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      您當前在 首頁 RF變焦鏡頭 > RF10-20mm F4 L IS STM

      RF10-20mm F4 L IS STM 建議零售價

      基于RF卡口,將超廣角變焦鏡頭的廣角端縮短到10mm,
      保持高畫質的同時兼顧小型輕量的超廣角變焦鏡頭RF10-20mm F4 L IS STM誕生了。

      超廣角變焦鏡頭的開發理念

      想要開發出給用戶帶來新驚喜的超廣角變焦

      增喜 明彥 [開發主管/機械設計]

      ——請講講開發的理念。

      增喜:想要開發出小型輕量,手持拍攝更便捷的超廣角鏡頭。佳能當年開發的EF 11-24mm f/4L USM這款鏡頭的超廣角曾經帶來很大驚喜。RF10-20mm F4 L IS STM這次的廣角端焦距縮短到10mm,并且還具備光學防抖功能。在此基礎上,鏡頭更加小型輕量,重量只有EF 11-24mm f/4L USM的一半左右,便攜性大幅提升。開發的時候就希望新鏡頭能給用戶帶來更多驚喜。風光、建筑、星空等領域,拍攝時一張照片能夠收入更廣的范圍,實現不一樣的照片表現。鏡頭不僅小型輕量,便攜性更高,還支持光學防抖。搭配支持機身防抖的機型還可實現協同防抖,并且新增了周邊協調控制,由此手持拍攝更加便捷,表現可能性也得以擴展。

      ——怎么會想到要把廣角端做到10mm的?

      增喜:風光及建筑攝影領域經常會用到超廣角鏡頭。這樣的拍攝領域,被攝體往往廣袤雄偉,拍攝的時候總會擔心無法全部收入畫面。為了讓用戶拍起來更安心,這次想要把焦距做到10mm。用這款廣角鏡頭配合穩定器拍視頻,也能將大范圍畫面盡收眼底。讓照片和短片拍攝都能拍出以前很難體驗的超廣角沖擊力,這也是將廣角端做到10mm的原因。

      發揮大卡口、短后對焦距離的優勢,實現了10mm的焦距、且鏡頭小型輕量,并具備光學防抖機構。

      基于EF 11-24mm f/4L USM進一步升級,做出更廣角的鏡頭

      焦距10mm拍攝的街景示例。靈活運用10mm焦距夸張的透視效果,地面的指示標記與背景的建筑全部都收入畫面了。

      ——RF系列中已經有了RF14-35mm F4 L IS USM以及RF15-35mm F2.8 L IS USM。請談談這款鏡頭的必要性。

      增喜:很多用戶會想要在同一張照片中同時表現近處的被攝體和遠處的背景。比如拍攝城市風景,畫面前景有個主被攝體,背景是高聳的建筑物。這種情況下,如果是14mm或15mm的鏡頭,想收入和10mm焦距相同的畫面范圍,只能后退。想要把前景的主被攝體拍大,背景的建筑就不能完全收入畫面。這種情況下,如果想要前景和背景在構圖中搭配更靈活,就需要視角更廣的超廣角鏡頭。這款鏡頭在類似場景應該能發揮很大作用。且10mm的可收入面積相當于14mm的約2倍。雖然通過移動拍攝位置或變焦也能調整被攝體與背景的關系,但我相信RF10-20mm F4 L IS STM這款鏡頭的個性化超廣角表現會為用戶的構圖拍攝帶來新的可能性。

      盡量壓縮鏡頭的長度和直徑,很容易收納到相機包里。

      ——相比EF 11-24mm f/4L USM,這款鏡頭變得十分小型輕量。這也是EF 11-24mm f/4L USM用戶的希望嗎?

      增喜:確實我們有看到很多用戶反應說約1180克的EF 11-24mm f/4L USM重量有些重。加上相機,可能就超過2千克了。如果負重2千克一整天出去外拍,確實挺有壓力的。所以開發這款鏡頭的時候我們也希望能幫用戶盡量減輕負擔。
      RF10-20mm F4 L IS STM基于RF的大卡口、短后對焦距離優勢,配合相機數碼補償歪曲像差,使光學結構盡量小型,在保持鏡頭堅固性的同時,實現了輕量化。鏡頭的重量只有約570克,僅EF 11-24mm f/4L USM的大約一半重。

      廣角端做到10mm的執著

      導入大口徑大曲率的非球面鏡片,實現10mm焦距

      中原 誠[光學設計]

      ——請講講焦距做到10mm的關鍵以及遇到的困難。

      中原:一般來說越是廣角,后對焦距離越短,歪曲像差也更難控制。RF10-20mm F4 L IS STM基于RF的大卡口及短后對焦距離優勢,并結合相機數碼補償歪曲像差。當年EF 11-24mm f/4L USM因高畫質獲得用戶的好評,此次RF10-20mm F4 L IS STM在保持高畫質的同時,廣角端進一步縮短到10mm焦距。這是因為前端鏡片采用了大口徑大曲率的雙面非球面鏡片。更重要的是,這片雙面非球面鏡片是制造部門與研發部門通力協作,才最終實現了理想的鏡片形狀。

      ——作為關鍵部件的前端鏡片,也就是這片大口徑大曲率的雙面非球面鏡片,設計及制造上的難點有哪些?

      中原:非球面鏡片越大,就越難保持加工精度。且鏡片朝向圖像感應器的一面采用了抑制反射的SWC亞波長結構鍍膜。曲率越大,鍍膜就越難保持均勻。我們與制造部門通力協作,反復進行了多次的模擬測試,為了鏡片的量產能保持高精度,讓生產的每一片鏡片形狀理想,并提供高光學性能,真是煞費苦心。如果這片非球面鏡片沒能開發出來,這款鏡頭也沒法實現高性能與小型輕量的兼顧。

      • UD鏡片×1 UD非球面鏡片×1

      • 非球面鏡片非球面鏡片×2

        BR光學元件(藍色光譜折射光學元件)×1超級UD鏡片×1,UD鏡片×2

      前端鏡片采用的Gmo(玻璃模鑄)大口徑大曲率非球面鏡片??纱蠓秶奂饩€并折射給后方鏡片組。為鏡頭實現10mm焦距并兼顧高畫質、小型化做出了很大貢獻。

      SWC亞波長結構鍍膜是一種特殊的鍍膜,對入射角較大的光線防反射效果好。如果是曲率較大的鏡片,可有效抑制周邊的鬼影及眩光。

      帶來10mm焦距下高畫質的光學設計

      焦距:10mm / 光圈:F5.6
      10mm焦距下,有效抑制了畫面周邊的像差,獲得了高畫質。

      ——這次的焦段是怎么確定為10-20mm的?

      中原:我們開發的方針就是讓RF鏡頭系統能夠為用戶提供EF鏡頭系統沒有的價值,并提供更加多樣的照片表現。所以一開始就定下了10mm超廣角這個規格。超廣角變焦鏡頭,變焦倍率越高,畫質就越難維持,可能邊緣畫質很低,或者鏡頭尺寸增大。開發過程中我們要注意畫質與鏡頭尺寸的平衡,也考慮到視頻拍攝的便捷性,最終確定為變焦到20mm。盡量讓用戶拍照片及視頻都方便使用。



      ——高畫質是基于怎樣的技術達成的?

      中原:EF 11-24mm f/4L USM鏡身尺寸相對較大,但采用了研磨非球面鏡片及超級UD鏡片,畫質還是很不錯的。這次RF10-20mm F4 L IS STM想要實現高畫質,難度還是挺高的。開發的大方向是超廣角及小型輕量,但畫質怎么也不能比EF 11-24mm f/4L USM差。所以光學設計上合理配置了非球面鏡片、超級UD鏡片、UD鏡片,且生產方面鏡片的加工及組裝也都力求高精度。這樣才獲得了高畫質。

      中原:還有就是可能有人覺得相機數碼補償歪曲像差反而會讓畫質變差。但除了歪曲像差還有其他像差,比如像面彎曲、倍率色像差等。這次在設計上,先有效控制其他影響畫質的多種像差,然后在此基礎上再數碼補償歪曲像差,使鏡頭獲得了與EF 11-24mm f/4L USM相當甚至更好的高畫質。實現此次設計還有一大要因,那就是佳能內部自主研發的光學設計軟件的性能有很大提升。

      ——請談談光學設計軟件的性能有怎樣的提升?

      中原:比較有代表性的一點是軟件模擬技術的提升。軟件是佳能自主研發的,可以根據光學設計部門的需求來調試軟件。比如,以相機補償歪曲像差為前提進行光學性能的測評、容差分析、鬼影具象化等的模擬。以前還會讓年輕員工把光路圖打印出來確認?,F如今很多工作都可以通過軟件模擬來完成了。

      UD鏡片?超級UD鏡片
      合理配置特殊鏡片,以獲得有效的色像差補償,畫面中央到周邊,都能獲得少色暈的高畫質。

      實現小巧輕量的設計

      多部門技術協作,實現小型輕量

      鹽野 雅人[機械設計]

      ——小型輕量化方面有遇到什么困難嗎?

      中原:光學設計以盡可能小型化為目標,還要保持高畫質。所以光學設計部門與機械設計部門通力合作,對每一片鏡片的支撐方式下了大功夫。由此量產才得到了穩定的高品質。為了減小體量,前端鏡片之外,也更多使用了薄的凹透鏡及大曲率凹透鏡,這些鏡片的加工難度都很高。有制造部門的通力協作才使得開發部門小型輕量的設計落到實處。

      鹽野:在設計的最初階段就定下了鏡頭尺寸要保持和RF14-35mm F4 L IS USM差不多這一目標,設計也是按照這一目標來推進的。同時光學設計方面也朝著這一方向努力,將鏡片大致分成兩大組來控制移動。由此,凸輪筒的長度得以縮減。包含前端鏡片的第1組鏡片盡量由凸輪筒的前半部分控制,設計的難點在于保持堅固性的同時縮減尺寸和保證凸輪的開槽空間等。最終結構是包含前端鏡片的第1組通過凸輪前半溝槽來控制,其余鏡片通過后半的凸輪溝槽控制。如果單獨移動的鏡片組增加,凸輪筒上的溝槽也要隨之增加,凸輪筒就會變長。凸輪筒變長,筒前端就會頂到前端鏡片,這樣就得把筒加粗。所有相關人員都幫忙獻計獻策,最終才讓鏡頭實現了如今的小尺寸。

      ——輕量化對鏡頭的堅固性有影響嗎?

      鹽野:設計過程中不斷通過軟件模擬來確認細節,由此盡量減少金屬部件的同時,讓鏡頭的堅固性保持了L級鏡頭的水準。比如,前端鏡片組比較重,我們通過多開凸輪槽增加對前端鏡片組的支撐。鏡頭遭遇磕碰時,也可分散撞擊力,盡量減少磕碰對光學性能的影響。這次設計時軟件模擬的效果與最終鏡頭實際情況非常接近,這對我們實現輕量化的設計很有幫助。當然實物鏡頭也有進行堅固性的測試。



      ——最大光圈為什么沒有做到F2.8而是F4?

      中原:本次優先考慮的是更大的廣角,因為這可以為用戶提供之前很難實現的照片表現。開發的初期也曾經就焦距和光圈展開多種討論,最終平衡畫質及焦距等多種因素,將光圈定為F4。

      凸輪筒的前半支撐第1組鏡片,后半支撐第2組及第3組鏡片。 如果鏡片組更多,可能就需要更長的凸輪筒來支撐鏡片。

      支撐鏡片的金屬凸輪筒。

      RF10-20mm F4 L IS STM雖然是超廣角鏡頭,但尺寸跟RF14-35mm F4 L IS USM差不多。

      導入光學防抖的超廣角變焦鏡頭

      新防抖技術強效補償周邊抖動

      ——很多人覺得廣角鏡頭不用防抖。為什么此次還是導入了光學防抖?

      中原:實際上,鏡頭越是廣角,透視變形越明顯,畫面周邊的抖動也因此更大。這次我們將IS光學防抖單元配置在了靠近相機圖像感應器的位置,希望由此在鏡頭上有效抑制畫面周邊的抖動。且鏡頭光學防抖還可與機身防抖聯動,更好地控制畫面周邊抖動。

      ——就是說IS單元越靠近圖像感應器防抖效果越好?

      中原:并不能一概而論。只是想要有效抑制周邊抖動的時候這樣的配置可以實現更好的抖動控制。一開始的時候并不是這樣的設計,但反復進行軟件模擬后,發現這一配置比較好。我們還對IS防抖鏡片的形狀進行了研究,由此也能很好地補償中央部分的抖動。我們反復討論了機械設計與光學設計怎么搞才能讓IS單元更適配,IS鏡片該怎么改進等問題,最終才確定了如今的光學配置。

      ——在導入IS單元及周邊協調控制上,開發有什么困難嗎?

      水落:在有效抑制周邊抖動的同時,還得保持畫面中央部分畫質,所以IS單元的驅動就變得復雜。在機身防抖和鏡頭光學防抖聯動方面花了很多精力。與常規的協同防抖相比,如果想加強周邊防抖,鏡頭內的IS單元需要大幅度移動。同時為了保持高畫質,就要通過機身防抖補償畫面的整體抖動,二者協同控制。這就需要相機與鏡頭之間補償數據有高效的交互。我們和相機開發部門一起為此進行了很多嘗試并反復對算法進行改良。最后實現了如今的結果。

      在圖像感應器周邊部分成像的光線。是通過光圈中央部后,打向圖像感應器周邊。相對于配置在光圈附近,IS防抖單元配置在距離感應器近的位置,更容易覆蓋打到周邊的光線,抑制周邊的抖動更有效。

      IS光學防抖單元

      新的防抖控制基于鏡頭和機身防抖的聯動

      水落 風也[電子設計]

      ——周邊協調控制是通過怎樣的原理來補償周邊抖動的?

      水落:發生抖動的時候,被攝體成像會整體錯位,同時伴隨周邊的變形。而且越是廣角,周邊變形越明顯。而鏡頭光學防抖是移動防抖光學鏡片抵消成像錯位,同時補償周邊的變形。而機身防抖僅能整體移動成像面,無法像鏡頭光學防抖那樣補償周邊的變形。特定的焦距和對焦距離下,僅鏡頭光學防抖就能補償畫面整體的抖動。但跨焦段且對焦距離也有跨越的時候,鏡頭光學防抖也力有不逮。周邊協調控制相當于發揮了鏡頭光學防抖及機身防抖的優勢,二者協同提升了周邊抖動的控制效果。

      抖動補償的種類 特征
      僅機身防抖 僅移動成像面抵消抖動,無法補償周邊抖動
      僅鏡頭光學防抖 可移動成像抵消抖動并補償變形
      不能根據焦距和對焦距離進行周邊的補償
      周邊協調控制 可移動成像抵消抖動并補償變形
      通過聯動有效補償周邊抖動

      發揮機身防抖與鏡頭光學防抖各自的優勢,二者協同控制,實現了新的周邊防抖。(2023年10月EOS R5固件版本1.9.0及以上支持)

      STM步進馬達的貢獻

      自動對焦?小型化?防抖,三者背后的關系

      ——作為佳能的L級鏡頭,采用了STM步進馬達。請介紹一下采用STM步進馬達的背景。還有在提高自動對焦速度方面做了哪些考慮?

      增喜:大家可以看到,對焦鏡片是非常小的。USM超聲波馬達其實更適合驅動移動量大的鏡片。而這款鏡頭的對焦鏡片移動量設計得相對較小,我們覺得STM步進馬達驅動就能獲得良好的效果。且相對于USM超聲波馬達,STM步進馬達的驅動結構更加小巧,這給IS光學防抖單元的配置留出更多空間,由此IS單元才能配置在鏡頭后部。也就是說,STM步進馬達相當于間接促成了這次的周邊協調控制。

      中原:對焦鏡片能兼顧輕量化及高性能,主要依托于對焦鏡片的合理配置以及鏡片材料的甄選。在畫面周邊成像的光線會在光圈中央交匯。廣角鏡頭一般來說靠近光圈的鏡片尺寸可以做小。所以對焦鏡片配置在靠近光圈的位置,比較容易實現小型輕量的設計。且鏡片還采用了具備低分散特性的鏡片材料,以抵消對焦時產生的色像差。由此在小型輕量的基礎上兼顧了高畫質。不僅這款鏡頭,佳能為了拓展光學設計的可能性,一直都在不斷開發新的鏡片材料。這次我們還盡量縮短了對焦鏡片的移動量,由此提升了自動對焦的速度。

      對焦鏡片的設計考慮了輕量化以及移動量等問題,基礎于此提升了自動對焦的速度。

      RF10-20mm F4 L IS STM采用的STM步進馬達。導螺桿的長度根據對焦鏡片的移動量決定。對焦鏡片移動量小,不僅可以提升對焦速度,還有助于鏡頭小型化,并提升防抖性能。

      鹽野:STM步進馬達用的是導螺桿型的。導螺桿的長度跟對焦鏡片的移動量成正比。鏡片移動量大的話,導螺桿就會變長,驅動導螺桿的單元也會整體跟著變大。這一點很大程度決定了鏡頭是否能小型化。


      水落:STM步進馬達在佳能其他鏡頭上也有使用?,F存的采用STM步進馬達的鏡頭有很多都可實現高速的對焦驅動。這些都是機械設計部門通力協作不斷試錯,將驅動速度盡量優化的結果。且STM步進馬達是使用相對簡單的結構實現高精度的驅動控制,從這一點來看,這種馬達是非常好的驅動單元。但之前STM步進馬達因為啟動時要回到初始位置,有啟動時間偏長的問題。但本款鏡頭作為采用STM步進馬達的RF鏡頭,首次導入了位置感應器,由此縮短了啟動時間,綜合來看,驅動性能不輸USM超聲波馬達。

      RF10-20mm F4 L IS STM 開發人員感言

      影像信息事業本部ICB
      光學開發中心
      增喜 明彥[開發主管/機械設計]


      10mm焦距下去觀察取景器畫面,廣闊的視野跟人用雙眼觀察的效果接近。一般來說,50mm左右的視野范圍人眼分辨力最高。這款鏡頭可以說提升了50mm外圍視野的分辨力,以超廣角的震撼視效呈現雙眼覆蓋的視野范圍,并且直到邊緣部分都是高精細成像。比如,將雄偉的建筑或廣袤的風景收入畫面時,可以獲得之前很難獲得的畫面沖擊力。且小三元鏡頭再添這一支,四支鏡頭可以無縫覆蓋10-200mm的焦段,表現的手法可以更加拓展了。

      RF鏡頭中,小型輕量的鏡頭已經有很多選擇,外拍時多帶幾支,根據具體需要選用不同鏡頭,會讓拍攝更有樂趣。

      影像信息事業本部ICB
      光學技術統括開發中心
      中原 誠[光學設計]


      日常的光景,用超廣角變焦鏡頭來拍,能拍出與肉眼所見非常不同的效果。這款鏡頭剛出來的時候,給我印象最深的兩點,一個是鏡身真是小巧輕量,還有就是觀察取景器的時候,房間變得好寬廣。希望大家都能裝上這款鏡頭,嘗試觀察一下取景器的畫面,體驗超廣角這種不一樣的感覺。

      現在很多人都喜歡用智能手機來拍攝照片。但照片不僅是記錄所見的媒介,在想要銘刻感動的時候,希望大家可以選擇表現形式多樣的RF鏡頭。

      影像信息事業本部
      ICB光學開發中心
      鹽野 雅人[機械設計]


      超廣角變焦鏡頭常用于拍攝風光。這款鏡頭小巧輕量,外拍時加上這支鏡頭也不會感覺負擔。希望大家外出拍攝都能帶上它,體驗一下之前的超廣角很難獲得的成像效果。

      與EF系列相比,RF系列鏡頭整體更加小型輕量,且防抖性能更佳。我們一直在不斷進步,今后推出新的鏡頭也會匯集更多新的技術。我們全力以赴,希望我們設計的鏡頭能夠幫助用戶實現自己的拍攝創意,也希望RF鏡頭能為用戶所青睞。

      影像信息事業本部
      ICB光學開發中心
      水落 風也[電子設計]


      作為超廣角變焦鏡頭,我覺得這款鏡頭真是特別的小巧輕便易攜帶。EF 11-24mm f/4L USM還是略顯笨重,不太適合隨手去拍。但這款鏡頭可以讓用戶輕松攜帶外拍。超廣角鏡頭夸張的透視可以拍出很有沖擊力的照片,希望大家都能嘗試體驗。

      與數碼單反時代相比,如今的相機性能不斷提升,大家都很容易就能拍出想要的照片效果。EOS系統致力于讓普通人能隨手拍出好照片,專業人士能專注于攝影作品的創作。鏡頭能幫助用戶實現多種多樣的照片表現,希望大家能夠多多選擇RF鏡頭。

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