【IT168 技术】在《佳能优异单反镜头探秘》系列中，我们已经为大家介绍了佳能的镜片（请参考《一切从镜片说起 佳能优异单反镜头探秘》）和镀膜（请参考《佳能优异单反镜头探秘之三大镀膜技术篇》）技术。今天，我们再来讲一讲佳能镜头中的另一项关键技术——IS光学防抖。

　　当握持照相机进行拍摄时必然会出现抖动的问题。手持拍摄抖动主要分为两种，一种是相机整体在垂直于视线的各个方向上来回移位，叫做平移抖动。平移抖动主要影响近距离摄影或微距拍摄，当被摄物体占据满取景框时，细小的位置移动也会影响最终成像的画面布局。另一种抖动问题是倾斜抖动，这是一种更多出现在长焦距拍摄时的相机取景角度变化。以相机机身为轴点，镜头视野会随着机身抖动而移动。由于镜头长焦端的拍摄主体距离相机实际距离很远，在杠杆效应的作用下机身微小的震动也会导致取景画面剧烈位移。

▲平移抖动和倾斜抖动

　　相机抖动是图像模糊的主要原因，特别是在长焦端和微距摄影时这个问题尤为突出。一般来说，快门速度至少需要达到镜头焦距的倒数才能减免抖动给画质带来的影响。然而，当处于低光照环境下或是正在使用低ISO感光度时，就不得不采用较长时间曝光。为了缓解由快门速度不足而导致的画面模糊问题，佳能专门开发出了图像稳定系统（IS）。

图像稳定器的工作原理

　　图像稳定系统是平行于焦平面的一系列镜片。从被摄物体发射来的入射光束会朝向光学中心轴弯曲，而当镜头跟随机身平移或倾斜时，由于被摄物丧失了对于镜头的焦点中心，影像也会发生偏离，从而在传感器上形成重影。如果在抖动过程中，垂直于光轴的图像稳定器开始工作，通过在平行于焦平面方向上移动位置来补偿影像偏离的位置，这样图像光束就能够稳定准确地落在图像传感器上。由于抖动发生在竖直和水平方向上，IS系统可以在垂直于光轴的任何方向上自由移动。

▲IS工作原理

　　在佳能镜头中使用了两个陀螺仪传感器来检测相机抖动，一块用于平移抖动检测，另一块用于补偿远摄时的角度倾斜变化。陀螺仪能够计算出手持拍摄时图像变化的线速度和角速度。为了减少镜片、快门等内部元件对传感器造成的震动误报，这两个陀螺仪传感器还被放置在了特殊的外套里。

▲佳能IS小白内部的防抖机构

　　图像稳定器镜片组直接由一个动圈驱动，这个设备小而轻巧，灵敏且易控制，能够在很宽的频带（大致从0.5赫兹到20赫兹）内工作。IS作用时透镜组的具体位置由镜头内的红外线发射二极管和电路板上的位置感应装置共同决定，因此，影像反馈电路中包含了大量的信息以供调整使用。图像稳定器系统具备关机锁定机制，当IS功能或者系统关闭之后，图像稳定器单元会回归到光轴中心的位置。

▲佳能IS小白防抖系统的效果

图像稳定系统工作流程

　　当你半按快门，IS系统的光学元件解除锁定并且启动震动传感器。传感器测量手持震动引起的角度变化速度的各个方向分量，并将测量信号传输到处理器中。处理器将检测信号转变成另一种稳定器元件驱动信号，并发送至专门的驱动电路中，驱动马达按照信号指令移动IS系统的平行镜片。图像稳定工作首次完成后，整个系统的状态和携带的信息又会作为测量信息传回定位传感器，同时这份信息会经由IS单元的检测电路传送至前面出现过的处理器中。处理器对两次接受的反馈信息进行对比，以此增强IS系统对震动减免的准确性。

▲IS光学防抖系统的处理流程图

　　另外佳能EF镜头中使用的16通道微电脑芯片，能够同时对图像稳定系统（IS）、超声波马达（USM）以及电磁驱动光圈（EMD）进行控制。

追随拍摄模式

　　图像稳定器的普通模式在拍摄静物时会有非常好的表现，但是在摇拍运动物体时可能就有些力不从心了，具体表现可能会是相机难以对焦、取景。这种情况是因为摇拍本身产生的移动也会被IS系统判断为镜头抖动。

　　于是佳能公司开发出了针对追随拍摄的图像稳定器模式2 。这个模式能给予用户一定的预置时间，在这段时间内图像稳定系统会停止方位传感器的运作，因此相机就能够避免图像稳定器的“误伤”，而针对移动物体进行准确的捕捉。在模式2设置下，如果用户仅仅是在做水平方向的追随拍摄，那么IS系统依然会对竖直方向上的震动进行稳定性补偿。

▲防抖模式2补偿控制示意

　　图像稳定器模式2首次出现是在EF 300mm f/4L IS USM镜头上。而现在，已经有更多的EF镜头使用了这项技术，它们主要是长焦及变焦镜头。