LENZEN

Beeldstabilisatie

Lees verder over de werking van beeldstabilisatie in objectieven (en camera's) om het beeld ondanks camerabewegingen scherp te houden.
Camerabewegingen zijn funest voor de scherpte van je foto's. Je handen beven licht of de camera zakt iets wanneer je de ontspanknop indrukt — zelfs de kleinste beweging tijdens de belichting kan een onscherp beeld opleveren.

Vaak zie je het effect van een bewegende camera niet. Als je met een snelle sluitertijd of een groothoeklens fotografeert, is de bewegingsonscherpte waarschijnlijk te klein om op te vallen, maar hij is er wel en kan zichtbaar worden als je een dramatische crop of grote print maakt.

De voor de hand liggende manier om te voorkomen dat de camera beweegt, is deze te fixeren op iets wat niet kan bewegen, zoals een statief, en door schokken te vermijden, bijvoorbeeld door het gebruik van sluiteractivering op afstand. Maar een statief werkt alleen als het stevig, en dus zwaar, is, waardoor je het niet altijd kunt meenemen. Bovendien zijn er situaties waarin een statief gewoon onpraktisch of verboden is.

Gelukkig biedt Canon een andere manier om de effecten van camerabewegingen te verminderen, zo niet uit te sluiten: beeldstabilisatie (IS).

Het eerste objectief met beeldstabilisatie werd in 1995 op de markt gebracht. Dit pakte het probleem van zijwaartse camerabewegingen aan. Een gestabiliseerd objectief voorkomt niet dat de camera beweegt, maar compenseert de bewegingen om het beeld op de sensor van de camera stabiel te houden.
Canon EF 400mm f/2.8L IS III USM-objectief.

De Canon EF 400mm f/2.8L IS III USM uit de serie Canon-objectieven met ingebouwde optische beeldstabilisatie. Let op de schakelaar aan de zijkant waarmee je een van de drie beschikbare IS-modi selecteert.

Opengewerkte tekening van een Canon EF 400mm f/2.8L IS III USM-objectief waarop de lenselementen zichtbaar zijn.

De IS-unit is maar een van de complexe optische en elektronische elementen in een Canon-objectief.

Hoe beeldstabilisatie werkt

Lang voordat beeldstabilisatie in EF-objectieven werd geïntroduceerd, bestond deze functie al in videocamera's. Maar ook al waren er zowel elektronische als optische systemen beschikbaar, die waren door hun grootte en gewicht niet geschikt voor EOS-camera's. Dus ging Canon terug naar de ontwerptafel om het probleem met een frisse blik te benaderen.

Canon's oplossing bestond uit elementen binnen in het objectief, die haaks op de richting van de as bewegen om camerabewegingen te neutraliseren. De bewegingen van deze speciale lensgroep worden gestuurd door een ingebouwde processor en, het allerbelangrijkste, de optische prestaties van het objectief verslechteren niet.

Met een gestabiliseerd objectief worden camerabewegingen gedetecteerd door twee gyrosensoren in de tubus: een voor horizontale bewegingen (yaw) en een voor verticale bewegingen (pitch). De sensoren meten zowel de hoek als de snelheid van de bewegingen.

Wanneer je de ontspanknop gedeeltelijk indrukt, gebeurt het volgende:

• De groep met speciale stabilisatielenselementen, die bij inactiviteit in een centrale stand vergrendeld staat, wordt ontgrendeld.
• Twee gyrosensoren starten en detecteren de snelheid en de hoek van de camera-/objectiefbewegingen.
• De gyrogegevens worden doorgegeven aan een microprocessor in het objectief, die ze analyseert en een instructie formuleert voor de groep met speciale stabilisatielenselementen.
• Deze instructie wordt doorgegeven aan de groep stabilisatielenselementen, die dan met de juiste snelheid precies tegen de camerabeweging in gaat.
• Dit proces wordt continu herhaald: elke camerabeweging, hoe klein en in welke richting dan ook, wordt zo onmiddellijk ondervangen.

Beeldstabilisatie werkt bij bewegingen in een groot frequentiebereik, en gaat niet alleen gewone camerabewegingen (0,5–3 Hz) tegen, maar ook motortrillingen tijdens het fotograferen vanuit een bewegend voertuig of helicopter (10–20 Hz).

Toen het eerste EF-objectief met beeldstabilisatie werd geïntroduceerd, was het een primeur dat een snelle 16-bits microprocessor in een objectief was opgenomen. De processor regelde tegelijkertijd de Image Stabilizer, de ultrasone motor (voor het scherpstellen van het objectief) en het elektromagnetische diafragma (voor het instellen van het diafragma).

De voeding die nodig is voor het beeldstabilisatiesysteem in een objectief wordt geleverd door de camera-accu. Dit betekent dat de levensduur van de accu iets korter is wanneer een IS-objectief op een camera is bevestigd en beeldstabilisatie is ingeschakeld.
Schema van de lichtbaan door een objectief en het effect van beweging op het beeld.

Als de camera niet beweegt, valt het licht door het objectief en vormt een beeld op de sensor. Als de camera beweegt, wordt de lichtbaan van het onderwerp verbogen ten opzichte van de optische as en verschuift het beeld op de sensor iets. Je kunt dit effect zien in de zoeker als je de camera licht beweegt terwijl je het objectief op een onderwerp richt.

De Image Stabilizer-unit van een Canon-objectief.

De techniek achter het Image Stabilizer-systeem van Canon omvat gyrosensoren die de snelheid en richting van bewegingen detecteren, speciale 'drijvende' lenselementen die kunnen bewegen om voor de bewegingen te compenseren en een microprocessor die de algehele werking bestuurt.

Schema van de lichtbaan door een objectief, gecorrigeerd voor beweging en dus resulterend in een scherper beeld.

In een IS-objectief detecteren gyrosensoren de camerabeweging, en de microprocessor in het objectief beweegt de IS-lenselementen precies zoveel als nodig is om te compenseren voor de grootte en richting van de camerabeweging. Het resultaat is dat het beeld op de camersensor blijft stilstaan.

Schema van de verschillende bewegingsrichtingen waaraan een camera en objectief onderhevig kunnen zijn.

De camera en het objectief kunnen op een aantal manieren bewegen. De roterende op-en-neerbeweging wordt pitch genoemd. De roterende heen-en-weerbeweging heet yaw. Rotatie rond de lensas heet roll. Ook zijn zijwaartse en verticale bewegingen (over, respectievelijk, de x- en y-as) mogelijk. Geavanceerde, moderne IS-systemen kunnen alle vijf bewegingsrichtingen detecteren en die proberen te corrigeren.

Image Stabilizer-modi

Een probleem met de eerste EF-objectieven met IS was dat het systeem panningbewegingen als ongewenst zag en die probeerde te corrigeren. Hierdoor sprong het beeld in de zoeker heen en weer, en was het lastig om het onderwerp goed te zien en te kadreren.

Bij nieuwere IS-objectieven kun je kiezen tussen de volgende twee of drie IS-modi:

Modus 1: met deze IS-modus op een gestabiliseerd objectief werkt het IS-systeem op dezelfde manier als het originele systeem en corrigeert zowel horizontale (yaw) als verticale (pitch) bewegingen. Het is de beste modus voor het fotograferen van statische onderwerpen.

Modus 2: dit is de beste instelling voor panning, dus wanneer je met de camera een bewegend onderwerp volgt. In deze modus negeert het objectief de panningbeweging en compenseert alleen voor bewegingen die haaks staan op de panningrichting. Het zorgt ook voor een vloeiender beeld in de zoeker.

Het IS-systeem detecteert automatisch de richting van de panning, dus het maakt niet uit of je liggende of staande foto's maakt en in welke richting je de camera beweegt.

Modus 3: deze Image Stabilizer-modus werd in 2010 geïntroduceerd in de objectieven EF 300mm f/2.8L IS II USM en EF 400mm f/2.8L IS II USM (inmiddels opgevolgd door EF 400mm f/2.8L IS III USM). De modus is ook beschikbaar op de teleobjectieven EF 400mm f/4 DO II IS USM, EF 500mm f/4L IS II USM en EF 600mm f/4L IS II USM (inmiddels opgevolgd door EF 600mm f/4L IS III USM), en EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS II USM, EF 200-400mm f/4L IS USM Extender 1.4x en RF 70-200mm F2.8L IS USM.

Deze handige modus biedt de voordelen van de standaard beeldstabilisatie (die werkt voor zowel horizontale als verticale camerabewegingen), maar is niet constant actief. De modus wordt alleen ingeschakeld wanneer je de ontspanknop helemaal indrukt om een foto te maken.

Modus 3 is vooral waardevol voor sportfotografie, waarin de kans groot is dat je snel tussen onderwerpen moet bewegen. In IS-modus 1 kan dit een schok of sprong in de zoeker veroorzaken doordat de Image Stabilizer naarstig probeert de bewegingen van het objectief bij te houden. Maar in modus 3 wordt de Image Stabilizer pas geactiveerd wanneer je de ontspanknop helemaal indrukt. Het systeem probeert willekeurige, snelle objectiefbewegingen niet te compenseren, maar compenseert alleen op het moment dat je een foto maakt.

Bovendien, omdat de activering is beperkt tot het moment van de opname, blijft de stabilisatiegroep gecentreerd in de objectieftubus en is de stabilisatie maximaal.

Hybrid IS

Hybride beeldstabilisatie, geïntroduceerd in 2009 met het EF 100mm f/2.8L Macro IS USM-objectief, past het concept van beeldstabilisatie toe op macrofotografie. Voor fotografie in het algemeen of bij het gebruik van langere objectieven lijkt de camera roterende bewegingen te maken, dat wil zeggen verticale (pitch) en horizontale (yaw) bewegingen rond een vast punt (de camera zelf). Deze bewegingen worden goed gecorrigeerd door de IS-motoren in de objectieven. Maar als je een onderwerp van dichtbij nadert voor macrofotografie, zijn de camerabewegingen niet zozeer roterend als wel schuivend, alsof het hele kader ten opzichte van het onderwerp op en neer of heen en weer schuift. Dit kan worden gecorrigeerd door Shift IS, een functie die is ingebouwd in het hybride IS-systeem.
Een foto van een go-kartrace met vervaagde achtergrond door panning van de camera.

Selecteer IS-modus 2 bij panning van de camera om een bewegend onderwerp te volgen. In deze modus negeert de Image Stabilizer de camerabeweging in de richting van de panning en compenseert alleen voor bewegingen die daar haaks op staan.

Schema van pitch- en yawbewegingen vergeleken met zijwaartse camerabewegingen.

In macrofotografie is de camera niet alleen onderhevig aan pitch- en yawbewegingen (afbeelding boven), maar ook aan zijwaartse bewegingen over de x- en y-as (afbeelding onder). Hybride IS is speciaal ontworpen om deze problemen op te lossen.

Hoe effectief is beeldstabilisatie?

Met de eerste IS-objectieven kon je scherpe foto's maken bij sluitertijden die ongeveer twee stops korter dan normaal waren. Dit betekent bijvoorbeeld dat als je zonder beeldstabilisatie bij een sluitertijd van 1/60 sec een scherp beeld krijgt wanneer je uit de hand fotografeert, je met beeldstabilisatie dezelfde scherpte bereikt bij een sluitertijd van 1/15 sec, mits alle andere factoren gelijk blijven.

Een van deze factoren, en bovendien een van de belangrijkste, is de brandpuntsafstand van het objectief. Een grotere brandpuntsafstand vergroot niet alleen het onderwerp, maar ook het effect van camerabewegingen. Een handige vuistregel is dat je zonder IS een sluitertijd moet gebruiken die minstens gelijk is aan het omgekeerde van de brandpuntsafstand wanneer je de camera en het objectief met de hand vasthoudt. Als je zonder IS vanuit de hand fotografeert en de brandpuntsafstand van het objectief 500 mm is, moet de sluitertijd minstens 1/500 sec zijn. Als de gebruikte lens 2 stops-beeldstabilisatie biedt, dan mag je verwachten dat je met een sluitertijd van 1/125 sec (dus 2 stops korter dan 1/500 sec) nog steeds een scherp beeld krijgt. Nieuwere IS-objectieven zijn effectiever en bieden een verbetering van 4 of 5 stops. Een verbetering van 4 stops betekent dat je in plaats van 1/500 sec, 1/30 sec kunt gebruiken en bij 5 stops zelfs 1/15 sec. En omgekeerd geldt ook dat een verbetering van 5 stops betekent dat een sluitertijd van 1/15 sec met beeldstabilisatie dezelfde beeldscherpte oplevert als fotograferen met 1/500 sec zonder beeldstabilisatie.

Houd er rekening mee dat beeldstabilisatie alleen het effect van camerabewegingen vermindert. Onscherpte door een bewegend onderwerp wordt niet voorkomen.
Schema van het Dual Sensing IS-systeem in een Canon EOS R.

Cameracompatibiliteit

Het optische beeldstabilisatiesysteem dat hiervoor is besproken — gyro's, microprocessor en een groep speciale lenselementen — maakt deel uit van het objectief, niet van de camera. Dit houdt in dat de IS voor elke specifieke lens geoptimaliseerd kan worden en onafhankelijk is van de camera waarmee je het objectief gebruikt. In sommige omstandigheden zie je dat na de opname het beeld in de zoeker beweegt, maar dit heeft geen effect op de scherpte van de gemaakte foto. Als je de ingebouwde flitser in een van de vroegere EOS-videocamera's gebruikt, zie je soms dat het zoekerbeeld beweegt wanneer de flitser opnieuw oplaadt doordat de voeding van de IS tijdelijk naar de flitser wordt getrokken. Maar dit heeft geen invloed op de scherpte van de opname.

In de meeste EOS-camera's werkt beeldstabilisatie niet als je de bulbmodus voor lange sluitertijden gebruikt. Voor lange sluitertijden werkt beeldstabilisatie hoe dan ook waarschijnlijk niet. In die gevallen is het beter om IS uit te schakelen en te voorkomen dat de camera beweegt.

In dit artikel is alleen de optische beeldstabilisatie in objectieven behandeld, maar de in 2020 uitgebrachte Canon EOS R5 and EOS R6 hebben als eerste Canon-camera's een 5-assige in-body Image Stabilizer (IBIS). Deze werkt tegelijk met de Image Stabilizer in objectieven en is vooral effectief bij trillingen met een lage frequentie (veroorzaakt door bijvoorbeeld je ademhaling of hartslag) en bij grotere brandpuntsafstanden, terwijl de optische beeldstabilisatie in de objectieven vooral effectief is bij korte brandpuntsafstanden. The IS-systemen in de body en het objectief werken samen en de gecombineerde Image Stabilizers kunnen een ongeëvenaarde verbetering van 8 stops opleveren. Met sommige objectieven met een grote beeldcirkel, zoals de RF 28-70mm F2L USM en de RF 85mm F1.2L USM, kan de in-body Image Stabilizer van de camera ook een verbetering tot 8 stops bereiken, ook al hebben die objectieven geen ingebouwde optische stabilisatie.

In de hiervoor gebruikte voorbeelden betekent 8-stops beeldstabilisatie concreet dat je vanuit de hand kunt fotograferen met een 500mm-objectief en een sluitertijd van 1/2 sec. En met een groothoeklens kun je met een sluitertijd van 4 seconden nog vanuit de hand fotograferen. Dat is lang genoeg om stromend water te doen vervagen, maar het landschap eromheen scherp te houden zonder dat je een statief nodig hebt.

Lees verder over in-body Image Stabilisation in de EOS R5 en R6.
Schema van de gecombineerde IS-systemen in een Canon EOS R5.

In de Canon EOS R5 en EOS R6 werkt de in-body Image Stabilizer (IBIS) samen met de optische IS in het objectief om ongeëvenaarde stabilisatieniveaus te bereiken. De microprocessor in het objectief ontvangt gegevens van de gyrosensor in het objectief, terwijl de DIGIC X-processor in de camera gegevens ontvangt van een gyrosensor en een acceleratiesensor in de camera. De twee processoren delen de informatie in real time om de lenselementen en de camerasensor aan te passen, waardoor er een superscherp beeld onstaat.

De beeldstabilisatie-unit van een Canon EOS R5.

Zoals het IS-systeem in een Canon-objectief speciale, bewegende lenselementen gebruikt, beschikt de in-body Image Stabilisation-techniek in de Canon EOS R5 over een magnetisch 'drijvende' beeldsensor, die beweegt om te compenseren voor camerabewegingen.

Accessoires voor IS-objectieven

IS-objectieven werken goed in combinatie met accessoires. Ze zijn bijvoorbeeld heel handig wanneer je een objectiefextender gebruikt om de effectieve brandpuntsafstand 1.4x of 2x te vergroten. Zoals eerder vermeld, betekent het vergroten van de brandpuntsafstand dat het effect van camerabewegingen wordt vergroot, dus de IS is bijzonder nuttig.

Canon EF-extenders zijn compatibel met objectieven uit de L-serie en DO-objectieven met een brandpuntsafstand van 135 mm of meer, en een klein aantal teleobjectieven met een groot diafragma. Canon RF-extenders zijn compatibel met RF-lenzen met een brandpuntsafstand boven de 300 mm. Bovendien zijn beide extenders compatibel met veel IS-objectieven.

De Image Stabilizer blijft ook werken bij het gebruik van tussenringen en close-upobjectieven.

Doe je statief niet weg

Hoewel een IS-objectief meer mogelijkheden biedt dan fotograferen vanuit de hand, zijn er nog steeds momenten waarop je de steun van een statief nodig hebt. Bijvoorbeeld wanneer de sluitertijd meerdere seconden bedraagt of als je met zware objectieven werkt.

In sommige van de eerste objectieven moest je de IS uitschakelen wanneer je een statief gebruikte. Door het gebrek aan beweging raakte het systeem in de war en sprong het beeld in de zoeker heen en weer. Maar zelfs wanneer je een statief gebruikt, kan de camera iets bewegen door bijvoorbeeld wind of een superteleobjectief, dus dan is het IS-systeem heel waardevol. Nieuwere IS-objectieven kunnen het gebruik van een statief detecteren en zo nodig de IS automatisch uitschakelen.

Ook bij het gebruik van een eenpotig statief moet je de beeldstabilisatie ingeschakeld laten, want het is lastig om dit type statief perfect stil te houden.

Geschreven door Angela Nicholson


Gerelateerde artikelen

Meld je aan voor de nieuwsbrief

Klik hier voor inspirerende verhalen en het laatste nieuws van Canon Europe Pro