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发信人: yangoo (旸), 信区: Photography
标  题: Canon EF28-135mmf/3.5-5.6 IS USM镜头的性能与应用
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年01月11日09:21:00 星期六), 站内信件

    佳能EF28-135毫米f3.5-5.6 IS USM镜头于1998年春季推出，是继75-300毫米f4.5-
5.6 IS USM和300毫米f4 L IS USM之后的第三款IS镜头，也是第一款包涵广角至中长焦
距的IS变焦距镜头。其变焦比率约5倍，实现了优质和小型化。
    一、镜头的光学技术特点
    该镜头具有全新的光学系统（图1），采用了佳能领先开发的5种镜头制造专利技术
。
    1、超级内部凸轮（SIC）系统使其小巧的镜头体积内实现了大变焦比率和内调焦的
精确光学控制。该镜头的光学系统因此能设计为16片12组，构成6个移动单元。通过外部
变焦环的单一操作，镜头内的SIC系统可以驱动16片透镜分6组做相应的变焦距移位。同
时，SlC系统对变焦移位产生的光学像差作精确的校正，保证了整个变焦距范围的影像都
具有优良素质。
    SIC系统使第2镜组在参与变焦距移位之外，还有内调焦点距离的功能；使第5镜组在
完成变焦距移位之外，并兼有影像稳定补偿功能。超级内部凸轮系统促成了光学系统设
计的最大程度简化，使镜头体积、重量小型化。
    2、环型超声波马达（USM）具有低速扭力大、转幅控制精度高和起动、停止无振动
噪音的优点，通常配置在EF镜头系列的“L”级高素质镜头中。这款镜头采用环型超声波
马达驱动小巧的第二（内调焦）镜组，使 AF操作更高速静声(图3）。另外，专门的机械
手动调焦机构可以在单次AF模式（甚至于关闭电源时）能随意手控调焦。内调焦过程中
镜头前端不旋转，有利于偏振镜等附件的使用。
    通常高变焦比镜头的最近拍摄距离要受长焦距端的制约。这款镜头的内调焦系统可
以在AF和M调焦方式都实现全变焦距范围的50毫米近摄调焦，近摄时最大拍摄倍率为0.1
9倍（135毫米焦距时画幅为125毫米X190毫米）。可以配合EFl2及EF25延长器进行更大倍
率近摄，最大可达1.09倍（EF25配合28毫米焦距距离169毫米；135毫米焦距距离280毫米
为0.58倍）。
    3、辅助防眩光阻光阑（Flare-blocking）设置在主光圈前方（图1、2），能随SIC
系统控制的6个镜组浮动变焦距移动到最佳光阑位置。它是一个固定孔径的光阑可以有效
地阻拦镜头前6块透镜射出的多余杂光，最大限度地提高了进入主光圈的成像光质。防眩
光辅助光阑技术的采用使全部镜片在超级多层增透镀膜的基础上进一步减少内部有害反
射、增强影像反差和色彩饱和度。
    4、玻璃模铸（GMO）非球面透镜技术是佳能为推广非球面透镜的应用，降低镜头生
产成本的专利技术。该镜头中C14（前数第14块）镜片即是光学玻璃材料经GMO技术高精
度低成本制成的非球面透镜，它有效地校正了变焦距过程产生的像差，使这款镜头在全
变焦距范围都有出色的高反差和明锐度，能提供高色彩饱和度的优质影像。由于GMO非球
面透镜技术，有效地降低了制造成本，这款具有较高光学素质的镜头不属于高成本的EF
-L级镜头系列。
    5、该镜头采用了全新的1S影像稳定器，能更有效地驱动小型化的第5组光学补偿镜
组。这款镜头还更新了补偿光学系统的位置检测传感器，精简了IS功能关闭时补偿镜组
自动回位于光轴中心的锁定机构，使整个影像稳定器的体积明显减小，从而促成镜头小
型化。
    二、镜头的IS影像稳定功能原理
    为了更好地理解和应用该镜头的IS影像稳定功能，这里将其原理简介如下:
    通常手持相机拍摄是主要的拍摄方式，但是手持拍摄都有不同程度的抖动，在必须
使用慢门速度拍摄时抖动造成影像的虚化就更明显了。这是由于影像光线在胶片平面上
与手抖运动方向同步移动造成的（图 4）。例如，当镜头向下抖动时胶片平面上的影像
光线也向下方移动（图4中间的实线所示）。因此，只要在镜头光学系统中有一组透镜能
与手抖动方向一致作相应程度（量）的同步移动，胶片平面上影像光线将被折回上方。
这样，影像光束的中点又回到片门框的中心点——这个抖动量造成的影像下移即被抵消
（图4下方的虚线所示）。
    为了使镜头具有减轻抖动功能，必须实现以下4点:
    a、随时快速准确地检测出手持相机抖动方向和量，并形成电子信号输入计算系统；

    b、随时将检测出的手抖方向和量经高速计算转换成能指挥控制补偿镜组进行相应移
动（方向和量）的电子信号，并输出相应的驱动电能;
    c、补偿镜组根据指令瞬间移动，进行防抖动补偿；
    d、以上3种功能机构设置在一只镜头内部，并且能由相机在正常拍摄操作中同步完
成控制。最主要的是这种功能必须特续工作，消除手持拍摄中的连续抖动。
    根据上述原理，这款IS影像稳定镜头具有以下相应机构:
    1、有一对水平和垂直方向设置的陀螺感应器（图3），随时检测并连续发出镜头上
、下、左、右全方位抖动的电子信息。
    2、镜头内部的16比特微处理器（CPU）高速计算出补偿镜组为消除相关抖动所需补
偿移动的方向和量，并且转换成驱动补偿镜组移动的脉冲电流方向和强度控制信号。
    3、专门研制的小型电磁光学补偿机构获得机身电池经脉冲线路转化（CPU控制）的
脉冲电流后，产生相应的电磁驱动补偿镜组移动，从而消除抖动在胶片平面上形成的影
像移动。
    在持续用手持相机进行拍摄时，镜头的IS影像稳定系统对抖动的检测、计算和抵消
都是连续进行的。由于电—磁驱动反应和控制性能极高，该镜头的IS补偿功能实际上可
以消除0.5-20赫兹（即1次/2秒——20次/1秒）手持抖动造成的胶片平面影像移动。在1
35毫米焦距状态可以消除胶平面上像点2.5毫米范围的移位。每个抖动值的出现到影像移
动的消除间隔为1/10000 秒，持续的手持抖动所造成的影像移动都能在1/l0000秒后被连
续消除，所以从取景器里也可以看出IS功能启动后，原来抖动的影像瞬间就稳定了。
    三，镜头IS影像稳定功能的性能特点
    手持35毫米单反相机拍摄时都可以依照 “1/镜头焦距值=最低快门速度”的原则来
控制影像的清晰度。如果以此标准，这款镜头启动IS影像稳定功能后，相对于不使用该
功能手持拍摄清晰影像的成功率和快门速度的关系可以用图5表示。
    在图5里，垂直方向为清晰影像拍摄成功率，50%相当于半数拍摄量为废片，l00%相
当于所拍摄量都清晰成功；横方向为快门速度值从1/8-1/125秒。从图中虚线可以看出使
用135毫米焦距手持拍摄静止景物时，未使用IS影像稳定功能的清晰影像成功率，当使用
1/8秒快门速度拍摄时成功率是25%。图中的实线显示使用IS功能时同样1/8秒快门速度可
以达到60%的成功率；使用1/15秒快门速度拍摄的成功率可达到80%，而要达到相同的成
功率在不使用IS功能时，就需要用1/60秒快门速度拍摄。由此可见，这款镜头IS影像稳
定功能的应用相当于将“1/镜头焦距值=最低快门速度”的标准再降低两级快门速度；也
相当于镜头最大光圈再扩大两级的应用。
    这款镜头在以下方面，可以发挥其优势:
    1、在低照度条件下内、外景和不用闪光灯的现场光效下手持拍摄。
    2、手持相机进行近摄；在大风中、车或船上晃动及不能使用脚架的展室、剧场内这
些情况下手持拍摄。
    3、需要用增加景深的小光圈慢门时手持拍摄。
    4、为强调动体移动感采用慢门时手持拍摄。
    5、增加了使用超细粒子低速感光度胶片的可能性。
    6、在多数拍摄场合可以用这款镜头方便及时地适应不同景别和光线条件变化的需要
，实现一镜多能的拍摄。
    四、镜头IS影像稳定功能的使用要点
    根据上述IS功能的原理和性能特点，在使用中应掌握以下要点:
    1、该镜头的IS功能通常都与EOS相机的AF功能同步启动，但因EOS机型的不同也有所
区别：对于半按快门钮启动AF的 （例如，EOS-300、500、88等）机型，镜头的IS功能都
由半按快门钮启动；对于E0S-lN机型，设定自选功能CF-4-1模式后镜头的IS功能启动改
由AF锁定钮完成；如果是EOS-50E（50）机型，镜头的IS功能启动在机身设定CF-4-1模式
后仍然由半按快门钮完成；如果是EOS-3、E0S-lV和最新的EOS-30机身上设定CF-4-1模式
后，镜头的IS功能启动都可以由快门钮或AF锁定钮随意操作，极为方便。
    2、镜头的IS功能启动约1秒钟后，IS影像稳定镜组的磁动补偿进入最佳持续状态。
因此，应提前半按快门钮（或AE锁定钮）待取景器内影像稳定再拍摄（有的机型在拍摄
后取景器内影像会跳动一下，但这并不影响拍摄效果）。
    3、该镜头没有L级IS镜头的“1”或“2” IS模式选择，属于上、下、左、右全方位
防抖动方式。如果使用慢门追随动体拍摄，镜头的IS检测系统会将主体背景的移动当作
抖动值检测出来，并且努力消除掉，这就会影响追随拍摄的效果。所以，追随拍摄时应
该关闭该镜头的1S功能。
    4、在稳定的三脚架上拍摄应关闭该镜头上的IS功能。在大风中拍摄会引发三脚架和
云台与相机之间的谐振，如果在取景器中能感到影像抖动时，可以启动IS功能，待1秒钟
后影像稳定再拍摄。如果仍然有影像抖动现象，这时可以脱离脚架直接利用IS功能手持
拍摄。因为人体不会像金属脚架和云台那样发生在风中的谐振问题，可能这样做的防抖
动效果会更好些，这正是该镜头的优势。
    5、在车、船、飞机等晃动条件下使用该镜头手持拍摄时，可参照下列经验：首先，
手持相机应离开任何硬性支撑物，也不要依靠车、船体。尽量使用1/125秒以上的快门速
度，ISO l00以上感光度胶片，对于20米以外远景不必顾及景深可利用大光圈，手动调焦
锁定远景。如果在平坦的砂土路面上以50公里/时，或在平坦的柏油路面上以100公里/时
的车速行进，在这种条件下拍摄，该镜头可以对15米以外的景物起到防抖动作用。建议
使用该镜头时尽量选择广角端，效果会更好些。
    6、这款镜头的IS功能仅能在一定条件下防止因手持拍摄而造成的影像虚动，对于摄
影者处于剧烈晃动环境中而造成的影像虚动是不能消除的。同样，IS功能是相对于静止
景物而言能消除手抖影响，对于不适应“1/镜头焦距值=最低快门速度”原则的动体拍摄
也不适用。例如，利用这只镜头的IS功能拍摄现场光条件下的服装表演，如果使用1/30
秒快门速度拍摄走动中的模特儿肯定都是虚的（固定的景物肯定是清晰的）。如果在相
同的条件下抓拍模特儿亮相的静止瞬间，开启IS功能只用1/15秒快门速度拍摄可能张张
都是主体清晰的。
    7、镜头的IS功能启动后，防抖动效果可以从取景器内直接感觉到，摄影者应从主观
上培养防抖动的心态，掌握通过观察取景影像——控制手抖状态——进而增强防抖效果
的方法。
    8、镜头的IS功能关闭（或未启动）时，磁动补偿镜组将自动回位锁定于最佳光轴位
置，这时它可以当作常规变焦镜头使用。驱动IS功能的电能来自机身中的电池，如果每
幅照片拍摄启动IS功能按10秒钟估算，会比不启动此功能的常规拍摄胶卷数减少30%。因
此，在完成重要的外出拍摄活动时要注意多备电池。
    9、该镜头结构紧凑、SIC系统控制精密，外出旅行途中应尽量避免它被震动或碰撞
，无论装在机身上还是单独放置，都应将镜头前端用软物向后压实。
    五，镜头MTF特性分析
    关于MTF特性和识读方法，请详见本期《佳能EF镜头的选择》一文。这里仅分析该镜
头的反差和锐度。
    1、从图6看，左图代表空问频率10线/1毫米的粗实曲线可看出28毫米端最大光圈时
，像场中直径30毫米区域的反差还原率（影像反差:景物反差）在85%以上（中央达93%）
，边缘区为70%。按日本行业标准评价，边缘区为良好以上，主要像区为极好。光圈f8条
件下，像场中直径35毫米区域的反差还原率达到均匀的98%水平，边缘区为90%以上。
    135毫米端最大光圈时代表空间频率10线/1毫米的粗实曲线（图6、右图）表示像场
中直径15毫米区域的反差还原率在90% 以上（中央达95%），向边缘回升至95%。光圈f8
条件下，全像场都达到97%以上，这说明135毫米焦距端有更均衡、更高的反差还原率。

    2、从图6看，左图代表空间频率30线/1毫米的细实曲线可看出28毫米端最大光圈时
，像场中直径12毫米区域的锐度再现率（影像细部锐度:景物细部锐度）是60% 以上（中
央75%），直径30毫米区域是60%，边缘区为40%。光圈f/8条件下，像场中直径32毫米区
域在90%以上边缘区域为80-70%。
    135毫米端最大光圈时，从图6看，右图代表空间频率30线/1毫米的细实曲线看出在
像场中直径30毫米区域的锐度再现率是68-70%，边缘区为70-63%。光圈f/8条件下，像场
中直径20毫米区域是85-88%，直径36毫米区域是88-80%，边缘区为77%。
    通过对MTF特性的分析，可以认为这款镜头反差还原率与锐度再现率之间的平衡良好
；也可以看出镜头的弧矢方向与子午方向特性曲线在像场中央区域都达到理想的平衡。
28毫米广角端和135毫米中长焦距端的各项特性曲线水平相近，使中间各焦距值的光学素
质都能保持一致。尤其在光圈f/8的条件下，全像场都有反差和锐度的高保真再现水平，
能为拍摄高素质的影像提供可靠基础。
    在将该镜头与EF28-70毫米f2.8L USM、EF28-105毫米f3.5一5.6 USM两款先期推出的
镜头作相关的MTF特性曲线和价格比较之后，读者一定会发现在这三款各有特色的镜头中
，这款镜头的性能/价格比值和应用性都是最理想的。因此，它更适合迫求高影像素质的
摄影者，尤其是中老年摄影者的选购。

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********以学习为生活方式********
********以欣赏为观察方式********

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