Wie Canon im Bereich 4K-Broadcast-Objektive neue Wege beschreitet

Basierend auf der langjährigen Erfahrung mit innovativen Objektivdesigns hat Canon hat sein Sortiment an professionellen 4K-Broadcast-Objektiven mit der Einführung von drei neuen Objektiven erweitert: zwei Broadcast-Feldzoomobjektiven in 4K-Qualität mit Festbrennweite, das UHD DIGISUPER 122 und UHD DIGISUPER 111, und dem tragbaren Zoomobjektiv der High-End-UHDxs-Serie, das CJ25ex7.6B.

Das UHD DIGISUPER 122 und das UHD DIGISUPER 111 verfügen über eine aussergewöhnliche optische Leistung, die die 4K-Erwartungen mit einer breiten Brennweitenauswahl, hohen Zoomfaktoren und erstklassiger Bedienbarkeit übertrifft. Diese Objektive sorgen für eine hervorragende Leistung und eine ausgezeichnete Farbwiedergabe vom hohen Brennweitenbereich bis zu den Tele-Einstellungen und ermöglichen realistische Aufnahmen mit hoher Auflösung – ideal für Sportübertragungen im Freien sowie für Veranstaltungen in Innenräumen, wie z. B. Konzerte.

Das Aushängeschild unter den Broadcast-Feldzoomobjektiven von Canon, das UHD DIGISUPER 122, bietet den weltweit weitesten Winkel von 8,2 mm und die weltweit längste Brennweite von 1.000 mm für die Tele-Einstellungen sowie das höchste Zoomverhältnis von 122x. Parallel dazu strebt das UHD DIGISUPER 111 mit einem Zoomfaktor von 111x und einem Brennweitenbereich von 8,3 mm bis 925 mm einen Status als Goldstandard für Broadcast-Produktionen an, bei denen ein hoher Zoomfaktor erforderlich ist.

Dank optimaler Objektivplatzierung, Präzision und Design liefern diese Objektive eine Leistung, die über 4K hinausgeht, mit einer hochauflösenden und kontrastreichen Videoaufnahme von der Mitte bis zu den Rändern des Bildschirms. Die Broadcast-Objektive sind ausserdem die ersten, bei denen die eigens entwickelte ASC-Vergütung (Air Sphere Coating) von Canon zum Einsatz kommt. Diese Vergütung reduziert Streulicht und Blendenreflexe, was das Objektiv ideal für Aufnahmen in HDR und Wide Color Gamut (WCG) macht und hohe Tonabstufungen ermöglicht.

Das CJ25ex7.6B

Eine Geschichte der Innovation

Forschung und Entwicklung spielen eine wichtige Rolle, damit Canon die Erfahrung von Filmemachern und Fotografen verbessern kann. Die Kameras sind zwar von entscheidender Bedeutung, doch es sind die Objektive, die das System erst vervollständigen und Regisseuren und Kameraleuten dabei helfen, ihre Visionen zum Leben zu erwecken. Eine Kommunikation zwischen Unternehmen und Markt ist äusserst wichtig, um Trends für Produkte und Funktionen herauszufinden. Das ist der erste Schritt in der Entwicklung eines marktführenden Produkts.

Ein Paradebeispiel sind die ENG-Objektive (Electronic News Gathering) von Canon. In den letzten Jahren gab es einen Wandel in der Branche. Die grossformatigen Super-35-mm-Sensorkameras werden heute nicht nur für Kinofilme, sondern auch bei Fernsehübertragungen genutzt. Dies weckte den Wunsch nach einem Super-35-mm-Objektiv, das beide Arbeitsmethoden beherrscht, also vollständig manuell für Kinofilme oder in Kombination mit einer Antriebseinheit für TV-Produktionen. Das CN7x17 KAS S war ein solches Objektiv und wurde von beiden Zielgruppen hoch gelobt. Bei der Kommunikation mit dem Markt entdeckte Canon, dass unter den Profis, die in den Bereichen Natur, Sport und Dokumentation tätig sind, zudem eine Nachfrage nach einem Ultra-Teleobjektiv bestand.

In ersten Gesprächen wurde festgestellt, dass Benutzer Objektive wie das HJ40x14B IASD-V mit einem Bajonett-Adapter verwendeten, um die benötigte erweiterte Brennweite zu erzielen. Zudem nutzten Produzenten das CN-E30-300mm T2.95-3.7 L S Objektiv, benötigten jedoch längere Brennweiten von idealerweise 1.000 mm. Zusätzlich zu dieser Brennweitenanforderung wurde festgestellt, dass Benutzer sich ein Objektiv wünschten, das leicht ist, eine optische Leistung von 4K bietet und etwa die gleiche Grösse und das gleiche Gewicht wie das CN-E30-300mm T2.95-3.7 L S aufweist.

Im Laufe der Interviews von Canon zog ein Kunde das CN-E30-300mm hervor und fragte: „Können Sie ein Ultra-Teleobjektiv mit dieser Grösse und diesem Gewicht bauen?“ Das vermittelte dem Entwicklungsteam eindeutig, welche Kompaktheit und Leichtigkeit sich Kunden wünschen.

Erfüllung der Anforderungen an eine lange Brennweite

Zunächst schien es so, als wäre diese Aufgabe unmöglich. Eine Brennweite von 1.000 mm, ein Zoomfaktor von 20x und ein integrierter Extender und 4K-Optik in einem Objektiv, das robust genug für raue Broadcast-Umgebungen ist – die kalt, nass, schmutzig und unwirtlich sein können – und das alles bei einem Zielgewicht von unter 6 kg – das waren extrem schwierige Vorgaben. Es ist zwar möglich, ein Objektiv kleiner und leichter zu gestalten, indem die Lichtbrechung erhöht wird. Dadurch sinkt jedoch die optische Leistung, da die Unterdrückung von chromatischen Aberrationen so noch schwieriger wird. Das Hinzufügen weiterer Linsenelemente war ebenfalls keine Option, da dies das Gesamtgewicht erhöhen würde.

Gleichermassen erfordert eine lange Brennweite ein grösseres Gerät – und bei einer solchen Brennweite müssen die Linsenbewegungen in einem 4K-Objektiv entsprechend grösser sein als in einem HD-Objektiv. Hinzu kommt, dass ein für 4K-Aufnahmen ausgelegtes Objektiv in Bezug auf Zoom und Fokussierung deutlich präziser sein muss, da 4K-Inhalte Fokusverschiebungen nicht verzeihen und aufgrund der kleineren Pixel und damit des kleineren Zerstreuungskreises auch eine geringere Tiefenschärfe aufweisen.

Die Lösung für das Ultra-Teleobjektiv CINE-SERVO CN20x50 IAS H E1/P1 bestand darin, weniger Linsenelemente im Design zu verwenden. Im Laufe des Prozesses schien das Gewicht auf 7 kg gestiegen zu sein. Dies wurde für inakzeptabel erklärt, sodass der Prozess erneut gestartet wurde. Es erforderte die gesamte Erfahrung im Objektivdesign von Canon sowie neue, nie zuvor genutzte Lösungen, um alle Designanforderungen zu erfüllen.

Dieser Prozess erforderte mehrere Durchläufe der optischen Simulationstechnologie, wobei Verbesserungen in jedem Schritt vorgenommen wurden. So konnte das Objektivdesignteam ein Objektiv entwickeln, das trotz des Anstiegs der Aberration, der mit dem grösseren Sensor einhergeht, wie beim Wechsel von 2/3-Zoll-Sensoren zu Super-35-mm, immer noch eine optische Leistung von 4K mit minimaler Aberration über den gesamten Zoombereich von der Mitte bis zu den äussersten Rändern des Bildes bietet. Diese Bildqualität wird auch bei der Verwendung des 1,5-fachen integrierten Extenders beibehalten. Eine weitere Herausforderung bestand darin, die Fokusbedürfnisse der Rundfunk- und Filmvertreter zu erfüllen und eine präzise Fokussierung bei Aufnahmen mit attraktiver Hintergrundunschärfe zu gewährleisten, die Grossformatkameras häufig bieten.

Als Marktführer im Bereich der optischen Technologie ist es genau die Herausforderung, die Canon Ingenieure meistern möchten – die Entwicklung von bahnbrechenden Objektiven, die die Aufnahmemöglichkeiten von Kameraleuten und Regisseuren verbessern und neue Aufnahmemöglichkeiten für die Rundfunk- und Filmbranche bieten. Forschung und Entwicklung, der Wunsch, das Unmögliche zu erreichen und die Fähigkeit, auf Kundenwünsche einzugehen, sind Gründe dafür, warum Canon Vorreiter in der Objektiventwicklung ist.