适马100-400mm DN无反镜头的对焦镜片只有1片。

    就那么轻，还就单镜片对焦？这是怎么达成的，画质有没有因此妥协？

    当然是“没有妥协“。

    本文将深入适马超长焦镜头的开发历史，讲一讲它背后的技术积淀。

目录：

 100-400mm DG DN的对焦技术

 大炮：SIGMA APO 200-500mm F2.8

 早期：折返超长焦

 早期：镜面镜头

 成熟：低色散镜片时代

 变革的潮流：自动对焦超长焦

 中坚时期：HSM环形超声波马达

 现代的超长焦变焦镜头

100-400mm DG DN的对焦技术

    一般理解中，要获得各方面都具备优秀画质的镜头，那么对焦镜组结构就会变得复杂、沉重。以此更好地修正不同对焦距离下的像差，并确保能确实合焦。

    部分镜头甚至采用浮动对焦结构，不只对焦镜组，让包括像差补偿镜片也呼应对焦镜组一起进行移动，以补偿近距离对焦所带来的像差。SIGMA 70mm F2.8 DG MACRO | Art 就是浮动对焦结构的一个例子，利用大幅度的镜组移动补偿，以平易近人的售价做出了颇具口碑的画质。

    因此，当一支体积不小的超长焦变焦镜头它的对焦镜组只有一片镜片时，单听这句话很容易让人猜测——是不是适马在画质上进行了妥协？为什么要做成这样？

    答案是因为适马想做出一支易于使用的超长焦镜头。

    而进入了无反时代后，对焦方式不再像单反需要独立对焦组件，变为直接使用CMOS传感器进行计算，从而实现了全新的对焦功能。其中最具代表性的功能之一就是我们熟知的眼控AF功能。

    而只有更小更轻的对焦镜组，精密的光学设计，搭配适合的对焦马达，才能将现代无反相机强劲的对焦性能发挥得淋漓尽致。

    为此，100-400mm DG DN将对焦镜片做到单片镜片，且保持了很好的画质。它同时做到了以下几点：

1，单镜片快速对焦

完整版：BV1aK4y147RJ

2，不妥协的高解析力

3， 放大倍率1:4.1

    这样的规格是如何打造的？靠的就是适马长年开发超长焦镜头所累积的技术知识和会津工程精湛的生产技术。接下来，就来盘一盘适马超长焦镜头开发史吧！

大炮：SIGMA APO 200-500mm F2.8 APO EX DG

    讲在最前面，先来说说适马名声远扬的超级大炮——SIGMA APO 200-500mm F2.8 APO EX DG。

    重量：15700克。这是一支30斤的镜头，具备适马SA、佳能EF、尼康F三个卡口，并且可以用MC-11和MC-21转接环搭配微单使用。我们试过将一台fp搭载到这支镜头上，使fp成为真正的镜头盖相机。

    镜头的设计是一门取舍的艺术。画质、重量、大小、光圈、对焦……必须在里面找到切合市场需求的平衡。SIGMA APO 200-500mm F2.8 APO EX DG证明了，超长焦F2.8大光圈变焦镜头并非不可能，就是重量大小可能有点吓人。

    这并不影响它是一支为人津津乐道的镜头，B站up主 几维拍啊拍 就借去玩了一下，有兴趣可以戳：BV1gv411B7eX

早期：折返超长焦

    现在，将时间倒退一点，回到适马成立初期。

    适马创立自1961年（明年就要60岁了！），那是一个没有自动对焦、没有特殊镜片的年代。在技术水平远远不如今天的当时，适马在超长焦镜头设计上有着一个大难题——色差。简单暴力地说，500mm镜头需要矫正的色差量，几乎就是50mm的十倍！而由此造成的画质下降使得当时的光学匠人们难以接受。

    因此，最早适马先推出了MIRROR-ULTRATELEPHOTO 500mm F8和MIRROR- ULTRATELEPHOTO 500mm F4两款“折返式“超长焦镜头。理由无它，就是“折返式”的光学设计更容易矫正色差，并能实现相对紧凑的大小。

    在超长焦镜头掏空钱包也难以入手的当下，更平易近人的MIRROR-ULTRATELEPHOTO 500mm F8获得了广泛的好评。此后适马在继续挑战镜面镜头的同时，还陆续开发了几款折返式超长焦镜头，以紧凑的体积和超长的焦距，在市场上占有一席。其中较为著名的是Mirror 1000mm F13.5，其镜头口径通过粗暴的计算约为1000÷13.5＝74毫米，是一支紧凑的1000mm超长焦镜头。

早期：镜面镜头

    当然，适马也在同期开发“正统“的镜面镜头，并在1976年推出了SIGMA XQ 400mm F5.6。这支镜头是当年第二支成功采用内对焦设计的超长焦镜头（第一支是FD 400mm F4.5，仅相差数月）。

    当时镜面镜头的研发中，色差依然是第一大难题。为了色差矫正，适马从未放弃过努力。在70年代，当佳能已经开始掌握特殊低色散镜片和人工萤石技术时，还未握有相关技术的适马曾采取了不同的解决方案——挑战天文望远镜中采用的密燧石复消色差透镜技术。

    由此带来了APO SIGMA345 300mm F4.5和APO SIGMA456 400mm F5.6两款镜头，新的解决方案带来了不错的效果，在当时引起了高度关注并大大提升了适马的品牌知名度。但因为镜片结构极度复杂，使得两款镜头的售价甚至高过相机厂商的类似规格镜头，十分昂贵。

成熟：低色散镜片时代

    终于在1984年，随着供应商开始提供新技术，第一支用上了SLD（Super Low Dispersion）超低色散镜片（与现在的特殊低色散镜片不同！）的适马镜头SIGMA APO ZOOM 50-200mm F3.5-4.5加入了适马镜头阵容。这次不但将APO加入了产品名，还把镜头涂成了耍帅的白色！

    跟随其后，是超低色散镜片的研磨技术逐渐成熟后推出的SIGMA APO ZOOMτ 100-500mm F5.6-8和SIGMA APO ZOOMω 350-1200mm F11。

    （对的，350-1200mm变焦，这一规格至今还没被打破！）

    但到目前为止，这些镜头都还是手动镜头呢！

    因为直到这两款镜头发布的前一天，1985年，自动对焦才从美能达的α革命开始！

变革的潮流：自动对焦超长焦

    这就很头疼了——回到了开篇讨论过的对焦镜组的大小问题。

    首先，长焦镜头本身就更大更长，对焦镜组也就更大，特别是光圈一大必然将放飞重量。而当时的自动对焦技术远远不如现在成熟。因此，必须在光圈（光圈越大镜片越重）、驱动（技术有限，驱动不了很重的镜片）、画质（特殊镜片更重且贵）、三者之间进行取舍。

    当时适马为了补充市场上“价格合适的超长焦镜头”这一空缺，果断舍弃了昂贵的超低色散镜片，以对焦马达尚可驱动的F5.6光圈推出了AF-TELE 400mm F5.6这一镜头。

    一支并非遥不可及，真正买得起的超长焦镜头面世后，获得了很好的市场反响，显出了前任社长山木道広独到的眼光和经营头脑。这时，是自动对焦技术刚刚开始的1986年。

中坚时期：HSM环形超声波马达

    既然100-400mm DG DN是采用步进式马达，为什么要特别说起HSM环形超声波马达呢？

    因为在手动对焦时代，许多镜头采用了外对焦设计，直接移动镜组前方的镜片进行对焦。但又大又沉的前镜组显然不可能由电动马达进行驱动，由此引出了“内对焦”与“有力气的马达“两项挑战。这两项挑战不只在历史上存在，直至今日仍然是重要的两项课题。

    适马第一支用上快速且有推力的HSM环形超声波马达的镜头，是1996年在Photokina上发布的APO TELE MACRO 400mm F5.6，但在发布后仍在继续开发马达，直到半年后进入1997年才得以上市。

    直到1998年，适马发布了第一支搭载“完成版”HSM环形超声波马达EX系列镜头，APO 70-200mm F2.8 EX HSM，引起了极大的反响，并由此拉开了适马高产期的序幕！

    APO 70-200mm F2.8 EX HSM一直服役直到2018年底，由SIGMA 70-200mm F2.8 DG OS HSM | Sports继任。但直到2020年，仍然有人继续使用这支APO大三元镜头进行创作，甚至它拍摄的照片还获得了适马睛典影赛优秀奖。

题外话，在这里简单介绍一下HSM环形超声波马达的运作方式：

    在金属环上贴上陶瓷，以定子产生的高周波电压形成超声波震动，并让震动波驱动转子，以此获得旋转运动。再通过联动机构，将旋转的运动与对焦镜片连接，以此实现自动对焦驱动。其优点是比DC电机马达更安静，且具备良好的驱动力。从EX系列镜头，到适马SGV的Art、Sports、Contemporary系列镜头，都广泛采用了HSM环形超声波马达。

    在DN无反镜头中，适马更多地宣传了新搭载的步进式马达。但适马同时也有L卡口和E卡口版本的单反Art系列定焦镜头，DN系列中也有SIGMA 35mm F1.2 DG DN | Art和SIGMA 105mm F2.8 DG DN MACRO | Art镜头，它们也是使用HSM环形超声波马达，并且也支持眼控AF等对焦功能的镜头。

    但来到无反时代，虽然动力不如HSM超声波马达，但要实现更加快速、精确的对焦，能够直接驱动对焦镜组、进行实时补偿的步进式对焦马达已经开始成为新的选择。

    搭载HSM马达的适马EX系列镜头：

现代的焦超长焦变焦镜头

    终于，来说说比较现代的镜头吧。

    在100-400mm DG DN发布会上，介绍了适马自1995年来发布的，多达11支的自动对焦超长焦变焦镜头。

    其中包括目前也作为单反镜头整容支撑着适马产品线的SIGMA 100-400mm F5-6.3 DG OS HSM | Contemporary、SIGMA 150-600mm F5-6.3 DG OS HSM | Contemporary、SIGMA 150-600mm F5-6.3 DG OS HSM | Sports和SIGMA 60-600mm F4.5-6.3 DG OS HSM | Sports。

    将他们以大类区分，就是“轻量的400mm镜头”、“500-600mm焦段的主力镜头”、还有“10倍变焦“，三个大类。

    这些镜头无一例外，采用更为困难的内对焦设计。100-400mm DG DN的诞生离不开开发这些镜头中每次遇到的困难和突破，适马因此累计了雄厚的光学设计和制造实力。

    回看历史，在超长焦镜头研发中，适马用特殊镜片攻克了画质关卡，用符合各个时代的对焦技术攻克了自动对焦关卡，并不断累积光学设计与制造经验，攻克了内对焦关卡。

    本次全新的100-400mm DG DN，是上述技术知识的集大成之作。它之所以要做出单镜片对焦镜组，是为了获得更快更精准的对焦。它之所以能做出单镜片对焦镜组，是因为适马从没有放弃挑战，攻克了一个又一个难关，才能不对画质妥协，实现了这一规格。

-完-