方寸间的光学极致 解析EF镜头尖端科技

红山幻影

STM步进马达原理图（图片来自于网络）

红山幻影

从原理上来说，步进马达并非一个特别先锋的概念，不同于直流电机通过电流来控制转速，步进马达是通过脉冲信号来控制旋转的。由于这个原理，导致步进马达具备非常高的旋转精度，甚至五相以上的步进马达可以将精度控制在旋转角度1度以内（显然远远超过了镜头的需求）。

红山幻影

佳能从2012年开始，将小型化的STM步进马达用在了所有全新发布的小型镜头上，获得了一致的认可，由于步进马达带来了流畅而高精度的驱动能力，让其在配合最新的实时取景技术时，可以尽量减少检测过程中的误差，带来精准而平滑的对焦。

红山幻影

近几年佳能的小型镜头几乎都配备了STM步进马达

红山幻影

近几年佳能的小型镜头几乎都配备了STM步进马达

红山幻影

近几年佳能的小型镜头几乎都配备了STM步进马达

红山幻影

近几年佳能的小型镜头几乎都配备了STM步进马达

红山幻影

佳能的STM系统可以分为两大类，齿轮驱动类和导螺杆驱动类。其中前者主要用于小型定焦镜头的驱动，它具备的特点是能够在和传统微型马达和微型声波马达相似的空间内，取得更快的速度和更好的精度，如40mm饼干镜头和全新的50 F1.8 STM。

红山幻影

STM+齿轮型单元（上）和STM+导螺杆型单元（下）

红山幻影

而导螺杆驱动的STM马达则用于采用后组对焦原理的变焦镜头为主，典型的例子为70D套头18-135mm STM镜头。此类镜头能够展现出异常安静和快速的对焦性能，以及出色的精度，尤其在作为套机镜头使用的时候，极大的提升了入门镜头的性能和口碑。

红山幻影

依照上面的说法，STM技术几乎是一个非常完美的解决方案了；不过小型化的步进电机并没有特别巨大的扭力，因此它的应用基本上限于驱动小镜片和小镜组；这些镜头普遍为一些中小光圈定焦镜头，以及采“后组对焦”原理的小型，中型变焦镜头，诚然，这些镜头已经涵盖了80%以上针对于APS-C相机的应用，因此可以预见，未来STM技术将跨越佳能EF超过半数的产品线，彻底取代之前的微型电机和微型USM电机。

红山幻影

·顶级镜头标配——USM超声波马达
上文有提到，STM并不能迅速驱动大型镜片移动。而这些镜头的对焦马达则大多会基于环形超声波马达技术（大型USM）。声波马达早在约20年前就被应用于长焦镜头上，比如第一代佳能EF 300 F2.8以及广为熟知的第一代小白EF 70-200mm F2.8L。

红山幻影

红山幻影

环形超声波马达有着低转速+低扭力+无惯性的特点，并且由于它的扭力储备很大，因此几乎不需要使用过多类似齿轮组件这样的辅助系统，包括驱动600mm定焦这样大型的长行程对焦系统，以及类似85mm F1.2这样由多个镜片构成的大重量“全组移动”镜片组，超声波马达都可以轻松胜任。

红山幻影

佳能17-40mm镜头中的环形USM超声波马达定子