佳能的EF系列鏡頭，堪稱世界上生產(chǎn)數(shù)量最多，使用范圍最廣的產(chǎn)品，其鏡頭生產(chǎn)總數(shù)量已經(jīng)超過了1.2億支。而佳能最早的鏡頭產(chǎn)品則可以追溯到70年前的1946年。其鏡頭的生產(chǎn)設(shè)計(jì)口號(hào)為“讓拍攝者如愿地拍攝照片”。頗有一點(diǎn)孫悟空如意金箍棒，能大就大能小就小，隨心所欲的味道。而要達(dá)到讓攝影者使用鏡頭獲得自己希望獲得的拍攝效果。則需要鏡頭在設(shè)計(jì)中，具備優(yōu)異的整體畫質(zhì)、出色而真實(shí)的色彩還原、精準(zhǔn)而自然的景深控制能力、優(yōu)良的操控感受和出色的環(huán)境適應(yīng)能力，也就是俗稱的“耐操”。而要達(dá)到以上這五個(gè)要求，佳能就必須使用一系列相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
下面我們就來介紹一下佳能的EF系列鏡頭為了滿足以上五個(gè)要求，所采用的各種各種鏡頭技術(shù)。
·提升整體畫質(zhì)和色彩還原所使用的技術(shù)包括：
螢石鏡片可抑制色像差導(dǎo)致的畫質(zhì)降低
螢石鏡片技術(shù)所謂螢石，其實(shí)就是氟化鈣結(jié)晶體，相比普通透明玻璃，其最大特點(diǎn)是具有低折射率和低色散，能夠有效抑制色差。反映到拍攝中，就是能夠消除圖像邊緣紫邊，同時(shí)獲得更為鮮艷、銳利而細(xì)膩的圖像。
實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)攝鏡頭的小型化與高畫質(zhì)
此外，這種鏡片折射率低，因此使用這種鏡片的長(zhǎng)焦鏡頭就可以在設(shè)計(jì)鏡頭結(jié)構(gòu)時(shí)減少補(bǔ)償球面彎曲的鏡頭組件，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)焦鏡頭體積和長(zhǎng)度的縮短。所以螢石鏡片在佳能的長(zhǎng)焦鏡頭中出現(xiàn)的幾率是最高的。
超級(jí)UD鏡片/UD鏡片所謂UD鏡片也就是通常所說的低色散鏡片，同螢石鏡片一樣，這種鏡片同樣可以用于補(bǔ)償圖像色差。在補(bǔ)償色差的效果上來說，兩片UD等同于一片螢石，一片超級(jí)UD等同于2片UD。相比螢石鏡片，這種鏡片的特點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)較低，從而有效控制鏡頭成本，特別是在超廣角鏡頭中，這種鏡片可以有效降低鏡頭售價(jià)，而讓鏡頭獲得與螢石鏡片相類似的圖像畫質(zhì)。
非球面鏡片使焦點(diǎn)統(tǒng)一
研磨非球面鏡片/非球面鏡片非球面鏡片是指鏡片曲率與普通球形鏡片不一致，從而有效控制入射光線方向抑制像差的特殊形狀鏡片。非球面鏡片中的研磨非球面鏡片采用加工精度和工藝要求都極高的研磨技術(shù)進(jìn)行制造，而普通非球面鏡片則采用玻璃模鑄技術(shù)批量制造。它們可以有效控制鏡頭球差、彗差、以及邊緣扭曲等問題。
左圖為非球面鏡片所拍攝的照片
非球面鏡片可以有效將入射光線匯聚于一個(gè)焦點(diǎn)之上，從而提高鏡頭銳度，而由于采用這種鏡片可以減少鏡頭光學(xué)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，因此也可以讓鏡頭變得更輕、更小，價(jià)格也更便宜。
DO鏡片對(duì)于波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光線（紅色）折射率越大 右圖為DO鏡片折射演示
DO多層衍射光學(xué)元件這是佳能特殊的衍射光柵層疊結(jié)構(gòu)在鏡頭上的實(shí)際應(yīng)用。一塊DO鏡片，從正面看能看到大量的同心圓衍射光柵。其實(shí)是將光學(xué)衍射鏡片如齒輪一樣相互嚙合起來。其技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)三代。其第二代為3層光柵結(jié)構(gòu)，而第三代則采用了無縫雙層結(jié)構(gòu)，消除了衍射光柵之間的空氣層。
三層光柵結(jié)構(gòu)（左）與無縫雙層結(jié)構(gòu)（右）
通過這種衍射技術(shù)，大型變焦長(zhǎng)焦鏡頭就可以有效抑制多余的衍射光線，運(yùn)用到實(shí)際拍攝中，則可以有效抑制眩光。而使用這種鏡片，還可以大大減少長(zhǎng)焦鏡頭的光學(xué)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，從而有效減少長(zhǎng)焦鏡頭的體積與重量，判斷一只EF鏡頭是否采用了DO技術(shù)，則可以從其鏡頭上是否有綠圈裝飾直觀的看出。
傳統(tǒng)凸凹透鏡組合折射（左）與BR鏡片折射（右）
BR鏡片這種鏡片是采用了藍(lán)色光譜折射光學(xué)元件的有一種復(fù)合鏡片。其結(jié)構(gòu)為一片凸透鏡、一片凹透鏡中間加有一片特殊有機(jī)光學(xué)材料（可有效對(duì)藍(lán)色光進(jìn)行大幅度折射）的新型鏡片，其最早出現(xiàn)是2015年。
右圖為BR鏡片拍攝
依靠這種技術(shù)，可以有效控制鏡頭軸向色差，抑制大光圈鏡頭所產(chǎn)生的色暈現(xiàn)象。依靠這種鏡片，鏡頭可以有效降低在大光圈下所拍攝照片物體邊緣的色邊問題，不但讓畫面更為清晰銳利也有利于確保色彩的真實(shí)還原。
SWC亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)鍍膜的示意圖
SWC鍍膜也就是所謂的仿生學(xué)亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)鍍膜技術(shù)。這種技術(shù)模仿了飛蛾眼睛表面細(xì)小的凹凸結(jié)構(gòu)能夠抑制光線反射的原理。依靠在的鏡片表面蒸鍍小于可見光波長(zhǎng)的納米尺寸楔形結(jié)構(gòu)，可以有效控制進(jìn)入鏡頭的光線折射率，從而有效抑制透鏡內(nèi)部的反射問題。反應(yīng)到實(shí)際效果上，就是可以有效減少畫面鬼影以及眩光問題，從而提高圖像的銳度。
傳統(tǒng)蒸鍍膜（左）與ASC空氣球形鍍膜（右）
ASC空氣球形鍍膜佳能特有的防鏡頭內(nèi)光線反射的鍍膜技術(shù)，這種鍍膜技術(shù)會(huì)在鏡頭多層鍍膜的最上層有規(guī)律的平鋪一層直徑為幾十納米的微小空氣球，以降低鏡頭折射率，防止垂直方向光線的反射。從而有效抑制鏡頭內(nèi)因反射而引起的鬼影與眩光。
超級(jí)光譜鍍膜
超級(jí)光譜鍍膜這種鍍膜是佳能EF系列鏡頭最為廣泛使用的鍍膜技術(shù)，也是形成佳能色彩風(fēng)格的根本，為了獲得佳能自然、清新、淡雅而真實(shí)的色彩效果，最負(fù)責(zé)的佳能超級(jí)鍍膜可以多達(dá)10層，在光下觀看鏡片的顏色，你可以看到琥珀、洋紅、紫色、藍(lán)色等多種色彩。依靠復(fù)雜的多層鍍膜技術(shù)，鏡頭就可以抑制從紫外線到近紅外線全可見光光譜下的大范圍波長(zhǎng)區(qū)域的光線反射，而提高可見光通過率，從而有效抑制因折射和內(nèi)部反射引起的眩光和鬼影，提高鏡頭銳度與清晰度。
·提升景深控制能力使用的技術(shù)包括：
浮動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)
浮動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)一種可以移動(dòng)像差補(bǔ)償鏡片組來減少像差的鏡頭結(jié)構(gòu)。在實(shí)際使用中，可以有效降低廣角大光圈鏡頭在近距離對(duì)焦時(shí)產(chǎn)生的多種像差，也可以縮小長(zhǎng)焦微距鏡頭的最小拍攝距離。
圓形光圈
圓形光圈特殊的光圈葉片形狀，這種光圈的葉片在收縮時(shí)內(nèi)圈光孔的邊緣類似于光滑的圓形，因此可以獲得更為柔和美妙的虛化效果。圓形光圈也是眾多用于拍攝人像作品的鏡頭所常用的鏡頭結(jié)構(gòu)技術(shù)。
EF全電子卡口
EF全電子卡口是佳能EF鏡頭發(fā)展技術(shù)的基礎(chǔ)，鏡頭的驅(qū)動(dòng)、補(bǔ)償、對(duì)焦系統(tǒng)均通過其內(nèi)部機(jī)械系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，而無需通過鏡頭尾部的機(jī)械傳動(dòng)裝置來控制，相機(jī)機(jī)身的所有控制信息都是通過鏡頭尾部的金屬電子觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)傳輸與共享，從而大大提高了拍攝精度和相應(yīng)速度。
EMD電磁驅(qū)動(dòng)光圈單元
EMD電磁驅(qū)動(dòng)光圈位于鏡頭內(nèi)部的光圈葉片與變形步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)。相機(jī)通過EF電子卡口向其傳輸控制信息，來調(diào)整光圈的大小。從而減少機(jī)械連接，提高鏡頭耐用性和相應(yīng)速度，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)精確的景深控制。利用這一技術(shù)，移軸鏡頭也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光圈控制功能。
·為獲得優(yōu)良的操控感受推出的鏡頭技術(shù)有：
IS單元的結(jié)構(gòu)
IS影像穩(wěn)定器/動(dòng)態(tài)防抖佳能自有的安裝于其鏡頭上的光學(xué)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu) 在運(yùn)動(dòng)拍攝過程中，鏡頭內(nèi)部電路計(jì)算系統(tǒng)會(huì)通過紅外發(fā)光二極管和兩個(gè)振動(dòng)陀螺儀與位置探測(cè)器對(duì)鏡頭的抖動(dòng)情況進(jìn)行偵測(cè)與反饋，然后根據(jù)抖動(dòng)方式通過動(dòng)圈元件驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償光學(xué)元件，從而從物理上抵消鏡頭振動(dòng)引起的光軸偏差，起到防止鏡頭抖動(dòng)的作用。依靠這一機(jī)構(gòu)，用戶可以在弱光環(huán)境下，以較低的快門速度手持相機(jī)拍攝出清晰不虛的照片。普通的EF防抖鏡頭一般擁有倆種動(dòng)態(tài)防抖模式，其中第一種針對(duì)相機(jī)水平移動(dòng)時(shí)進(jìn)行垂直校正，第二種則針對(duì)相機(jī)垂直移動(dòng)式進(jìn)行水平校正，同時(shí)，在這種模式下的鏡頭也可以在追蹤拍攝時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，而最新型的第三種補(bǔ)償模式則可以針對(duì)無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行抖動(dòng)校正。
右側(cè)為開啟雙重IS影像穩(wěn)定器后效果
雙重IS影響穩(wěn)定器這是一種針對(duì)微距鏡頭推出的復(fù)雜抖動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)即可以補(bǔ)償傾斜抖動(dòng)也可以補(bǔ)償平移抖動(dòng)，從而讓手持微距攝影成功率更高。
環(huán)形USM與微型USM
USM佳能特有的自動(dòng)對(duì)焦用馬達(dá)。也就是所謂的超聲波馬達(dá)。可以通過超聲波振動(dòng)作為動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)鏡頭對(duì)焦，使對(duì)焦更為迅速、安靜，而能耗更低。同時(shí)依靠這種技術(shù)，使鏡頭的全時(shí)手動(dòng)對(duì)焦功能成為可能，也大大簡(jiǎn)化了鏡頭結(jié)構(gòu)，讓鏡頭變得更輕更小。USM超聲波馬達(dá)分為環(huán)形、微型和NANO三種類型，其中環(huán)形USM呈圓環(huán)形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，扭矩大，可以驅(qū)動(dòng)大光圈和長(zhǎng)焦鏡頭，微型USM可被安裝在更小口徑的鏡頭上使用，同時(shí)也支持全時(shí)手動(dòng)對(duì)焦功能，而NANO USM則體積更小，如同小型電子芯片，其驅(qū)動(dòng)方式為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)而不再是前兩者的環(huán)形運(yùn)行，它同樣具有安全、準(zhǔn)求、流程的特點(diǎn)，主要用于新型的視頻類EF鏡頭進(jìn)行推拉搖移跟視頻拍攝時(shí)的平滑對(duì)焦。
全時(shí)手動(dòng)對(duì)焦
全時(shí)手動(dòng)對(duì)焦依靠USM馬達(dá)技術(shù)，用戶可以在自動(dòng)對(duì)焦的模式下，無需切換對(duì)焦模式就直接旋轉(zhuǎn)對(duì)焦環(huán)來確定對(duì)焦效果，從而讓對(duì)焦微調(diào)操控更為方便、直觀、簡(jiǎn)潔。
STM步進(jìn)電機(jī)
STM步進(jìn)電機(jī)同樣是用于驅(qū)動(dòng)鏡頭自動(dòng)對(duì)焦的馬達(dá)?？梢愿鶕?jù)脈沖信號(hào)控制馬達(dá)的啟停、運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、噪音低的特點(diǎn)，用于拍攝短片時(shí)對(duì)焦更為安靜。
后對(duì)焦/內(nèi)對(duì)焦
后對(duì)焦/內(nèi)對(duì)焦后對(duì)焦技術(shù)是指對(duì)焦鏡片組處于光圈后方、而內(nèi)對(duì)焦是指對(duì)焦鏡片組處于光圈前方，根據(jù)不同的鏡頭種類，采用這兩種設(shè)計(jì)的鏡頭可以比未使用這種技術(shù)的鏡頭減少移動(dòng)鏡片組件的數(shù)量，輕量化鏡頭結(jié)構(gòu)，提高對(duì)焦速度。而在實(shí)際使用中，采用這兩種構(gòu)造的鏡頭在對(duì)焦是鏡頭長(zhǎng)度是不變的，也就是說鏡筒不會(huì)伸縮，這樣在使用PL-C圓偏光鏡時(shí)不會(huì)出現(xiàn)對(duì)一次焦就需要調(diào)整一次濾鏡的問題，同時(shí)也可以縮短鏡頭的最近對(duì)焦距離，并減少鏡頭外部的風(fēng)箱效應(yīng)，減少灰塵、霉菌進(jìn)入鏡頭內(nèi)部的幾率。
·提升環(huán)境適應(yīng)能力使用的技術(shù)包括：
防污氟鍍膜
防污氟鍍膜與其他光學(xué)成像鍍膜不同，這一鍍膜技術(shù)是為了提高鏡頭的耐用性而設(shè)計(jì)的憎油憎水性鍍膜。其最大特點(diǎn)是在能夠保持優(yōu)秀透光率的情況下還能減少水滴、油污、汗水等污漬與鏡片的附著性，同時(shí)還能夠提高鏡片結(jié)構(gòu)硬度，減少劃傷的可能。說白了類似于我們?yōu)槭謾C(jī)的貼膜技術(shù)。利用這種技術(shù)可以有效減少鏡頭表面灰塵或污跡附著，讓鏡頭更易于清潔。佳能在其一些理論使用頻率較高的鏡頭的前后鏡片上會(huì)使用這一技術(shù)。
防塵防水滴結(jié)構(gòu)
防塵防水滴結(jié)構(gòu)在佳能的許多L級(jí)鏡頭（鏡頭鑲有紅色裝飾圈）上，都采用了這一設(shè)計(jì)，具體做法是在鏡頭開關(guān)撥桿、鏡頭前緣接口、后部卡口環(huán)、對(duì)焦變焦環(huán)與鏡頭伸縮縫隙等處都增加密封橡膠圈一實(shí)現(xiàn)密封功能，從而減少灰塵、雨水、霉菌進(jìn)入盡頭的可能，提高鏡頭的耐用性和環(huán)境適應(yīng)能力。
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