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开发团队回顾EOS系统的历史轨迹(上篇)

EOS系统诞生30周年访谈开发团队回顾EOS系统的历史轨迹(上篇)

作为可更换镜头式数码相机,EOS系统现在市场占有率颇高。EOS系统的开发,在设计上预见了20年后的使用,将以往的FD卡口更换为全电子化的EF卡口等,可以说EOS相机和EF镜头称得上是具有历史意义的产品企划。本次采访了1980年初开始从事EOS系统开发的6人开发团队(镜头:早川慎吾、柏叶圣一、村上顺一、相机:盐见泰彦、须田康夫、海原升二),来跟随他们一起回顾这激动人心的30年。

从左至右依次为:须田康夫(负责:自动对焦)、海原升二(负责:机械)、盐见泰彦(负责:系统)、早川慎吾(负责:光学)、柏叶圣一(负责:机械)、村上顺一(负责:电子)

佳能认为,自动对焦的单反相机将在战略上处于主干地位,于是在1985年3月31日,决定开发这一相机系统。在开发决策会议上,来自世界各国的销售公司高层和研发人员汇聚一堂群策群力。被命名为“Entirely Organic System(全有机系统)*”的大型产品开发企划,其开发周期仅用了2年。

* 之后更名为Electro Optical System。

在两年后的1987年3月1日。在迎来创立50周年之日,佳能发售了值得纪念的EOS首款单反相机EOS 650。此款相机采用了新开发的EF卡口。“EF”是“Electro focus”的缩写,意思是电子对焦,标志着佳能在对焦电子化方面的全力出击。更换卡口这一战略,从实际操作来看就像是重新成立公司从零开始研发相机一样的大举动。

EOS 650(1987年发售)
EOS系统的初款机型EOS 650。没有使用以往佳能相机的FD卡口,而是采用全电子化的EF卡口。

全电子化卡口诞生之路

-如今回头来看,卡口的电子化是必然趋势,但在当时算是很重大的举措。当时是什么促使你们下定决心的呢?

须田 自动对焦相机在EOS发售之前佳能就有FD卡口相机。但是,即便当时的系统拥有阵容丰富的镜头,若想实现高水平的自动对焦,还是需要全电子化。对焦镜片依据拍摄距离和变焦位置能够适当移动位置才能实现高精度自动对焦,为此就要实现与相机机身的信息交换并排除机构上的误差。所以,需要通过电子通讯实现相机与镜头之间的连接和控制。正是秉承这一理念,即使是600mm等超远摄镜头也实现了高速高精度的自动对焦。此外,由于光圈也可通过电子方式进行连动,现在看来理所应当的视频拍摄,也是由此才能流畅对应的。

T80(1985年发售)
佳能初款35mm自动对焦单反相机。采用FD卡口的同时具备了可传达电子信号的机构。

全电子化这一念头在实现过程中,之前镜头内置驱动马达的自动对焦相机T80上的开发经验起了很大作用。搭配远摄镜头使用时,相机内置马达想要快速驱动对焦是比较困难的,且在光圈驱动方面,需要相机和镜头都配置复杂的机械结构,感觉已经没有性能提升的空间了。面向未来开发出新一代相机,感觉只能靠全电子化的方式。即使是这样,在当时还是有基于FD卡口进行开发的意见。

盐见 当时是电子技术飞速发展的时代,微型芯片开始用于多种多样的产品当中。虽然机械的构造固然重要,但预测到从计算机领域开始崭露头角的半导体技术会成为今后的发展方向,最终断然决定了卡口的电子化改造。这是基于对遥远未来的展望而下的决断。相机行业里,各厂商之间的竞争不断,我们会思考下一个竞争核心是什么,在思考这一问题时,就会对5年后将发生什么,10年后将以怎样的技术为中心等进行预测。从现在的结果看来基本都猜中了。卡口的换代,还有电子化都是如此。

须田 我把30年前的相机和最新镜头一起带了过来。这是EOS 650,你看,它与镜头的连动一点不差。这是因为我们在当初就让它拥有尽可能高的通信拓展性。2016年发售的EF 70-300mm f/4-5.6 IS II USM在自动对焦驱动方面使用了新开发的NANO USM超声波马达驱动。并且还配备了能够显示拍摄距离、焦距以及相机或镜头抖动程度等多种与拍摄相关数据的液晶屏视窗。当然还配备了IS影像稳定器。直到如今,镜头的开发设计与最初开发EOS系统时的理念一脉相承,所以这些镜头在EOS 650上都能正常使用。可以说EOS系统具有很大的包容性。

通信方面具有很好的拓展性,使得新型镜头装配在EOS中最早的EOS 650上也能使用。(须田)

-当时在电源方面也有不少改变吧?

盐见 最初阶段时由于受到电源容量的限制,需要决定既定的电量如何分配给相机与镜头,我们称该方法为“电源宪法”。维持“电源宪法”的分配准则这一点当然在也沿用至今。

电源宪法的理念至今仍在发挥作用。(盐见)

回顾EOS的历史,电量的主要用途一直在发生着不小的变化。初期的胶片相机为了追求高速连拍性能,电量主要应用于过片,在此基础上,为了达到伺服自动对焦的追随所需,需要适时给镜头提供电力。像这样,把握时间规律,精细地决定相机与镜头的电量分配。
在相机和镜头各自的用电量不断增加的过程中,把电力合理地分配给相机和镜头,使用电总量尽可能保持不变是一直以来设计的目标。

村上 随着电源这一方面的变化,不断实现了镜头的对焦和光圈驱动的高速化,还有手抖动补偿机能的高精度化。卡口的变迁也可以说是自动对焦、自动曝光、手抖动补偿等性能逐渐加强的过程。

与FD卡口诀别的理由

-请谈一下放弃FD卡口的理由。

早川 开发部门在把握技术动向的同时,时刻保持着要走在前面的意识。当时考虑的是,为了让自动对焦单反相机能更加接近理想状态,必须采用新的结构才行。
就像开发3原则*所阐述的那样,想在EOS上实现的是“快速·易用”。FD卡口的T系列上虽然也有相机和镜头之间的通信机构,但机械连动也与之并存。
为了提升自动对焦性能使之更接近理想状态,就需要使包括通信在内的各个要素都具备拓展性,为了实现这一目标,我们认为一定要采用全电子化卡口。包括自动对焦性能在内,为了对应今后相机和镜头多方面的性能提升,相机和镜头间通信性能的改善也是有必要的。这也使得相机和镜头的职能走向完全分离。

扩张相机系统必须伴随着新的卡口的诞生。(早川)

盐见 相机与镜头的职能分配也一直沿用至今。为了实现消费产品上的一个功能而结合多个产品群,这在市面上并不多见。镜头在当时并非是相机的附属品,而是被赋予了主要产品的地位,这样的观念至今仍旧延续。EOS和EF镜头,作为能够进行相互组合的系统产品,经历了30年的成长,并一直在市场上销售,这样的消费产品应该并不多见。

* EOS开发3原则
1. 以提升自动对焦性能为出发,但不能在以往相机基础上大幅涨价。
2. 能使用300mm F2.8的镜头手持拍摄,能以自动对焦追踪拍摄室内竞技。
3. 具备与测光敏感度同等亮度的测距敏感度。

以F1.0为前提的EF卡口口径

和初代EOS 650同时发售的17款EF镜头中,有一款EF 50mm f/1.0L USM。镜头标记的F值是表示镜头光圈亮度的数值,最大光圈F1.0的镜头表示画面中央最大约30°入射的光线都能通过镜头。

EF 50mm f/1.0L USM(1989年发售)
重量约985克,镜头结构9组11片,最近对焦距离约60厘米,滤镜直径72毫米。它在发售当时作为标准镜头,因最大光圈达到F1.0而引起轰动。

开始讨论更换为EF卡口的时候,光学设计人员们对能够实现F1.0的卡口口径给予很高的期望。EF卡口的法兰距约44毫米,口径约为54毫米。也就是说这是为了实现50mm F1.0的镜头而专门设计的口径。
大光圈的优势可以归纳为,可运用非小的景深,方便低亮度环境下的拍摄、光学取景器画面明亮以及减轻衍射现象等。

-现在的EF卡口和30年前的比真的没有任何变化吗?

村上 和当初比,实际的端子触点是相同的。但是,信号的采集速度有了质的提高。信号本身也有改变,实现了进步。但是即便如此也不影响相互之间的兼容性。

实际端子触点没有发生改变,保持了相互的兼容性。(村上)

早川 实际上通信内容方面有着诸多变化。开发过程中总是伴随着相机与镜头在性能扩展方面的相互协议,这是开发全部在在公司内部完成才能实现的统合。保持相互兼容性的同时拓展性能,这实际上是很难做到的。
起初自动对焦也是从中央1点开始的,多点化,动体预测,高速化等的进步一直在持续。通信和计算的速度也已经不知道比当初快了多少倍了。背后支持这些进步的还是全电子化的EF卡口。可以说EF卡口确实具有前瞻性。

盐见 一直以来我们都是放眼未来,谋求系统的进一步优化。伴随着自动对焦的多点化,通信速度必须大幅地提升,不仅如此,为了应对包括镜头在内的高画质进程,从镜头传送到相机的光学信息的数据量也在大幅增加。老实说,谁也无法断言今后的通信方式会不会一成不变。在这之前,我们也不是没考虑过使用光通信的方式来应对通信的超高速化,但是如何保持作为系统的兼容性是我们面临的一大课题。作为EOS系统,是否要在沿袭以往方式的基础上采用新的结构是个关键。

须田 在EOS 650那个年代,谁都不会想到有一天用这种相机进行视频拍摄的时代会到来。这就是能够证明EOS系统蕴含了传统性与前瞻性的典型事例。

通过相机(左)和镜头(右)上配备的端子触点进行电子信号的传输。取消机械式连接的基础上,在保持兼容性的同时不断改善性能。