Осторожно. Оптический Стабилизатор фото\видео камеры
Итак. Судя по всему возникла необходимость в новой теме. Тема проблемы - Оптический стабилизатор камеры. Предлагаю рассмотреть влияние вибрации, производимой ВМГ коптера на этот узел камеры, понять, почему это так критично для наших “летающих камер”, а также обсудить возможные пути, варианты, практические примеры решения проблемы.
Как известно, при съемке с рук, оптический стабилизатор в какой-то мере компенсирует угловые перемещения камеры, тем самым уменьшая вероятность смазывания картинки. Камера, с таким стабилизатором, установленная на мультикоптере становится сверхчувствительной к вибрациям. Вибрации ВМГ приводят к появлению резонанса линзы оптического стабилизатора.
Корень проблемы заключается в том, что в подавляющем большинстве фото-видео техники отсутствует механизм парковки линзы стабилизатора. Разумеется, если таковой вообще предусмотрен в конкретной модели. Но система стабилизации очень популярна.
Вкратце, всем известно, что в каждой мыльнице есть 2-х осевой гироскоп, это естественно MEMS. Раньше были старые пьезоэлектрические Murata, сейчас более совершенные пьезо MEMS. Процессор детектирует сигналы с гироскопов, и управляет исполнительным механизмом - электромагнитной подвеской линзы. Это просто линза ,болтающаяся в магнитном поле. С целью минимизации трения установлены опорные элементы - стальные шарики на магнитах. Силовые катушки расположены на подвижном блоке линзы, ток подается посредством очень тонких и гибких шлейфов.
В итоге мы имеем болтающуюся в плоскости XY линзу. Причем выключение в меню камеры стабилизатора почти никак не повлияет на результат. Ведь линза как болталась, так и болтается в пространстве. Вспомним, что делается с грузом подвешенном на пружинках на виброплатформе ? Правильно, он начинает резонировать. В итоге мы имеем практически идеальный датчик для измерения уровня вибраций. Но большинству людей нужно снимать камерой, вот тут стабилизатор и начинает мешать своей трясучкой в такт с вибрациями. В ряде случаев включение стабилизатора в меню камеры помогает уменьшить трясучку - ведь в определенные промежутки времени линза будет тормозиться силовыми катушками. Но это только, когда гироскопы на борту будут давать сигнал для компенсации “шевеленки”.
Выходов из создавшейся ситуации несколько :
- Уменьшение уровня вибрации ВМГ
- Отказаться от камер со стабилизатором ( но они есть почти во всех современных мыльницах и камкордерах)
- Использовать камеры с другим принципом стабилизации (У сони например стабилизация картинки часто осуществляется с помощью самой матрицы CCD или CMOS, при этом матрица движется по двум пьезокристаллам, но тут кроется огромный недостаток - такой стабилизатор очень хрупкий)
- Доработка узла стабилизации имеющейся камеры с целью обездвижить линзу - правда тут есть подводные камни. Если попытаться заклеить линзу стабилизатора так, чтобы она не болталась, то камера скорее всего выдаст системную ошибку объектива, это произойдет потому что, логика главной платы увидит “нелогичное” поведение сигналов с датчиков Холла. Т.е. здесь еще потребуется обмануть процессор. Конструктивные решения камер разных моделей и разных производителей очень отличаются.
В более серьезных моделях типа Canon 70-200 2,8 IS USM стоит парковка линзы. Это просто шаговый мотор, который посредством зубчатой передачи блокирует линзу механически. Т.е. выключив стабилизатор на самом объективе, мы выключим его реально. Линза болтаться не будет.
На фото ниже, оптический стабилизатор камеры Canon PS S1IS.
На видео, работа оптического стабилизатора DSLR объектива камеры Canon
www.youtube.com/watch?v=C60ehMe3wQ8&feature=relate…
На рсгрупс давно уже голову себе ломают про оптический стаб на камере, да и мы обсуждали полгода назад немного.
ТОесть CHDK в камерах Canon может вовсе и не отключить оптический стаб, если механической парковки нет?
Тоже столкнулся с такой проблемой, (камера CX160) но стараюсь двигаться в другом направлении. Для меня важно получить предельно простую для ремонта и обслуживания систему, т.к. выехав на съемки и поломав пропеллер-другой у меня не будет ни времени, ни возможности возиться с “вылизыванием” ВМГ по балансировке. Просто ставлю новый проп (или мотор, смотря что погибло 😃, проверяю систему на работоспособность, и вперед, снимать. Выбранный путь прост - предельно возможная развязка подвеса от коптера. Не могу сказать, что полностью доволен результатом, но определенные успехи в этом направлении есть.
Нужно пользоваться гибридными стабилизаторами последнего поколения (конец 2012 г.). На сегодня появилось достаточно камер которые даже в дикой болтанке все приводят в норму. Они конечно занимают уровень выше среднего как по классу так и естественно по цене, которая соизмерима с ценой готового аппарата или даже выше. Вес у них не большой - от 300-400 грамм Просто время и технологии идут вперед и в этой области.
Вот если применять уже устаревшие камеры, то тут естественно, есть о чем думать и есть с чем бороться.
Недавно столкнулся с этой же проблемой.
Пришлось отказаться от имеющейся камеры Nikon 1 J1 с 10-30 стеклом со стабилизатором. Пришлось отказаться от купленной мыльницы Lumix DMC-S2 так же со стабилизатором.
Старая мобила показала на моём коптере (почти без виброразвязки, пока что) лучшие результаты.
Буду делать виброизоляцию, менять пропеллеры на мягкие, менять камеру с целью отказа от стабилизатора: oleg.milantiev.com/news/?id=981
Господа. а кто поможет разжевать про стабилизатор у Nex5n ?
Nex5n
Подсадил многих на эту мыльницу подвесик Z15. Сколько Сонька теперь должна Диджаевцам, очень интересный вопросец.
ТОесть CHDK в камерах Canon может вовсе и не отключить оптический стаб, если механической парковки нет?
Любое программное отключение приведет к тому, что будет отсутствовать ток в катушках. Но так как отсутствует механизм парковки, то линза будет трястись под воздействием вибрации.
Господа. а кто поможет разжевать про стабилизатор у Nex5n ?
Я занимаюсь почти только Canon, но насколько понял из информации в сети, в самой тушке Nex нет встроенного стабилизатора со сдвигом матрицы, как это сделано в Альфах. Оно и к лучшему - иначе любой удар и сразу поломка пьезоэлектрических стержней - линейного двигателя.
Судя по всему стабилизатор находится в объективе. В таком случае принцип как у Canon - линза движется в магнитном поле. Только пока остается открытым вопрос - есть ли там механизм парковки линзы. Мне пока Нексы не попадались.
есть ли там механизм парковки линзы. Мне пока Нексы не попадались.
Можно проверить наличие парковки линзы легким встряхиванием аппарата с выключенным стабом, а лучше вообще полностью выключенным аппаратом. В 90 из 100 если нет парковки линзы, то услышим лекое постукивание. Слух нужно иметь хороший. Встряхивание не опасно и нормально для аппаратов
Долго мучился и продолжаю мучиться с камерой панасоник market.yandex.ru/model.xml?hid=90635&modelid=78825…
НЕ ПОКУПАЙТЕ ЕЁ ДЛЯ СЪЁМКИ С Л.А. Она просто не годится не каким боком! Не помогает ни какая балансировка и виброразвязка.
Вот купил я её и не знаю что с ней делать((( если парковать, то можно испортить аппарат. Но пока смотрю на неё и думаю, клеить или нет.
Если ради эксперимента, дороговато будет((( кароче я думаю.
На сегодня появилось достаточно камер которые даже в дикой болтанке все приводят в норму.
Речь не о болтанке, как раз с болтанкой/шевеленкой и призвана справляться система стабилизации в объективах. Речь о высокочастотных колебаниях, которые для IS систем просто не закладывались даже в ТЗ при разработке. Ну как Вы себе представляете пользователя фотоаппарата/камеры у которого руки трясутся с частотой хотя бы 300 герц?? 😆А реально на коптере они больше. Наверняка там тоже есть какая-то фильтрация данных с гир и частота мейн лупа управляющей прошивки, если частота колебаний больше этого мейн лупа то система стабилизации просто не увидит колебания, или EKF их сгладит, и линза будет сама по себе болтаться. Если на какой-то камере IS как-то справляется с высокочастотными колебаниями так это просто полезный глюк 😁
Кстати любители “теплого лампового звука” в фотографии давно заметили, что не дорогие объективы со стабом мыльнее чем таже самая модель без стаба.
Механическую парковку стабилизатора имеют еденицы камер , специально купил одну от соньки одну от canon для эксперементов, по мне самый простой способ так это выйти за придел частоты в который входит стаб в резонанс
в парке имею панас фх35, один из первых снимающий HD, так давно еще столкнулся с проблемой тряски линзы… но при отключенной стабилизации тряска пропадала. но если вмг отбалансировать, то видно как стабилизация все таки отрабатывает, судя по носу самолета, плавающему в кадре
Ну как Вы себе представляете пользователя фотоаппарата/камеры у которого руки трясутся с частотой хотя бы 300 герц??
Совершенно верно, граничная частота для IS магнитного подвеса линзы - 20 Гц, и то, лучше не приближаться к этому порогу.
Вот купил я её и не знаю что с ней делать((( если парковать, то можно испортить аппарат. Но пока смотрю на неё и думаю, клеить или нет.
Вы пока погодите. Я решил разобрать свою Canon HV10. Несмотря на то, что это пленка DV, но это фуллХД и снимает просто замечательно, даже по нынешним меркам. Но, так как в ней есть оптический стабилизатор - резонанс трясет стаб просто по сумасшедшему. Причем разницы особой нет, включить стаб в меню или выключить - парковки ведь нет. Вообщем я препарирую камеру, стабилизатор и расскажу как оно 😃
Вы пока погодите.
Хорошо подожду, а пока она у меня как видеорегистратор поработает😁 Я сейчас поставил камеру на торпедо в машине, и включил музыку средней громкости, так она даже от музыки мылит:o
ну от сабвуфера мылит и болтанка даже в сотовом начинается
вабвуфер отключен, там даже мотор слышно.
По идее любая беззеркалка и тем более зеркалка это отсутствие стаба в самой тушке, а стекло можно любое поставить. Это опять же к вопросу о тушках Nikon, Canon и Sony Nex (и прочих беззеркалок).
По идее любая беззеркалка и тем более зеркалка это отсутствие стаба в самой тушке, а стекло можно любое поставить. Это опять же к вопросу о тушках Nikon, Canon и Sony Nex (и прочих беззеркалок).
Верно говорите, Сергей.
Я даже задумался, не купить ли за ~5к руб стекло 1nikkor 10мм f2.8 без стабилизатора. Оно на 50г легче штатного 10-30, оно фикс, оно светосильней. Сплошные плюсы. Кроме цены. Я весь фотик с двумя объективами за 12к купил и пока не шибко при деньгах.
Итак. Есть хорошая новость. Удалось превратить просто нереально трясущуюся камеру Canon HV10 в практически гоупро по стабильности картинки. Все тесты без демпферов, на самодельной виброплатформе с движком XM4010TE-5 и пропом APC 12 3.8. Я испробовал несколько вариантов переделки, все они обратимые - т.е. камеру легко вернуть в первоначальный вид. Подготовлю все файлы, материал и выложу.
Давайте, скорей!!! скорей!!!
Все тесты без демпферов, на самодельной виброплатформе
Без виброзащиты с виброзащитой?
Без виброзащиты с виброзащитой?
Естественно, никакой виброзащиты. Камера прикручена болтом на раму как можно ближе к двигателю (насколько позволил пропеллер). Демпферы тут неуместны:) - это опыты. Демпферам место на коптере, и то в меру.
Давайте, скорей!!! скорей!!!
Терпение.😃
Доработка оптического стабилизатора камеры Canon HV10
Здесь я опишу процесс “улучшайзера” источника всех бед - оптического стабилизатора этой камеры.
Прежде я обязан предупредить. 😃
Так как разборка камеры, это весьма деликатный процесс, то приступая к этой процедуре самостоятельно, вы должны понимать, что при невнимательности, отсутствии опыта вы можете порвать шлейф, получить удар эл. током от конденсатора блока вспышки 310 В ( у HV10 он есть), сломать разъемы на печатных платах и т.д., вообщем нанести ущерб своей камере. Поэтому лучшим вариантом будет, если данную процедуру сделает опытный человек. Если вы уверены в успехе, фотографируйте и раскладывайте винты так как они были ввинчены изначально, чтобы не ввинтить вместо винта по металлу саморез, или не проткнуть плату или шлейф слишком длинным винтом.
Тесты выполнены на самодельной виброплатформе - просто длинный широкий алюминиевый профиль, удобный для крепления двигателя и камеры на болты. Другой конец профиля зажат в тиски. Двигатель DualSky XM4010TE-5, пропеллер APC 12x3.8. На видеозаписях максимальный подаваемый газ - 70%. Больше не делал, так как полеты все равно планируются при более низком значении газа и крепление пропеллера у XM4010 мне очень не нравится - хиленький прижимной болтик пропадаптера упирающийся в плоскость на валу того гляди слетит вверх, и резьбовая часть 6мм наконечника вызывает сомнения. Этот мотор явно больше подходит для бесколлекторного подвеса, тем более что разбирается сверхпросто и обмотки не проклеены.
Пропеллер и двигатель намеренно не подвергались балансировке. Взял то, что попалось под руку.
Итак, стабилизатор этой камеры выполнен по классической для Canon схеме, с некоторыми отличиями. В этой камере, в состав подвижного блока линзы входят постоянные магниты. Отклоняющие катушки закреплены неподвижно. На них же установлены элементы обратной связи - датчики Холла.
Опорные элементы подвижной части - стальные шарики, установлены в 3-х углах. Я советую не разбирать сам стабилизатор, ибо легко утерять мелкие детали. Тем более разборка стабилизатора не требуется для доработки. На фото ниже, я красными кружками обвел места, где должны находиться шарики.
Я опробовал несколько вариантов доработки. После тестов, остановился на самом оптимальном и простом. Суть его заключается в простой блокировке линзоблока оптического стабилизатора. Тесты показали, что камера не выдает никаких ошибок и не останавливает запись, в отличии от камер Ixus, для которых характерно появление ошибки E32 при неполадках в работе стабилизатора.
Разбираем камеру. Извлекаем оптический блок с матрицей. Саму матрицу снимать не нужно и нежелательно - легко потерять светофильтр, оставить грязные отпечатки на стекле, либо внести лишнюю пыль.
В этой камере требуется снять блоки затвора, фильтра, привода фокусировки, оптопары и отпаять два вывода питания линейного двигателя трансфокатора. Далее линзоблок разделяется на две части. Здесь мы и увидим блок стабилизатора. Все что требуется - нужно нанести две капли термоклея (черного) на два диагональных угла. На фото внизу указано желтыми кружками. Это обеспечит полную неподвижность линз стабилизатора. Клей лучше всего наносить тонким жалом паяльника. Излишки необходимо срезать, чтобы это не мешало линзе фокусировки. Применение термоклея позволяет легко и быстро вернуть камеру в изначальное состояние не прилагая излишних усилий.
После этого собираем камеру в обратном порядке. Шлейф силовых катушек и датчиков Холла я вставил в главную плату в штатный разъем - это никак не повлияло на работу.
После сборки линзоблока, при покачивании вы можете услышать стук. Это нормально. Линейный эл.магнитный двигатель трансфокатора представляет из себя подвижную катушку на постоянном магните. Катушка с линзой двигается в одной плоскости. Так как линзоблок обесточен, а разработчики камеры обеспечили минимальное трение между катушкой и магнитом, то при покачивании линза перемещается по магнитному стержню.
Изначально, я опробовал другой, более сложный способ - в его основе лежит принцип блокировки линз стабилизатора магнитным полем. Этот способ я проверил, так как была уверенность, что камера при включении будет делать тест самодиагностики, как фотокамеры. И заблокированная линза стабилизатора может оказаться причиной ошибки. Но как оказалось впоследствии, это совершенно лишнее.
Для обеспечения неподвижности стабилизатора необходимо подать ток на отклоняющие катушки. Естественно, полярность тока определит в какую сторону переместится линза. Сам факт, что линза переместится в одно из крайних положений - никак не скажется на картинке - просто произойдет небольшое смещение кадра. Я припаял к выводам катушек стабилизатора 4 тонких провода МГТФ. Концы пропустил под окном для шлейфа стабилизатора. Далее собрал линзоблок и большую часть камеры. Сделал схему питания силовых катушек, управляемой от тактовой кнопки. Напряжение питания 5 В- ограничение тока - 240 мА. Кроме того, так как драйвер стабилизатора имеет мостовую схему и ставить защитные диоды от пробоя обратным напряжением смысла не было, я сделал навесную схему коммутации 4 выводов катушек. Алгоритм следующий - я выключил стабилизатор в меню, при включении ток не подается на катушки. Камера выходит в рабочий режим. Теперь, я отключил выходы мостового драйвера оптического стабилизатора и включил внешнее питание на катушки отклонения. Линза стабилизатора переместилась в крайнее положение. Теперь эл. магнитное поле удерживает блок оптического стабилизатора.
В принципе схема рабочая, но она имеет существенные недостатки. Это значительное усложнение схемы камеры различными коммутациями и высокий потребляемый ток - в районе 230 мА для удержания блока стабилизатора в одном положении. Все это заставило меня опробовать вариант, который и описан в начале этого руководства.
Цель доработки стабилизатора камеры достигнута. На видео ниже, можно оценить разницу картинки с свободно болтающимся блоком оптического стабилизатора - то, что мы получаем с новой камерой. И второе видео, которое демонстрирует поведение камеры с заблокированным блоком стабилизатора.
На фото ниже, изображены два гироскопа камеры. Один стоит вертикально на главной плате ,второй на шлейфе - горизонтально.
Почитал тему… решил всё же поднять nex-5n + SEL 18-200 с включённым стабом (только такой имеется с стабилизатором). ПОдвес AV130 жёстко к раме, камера к подвесу - жёстко. СТабилизация - PIC LOC 3Xpro V2.
Вот что получилось: