为了能让镜头的光学素质更进一步，佳能除了在镜片材料以及镀膜上下功夫外，还从镜片的结构上进行了调整。非球面镜片就是典型的通过改变镜片曲率来增强镜头光学性能的一种方式。
球面与非球面镜的成像差别
单反相机的镜头通常由多枚球面镜片组合而成。但无论技术如何进步，理论上球面镜片存在着无法将并行的光线以完整的形状聚集在一个点上的问题，其结果就是出现明显的影像不清，视界歪曲、视野狭小等现象。为了解决这一问题，佳能在60年代中期开始进行非球面镜片技术的研发，最终研制出了精密的非球面镜片。
非球面镜可有效的修正影像
非球面镜效果显著
使用非球面镜片，可以有效的修正影像，解决视界歪曲等问题。同时使镜片更轻、更薄、更平。佳能在生产非球面镜片时，采用独有的具有0.02微米研磨精度的批量生产加工技术。在1978年，还实现了高精度塑料成型的小光圈非球面镜片的生产。随后，推出了大光圈玻璃成型非球面镜片，能够以较低的成本将之应用于单反相机的镜头。
如今佳能绝大多数镜头都配有非球面镜
在1971年佳能成功地推出了一款商业级含非球面镜元件的单反镜头——FD 55mm f/1.2AL，之后佳能一直致力于非球面镜片发展。直至今日，佳能的绝大多数EF镜头都配备了非球面镜，有的镜头甚至还配备了多枚非球面镜，这对于摄影师而言有着积极的作用。
