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步进马达




自实时取景/视频拍摄变得普及后,STM(Stepping motor)步进马达就得到了非常广泛的应用。与传统的直流马达相比,STM步进马达具有响应速度快、控制精度高、架构简单易于小型化等优点。


但马达并非一个镜头驱动单元的全部。以STM为例,它有齿轮型和导螺杆型两种结构。齿轮型结构类似于以往的直流马达,结构简单,体积小。但性能提升有限,且镜片依然以旋转方式移动。对焦速度一般、噪音也会稍大一些。

(佳能STM+齿轮型的技术示意图)


导螺杆型结构则通过“导螺杆”让马达产生的扭力驱动对焦镜片做前后位移。它很接近线性马达,对焦过程相比齿轮型更平滑安静。但根据“线性马达”的定义(将电能直接转换成直线运动机械能,中间无需转换机构),STM导螺杆型结构并不属于线性马达(镜片做线性运动,但中间存在转换机构)

(佳能STM+导螺杆型的技术示意图)


佳能会在产品介绍中明确STM马达的类型,比如RF35mm F1.8 微距 IS STM、RF50mm F1.8 STM、RF85mm F2 微距 IS STM采用的是STM+齿轮型结构,RF24-105mm F4-7.1 IS STM、RF600mm F11 IS STM、RF800mm F11 IS STM采用的是STM+导螺杆型结构。

而尼康则要通过产品介绍中的对焦系统示意图来进行判断:基本上给出示意图的都是STM+导螺杆型。没给出的,比如Z 28mm f/2.8、Z 40mm f/2恐怕就是齿轮型了。

(尼康Z 105mm f/2.8 MC S的技术示意图)




环形超声波马达




环形超声波马达是自单反时代传承下来的高性能马达,具有扭力大、噪音低等优点。需要注意的是,因为环形超声波马达的扭力大,所以与之搭配的通常也是重量级对焦镜组。所以使用环形超声波马达的镜头,并不一定比使用普通马达但对焦镜组轻的镜头对焦快。

另外,环形超声波马达驱动的对焦镜组都是以旋转方式做前后位移,镜筒组件上有支撑镜组旋转移动的轨道(学名是“凸轮槽”)

(腾龙SP 35/1.4 Di VC USD的技术示意图)


在微单时代,出于轻量、节能的使用需求,与光学设计上的优化(对焦镜组更小更轻),环形超声波马达的使用也随之减少。索尼、尼康、腾龙都在用新的高性能线性对焦马达来替代传统的环形超声波马达,佳能也在大三元、小三元等常规镜头上普及NANO USM马达。


线性马达




线性马达应该是微单镜头的发展方向。和传统马达相比,它的效率更高、重量更轻,工作时也更平滑安静。

索尼E卡口镜头广泛使用“普通”线性马达 —— 在索尼日本官网的镜头产品页上(www.sony.jp/ichigan/lineup/e-lens.html),“LM”图标所代表的就是线性马达。此外,富士镜头中型号包含“LM”的产品也采用了线性马达。


直驱超声波是比“LM”更高级一些的线性马达。对于这项技术,佳能称之为NANO USM,索尼称之为DDSSM(直驱SSM)

(佳能NANO USM的技术示意图)


目前最先进的线性马达应该是索尼XD、尼康SSVCM和腾龙VXD(此为ET个人看法),其中尼康SSVCM和腾龙VXD都包含了音圈和磁场。

(尼康SSVCM的技术示意图)


(腾龙VXD的技术示意图)

需要注意的是:不少采用线性马达的镜头,对焦镜组在断电后(关机或从机身上取下)是可以自由滑动的 —— 晃动镜头时听到内部有声音,可能来自防抖组件也可能来自对焦组件,但绝大多数情况下都是正常现象。


其他变化




对焦环:
在过去很长时间里,自动对焦镜头上的对焦环都是与对焦镜组存在机械联动的。也就是在手动对焦模式下,我们旋转对焦环就能直接驱动对焦镜组,可以直观感受到最近对焦距离和无穷远。这与手动对焦镜头并没有任何区别。

而现在的绝大多数镜头都采用电子对焦环,对焦环与对焦镜组之间并不存在机械联动。旋转对焦环时,镜头会将对焦环转动的信号传递给相机,然后相机再根据信号控制对焦马达驱动对焦镜组移动。这样的好处是让镜头结构更简化,同时可以自由设定对焦环的方向、速度和行程。缺点是我们无法直接设定无穷远,关机/休眠后对焦距离也可能发生改变。

浮动对焦:
浮动对焦是指在对焦过程中,两个对焦镜组做差速移动,通常可以缩短最近对焦距离、改善近摄画质。在过去很长时间里,无论手动对焦镜头还是自动对焦镜头,浮动对焦都是以机械方式达成的。

而微单镜头因为采用电子对焦控制,大大简化了浮动对焦的设计难度。电子浮动对焦可以让对焦镜组和浮动镜组分别进行高速、精确移动 —— 这也成为新时代高端微单镜头的普遍特征。

(佳能RF70-200/2.8L IS USM的技术示意图)






(完)