如果你喜爱摄影或是拍视频，那你一定对手中的设备非常了解，例如相机摄影机的性能，镜头的成像，周边系统的作用，等等。除了这些之外，你对镜头内部的马达了解吗？它们有哪些不同，有哪些作用，对拍摄有哪些影响，PAIKE猜你对此了解的不多。如果真是这样，那么你有必要用几分钟时间来读一下这篇文章，文章将为你解读镜头内置步进马达与线性马达的作用和影响，以及对你日常拍摄所产生的影响。
本文源自曾根原实验室。这个“实验室”是Kakakumag网站的用于介绍相机和镜头性能的连载栏目。在曾根原实验室第16期中，介绍的是搭载在自动对焦镜头上的“自动对焦（AF）马达”的种类及特性。
从自动对焦系统诞生至今，自动对焦（AF）马达实际上采用过各种各样的类型。以前也有过将马达安装在相机机身一侧的方式，不过在无反相机变得普遍的当下，基本上都是在镜头一侧搭载自动对焦（AF）马达了。其中，主流的是“步进马达”和“线性马达”两种类型。
PAIKE: 如上图所示。这支镜头是佳能第一代自动对焦镜头FD 35-70mm 1:4 AF，它同时也是世界是第一支自动对焦镜头。它的主要特点是镜头内置了一套独立于相机的自动对焦检测系统和自动对焦伺服电机。这之后的所有佳能自动对焦镜头，取消了焦点检测系统，保留了内置自动对焦伺服电机。这种设计思路对佳能的自动对焦技术产生了深远影响，佳能为此先后开发了超声波马达和环形马达。事实证明，内置对焦驱动电机的做法有利于快速精确进行焦点调整。但不足之处是，它需要对镜头、相机的卡口部分进行全新设计，以方便数字信号传输。需要在镜头内部增加用于控制的电子器件。因此，佳能相机开启了由机械电子控制向全方位电子控制过渡。到了1987年3月，佳能推出了第一台自动对焦相机EOS 650，这标志着佳能的EOS系统（既先进电子光学系统）正式踏上历史舞台，EF卡口也就自然地取代了FD卡口。
不同于佳能镜头内置马达的作法，尼康、美能达等相机制造商将对焦马达内置于相机机身中，通过齿轮传动驱动镜头内部的对焦镜组，从而实现自动对焦操作。这样的做法对于焦距短、尺寸小的镜头是可以的，但用在长焦镜头上，由于长焦镜头对焦镜组比较重，驱动系统所需要的扭矩比较大，因此严重影响了镜头的对焦速度。通常情况下，内置对焦马达的镜头比相机驱动对焦的镜头要快得多，所以技术上比较“保守”尼康于1992年，开始为自己的长焦镜头内置了对焦驱动马达，它在当年推出了AF-S 300mm f/2.8 和 AF-S 600mm f/4两支长焦镜头。
两种主流自动对焦（AF）马达
上图是腾龙镜头所采用的两种马达。左边是步进马达RXD，右边是腾龙的线性马达VXD。本文将利用腾龙镜头来介绍自动对焦（AF）马达的区别。
如今，在镜头侧搭载 AF 马达是自动对焦系统的常见样式，其方式存在“DC马达”、“超声波马达”、“步进马达”、“线性马达”等几种类型。它们各有特性，自然也各有利弊。
DC马达
虽然至今在无反相机用镜头中仍有采用，但实际上近年来采用率在下降。主要原因大概在于噪音的大小以及与合焦精度之间的权衡。
超声波马达
主要是作为适合单反相机的 AF 马达发展起来的（例如佳能的超声波马达）。由于无反相机有用于视频拍摄需求（有时视频拍摄还是主要用途），所以马达噪音的大小是尽量要避免的问题。对于将相位差自动对焦和反差自动对焦并用的最新自动对焦方式来说，超声波马达和DC马达未必能很好地与相机契合。
如此，目前作为镜头内置的自动对焦马达，主流是步进马达和线性马达两种。这两种方式的AF马达各制造商都在独自研发，这次以腾龙高倍率变焦镜头为例来谈谈AF马达，因其采用案例很容易理解。
小型化的步进马达
以采用了步进马达的腾龙变焦镜头28-200mm F/2.8-5.6 Di III RXD为例来看看步进马达的应用情况。
镜头名称末尾的“RXD”是“Rapid eXtra - silent stepping Drive”的缩写，是步进马达的独特名称，相当于佳能的“STM”，即使是镜头名称中未特别标注的制造商，在无反相机用镜头中也常采用这种 AF 马达。
腾龙28-200mm F/2.8-5.6 Di III RXD与索尼α7C II
“RXD”是腾龙的步进电机。您可以清楚地看到后步进电机的旋转驱动如何通过丝杠转换为直线运动
反过来，作为摄影用镜头的 AF 马达在实际使用中称得上缺点的，大概是不太擅长驱动又大又重的对焦组。如果强行驱动，可能会出现所谓的“脱焦”情况，也就是因急剧的速度变化或过载等，对准确的自动对焦驱动造成妨碍。总之，正如其“快速（Rapid）”且“安静（silent）”的名称一样，步进马达能在实际使用中实现足够高速且安静的自动对焦，因其结构简单也有助于镜头本体的小型化。
驱动力强劲的线性马达
对于线性马达的特点，我们也利用腾龙最新高倍率变焦镜头28 - 300mm F/4 - 7.1 Di III VC VXD来介绍。
腾龙28-300mm F/4-7.1 Di III VC VXD使用线性马达。镜头名称中的“VXD”表示它使用线性马达
镜头名称中末尾的“VXD”，是“Voice - coil eXtreme - torque Drive”的缩写，是线性马达的名称。其中“Voice - coil”部分尤为重要，它也叫音圈马达，佳能就直接把“VCM”（音圈马达）加在镜头名称里了。不过，像富士镜头名称里的“LM”是线性马达的简称，可见各制造商在名称标注方面差异还挺大的。
腾龙28-300mm F/4-7.1 Di III VC VXD与索尼α7R V
“VXD”是腾龙的直线电机。顶部的线性马达通过线性驱动直接有力地移动对焦组
而且，和步进马达一样，它与数码设备的契合度很好，能够实现高精度、高速自动对焦。安静性也很高，所以在视频拍摄时也不会受镜头噪音干扰。可以说，和步进马达相比，驱动力强劲是线性马达的一大优势。
反过来，线性马达的缺点在于，作为直线式马达需要一定的宽度，对于摄影镜头来说，就较难控制镜头的全长了。并且和步进马达相比，往往价格更高。此外，正因为驱动力强，在其控制方面也需要更强的技术能力。
线性马达比步进马达驱动力更强，自动对焦的追随性也高，更能提升信赖感。不过，在镜头长度控制和低价格方面，线性马达驱动的镜头确实比不上采用步进马达的镜头。
小结一下
我们已经了解了当下无反相机镜头中主流的步进马达和线性马达。这两种马达的特点都是自动对焦速度快、精度高、静音性好。
步进马达凭借其结构特性，能够缩短镜头长度，而且价格相对较低，所以多被应用在普及型镜头以及小型镜头上。
线性马达由于比步进马达动力更大，所以常用于大口径镜头、望远镜头等，但价格相应地也比较高。而且，有的镜头会搭载多个线性马达，以进一步提高自动对焦速度。
实际上采用哪种AF马达，都需要根据镜头的特性进行了恰当选择的，也就是所谓的物尽其用。平时我们不经意间就在使用的 AF 马达，了解一下它们采用了哪些种类以及各自有什么特征，说不定会让镜头选择也变得更有意思呢。
相关链接：
近期文章：
资讯回顾：
拍吧 将把你的文案推送给和影视器材相关的专业影视圈导演、摄影指导、录音师，以及各与影视制作相关的各岗位从业人员
