镜头作为相机的核心成像部件,其性能不仅关乎画质，更直接影响拍摄的便捷性与效率，而自动对焦系统（AF System）作为镜头的“神经中枢”，其核心部件——自动对焦马达（AF Motor）的类型，直接决定了镜头的对焦速度、精度、噪音控制及适用场景，目前主流的单反镜头自动对焦马达技术中，佳能（Canon）的STM（Stepping Motor，步进马达）与USM（Ultrasonic Motor，超声波马达）最具代表性，两者在原理、性能与定位上各有侧重，满足不同用户的需求。
自动对焦马达：镜头的“动力引擎”
自动对焦马达负责驱动镜头内部的镜片组移动,从而实现精准合焦，从早期的机身驱动（镜头无马达）到镜头内置马达（AF Motor），技术的进步让对焦效率大幅提升，佳能的STM与USM均是镜头内置马达技术，但设计理念与实现路径截然不同，最终呈现出差异化的使用体验。
STM：步进马达，为“视频而生”的平滑选择
STM（Stepping Motor）即步进马达，是一种通过电磁脉冲控制转子转角和速度的精密电机，其核心原理是将电脉冲信号转化为角位移，每输入一个脉冲，转子就转动一个固定的角度（步距角），通过控制脉冲频率即可调节转速。
工作原理与特点
STM的“步进式”运动特性，使其在控制精度上具有天然优势，镜片组的移动由多个微小、连续的步进组成，整个过程如同“丝般顺滑”，没有明显的顿挫感，步进马达的驱动结构相对简单，无需复杂的齿轮组，因此噪音极低（接近静音），且功耗较低（适合镜头内置防抖系统）。
优势与局限
优势：
- 对焦平滑：线性运动轨迹避免了传统马达的“突跳”现象，尤其适合视频拍摄中的焦点过渡（如从前景到背景的“拉焦”），画面不会出现因对焦突变导致的视觉不适。
- 静音高效：噪音水平极低（通常低于20dB），在录音环境下（如访谈、纪录片）几乎不会拾取马达声，无需外接麦克风即可获得纯净音轨。
- 性价比高：结构简单、成本较低，多用于中低端镜头及入门级微单镜头（如RF-S 18-45mm f/4-5.6 STM IS），降低用户门槛。
局限：
- 对焦速度较慢：步进马达的扭矩相对较小，驱动大光圈、长焦镜头的镜片组时，高速连续对焦能力不足（如拍摄高速运动的赛车、飞鸟时，可能出现“跟焦不上”的情况）。
- 动态响应弱：在弱光环境下，对焦对比度低，步进马达需要更多“试探性”移动，对焦速度会进一步下降，不如USM干脆利落。
典型应用场景
STM镜头更适合静态摄影（如风景、人像、静物）与视频创作（如Vlog、短视频、教学视频），EF-S 24mm f/2.8 STM定焦镜头，其轻量化设计与平滑对焦，成为入门级视频爱好者的“入门神器”；而RF-S 18-150mm f/3.5-6.3 IS STM变焦镜头，则以“一镜走天下”的便利性和视频友好性，满足旅行记录需求。
USM：超声波马达，为“摄影而生”的速度王者
USM（Ultrasonic Motor）即超声波马达，是佳能的标志性技术，最早应用于1987年的EF 300mm f/2.8L USM镜头，其核心原理是利用“压电陶瓷”的逆压电效应——将高频电能（通常20-40kHz，人耳听不到）转化为机械振动，通过摩擦驱动转子旋转，进而带动镜片组移动。
工作原理与特点
USM的“超声波振动”特性，使其在动力与速度上远超传统马达，压电陶瓷通电后产生高频伸缩振动，借助转子与定子之间的摩擦力，将“微观振动”转化为“宏观旋转”，这种驱动方式无需减速齿轮，直接实现高扭矩、高精度的线性运动。
优势与局限
优势：
- 对焦速度极快：超声波振动频率高，转子响应迅速，从最近对焦距离到无限远仅需0.1-0.3秒（如EF 70-200mm f/2.8L IS III USM），抓拍高速运动主体（如运动员、鸟类）时“指哪打哪”。
- 全时手动对焦（FTM）：对焦过程中可随时转动对焦环，无需切换对焦模式，且手动阻尼适中，方便摄影师精细调整焦点（如微距摄影中的“峰值对焦”）。
- 弱光对焦强：高扭矩设计使其在弱光（如-3EV EV）环境下仍能快速驱动镜片组，配合相机的“双核CMOS AF”或“像素双核AF”，实现“暗光对焦不跑焦”。
局限：
- 噪音较大：超声波振动虽人耳听不到，但驱动过程中会产生轻微的“高频嗡嗡声”（如EF 85mm f/1.2L II USM），在录音环境下需外接防风毛衣或指向性麦克风。
- 功耗较高：超声波马达需要更高的驱动电压，部分镜头（如大光圈长焦）可能影响相机续航（需配合电池手柄使用）。
- 成本较高：压电陶瓷与精密摩擦结构的生产工艺复杂，导致USM镜头价格普遍高于同规格STM镜头（如EF 24-70mm f/2.8L II USM售价约为EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS STM的5倍）。
典型应用场景
USM镜头是专业摄影的首选，尤其适合高速动态拍摄（如体育、新闻、野生动物摄影）与弱光环境（如婚礼、舞台、星空摄影），EF 70-200mm f/2.8L IS III USM“爱死小白兔”，凭借F2.8恒定光圈、USM高速对焦和5级防抖，成为体育记者的“长焦神器”；EF 50mm f/1.2L USM大光圈定焦，以其极致的背景虚化与快速对焦，成为人像摄影师的“人像镜皇”。
STM与USM核心参数对比
为更直观展示两者的差异,以下从关键参数进行对比：
| 对比项 | STM（步进马达） | USM（超声波马达） |
|---|---|---|
| 工作原理 | 电磁脉冲驱动转子步进式运动 | 压电陶瓷高频振动，摩擦驱动转子旋转 |
| 对焦速度 | 中低速（约0.5-1秒） | 高速（约0.1-0.3秒） |
| 噪音水平 | 极低（接近静音，＜20dB） | 较高（高频嗡嗡声，30-40dB） |
| 对焦平滑度 | 线性平滑，无顿挫 | 快速干脆，略有“冲击感” |
| 功耗 | 低（适合镜头内置防抖） | 较高（大光圈镜头需高电压驱动） |
| 全时手动对焦 | 不支持（需切换MF模式） | 支持（对焦过程中可手动干预） |
| 价格区间 | 亲民（500-3000元） | 昂贵（5000元以上，高端镜头超2万元） |
| 典型镜头 | EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS STM、RF 50mm f/1.8 STM | EF 70-200mm f/2.8L IS III USM、EF 85mm f/1.2L USM |
如何选择？需求决定技术
STM与USM并无绝对的“优劣之分”，关键在于拍摄需求：
- 视频创作者/Vlogger：优先选择STM镜头，其平滑对焦与静音特性可避免画面抖动与录音干扰，轻量化设计也更适合手持拍摄。
- 体育/新闻摄影师：USM镜头是唯一选择，高速对焦与快速响应能捕捉“决定性瞬间”，全时手动对焦在预判焦点时更灵活。
- 入门用户/预算有限者：STM镜头以高性价比提供基础对焦性能，适合日常记录与静态摄影；若预算充足且追求极致体验，USM镜头的可靠性与速度能带来“质的飞跃”。
相关问答FAQs
Q1：STM镜头和USM镜头在视频拍摄中，除了噪音还有哪些区别？
A1：除了噪音，STM镜头的“线性对焦轨迹”使其焦点过渡更自然，不会出现“拉风箱”（对焦来回搜索）现象，尤其适合复杂场景下的焦点切换（如人物移动与背景虚化的同步）；而USM镜头虽然对焦速度快，但在视频拍摄中可能因“冲击感”过强导致焦点突变，需通过相机设置降低对焦速度（如“AF速度”调至低速）以适应视频需求，STM镜头通常更轻便，长时间手持拍摄不易疲劳；USM镜头因结构坚固，多用于专业影视机（如佳能Cinema EOS系列），但重量较大。
Q2：如果同时拍摄照片和视频，是否需要同时配备STM和USM镜头？
A2：建议根据“主拍摄场景”选择，若以照片为主（如人像、风光），可优先配备USM镜头，确保高速抓拍与弱光表现；若视频拍摄占比超过30%（如Vlog、纪录片），则需搭配至少一支STM镜头（如广角变焦或定焦），满足平滑对焦需求，若预算有限，可选择“双焦合一”的镜头（如EF 24-105mm f/4L IS USM，兼顾USM速度与STM级视频对焦优化），或优先选择“USM+STM混合驱动”的高端镜头（如RF 24-70mm f/2.8L IS USM，兼具速度与平滑性）。
