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吊打尼康、索尼!佳能EF85mm F1.4L IS黑科技访谈!

从耗子胖成猪2020-01-13 12:06:46

为什么标题要那么拉仇恨呢?

因为新85L作为佳能的第四枚85mm定焦,并且是首款搭载IS防抖系统的85mm定焦头,一开始,我们都觉得这只是理所当然的“堆砌设计”——佳能能做85mm,也有IS防抖,两个技术1+1=2,就堆出个85L IS,没啥了不起。

但看完访谈录之后,我们才知道佳能在开发这枚镜头的时候,出发点是什么?

为什么腾龙的VC系列定焦镜头只能做到F1.8?

为什么佳能85L IS会在规格上吊打尼康、索尼(提示一下:关键性的原因在于EF卡口是135系统中最大的!)

下面是日本佳能对EF85mm F1.4L IS研发人员的访谈,我们一起了解关注下。

山口(产品规划)——相当于产品经理的角色

下面是山口先生的说法:(黑体字部分为耗子哥点评及发言人的大标题)

佳能EOS系统的第四枚85mm定焦镜头,首款搭载IS防抖设计的85mm定焦镜头

85mm镜头是一个流行的人像摄影焦段,(在以往佳能的产品中)EF 85mmF1.2 L II USM被许多用户吐槽价格,而EF85mm F1.8 USM则收到很多用户反馈,希望增强虚化。

耗子哥:哦!这就是你们做F1.4的理由?

在规划这个镜头的听证会上,我们收纳了许多专业摄影师及婚礼摄影师的意见。原来的EF85mm F1.2L II USM口碑已经相当不错,而对EF85mm F1.2L II USM的主要吐槽点有:镜头太重,长时间使用很累,自动对焦速度慢,这枚镜头非常容易拍糊片等等。为此,我们决心开发一款让你可以放心使用的大光圈定焦镜头。基于(听证会上大家的吐槽)F1.4光圈、IS防抖系统、快速对焦能力——这三点成为了我们设想中(85mm定焦)手持拍摄的均衡规格,我们决定响应市场对85mm F1.4的呼唤,开发这种产品。

耗子哥:为了吹新品,强行埋汰老85L,哈哈。

我们对这枚新品的商业化开发要求是:可以慢快门手持拍摄(防抖设计)、镜头重量小于1Kg、镜头的外观尺寸缩小(相对于原来的EF85mm F1.2 USM)

耗子哥:老85L才多重?你们1.4的镜头重量做950g真是不够意思!

包括婚礼在内的人物肖像拍摄是许多人生命中非常重要的时刻。 我们的产品除了面向婚礼摄影师,同时意识到产品易用性对各种用户的重要性,我们的目标是创造能够在美好时刻保持美丽记忆的产品。

耗子哥:最后这段客套话暴露了一个言外之意,就是原来的85L没有IS,很多菜鸟容易拍糊,现在加了IS,让菜鸟们也可以拍出不糊的照片。


岩本(光学設計担当)——光学设计师


下面是岩本先生的说法:(黑体字部分为耗子哥点评及发言人的大标题)

L级镜头的高解析力,焦内焦外的平衡之美

佳能已经拥有EF 85毫米F1.2 L II USM,它是2006年发布为85mm旗舰。 虽然它具有美丽虚化的各种美誉,但作为作为EF 85毫米F1.4 L ISM的光学设计的目标,我们需要综合写实与感性的诉求点进行平衡。

我意识到作为今天的镜头,在成像的中心区,需要清晰锐利的表现。而在成像的边缘区,由于人像摄影的构图往往主体在中心区,因此成像圈的边缘区,我们平衡(偏向)美丽的模糊虚化效果。

新85mm F1.4L IS的光学设计就是在考虑实际尺寸、成本的情况下,努力推动发展实现我们设想的这种绘图性能。

耗子哥:说白了就一句话,这个镜头的设计点就是中心锐,边缘糊,并不是作为顶级产品的思路进行开发。



奥田(メカ設計担当)——机械结构设计师

下面是奥田先生的说法:(黑体字部分为耗子哥点评及发言人的大标题)

佳能第一次挑战在85mm定焦上搭载IS防抖结构

当收到产品规划部门的开发要求时,我们的开发部门对设计的难度感到困惑。对于设计支持IS防抖功能的大光圈镜头,确定尺寸和质量的重要因素是IS防抖镜组的重点。由于大光圈镜头具有玻璃镜片直径大的特点,要在这种大光圈的镜头上安装IS防抖镜组,有两个难点,一是IS防抖镜组的直径也要相应加大,这样IS防抖镜组会变得沉重,而驱动IS防抖镜组的马达就会变得更吃力。因此设计一款85mm F1.4的防抖镜头按照产品规划部门的价格需求,产品生产规模和产品竞争力综合思考,(我的)第一反应就是(这个设计需求)“很难”!

但通过采用变通的方法并与其他部门人员的通力协作,例如采用了新型小型化的0.1mm机械部件及新的光学设计,新的玻璃材料等等,(我们实现了设计)限于技术秘密,我在这里不能透露更详细的细节。


耗子哥:看完之后明白了一点,怪不得腾龙的防抖系列都是F1.8光圈。

另外,按照这位开发人员的说法,我怀疑新的85L边缘区画质妥协或许与IS防抖设计要求有关!(因为大光圈的镜头实现IS很难,为了强行IS,在IS镜组直径不够大的情况下,很可能因此牺牲了边缘区的画质)


在尺寸、重量的设计限制之下,充分使用了(各种)丰富的玻璃材料修正像差。


岩本:如前所述,大光圈镜头的所有镜头单元都需要一定的直径(比小光圈镜头更大的直径),为了控制镜头增加大而重的IS防抖镜组之后造成产品直径的增加(设计需求是缩小体积),所以(设计85L IS)的时候,减小IS防抖镜片的直径并减小IS防抖镜片的重量成为了一个关键点。

通常的说,镜头的前镜片直径要比后组镜片直径大,而镜头的镜片组中,最小的镜片直径在光圈叶片的位置附近。为了减小校正光学系统的尺寸和重量,将包括校正光学系统的IS单元放置在孔附近的安装侧。


然而尽管如此,EF85mm F1.4 L IS的IS防抖镜组重量跟尺寸依然很大,接近佳能EF400mm F2.8L IS II USM这种“大炮”镜头的IS防抖镜组重量!如下图所示。

(在镜头的光学设计上)EF 85mm F1.4L IS USM中最重要的因素是校正轴向色差和球面像差。此外,由于景深非常浅,所以(成像面)曲率的校正也是实现高图像质量的必要因素。

对于这些像差校正,(我们)采用了高折射率的玻璃和具有异常色散特性的玻璃。(老一代的)EF85mm F1.2L II USM的(在2006年3月发行)由于开发的时候还不存在于该玻璃材料。(新85L)采用的这种新玻璃材料占整个镜头镜片组的一半以上,因此,我们能够在新镜头上同时兼备IS防抖功能、小型化、高图像质量等优点。(例如)将将具有类似UD镜片的异常色散的玻璃放置在光圈的前面或光圈的附近能有效矫正轴向色差,采用具有高折射率的玻璃作为正透镜,能提高图像的平面特性(降低场曲)。

通过有效大量采用EF85mm F1.2LII时代没有采用的新型玻璃材料和非球面镜片,我们在没有萤石镜片及UD镜片的情况下,良好的矫正了轴向色差及场曲,我们在减小透镜尺寸的同时对每个像差进行了校正。 (得益于)可选择用于光学系统的玻璃材料更丰富,我们通过有效地布置(设计)实现了高图像质量和小型化。

耗子哥:在这里,也可以总结为一句话,镜头黑科技源于“黑科技玻璃”,看来85L IS也大量采用了hoya的新型玻璃。那么镜头的色彩倾向会不会与sigma的art系列类似呢?


挖掘EF卡口极限的光学设计!

岩本:由于光学设计的特点,光圈越靠近卡口位置,后端的透镜直径就越大。另一方面,IS单元也是一样的情况。

因此,在设计上,新的85L IS采用了如下的排列:

(前镜头侧) - 光圈 - IS单元 - 后镜组(相机侧)

由于光圈距离卡口比较远,后端镜组直径会变大,本来F1.4的大光圈镜头后组直径就很大了,加上IS防抖镜组,后组镜片的直径还要继续变大,所以如何尽量让光圈后置,是设计的关键。在保持光学性能的同时,我们也尽可能的精简了IS防抖镜组和后透镜组的结构。

(通过以上的努力),我们可用使EF卡口容纳新85L最后一枚镜片的直径。我认为,当你拿到新镜头并从屁股看的时候,你会发现它的后镜组已经逼近EF卡口最大容纳直径。


确定好IS防抖镜组的布置之后,接下来是确定最佳的对焦镜组布置,并确定整个镜头的镜组分布。由于整个镜头的设计要求小型化,对焦镜组必须小而轻。在这个镜头中,我们采用了一种新的光学类型,它将前组、对焦组、光圈、IS防抖镜组、后组依次排列。特别是对焦镜组跟IS防抖镜组,光学系统设计根据它是凸透镜组还是凹透镜组进行大的修改。对焦镜组设计为凸透镜组,而IS防抖镜组被设计为邻近凹透镜组。不正确的设计方式可能同样尺寸的两个镜组会互相抵消光线的折射,从而降低折射率。

此外,通过使对焦镜组成为凸透镜+凹透镜+凸透镜的组合,同时实现重量减轻和高图像质量。在后组中布置非球面镜片,在校正球面像差的同时可以减少后组中的透镜数量,使得光圈可以尽可能远离卡口放置。通过以这种方式设计整个镜头的基本结构和每个镜头组的镜片配置,我们以某种方式实现了我们的目标。

由于IS防抖镜组的添加增加了镜片数量,所以抑制重影也是一个技术问题。在这个镜头中,我们的后镜组采用了3个镜片胶合。工艺上讲,很难把三个镜片同轴牢固的结合起来,但由于后镜组是产生“鬼影”的关键镜组,为了减少空气的接触面我还是决定采用它(3镜片胶合)。

最后,虽然镜头的镜片数量随着IS防抖镜组的增加而增加,但是通过胶合镜片的设计及采用ASC镀膜的第八个镜片,我们还是进一步抑制了鬼影。


彻底挑战小型化


奥田:选择何种环形USM马达执行AF对焦驱动取决于(对焦镜组直径、镜头外直径)的大小,目前佳能有多种环形USM马达可供选择。小型化设计的防抖镜头佳能EF35mm F2 IS USM和EF 85mm F1.8 USM采用的小型USM环形马达在许多EF镜头中被使用。(如何缩小85L IS的体积,直径,用小一号的USM马达)以光学部门为首的设计师也进行了大量的研究。

请注意一下,佳能上一代EF85mm F1.2L II USM已经使用了佳能直径最大的USM马达,就跟EF400mm F2.8L IS II USM这种“大炮镜头”一样的马达!(下图是两代85L的马达对比,右边是85L IS的马达,确实小了一圈)

(在设计新85L IS的过程中)也有必要设计一个尺寸尽量小的IS防抖镜组,佳能在防抖镜组的驱动结构中使用了陶瓷材料的零件缩小结构尺寸,降低了需求的驱动推力,从而有助于IS防抖镜组的尺寸和重量设计。

下图是多款佳能EF镜头的IS防抖镜组大小比较,看着妥妥的高科技啊!

下图是佳能EF85mm F1.4L IS新设计的对焦镜组

由于是大光圈定焦镜头,所以景深很浅,镜头对AF也要求极高的精度。(由于是F1.4的镜头,相对于其他大部分镜头而言)对焦透镜组还是偏重,佳能为此改进了制动机构,使整体的耐用性及电机“刹车性能”均优于以往的“L系列”镜头。

EF85mm F1.4L IS采用具有优异耐久性的滚珠轴承作为驱动机构,降低了载荷,提高了拉拔性能,同时提高了精度。此外,采用滚珠轴承也有助于高速AF。虽然设计上以有限的电机功率移动较重的对焦镜组,但是由于可以减小摩擦力,所以依然可以实现快速移动对焦镜组。

(紧凑化的设计)使USM单元几乎贴着玻璃的外沿,使空间效率最大化,有助于小型化和轻量化。为了尺寸、重量的限制及85mm F1.4的高规格需求,佳能花了很多时间调整机械和光学设计,大量尺寸在0.1mm左右的机械部件加入实用行列。

佳能85mm F1.4L IS可以实现4.0档的相机抖动校正效果(焦距为85 mm,使用EOS - 1 D X Mark II时,符合CIPA标准)。

它是佳能第一个使用F1.4的大光圈并实现IS功能的镜头。我们想通过小型化设计及IS防抖功能,(让您)尝试舒适的使用感觉。


高质量的可靠性

奥田:虽然我们一直在轻量化设计方面做出广泛的努力,但由于它仍然是一个接近1公斤的镜头,所以(意外跌落)的影响会比较厉害,为了提高可靠性,新85L的结构设计上采用“阻尼器”结构。

具体的做法是将镜头的滤镜槽设计成中凹的结构,挡板结构可以当镜头跌落地面的时候吸能保护镜身。而全长固定的镜头结构有助于分散冲击力。(指前后组镜头相对固定的镜头)由于新85L IS是内对焦结构,镜头的全长固定,而且具有比较大的口径(可以容纳“阻尼器”防摔设计)。

但这个设计要在所有的EF镜头中推广那是不可能的。必须根据镜头的构造和模拟的基础上需要的产品才会采用。除了本镜头之外,还采用“阻尼器”设计的EF镜头有EF24 - 70mmF4 L IS USM、EF 11 - 24mm F4 L USM、EF 35mm F 1.4 L II USM、EF 24 - 105mm F4 L IS II USM。


最后寄语

山口:在未来,对高像素的需求正在增加,它(85LIS)(在高像素需求下)是一枚高度可用的镜头,您可以用手持的方式拍摄(也能得到高像素的优质解析力)。作为人物肖像镜头,该镜头在众多优异的选择当中,具有均衡的“绘图性能”、“防抖性能”、“重量及尺寸控制”,我强烈的推荐它。

一直以来,室内及夜间拍摄都不得不提高ISO感光度(从而降低了画质),而现在,使用EF85L IS,你在户外将会有很多机会进行手持拍摄,即使长时间使用都不易疲劳,大大的拓展了影像的可能性!


最后附上新85L日本官网的部分人像样片:

下面是摄影师的评价:

(装在1DX2机身上)具有良好的平衡感,对焦非常快速,不会错过一瞬间的表情和运动。 让我能够以独特的通透感拍摄出白石聖(模特mm)的魅力。镜头新增的IS防抖功能,使手持摄影的适用范围扩大,便携性上(相对于老版本85L)也略有提高,新的85L就像一本书,用出色的F1.4虚化及超清晰的焦内描绘一幅幅人物肖像的自然之美。