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拆解佳能EF-S 18-55mm IS Ⅱ鏡頭  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭
鏡頭里有多少鏡片,？  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 前組鏡片
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 后組鏡片
提起鏡頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，很多人可能首先會想到一大堆鏡片從鏡筒里跳出來，也許還有很多精巧復(fù)雜的機(jī)械零件,。其實(shí)不然,，鏡頭中的鏡片雖然多，但已經(jīng)被提前組裝成前,、后兩組,，前組主要負(fù)責(zé)對焦，后組負(fù)責(zé)變焦,。這是現(xiàn)代工業(yè)模塊化設(shè)計思路的一種體現(xiàn),，便于鏡頭裝配和維修。  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖
EF-S 18-55mm IS Ⅱ究竟有多少鏡片呢,？前組中包含4片,，后組中包含7片，一共是11片,。這些鏡片根據(jù)功能在邏輯上又被劃分為9組,，就是我們經(jīng)常在鏡頭光學(xué)結(jié)構(gòu)介紹中看到“幾組幾片”的描述。從鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖來看,，以防抖鏡片為界,，左側(cè)為前組鏡片，防抖鏡片和右側(cè)的其他鏡片共同組成后組鏡片,。前組鏡片由于尺寸較大,，雖然數(shù)量少，但重量要明顯超過后組,。EF-S 18-55mm IS Ⅱ的后組鏡片中包含一枚非球面鏡片[圖中以綠色標(biāo)示的鏡片],，用于矯正鏡頭的畸變。另外,，EF-S 18-55mm IS Ⅱ的光圈模塊也安裝在后組鏡片中,。 鏡頭是如何實(shí)現(xiàn)變焦和對焦的？  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 變焦時鏡組移動示意圖
當(dāng)我們轉(zhuǎn)動鏡頭的變焦環(huán)時,，鏡筒會帶動鏡組移動,，從而改變鏡頭的焦距。EF-S 18-55mm IS Ⅱ在18mm~30mm段變焦時,，前后組鏡片相向移動,，即前組鏡片向后移動，后組鏡片向前移動,；在30mm~55mm段變焦時,，前組鏡片和后組鏡片一同向前移動。也就是說,，在從18mm~55mm變焦的過程中,，前組鏡片先向后移動,，再向前移動，而后組鏡片一直向前移動,。  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 后組鏡片中有一個較大的彈簧
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 拆出的彈簧和變焦鏡片
在變焦過程中,，后組鏡片內(nèi)的鏡片間距也會逐漸變小，為了消除鏡片移動時的晃動,，這里加入了一個彈簧,。另外，這個彈簧也提供了一部分“變焦手感”,。  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 對焦模塊側(cè)面，左側(cè)為驅(qū)動電機(jī)
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Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 齒輪和傳動桿
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 傳動桿和前組鏡片齒輪
對焦功能由前組鏡片負(fù)責(zé),，相機(jī)控制位于鏡尾的對焦電機(jī)工作,，對焦電機(jī)通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動前組鏡片移動，因此對焦電機(jī)的驅(qū)動力和前組鏡片的重量會直接影響鏡頭的對焦速度,。在這個傳動系統(tǒng)中包括多個齒輪組合,，它們的齒輪比從很大程度上決定了對焦的精度，由于齒輪組為塑料制造,，長期使用之后齒輪磨損會影響對焦精度，甚至導(dǎo)致無法對焦,。 相機(jī)如何獲取鏡頭的焦距,、光圈和對焦信息？  相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 變焦電刷和檢測排線
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 光圈電刷和檢測排線
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Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 光圈電刷
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 對焦鏡筒電刷和檢測排線
在照片的EXIF信息中記錄了許多拍攝時的參數(shù),，比如焦距,、光圈值和對焦信息。相機(jī)是如何獲取這些實(shí)時信息的呢,？其實(shí)很簡單,，在變焦鏡筒和對焦鏡筒的內(nèi)部，設(shè)有三組電刷和檢測排線,，分別對應(yīng)焦距,、對焦和光圈。檢測排線是一條柔性印刷電路板,，表面的銅箔類似軌道排列,，形成斷續(xù)的條狀觸點(diǎn)。以變焦為例,，變焦時鏡筒旋轉(zhuǎn)會帶動電刷會掃過檢測排線,，軌道上有銅箔覆蓋的位置通電，沒有銅箔覆蓋的位置斷路,，通或斷的狀態(tài)被轉(zhuǎn)化為010101這樣的二進(jìn)制數(shù)字,。這些數(shù)字與鏡頭焦距對應(yīng),，通過簡單的轉(zhuǎn)換，相機(jī)就可以知道鏡頭的焦距,。這種機(jī)械接觸式的設(shè)計優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)平滑,、低噪聲，缺點(diǎn)是長期磨損會導(dǎo)致接觸不良,，佳能相機(jī)的ERR99錯誤有時就是由于對焦檢測排線的銅箔磨損所導(dǎo)致,。 佳能的防抖機(jī)構(gòu)是什么樣的？ 相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 防抖組件結(jié)構(gòu)示意圖
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Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 防抖模塊組件，右側(cè)為防抖鏡片,，通過彈簧懸掛
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Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 防抖鏡片
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Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 驅(qū)動防抖鏡片的線圈
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 防抖組件中的陶瓷球
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 防抖組件中的線圈特寫
IS佳能“Image Stabilizer”光學(xué)防抖技術(shù)的縮寫,，其基本原理是通過陀螺儀感應(yīng)相機(jī)的抖動方向和速度，由相機(jī)內(nèi)的處理器控制進(jìn)行實(shí)時計算偏移和補(bǔ)償量,，然后驅(qū)動防抖鏡片進(jìn)行補(bǔ)償,，獲得清晰的圖像。佳能IS防抖功能需要相機(jī)處理器參與,，因此當(dāng)佳能IS防抖鏡頭轉(zhuǎn)接到其他品牌機(jī)身后,，防抖功能無法啟動。 防抖鏡片與兩片小型磁板安裝在一起,，通過3個彈簧懸掛在防抖組件支架上,。支架上與磁板對應(yīng)的位置設(shè)有兩個線圈，通電時產(chǎn)生磁場來使鏡片移動,。磁板和線圈之間還有3個小陶瓷球,，保證磁板與線圈不會吸附在一起。由于只有兩個線圈,，因此EF-S 18-55mm IS Ⅱ鏡頭只能在一個水平面的四個方向上提供防抖補(bǔ)償,，無法實(shí)現(xiàn)俯仰等更復(fù)雜、細(xì)膩的補(bǔ)償動作,。顯然,，防抖鏡片的重量會影響防抖補(bǔ)償?shù)男Ч苑蓝剁R片通常為較輕的一枚,，在EF-S 18-55mm IS Ⅱ中這枚鏡片同時還負(fù)責(zé)矯正前組鏡片導(dǎo)致的圖像變形,。 另外，拍攝時反光板和快門的動作導(dǎo)致的輕微震動可能會使防抖機(jī)構(gòu)啟動,，因此在使用三腳架或相機(jī)有穩(wěn)固支撐物時,，需要關(guān)閉鏡頭上的防抖開關(guān)，否則反而會導(dǎo)致圖像模糊,。
光圈是怎樣控制的,？ 相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 光圈驅(qū)動電機(jī)
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Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 光圈模塊
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 光圈模塊正面
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Canon 佳能 EF-S 18-55mm IS Ⅱ 鏡頭 - 連接光圈電刷的小鉗子
光圈模塊位于后組鏡片中,，由一個獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動。實(shí)際上光圈葉片非常輕,，開合也很順暢,，并不需要太大的驅(qū)動力，電機(jī)的大部分驅(qū)動力都用來推動光圈信息電刷,。機(jī)身通過電刷獲取光圈信息的方式與變焦時類似,，但控制光圈的方式則不同。根據(jù)用戶在機(jī)身上設(shè)置的光圈值,，機(jī)身處理器控制光圈驅(qū)動電機(jī)推動電刷,，并通過電刷返回的信息判斷光圈是否開啟到位，而光圈葉片只是被動地與電刷聯(lián)動而已,。 鏡頭為什么會越用越松,？ 相關(guān)資料收藏此圖相關(guān)圖片
Canon 佳能 EFS 18-55mm IS 鏡頭 - 分離變焦鏡筒與鏡身
低端鏡頭的變焦鏡筒和鏡身都為塑料制造，鏡筒上的螺紋和滑軌加工精度有限,，因此變焦時阻尼不均勻,，略緊或略松都是常見現(xiàn)象。使用一段時間之后,，變焦筒磨損與鏡身接觸面積變小,，滑動摩擦力下降。低端大變焦鏡頭和長焦鏡頭,，因?yàn)榍敖M鏡片直徑較大,、分量重，因此鏡頭向下時鏡筒很容易滑出,。另外一個有趣的反例是鏡頭的“磨合”，部分低端變焦鏡頭剛開始使用時變焦手感不好,，不易轉(zhuǎn)動且有明顯的段落感,，使用一段時間后變焦過程變得順滑均勻，也是由于鏡筒磨損形成的,。 變焦鏡頭還能更小么,？ 套頭在用料和加工精度上雖然無法與高端鏡頭相比，但控制和信息傳遞方式,、機(jī)械結(jié)構(gòu)等都與高端鏡頭大同小異,，是現(xiàn)代變焦鏡頭中隨處可見的典型設(shè)計。對單反來說,，套頭已經(jīng)足夠小巧和輕便,，設(shè)計也非常成熟。但隨著微單的興起,，對鏡頭的小型化設(shè)計提出了更高要求,。受機(jī)身體積的限制,，微單的電池容量無法與單反相比，液晶屏實(shí)時取景要消耗大量電力,，所以微單要求鏡頭必須小型化和低功耗,。因此現(xiàn)有的經(jīng)典設(shè)計放在微單上可能就行不通了，例如EF-S 18-55mm IS Ⅱ通過移動整個前組鏡片來對焦,，這是整個鏡組中最大,、最重的部分，驅(qū)動它們需要功率較大的電機(jī),。這種設(shè)計于微單而言就顯得過于龐大和沉重,，無論體積還是功耗都難以接受。這也是許多單反鏡頭轉(zhuǎn)接到微單機(jī)身后會導(dǎo)致對焦速度下降的主要原因,。由此可見,，現(xiàn)代變焦鏡頭中的經(jīng)典設(shè)計在小型化過程中的確會遇到許多問題。 難道現(xiàn)代變焦鏡頭已經(jīng)沒有進(jìn)一步小型化的可能了么,？我們不這樣認(rèn)為,。還是以對焦為例，如果通過優(yōu)化設(shè)計,，移動更少,、更輕的鏡片來對焦，就能滿足小型化和低功耗的需求,，同時還有助于對焦速度的提升,。除此之外，微單鏡頭小型化還有哪些手段呢,？今后我們將通過對小型化鏡頭的實(shí)物拆解來揭開其中的奧秘,。 |
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