan lensa dengan motor AF lain dapat mengoperasikan motor AF dan aperture secara bersamaan
- Terlepas dari kelemahan ini, lensa AFD menyediakan performa autofokus yang dapat diandalkan
Ring-Type Ultrasonic Motor, USM
- Ring-Type USM diperkenalkan pada November 1987 bersama lensa Canon EF 300mm F2.8L USM, dan digunakan sejak 1987 hingga sekarang
- Ini adalah aktuator yang menghasilkan rotasi dengan menggabungkan efek piezoelektrik dan gesekan, bukan kumparan elektromagnetik atau rotor magnetik
- Karena berbentuk cincin, ia pas di dalam barrel lensa, dan sistem optik melewati bagian tengah cincin
- Saat diperkenalkan, desain dan fungsinya terobosan karena penggerakannya sangat cepat dan senyap
- Dengan torsi tinggi, ia dapat menggerakkan kelompok lensa fokus yang berat pada lensa supertelefoto, dan dapat dihubungkan ke mekanisme fokus tanpa rangkaian roda gigi reduksi
- Meski daya input nol, ia memiliki torsi penahan tinggi; inersia rotornya rendah sehingga dapat mulai dan berhenti dengan cepat, serta tidak terpengaruh medan elektromagnetik
-
Struktur
- Komponen utamanya terbagi menjadi rotor, stator piezoelektrik, dan beberapa cincin penopang
- Rotor adalah satu-satunya komponen yang benar-benar berputar mengelilingi sumbu optik saat motor bekerja, dan memiliki rel geser di sisi stator
- Stator adalah bodi logam elastis, dan di bagian belakangnya dilas cincin elemen keramik piezoelektrik
- Ketika lapisan piezoelektrik dieksitasi secara elektrik, stator bergetar, dan energi getaran ditransfer ke rotor melalui gesekan
- Cincin felt melindungi lapisan piezoelektrik yang sensitif dari cincin penopang logam dan mengurangi getaran yang diteruskan ke barrel lensa
- Pegas kompresi memberikan preload yang menekan stator dan rotor dengan kuat, dan ini esensial untuk kerja Ring-Type USM
- Canon menggunakan cincin stator dalam dua ukuran diameter luar, 62mm dan 77mm
- Contoh 62mm: Canon EF 24mm F1.4 L USM, EF 50mm F1.2 L USM, EF 100mm F2 USM
- Contoh 77mm: Canon EF 400mm F2.8 L IS USM, EF 600mm F4 L IS USM
-
Cincin piezoelektrik dan gelombang berjalan
- Motor bekerja hanya jika stator bergetar secara presisi, dan getaran ini dibuat oleh cincin keramik piezoelektrik tersegmentasi yang dilas di belakang stator elastis
- Elemen piezoelektrik dikelompokkan menjadi grup A dan B, dan kedua grup ditempatkan dengan selisih fase ruang λ/4
- Setiap elemen piezoelektrik dijepit di antara elektroda; ketika medan listrik diterapkan, elemen membengkok ke atas atau ke bawah melalui efek piezoelektrik terbalik
- Ketika tegangan AC frekuensi tinggi diterapkan, cincin stator bergetar, dengan amplitudo getaran sekitar 1–2µm
- Jika grup A dan B masing-masing dieksitasi, terbentuk gelombang berdiri; jika kedua grup dieksitasi bersamaan dengan selisih fase waktu λ/4, gelombang berdiri bergabung menjadi gelombang berjalan
- Frekuensi resonansi Canon Ring-Type USM sekitar 27.000Hz, berada di wilayah ultrasonik sehingga disebut Ultrasonic Motor
- Arah gelombang berjalan berubah sesuai tanda selisih fase waktu, dan akibatnya arah rotasi rotor juga berubah
-
Umpan balik dan konversi energi
- Selain elemen piezoelektrik untuk menghasilkan gelombang, cincin stator memiliki elemen piezoelektrik sensor kecil yang mengukur intensitas getaran
- Karena elemen piezoelektrik menghasilkan tegangan saat berubah bentuk, output sensor mencerminkan amplitudo gelombang stator pada posisi tersebut
- Rangkaian kontrol menggunakan sinyal ini untuk menyesuaikan frekuensi fase A/B agar cocok dengan frekuensi resonansi alami stator dan memaksimalkan amplitudo gelombang berjalan
- Frekuensi resonansi alami dapat berubah tergantung toleransi produksi dan suhu stator
- Operasinya adalah konversi dua tahap: energi listrik berubah menjadi getaran bergelombang pada stator piezoelektrik, lalu getaran ultrasonik sekitar 27kHz berubah melalui gesekan menjadi rotasi kontinu satu arah
- Dalam kondisi contoh, jika stator memiliki 9 puncak gelombang dan dieksitasi pada 27.000Hz, satu puncak gelombang seolah mengitari keliling stator 3.000 kali per detik
- Kecepatan rotor sebenarnya saat eksitasi kontinu biasanya 70–90rpm, dan dapat diturunkan dengan modulasi lebar pulsa
-
Batasan dan FTM
- Karena menggunakan gesekan, motor ini tidak dirancang untuk operasi kontinu, dan ekspektasi masa pakainya lebih rendah daripada motor listrik umum
- Noise ultrasonik yang tidak terdengar telinga manusia dapat tertangkap mikrofon sensitif, sehingga bisa menjadi masalah dalam perekaman video
- Biaya produksinya tinggi karena bentuk gigi stator yang diproses presisi dengan CNC, produksi dan penerapan keramik piezoelektrik, catu daya frekuensi tinggi, serta rangkaian kontrol umpan balik
- Full-Time Manual Focus pada Ring-Type USM bukan fungsi unit penggerak ultrasonik itu sendiri, melainkan berkat mekanisme diferensial rotasi
- Pada cincin output terdapat 3 roda kecil, dan roda-roda ini dijepit di antara cincin input manual dan cincin input motor
- Berkat struktur diferensial, ketika cincin fokus manual atau input motor memutar cincin output, gaya tidak dipaksa diteruskan ke input lain
- Ketika satu cincin input tidak bergerak, kecepatan output menjadi setengah dari kecepatan input
DC Micro Motor
- DC Micro Motor digunakan dari 1990 hingga 2012, dan kadang disingkat MM
- Bentuk luarnya mirip AFD dan tenaga motor diteruskan ke barrel lensa fokus melalui rangkaian roda gigi reduksi, tetapi motornya sendiri bukan stepper, melainkan motor arus searah berukuran mikro
- Bersama AFD, ini dianggap salah satu metode motor AF paling kurang maju yang digunakan pada lensa Canon, dan terutama dipakai pada lensa AF kelas entry-level
- Contoh lensa yang menggunakannya antara lain Canon EF-S 18-55mm F3.5-5.6, EF 50mm F1.8 II, dan seri EF 75-300mm F4-5.6
-
Rangkaian roda gigi dan encoder
- Karena motor arus searah berputar sangat cepat saat diberi daya, rangkaian roda gigi menurunkan kecepatan putar dengan rasio reduksi tinggi dan meningkatkan torsi output
- Sebuah tuas memindahkan salah satu roda gigi di antara dua posisi
- Pada posisi default, rangkaian roda gigi tertutup sehingga putaran motor diteruskan ke roda gigi output
- Jika sakelar AF/MF dipindahkan ke MF, roda gigi terlepas dan koneksi antara motor dan roda gigi output terputus
- Karena struktur ini, DC Micro Motor tidak mendukung Full-Time Manual Focus
- Pulley kecil pada poros rotor menggerakkan pulley besar dengan sabuk karet, dan penggerak sabuk ini membantu mengurangi getaran saat motor bekerja
- Pada roda gigi pertama terpasang roda encoder dengan banyak lubang kecil di kelilingnya; berkas inframerah dan sensor mendeteksi lewatnya lubang untuk menghitung jumlah step
-
Cara kerja brushed DC motor
- Jenis motor tepatnya adalah brushed DC motor 2-kutub 3-kumparan
- Dua terminal di bagian belakang terhubung ke sikat logam, dan sikat menyentuh komutator rotor untuk memasok daya
- Rotor memiliki 3 kumparan yang dililitkan pada inti logam, dan setiap kumparan adalah elektromagnet yang polaritasnya dapat dibalik
- Tegangan operasinya 4–6V DC, dan berkat struktur komutator, polaritas elektrik dan magnetik kumparan berubah tepat saat mendekati magnet permanen
- Dengan prinsip ini, motor DC kecil dapat bekerja hingga 6.000rpm, dan jika polaritas tegangan pada sikat dibalik, motor berputar ke arah sebaliknya
- Motor ini bekerja hanya dengan tegangan DC sehingga tidak memerlukan rangkaian driver rumit seperti stepper motor, tetapi rangkaian kontrol harus mampu menangani arus yang relatif besar
- Karena torsinya terbatas, motor ini hampir selalu digunakan pada lensa kompak dengan kelompok lensa fokus yang kecil dan ringan, dan noise operasinya relatif besar
Micro USM dan Micro USM II
- Micro USM diperkenalkan pada 1992, lalu Micro USM II menyusul pada 2002 dengan desain ultra-kecil berukuran setengah dari versi aslinya
- Kedua lini ini digunakan hingga 2016, dan merupakan anggota lain dari keluarga motor ultrasonik Canon
- Ini adalah motor ultrasonik silindris kecil berdiameter 11mm, yang menghasilkan getaran dengan elemen keramik piezoelektrik
- Panjang Micro USM asli adalah 26,7mm, sedangkan Micro USM II 13,4mm
- Roda gigi keluaran terhubung ke barrel cam fokus melalui gearbox reduksi dan peningkat torsi
-
Elemen piezoelektrik berlapis dan nutasi
- Micro USM memiliki struktur rotor, stator, komponen bantu, dan struktur penyangga yang ditumpuk dan ditekan pada poros logam
- Stator berbentuk LPE, yaitu laminated piezoelectric element yang dijepit di antara dua osilator logam
- Karena amplitudo getaran tiap cakram piezoelektrik sangat kecil, sekitar 25 cakram bundar ditumpuk untuk membentuk satu komponen silindris multilapis
- Kedua setengah cakram dipolarisasi ke arah berlawanan, dan dapat dieksitasi dalam dua fase A/B
- Ketika LPE dieksitasi pada dua fase dengan tegangan frekuensi tinggi yang memiliki selisih fase waktu λ/4, stator melakukan gerakan nutasi di sekitar sumbu
- Nutasi ini bekerja seperti satu puncak dan lembah yang bergerak sepanjang keliling pada permukaan atas osilator, dengan amplitudo sekitar 2µm sehingga tidak terlihat oleh mata
- Gesekan yang timbul dari kontak tekanan antara stator dan rotor mentransfer energi ke rotor, dan rotor serta roda gigi keluaran berputar berlawanan arah dengan gelombang berjalan stator
-
Persamaan dan perbedaan dengan Ring-Type USM
- Kedua motor sama-sama membuat getaran lentur stator dengan elemen piezoelektrik, dan memperbesar getaran osilator melalui eksitasi ultrasonik
- Keduanya membuat gelombang berjalan pada permukaan stator, lalu memutar rotor ke arah berlawanan dengan gelombang berjalan melalui gesekan
- Kedua motor tidak terdengar oleh telinga manusia, tetapi mikrofon sensitif dapat menangkap noise saat perekaman video, dan tidak ditujukan untuk operasi kontinu dalam waktu lama
- Ring-Type USM membuat 7–9 gelombang berjalan pada stator berbentuk cincin
- Micro USM melakukan gerakan nutasi yang mendekati satu puncak dan lembah pada stator silindris
- Micro USM jauh lebih kecil, tetapi kecepatan keluarannya relatif tinggi sehingga memerlukan gearbox reduksi
- Micro USM dan Micro USM II memiliki biaya produksi yang relatif rendah sehingga digunakan pada lensa kelas murah dan menengah
- Contoh lensanya mencakup Canon EF 70-300mm F4-5.6 IS USM, EF 90-300mm F4.5-5.6 USM, EF 28-105mm F4-5.6 USM, EF-S 18-55mm F3.5-5.6 II USM, dan lainnya
Stepper Motor, STM
- Canon mengumumkan EF 40mm F2.8 STM dan EF-S 18-135mm F3.5-5.6 IS STM pada Juni 2012, dan lensa-lensa ini menjadi yang pertama menggunakan penandaan STM
- STM adalah singkatan dari stepper motor; meski teknologi stepper juga digunakan pada AFD, motor pada lensa STM jauh lebih kecil dan memiliki struktur berbeda
- Lensa Canon STM dianggap sebagai pilihan yang cocok untuk fotografi maupun perekaman video karena menyediakan operasi AF yang sangat senyap dan halus
- STM banyak digunakan tidak hanya pada EF dan EF-S, tetapi juga pada lensa RF dan RF-S terbaru
- Contoh lensa yang menggunakannya mencakup Canon EF 40mm F2.8 STM, EF-S 24mm F2.8 STM, RF 28-70mm F2.8 IS STM, RF-S 18-45mm F4.5-6.3 IS STM, dan lainnya
-
Dua metode transmisi
- Canon menggunakan dua metode transmisi untuk mengubah gerakan rotasi STM menjadi gerakan linear kelompok lensa fokus
- Lead-Screw-Type STM: menggerakkan unit lensa fokus secara aksial di sepanjang dua rel pemandu dengan penggerak worm
- Gear-Type STM: menggunakan roda gigi, lalu pada akhirnya terhubung ke barrel fokus dengan slot heliks
- Meski metode transmisinya berbeda, motor stepper yang sebenarnya sama
-
Desain can-stack
- Motor pada lensa STM adalah motor stepper bipolar 2 fase dan menggunakan rotor magnet permanen
- Berbeda dari stepper AFD, versi STM menggunakan stator simetris rotasi
- Motor Canon STM memiliki 20 field pole, yaitu 10 field pole per fase
- Setiap lilitan fase dikelilingi selubung baja, dan gigi berbentuk segitiga masuk ke bagian tengah serta tersusun bergantian
- Cincin gigi stator fase A dan B harus bergeser 18 derajat satu sama lain, dan struktur ini disebut desain can-stack atau tin-can
- Rotor adalah silinder keramik ferit yang dimagnetisasi dengan pola 10 kutub
- Setelah 4 langkah operasi, rotor berputar 72 derajat, dan diperlukan 20 langkah untuk menyelesaikan 1 putaran
- Karena rotor mengikuti medan magnet secara presisi, sistem kontrol umpan balik terpisah tidak diperlukan
- Motor pada lensa Canon STM adalah unit yang sangat kecil dengan diameter 8mm, bahkan lebih kecil daripada DC Micro Motor
- Karena ukurannya, STM lebih cocok untuk elemen lensa fokus kecil, dan kecil kemungkinan digunakan pada lensa supertelefoto yang berat
- Lensa Canon STM menggunakan focus-by-wire, sehingga mendukung Full-Time Manual Focus kapan saja
Nano USM
- Nano USM adalah tambahan terbaru dalam keluarga motor ultrasonik Canon yang digunakan sejak 2016 hingga saat ini
- Canon pertama kali menerapkan Nano USM saat mengumumkan lensa EF-S 18-135mm F3.5-5.6 IS USM, dan pada tahun yang sama menghentikan motor ultrasonik sebelumnya, Micro USM
- Nano USM menghasilkan getaran dengan elemen keramik piezoelektrik, tetapi tidak menghasilkan keluaran rotasi
- Ini adalah penggerak linear yang membuat gerakan linear tanpa barrel heliks atau lead screw, dan langsung mendorong sel lensa fokus secara aksial di sepanjang rel pemandu
- Unit lensa fokus dilengkapi encoder posisi dengan garis gelap dan garis reflektif yang bergantian, sementara sensor inframerah menghitung langkah pergerakan
-
Struktur aktuator
- Komponen intinya adalah aktuator Nano USM, sepotong kecil logam elastis dengan panjang sekitar 20mm
- Di bagian bawahnya terpasang elemen keramik piezoelektrik, dan pada permukaan bawah lapisan piezoelektrik terdapat 3 elektrode
- Dua tonjolan kecil di bagian atas melakukan kontak tekanan dengan rel geser tetap
- Meski sangat kecil, aktuator ini menghasilkan torsi keluaran yang relatif tinggi, serta menawarkan karakteristik start-stop cepat dan kecepatan keluaran tinggi yang dapat dikendalikan
-
Dua mode getaran dan gerakan linear
- Saat beroperasi, Nano USM memasuki dua mode getaran lentur
- Mode 1 adalah mode lentur keluar bidang yang membuat aktuator berbentuk seperti pelana
- Mode 2 adalah mode lentur keluar bidang lain yang membuat aktuator berbentuk gelombang
- Kedua mode dieksitasi dengan tegangan frekuensi tinggi di dekat frekuensi resonansi alami badan logam elastis
- Ketika dua mode getaran digabungkan, titik kontak melakukan gerakan elips, dan gaya reaksi gesek dengan rel geser tetap membuat rangka Nano USM bergerak linear
- Amplitudo sebenarnya sangat kecil sehingga deformasi tidak terlihat saat beroperasi
- Frekuensi eksitasi ultrasonik tidak terdengar oleh telinga manusia, dan kemungkinan tertangkap mikrofon juga rendah
- Karena keluarannya sedikit lebih rendah, Nano USM lebih disukai untuk menggerakkan kelompok elemen lensa yang lebih kecil
- Lensa Nano USM juga menggunakan focus-by-wire dan mendukung Full-Time Manual Focus
-
Dual Nano USM
- Canon RF 70-200mm F2.8L IS USM yang dirilis pada 2019 adalah lensa pertama yang dilengkapi teknologi Dual Nano USM
- Dual Nano USM memasang dua sistem penggerak ultrasonik kecil di dalam barrel lensa
- Setiap penggerak AF menggerakkan salah satu dari dua kelompok fokus internal
- Satu bertanggung jawab atas kelompok fokus
- Satu bertanggung jawab atas kelompok floating
- Sistem Dual Nano USM juga diintegrasikan ke lensa Canon RF 100-300mm F2.8 L IS USM
Voice Coil Motor, VCM
- VCM mulai digunakan sebagai penggerak AF pada lensa fotografi Canon sejak 2024
- Canon sudah sejak sebelumnya menggunakan voice coil motor untuk menggerakkan image stabilization unit, dan pada lensa cine motor ini juga telah digunakan sebagai penggerak AF selama beberapa dekade
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM adalah lensa fotografi pertama yang dilengkapi voice coil motor
- VCM menawarkan ukuran kecil dan bobot rendah, respons cepat, kontrol posisi presisi, gaya penggerak tinggi, serta rugi gesek rendah sekaligus
- Karena berdesain linear, VCM tidak memerlukan helical barrel atau lead screw untuk mengubah rotasi menjadi gerak linear, dan secara praktis senyap bahkan saat direkam dengan mikrofon sensitif, sehingga cocok untuk fotografi maupun video
-
Prinsip kerja
- Pada lensa Canon RF 35mm F1.4 L VCM, dua voice coil motor identik terpasang pada sel lensa fokus
- Struktur simetris mencegah timbulnya tegangan yang berat sebelah pada mekanisme dan memastikan gerakan geser yang mulus
- Setiap voice coil ditopang oleh rel geser yang menembus bagian tengah, dan rel ini menentukan rentang gerak aksial
- Di kedua sisi koil, magnet permanen kuat ditempatkan di atas dan bawah sehingga medan magnet melewati koil
- Saat arus mengalir melalui koil, Lorentz force bekerja pada koil dan menggerakkannya secara aksial di sepanjang rel geser
- Gaya yang dihasilkan sebanding dengan kerapatan fluks medan magnet dan kuat arus, sementara arah gaya bergantung pada arah arus
- Dengan menerapkan pulsa tegangan sangat singkat ke koil, koil dapat digerakkan ke arah yang diinginkan dengan presisi sangat tinggi
- Kekurangannya, kontrol posisi harus tetap aktif untuk mempertahankan posisi koil bahkan saat lensa fokus tidak bergerak
Lensa RF hybrid dan kombinasi VCM/Nano USM
- Dengan penggunaan VCM pada lensa RF, Canon memperkenalkan seri lensa hybrid yang menargetkan kebutuhan fotografer dan pembuat video sekaligus
- Lensa-lensa ini adalah lensa L dengan dudukan RF, dan dirancang untuk menggabungkan keunggulan teknologi foto dan video, seperti cincin aperture manual yang umumnya terlihat pada lensa cine
- Contoh lensa RF hybrid adalah sebagai berikut
- Canon RF 24mm F1.4 L VCM
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM
- Canon RF 50mm F1.4 L VCM
- Canon RF 35mm F1.4 L VCM menggunakan dua sistem penggerak AF sekaligus
- Sepasang VCM menggerakkan grup lensa fokus utama
- Unit Nano USM menggerakkan elemen lensa floating
- Grup lensa fokus utama terdiri dari 4 elemen lensa dan cukup berat, sehingga memerlukan sistem AF yang kuat
- Lensa floating berupa satu elemen, sehingga cukup digerakkan dengan Nano USM yang lebih kecil
1 komentar
Komentar Hacker News
Sejak Canon memblokir pihak ketiga pada lensa RF, Canon bukan lagi pilihan
Saya membeli lensa AF terakhir dari Viltrox dan itu bagus sekali; setelah Canon menekannya, saya menyesal membeli bodi RF
Sekarang mereka hanya mengizinkan pihak ketiga pada bodi sensor crop, sedangkan Fuji, Sony, Leica, dan Nikon semuanya mengizinkan lensa pihak ketiga, jadi saya pindah ke Fuji dan tidak berniat kembali
Saya suka Canon, tetapi sistem lensa yang tertutup bukan hal yang ideal, dan harganya juga luar biasa mahal
Adapter yang katanya memungkinkan penggunaan lensa pihak ketiga juga semuanya buruk
Saya rindu masa ketika mount EF lama dipakai seperti lingua franca untuk mount autofocus, dan ekosistem lensa seperti Sigma serta Tamron begitu aktif
Sampai sekarang pun, beberapa lensa Sigma Art untuk mount SLR seperti 40mm dan 105mm f/1.4 masih tak tertandingi dalam kualitas gambar
Saya kira mereka akhirnya mulai membuka mount untuk pihak ketiga, jadi sangat mengecewakan kalau ternyata tidak demikian
Kalau jajaran lensa Canon secara umum luar biasa, mungkin saya tidak akan semarah ini, tetapi semua zoom ultra-wide RF entah soft atau vignetting-nya parah
Saya mengembalikan RF 15-35mm seharga 2.200 dolar, dan untuk foto lanskap sekarang saya cukup memakai iPhone Pro
Dulu, untuk memotret anjing, saya harus memakai fokus manual
Suara dari Ring USM AF awal pada lensa 85mm/1.8, yang tampaknya tidak terdengar oleh manusia, membuat anjing saya panik sampai lari keluar ruangan
Awalnya saya mengira itu efek psikologis karena kamera diarahkan kepadanya, tetapi suatu malam saya bersembunyi di balik tirai dan hanya menjalankan motor AF; anjing itu langsung meninggalkan ruangan
Motor USM AF setelah itu senyap bagi anjing, dan sejak saat itu ia tidak keberatan difoto
Mungkin awalnya begitu, tetapi sekarang ia tidak suka kamera apa pun, baik USM maupun bukan
Situs web yang benar-benar keren
Artikel dari penulis yang sama ini membahas pertanyaan yang lebih algoritmis: bagaimana bodi kamera sebenarnya memutuskan cara menggunakan motor-motor ini ketika tombol “fokus” ditekan: https://exclusivearchitecture.com/03-technical-articles-DSLR...
Saya tidak menemukan tulisan tentang bagaimana bodi kamera menilai apakah sesuatu adalah subjek yang diinginkan atau bukan
Melihat kemampuannya mendeteksi wajah manusia atau wajah burung, sepertinya ada unsur machine learning sampai tingkat tertentu
Sebagian DSLR tradisional kelas atas memiliki sensor metering “resolusi tinggi” sekitar 0,1MP sebagai bantuan untuk sistem AF; contohnya Canon iSA dan iTR https://www.canon.com.hk/cpx/en/technical/pa_Overview_of_65-...
Secara tradisional, kamera akan fokus pada satu titik fokus yang dipilih fotografer, atau pada mode fokus area yang lebih luas biasanya memilih titik terdekat di antara titik-titik itu
Dalam mode AF tracking, kamera harus mencegah fokus tiba-tiba melompat ketika objek latar depan sesaat menutupi subjek asli, dan harus memprediksi gerakan agar bisa mengikuti subjek yang bergerak cepat
Model kelas atas memungkinkan pengaturan apakah pelacakan subjek lebih responsif atau lebih “menahan” subjek, serta mengatur linearitas gerakan subjek
Saya tidak tahu cara kerjanya, tetapi saya ingin melihat foto-foto yang dipakai untuk “melatih” sistem ini 25 tahun lalu
Sebagai pengguna Canon sejak pertengahan 80-an, saya membacanya dengan sangat tertarik
Ternyata ada juga kumpulan lengkap tulisan teknologi lensa Canon: https://exclusivearchitecture.com/03-technical-articles-CLT-...
Sebagian besar sudah selesai
Ini benar-benar pekerjaan yang menarik
Saya terus kesal dan mengeluh karena sama sekali tidak ada cara yang masuk akal untuk mengendalikan langsung motor fokus lensa-lensa ini dengan follow focus wheel saat merekam video
Para videografer sudah melilitkan strip gigi roda bergerigi yang kasar di bagian luar lensa yang sebenarnya sudah punya motor fokus bawaan, lalu masih memasang perangkat follow focus mekanis yang besar dengan baut
Sepertinya produsen tidak membuka kontrol langsung demi melindungi lini lensa “cinema” mereka, yang menjual lensa standar manual seharga ribuan dolar
Namun mereka tetap menjual lensa yang cuma dinamai “hybrid” seolah lebih baik untuk video, padahal bahkan tidak punya cincin fokus bergerigi yang cocok dengan perangkat follow focus, dan juga tidak ada port kontrol untuk menggerakkan motor AF dengan roda fokus
Saya melihat Canon camera control SDK, dan kontrol fokus tidak ada di seluruh lini kecuali dua kamera PTZ yang tidak cocok untuk film
https://www.nikon.com/company/news/2025/0213_imaging_02.html
Tujuannya mengambil puluhan foto dengan perbedaan fokus yang sangat kecil lalu menggabungkannya nanti di Photoshop
Butuh waktu untuk menemukan API-nya; Sony pernah membuat satu lalu hampir menghapusnya dari internet, dan mereka juga mengabaikan email permintaan
Bahkan dengan API pun hasilnya sulit didapat
Apakah motor fokus benar-benar bergerak satu langkah dengan benar tampaknya bergantung pada seberapa sibuk kamera pada saat itu, dan saya sedang mencoba berbagai kombinasi [pemotretan] - [tunggu] - [geser fokus] - [tunggu] - [pemotretan], tetapi tahap mana yang benar-benar berhasil terlihat terlalu acak
Saya selalu ingin tahu bagaimana berbagai sistem autofokus bekerja, dan halaman ini luar biasa
Yang benar-benar saya pakai adalah Nikon, jadi saya berharap ada satu tulisan seperti ini juga untuk sistem autofokus Nikon
Saya masih punya beberapa lensa autofokus yang sama sekali tidak memiliki motor AF di dalam lensa; motornya ada di bodi kamera, dan sekrup kecil pada mount lensa meneruskan putaran ke komponen fokus di dalam lensa
Pada kamera-kamera saya, cara ini sangat lambat dan berisik
Sebaliknya, menurut saya di Canon kasus “tidak bisa metering” hampir tidak pernah menjadi masalah
Selama puluhan tahun memakai DSLR Canon, saya dua kali melihat Nikon menembak kakinya sendiri
Ketika Nikon memperkenalkan lensa “E” yang memakai aperture elektronik seperti Canon dan semua desain modern, bodi yang kompatibel sangat sedikit, dan mereka tidak punya visi untuk lebih dulu menyiapkan bodi kompatibel sebelum lensanya dirilis
Misalnya, untuk lensa yang keluar pada 2008 ini https://www.kenrockwell.com/nikon/24mm-pc.htm, bodi kompatibel paling awal berasal dari 2007, dan lensa ini tidak bekerja pada banyak bodi DX seperti D90 maupun semua kamera film
Saat Nikon memperkenalkan lensa motor stepper AF-P pada 2016 pun, tidak ada bodi yang kompatibel sebelum 2013, lagi-lagi kurang siap menghadapi masa depan
Canon memang dua kali membuat penggunanya marah saat berpindah dari mount FL ke FD, lalu dari FD ke EF, tetapi pada EF mereka hampir sepenuhnya benar: sepenuhnya elektronik, tanpa slider aperture, tanpa sekrup fokus, dan diameter besar
Saat lensa Canon Ring USM AF dan IS keluaran 2017 dipasang ke bodi film EOS 650 pertama yang dirilis pada 1987, AF dan IS bekerja sempurna
Padahal fitur-fitur itu bahkan belum ada saat EOS lahir; tampaknya protokol elektronik AF tidak bergantung pada teknologi motor di dalam lensa, dan IS bisa ditangani oleh lensa saja tanpa perlu diketahui bodi
Jebakan kompatibilitas Nikon tidak ada apa-apanya dibanding kompatibilitas Canon yang sangat baik meski tidak sempurna
Nikon mengulangi kesalahan yang sama, misalnya tidak memasukkan motor penggerak sekrup ke adaptor mount F-Z, dan terlihat seperti perusahaan yang tidak menyukai orang-orang dengan lensa dan bodi lama
Ini juga bukan hal baru; adaptor Nikon F-1 pun kehilangan fungsi tertentu
motor ultrasonik = AF-S (1998), motor stepper = AF-P (2016), motor voice coil = SSVCM (2022)
https://imaging.nikon.com/imaging/lineup/lens/glossary/
Penggerak piezoelektrik ini benar-benar keren
Video yang menunjukkan mekanismenya: https://www.youtube.com/watch?v=7iHL4ZCkCKc
Video motor seperti itu berputar pada kecepatan maksimum: https://www.youtube.com/watch?v=JtttNnmCVmU
Penggerak pada video kedua tampaknya berkaitan dengan Canon Nano USM
Atau ada perusahaan lain yang berspesialisasi dalam komponen semacam ini?
Hal yang mungkin menarik bagi pembaca di sini: semua jenis motor ini bersifat open-loop, jadi tidak bisa diperintah untuk mencapai kondisi tertentu secara akurat dan berulang
Artinya, meskipun Anda mengirim sinyal ke lensa untuk, misalnya, fokus pada 3 m, tidak ada jaminan bahwa keadaan fokus 3 m berikutnya akan persis sama
Karena itu kalibrasi kamera bisa menjadi rumit, dan setelah dikalibrasi sekali sering kali orang tidak ingin menyentuh kameranya lagi
Tulisan yang bagus
Saya punya lensa EF 400mm f2.8 generasi ke-2, dan lensa ini fokus jauh lebih cepat di 7Dmk2 lama dibandingkan di R6Mk2 yang sangat baru
Pada semua lensa lain justru sebaliknya, jadi saya penasaran mengapa ini bisa terjadi
Saya pernah mendengar kemungkinan karena bodi 7D dan 1D lama mengirimkan daya lebih besar ke motor AF, tetapi belum melihat sumber yang terkonfirmasi
Maaf tidak bisa memberi penjelasan; kalau ada waktu saya bisa menelaahnya lebih dalam, tetapi tidak bisa berjanji
@ExAr, ini seperti tambang informasi, terima kasih atas upayanya
Saya juga penasaran apakah Anda menulis di blog tentang cara membuat grafik seperti ini
Misalnya gambar viewfinder ini https://exclusivearchitecture.com/images/technical-articles/... benar-benar mengesankan
Saya penasaran bagaimana sinar dan mata disimulasikan
Jalur cahaya sebenarnya pada gambar viewfinder digambar dengan bantuan seorang insinyur optik Jepang yang dapat menyediakan simulasi penelusuran sinar profesional