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Die Kunst hinter dem Objektiv EF 85mm f/1.4L IS USM von Canon: die Entwickler verraten alles

Das neue Objektiv EF 85mm f/1.4L IS USM ist das vierte 85-mm-Objektiv in der beliebten Canon EF-Serie.

Vor Beginn der Arbeiten an dem neuen Objektiv EF 85mm f/1.4L IS USM war das Ziel von Canon einfach: Die neuesten Technologien „ohne Einschränkung“ zu nutzen, um ein erstklassiges Porträtobjektiv herzustellen. Hier haben Sie die seltene Gelegenheit, von den Objektivdesignern selbst etwas über die Detailtiefe und Designerfahrung zu lesen, die bei der Herstellung eingeflossen sind. Das neue Objektiv bietet nicht nur aufsehenerregende Spezifikationen, sondern bietet Fotografen eine einzigartige Kombination von Bildqualität und Benutzerfreundlichkeit.


Yamaguchi, Leiter der Produktplanung von Canon

Yamaguchi, Canon Product Planning Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Yamaguchi, Leiter der Produktplanung für das Objektiv EF 85mm f/1.4L IS USM, sagt, dass das Ziel von Canon bei der Entwicklung des neuen Objektivs darin bestand, „ein Objektiv für ein sorgenfreies und schönes Festhalten wichtiger Momente und Erinnerungen“ zu schaffen.

Das EF 85mm f/1.4L IS USM ist das vierte 85-mm-Objektiv der EF-Reihe von Canon und folgt dem EF 85mm f/1.2L USM, EF 85mm f/1.8 USM und dem EF 85mm f/1.2L II USM. Yamaguchi erklärt, warum dieses neue Objektiv so wichtig ist, und wo es sich in das Canon-Produktportfolio einreiht.

„85-mm-Objektive haben eine beliebte Brennweite für Porträtaufnahmen“, sagt Yamaguchi. „In unserem aktuellen Angebot ist das EF 85mm f/1.2L II USM jedoch für viele Benutzer nicht erschwinglich, während viele Benutzer des EF 85mm f/1.8 USM angaben, dass sie sich ein angenehmeres Bokeh wünschen.“

„Bei der Planung des EF 85mm f/1.4L IS USM haben wir mit vielen professionellen Fotografen gesprochen, einschließlich Hochzeitsfotografen, die viele Möglichkeiten haben, dieses Objektiv einzusetzen. Sie haben uns berichtet, dass sie das EF 85mm f/1.2L II USM wegen seines exzellenten Ausdrucks und des Bokehs dank der großen Blendenöffnung zu schätzen wissen. Da es jedoch ein schweres Objektiv ist, ist eine längere Verwendung ermüdend, und die AF-Geschwindigkeit ist nicht unbedingt ausreichend. Einige sagten, dass, obwohl es sich um ein Objektiv mit großer Blendenöffnung und fester Brennweite handelt, eine zusätzliche Bildstabilisierung sorgenfreiere Aufnahmen ermöglichen würden.“

Christian Ziegler’s

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Das EF 85mm f/1.4L IS USM bietet sorgfältig ausgewogene Spezifikationen mit einer großen Blende von f/1.4 und Bildstabilisierung für Freihandaufnahmen. Es ist außerdem so konzipiert, dass es die hohe Bildqualität liefert, die man von einem L-Objekt erwartet.

Canon verfolgte zwei klare Marketingziele, nämlich das Gewicht des Objektivs auf unter ein Kilo zu beschränken und die Gesamtgröße des Objektivs zu verringern.

Yamaguchi weiß genau über die Bedeutung dieses Objektivs für Fotografen Bescheid: „Porträts, einschließlich Hochzeiten, erfassen sehr wichtige Momente und halten die Erinnerungen ein Leben lang fest. Unser Ziel war es, ein Objektiv für das sorgenfreie und schöne Festhalten wichtiger Momente und Erinnerungen zu schaffen.“


Iwamoto, Leiter des Optikdesigns bei Canon

A photo of Iwamoto, Optical Design Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Von Anfang an war sich Iwamoto klar, welche Ziele er für das Objektiv verfolgt: „Wir konzentrierten uns auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Klarheit der Auflösung in der Mitte des Bildschirms, wie es dem Charakter eines L-Objektivs entspricht, und einem wunderschönen Bokeh an den Kanten, das sich hervorragend für beliebte Porträtkompositionen mit Motiven in der Mitte des Bildes eignet“, sagt er.

Iwamoto erläutert die wichtigsten optischen Designziele, einschließlich der hohen Auflösung, maximalen Blendenöffnung und hervorragenden Bokeh-Qualität in den Randbereichen – jedoch, so erklärt er, mussten diese innerhalb von strengen Größen- und Gewichtsbeschränkungen erreicht werden.

„Im Jahr 2006 veröffentlichte Canon das EF 85mm f/1.2L II USM als Flaggschiff-Objektiv in diesem Brennweitenbereich, und das Objektiv hat sich seither einen hervorragenden Ruf für seine herausragende Bokeh-Qualität verdient. Das optische Design des EF 85mm f/1.4L IS USM ist jedoch eher auf eine scharfe Zeichnung ausgelegt. Gleichzeitig steht es der starken Ausdruckskraft seines älteren Bruders in nichts nach.

„Wir konzentrierten uns auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Klarheit der Auflösung in der Mitte des Bildschirms, wie es dem Charakter eines L-Objektivs entspricht, und einem wunderschönen Bokeh an den Kanten, das sich hervorragend für beliebte Porträtkompositionen mit Motiven in der Mitte des Bildes eignet. Dabei berücksichtigten wir realistische Gewichts-, Größen- und Kostenvorstellungen.“

„Alle Linseneinheiten in Objektiven des mittleren Telebereichs mit großer Blendeöffnung erfordern einen bestimmten Durchmesser. Da sich der Durchmesser der Bildstabilisierungseinheit mit der Größe und Schwere des gesteuerten Objektivs erhöht, nimmt auch die Größe und das Gewicht des Endprodukts zu. Daher besteht ein wichtiger Faktor beim Optikdesign dieses Objektivs darin, den Durchmesser und das Gewicht des stabilisierenden optischen Systems zu verringern.“

Im Allgemeinen sind die Durchmesser der vorderen Linsen größer als die der hinteren Linsen, und die Linsen in der Nähe der Blende haben den kleinsten Durchmesser. Die Lösung war, das stabilisierende optische System an der Bajonettseite des Objektivs in der Nähe der Blende unterzubringen. (Abb. 1)

A figure of the lens’ optical arrangement.
Abb. 1 Optische Anordnung

Trotzdem ist ein gewisses Gewicht unvermeidbar, und das stabilisierende optische System dieses Objektivs verfügt über eine ähnliche Größe und ein ähnliches Gewicht wie das des Superteleobjektivs EF 400mm f/2.8L IS II USM. (Abb. 2)

An image comparing the different image stabilisation unit and stabilising optical systems of different lenses in the series.
Abb. 2 Bildstabilisierungseinheit und stabilisierendes optisches System im Vergleich (von links nacheinander EF35mm f/2 IS USM, EF100mm f/2.8L Macro IS USM, EF85mm f/1.4L IS USM, EF400mm f/2.8L IS II USM)

Möglich war das neue optische Design durch den großen Durchmesser des EF-Objektivbajonetts an DSLRs von Canon.

„Aufgrund der Art des optischen Designs gilt: Je weiter die Blende (EMD) von der Rückseite des optischen Systems (Bajonettseite) entfernt ist, desto größer muss der Durchmesser der hinteren Linse sein. Da sich die Bildstabilisierungseinheit ebenfalls auf der Bajonettseite befindet, müssen Komponenten wie folgt angeordnet werden: vordere Linsengruppe, Blende, Bildstabilisierungseinheit und hintere Linsengruppe.

Da sich die Blende bei diesem Objektiv relativ weit entfernt vom Bajonett befindet (siehe Abb. 3 unten), wird der Durchmesser der hinteren Linsengruppe größer. Und da Objektive mit großer Blendenöffnungen bereits über Elemente mit großem Linsendurchmesser verfügen und dieser in der Regel zunimmt, wenn ein Bildstabilisator hinzukommt, ist die nach hinten gerichtete Positionierung der Blende wichtig. Es war schwierig, das stabilisierende optische System und die hintere Linsengruppe mit so wenigen Linsen wie möglich zu konfigurieren und dabei die optische Leistung beizubehalten.“

Das große EF-Bajonett ist einer der Faktoren, der das optische Design des EF 85mm f/1.4L IS USM möglich machte.

A figure of the EF 85mm f/1.4L IS USM optical arrangement.
Abb. 3 Optische Anordnung des EF 85mm f/1.4L IS USM

Die Integration einer Stabilisierungseinheit war nicht die einzige Herausforderung für das Optikdesign-Team. Die Größen- und Gewichtsvorgaben des neuen Objektivs erforderten zudem ein spezielles optisches Design für die Fokusgruppe (Abb. 3 oben).

„Um die Größe des gesamten Objektivs zu verringern, mussten sowohl die Fokusgruppe als auch das stabilisierende optische System leicht sein und sich nur wenig bewegen. Für dieses Objektiv verwendeten wir die folgende neue optische Anordnung von der Vorderseite des Objektivs aus: die vordere Linsengruppe, die Fokusgruppe, die Blende, das stabilisierende optische System und die hintere Linsengruppe.“

Die Stabilisierungs- und Fokussysteme waren nicht die einzigen Faktoren beim optischen Design, da das neue Objektiv auch ein hohes Maß an Aberrationskontrolle bieten musste: „Der wichtigste Faktor beim EF 85mm f/1.4L IS USM ist die Korrektur der axialen chromatischen Aberration und der sphärischen Aberration. Die Korrektur der Bildfeldkrümmung ist auch erforderlich, um eine hohe Bildqualität zu erzielen, da die Schärfentiefe sehr gering ist. Glas mit einem hohen Brechungsindex und Glas mit anormalen Dispersionseigenschaften können diese Aberrationen effektiv korrigieren.“

Die Bedeutung von Glastechnologien, Materialien und Fortschritten wird oft übersehen. Tatsächlich, so erklärt Iwamoto, bestehen mehr als die Hälfte der Glaselemente im EF 85mm f/1.4L IS USM aus Materialien, die noch nicht praktisch angewendet wurden, als das EF 85mm f/1.2L II USM im März 2006 vorgestellt wurde.

Die Korrektur der axialen chromatischen Aberration (Farbsäume in Bereichen außerhalb des Fokus) ist bei jedem Objektiv wichtig, das für Aufnahmen bei großen Blendenöffnungen ausgelegt ist – und das Designteam von Canon hatte die Antwort.

„Um die axiale chromatische Aberration zu korrigieren, platzierten wir Glas mit anormaler Dispersion vor oder in die Nähe der Blende. Zusätzlich verwendeten wir Glas mit einem hohen Brechungsindex für die positive Linse, was für die Verbesserung der Bildebenen-Eigenschaften entscheidend ist. In diesem Objektiv werden die axiale chromatische Aberration und die Bildebenen-Eigenschaften durch die optimale Anordnung des Glases korrigiert, das sowohl einen hohen Brechungsindex als auch anormale Dispersionseigenschaften aufweist.“

Durch die Verwendung neuer Glasmaterialien und asphärischer Linsen, die zum Zeitpunkt der Entwicklung des EF 85mm f/1.2L II USM noch nicht verfügbar waren, konnte das Designteam alle Arten von Aberration korrigieren und gleichzeitig die Größe des Objektivs verringern.

Es galt eine weitere technische Herausforderung zu bewältigen: Geisterbilder. „Für dieses Objektiv verwendeten wir eine aus drei Elementen bestehende zementierte Linse als hintere Linse. Die präzise Ausrichtung der Achsen der drei Linsen in einer zementierten Linse mit drei Elementen ist schwierig, aber da die Linsenoberflächen der hinteren Linse besonders anfällig für Geisterbilder sind, entschieden wir uns, sie zu verwenden, um die Luftkontaktfläche zu reduzieren. Und obwohl sich durch die Ausstattung des Objektivs mit Bildstabilisierung die Anzahl der Linsen erhöhte, waren wir in der Lage, Geisterbilder auf ein Minimum zu reduzieren.“


Okuda, Leiter des Mechanikdesigns bei Canon

A photo of Okadu, Mechanical Design Lead for the EF 85mm f/1.4L IS USM lens, sitting at a desk.
Okuda ist der Leiter des Mechanikdesigns für das Objektiv EF 85mm f/1.4L IS USM. Für Okuda war eine Bildstabilisierung wichtig, aber nicht einfach zu erreichen. Tatsächlich war sein erster Gedanke, dass es praktisch unmöglich ist! Doch nach sorgfältiger Überlegung fanden er und sein Team eine innovative Lösung für das Problem.

Okuda spricht über die mechanischen Herausforderungen, einschließlich Bildstabilisierung, beim Design dieses neuen Objektivs. Es mag wie eine ganz normale Bitte klingen, doch Okuda erklärt, dass das Hinzufügen eines Bildstabilisators ohne Einbußen bei der hohen Leistung, die Fotografen erwarten, nicht so unkompliziert war.

„Als das Entwicklungsteam hörte, dass es ein 85 mm f/1.4-Objektiv in einer vernünftigen Größe, mit einem ansprechenden Preis und dazu noch mit Bildstabilisierung entwickeln sollte, hielt es das zunächst für unmöglich.

„Wir hatten jedoch die Idee, die Optik neu anzuordnen, neue Glasmaterialien zu verwenden und 0,1 mm große kompakte mechanische Komponenten in Schichten anzuordnen.“

Okuda erläutert, wie sich die Größen- und Gewichtsvorgaben auf den Betrieb der Autofokus- und Bildstabilisierungssysteme des EF 85mm f/1.4L IS USM auswirken.

„Ultraschallmotoren (USMs) sind Stellantriebe, die den Autofokus betreiben. Sie sind je nach Durchmesser in verschiedenen Ausführungen verfügbar. Um den Außendurchmesser so klein zu halten, dass die Kamera für längere Freihandaufnahmen genutzt werden kann, entschieden wir uns, einen relativ kleinen USM-Typ zu verwenden, der in vielen EF-Objektiven zum Einsatz kommt, darunter im EF 35mm f/2 IS USM und EF 85mm f/1.8 USM. Wir begannen mit dem optischen System und untersuchten das Design gemeinsam mit dem Leiter des Optikdesigns, um sicherzustellen, dass jede Komponente in den begrenzten USM-Durchmesser passt.“

Das aktuelle EF 85mm f/1.2L II USM nutzt den USM mit großem Durchmesser, der auch im Superteleobjektiv EF 400mm f/2.8L IS II USM verwendet wird. Wie viel kleiner der USM des EF 85mm f/1.4L IS USM ist, sehen Sie unten.

An image of the USM used by the EF 85mm f/1.4L IS USM.
Abb. 4-Ring-USM (der vom EF 85mm f/1.4L IS USM verwendete USM ist auf der rechten Seite)

Bei einer großen Blendenöffnung ist die Schärfentiefe sehr gering, und der Autofokus erfordert eine extrem hohe Genauigkeit. Wie bei einem Objektiv dieser Art zu erwarten ist, ist die Fokuslinsengruppe ebenfalls schwer, und die Strapazierfähigkeit des gesamten Mechanismus ist wichtig.

„Mit äußerst strapazierfähigen Kugellagern im Antriebsmechanismus für dieses Objektiv reduzieren wir die Last und verbessern die Auflösung und Genauigkeit. Die Verwendung von Kugellagern trägt außerdem zu einem besonders schnellen Autofokus bei. Die schwere Fokuslinsengruppe muss mit der eingeschränkten Leistung des Motors angetrieben werden, jedoch lässt sich der Fokus schnell einstellen, da die Kugellager die Last verringern.“

The focusing unit of the lens.
Abb. 5 Fokuseinheit des EF 85mm f/1.4L IS USM. Das Kugellager ist innerhalb der roten Markierung zu sehen.

Der Bildstabilisierungsmechanismus stellte aufgrund der Größe der Bildstabilisierungsgruppe in diesem Objektiv eine ganz besondere mechanische Herausforderung dar. Diese Gruppe ist in Größe und Gewicht mit derjenigen in einem Superteleobjektiv vergleichbar.

„Wir mussten eine Bildstabilisierungseinheit mit angemessener Größe entwickeln, die das Antriebssystem beinhaltet. Aus diesem Grund verringerten wir die Antriebslast mithilfe eines Antriebsmechanismus mit extrem geringer Reibung, der zur Unterstützung der beweglichen Komponenten aus mehreren keramischen Lagern besteht. Das reduziert die erforderliche Antriebskraft und trägt zu einer kompakten und leichten Bildstabilisierungseinheit bei.“

An image comparing the image stabilisation units of four lenses in the 85mm series.
Abb. 6 Vergleich der Bildstabilisierungseinheit. Links: die tatsächliche Einheit. Rechts: Vergleichseinheiten (von der zweiten Einheit auf der linken Seite nacheinander: EF 35mm f/2 IS USM; EF 100mm f/2.8L Macro IS USM; EF 85mm f/1.4L IS USM; EF 400mm f/2.8L IS II USM).

Die Designer erreichten einen Bildstabilisierungseffekt von 4 Blendenstufen (85-mm-Brennweite mit einer EOS-1D X Mark II, was dem CIPA-Standard entspricht).

Ein weiterer Aspekt der mechanischen Leistung, der leicht übersehen wird, ist die Zuverlässigkeit. Dabei geht es nicht nur um die langfristige Haltbarkeit und Konsistenz des Objektivs, sondern auch um seine Fähigkeit, Stößen, Schlägen und Belastungen im täglichen Gebrauch zu widerstehen. Okuda erklärt die Denkweise und Designlösungen von Canon in Bezug auf die Maximierung dieser Zuverlässigkeit.

„Obwohl wir Lösungen für ein leichtes Design entwickelt haben, sind Aufprallkräfte, wie z. B. beim Fallenlassen, sehr wichtig, da das Objektiv immer noch fast 1 kg wiegt. Um die Zuverlässigkeit zu verbessern, haben wir einen Dämpfermechanismus an der Vorderseite des Objektivs platziert. Der Filterhalter ist so geformt, dass er eingefahren wird, wenn er gedrückt wird. Der Dämpfer verteilt die Aufprallenergie, wenn etwas mit dem Ende des Objektivs zusammenstößt.“

Viele Benutzer sind vielleicht überrascht zu erfahren, dass einige Objektive über integrierte aufpralldämpfende Komponenten verfügen. Genau das ist charakteristisch für die Tiefe und die Details, die in das Design der L-Objektive von Canon einfließen.

„Wir entschieden uns, einen Dämpfer zu verwenden, da es sich hierbei um ein Objektiv mit fester Brennweite und großer Blendenöffnung handelt. Dieser wird nicht bei allen EF-Objektiven verwendet, sondern je nach Bedarf basierend auf der Konfiguration des Objektivs und Simulationen. Außer in diesem Objektiv wird er auch in den Objektiven EF 24-70mm f/4L IS USM, EF 11-24mm f/4L USM, EF 35mm f/1.4L II USM und EF 24-105mm f/4L IS II USM verwendet.”

Yamaguchis Fazit

Yamaguchi betrachtet das EF 85mm f/1.4L IS USM als herausragendes Porträtobjektiv mit einer exzellenten Ausgewogenheit von Auflösung, Bildstabilisierung, Gewicht und Größe.

„Bei Aufnahmen im Innenbereich oder bei schwachem Licht können Sie mit diesem Objektiv gestochen scharfe Bilder aufnehmen, ohne die ISO-Einstellung erhöhen zu müssen. Dank des geringen Gewichts und der Bildstabilisierung können Sie jetzt länger Porträtaufnahmen aus der freien Hand machen, ohne dass Ihre Arme ermüden. Wir möchten, dass Sie die größere Ausdruckskraft dieses Objektivs erleben – eine Ausdruckskraft, die zuvor nicht möglich war.“

Verfasst von Marcus Hawkins


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