Thấu kính phi cầu là một bước phát triển trong công nghệ quang học và sở hữu những đặc tính quang học thực sự vượt bậc. Ống kính dòng L của Canon nhờ thế mà có hiệu suất vượt trội và độ phân giải hình ảnh sắc nét. Nhờ độ sắc nét tuyệt vời và chi tiết sống động của thấu kính phi cầu, thế giới trở nên hiện hữu và bừng sáng như thể vừa được vén ra từ một bức màn che. Vì thấu kính phi cầu rất khó chế tạo nên trong nhiều năm, chúng chỉ là giấc mơ xa vời của các kỹ sư quang học. Không giống như thấu kính ảnh hình cầu thông thường, khi chế tạo thấu kính phi cầu, các kỹ sư phải loại bỏ một phần bề mặt cầu của chi tiết kính tại trục quang học. Tuy nhiên, vì những thấu kính này không thể hội tụ các tia sáng song song tại cùng một tiêu điểm nên về mặt lý thuyết, chúng có những hạn chế nhất định. Giải pháp là phải tạo ra được một thấu kính phi cầu có độ cong lý tưởng – có thể hội tụ các tia sáng song song tại một tiêu điểm duy nhất.
Một số thiết kế thấu kính phi cầu có độ phi cầu rất nhỏ. Nhìn bằng mắt thường, thấu kính phi cầu không khác gì thấu kính hình cầu. Độ cong nhỏ đến mức người ta cần phải tính toán dung sai xử lý độ chính xác đến một phần mười milimét, tương đương 0,1 micron. Vào năm 1971, Canon đã cho ra mắt ống kính FD55mm f/1.2AL, tuy nhiên vì một số vấn đề nên chưa thể sản xuất hàng loạt ống kính này vào thời điểm đó. Đây là ống kính đầu tiên dành cho máy ảnh SLR có chi tiết kính phi cầu mài (không có cơ chế khóa gương). Canon quyết định đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu thấu kính phi cầu và tăng khối lượng sản xuất để đáp lại sự đón nhận tích cực mà loại thấu kính này nhận được. Công ty đã sản xuất thành công hàng loạt thiết bị thuộc cấp nanomét đầu tiên trên thế giới, có dung sai chưa đến một phần triệu milimét, chỉ sau hai năm.
Độ chính xác trong quá trình đánh bóng thấu kính tỉ mỉ tới từng 0,02 micromét, tương đương khoảng 1/32 chiều cao của bước sóng ánh sáng nhìn thấy. Các ống kính dòng L là loại duy nhất có hiệu suất quang học ở mức cao (được bảo chứng bằng độ chính xác tỉ mỉ này).
Công nghệ được sử dụng để sản xuất thấu kính cầu vẫn tiếp tục phát triển. Canon bắt đầu nghiên cứu và phát triển thấu kính phi cầu đúc bằng thủy tinh đường kính lớn (GMo) vào những năm 1980, và vào năm 1985, các thành phần này đã được ứng dụng thành công vào thực tế. Công nghệ đúc thủy tinh, sử dụng khuôn kim loại phi cầu có độ chính xác cao và thủy tinh nóng chảy nhiệt độ cao, cho phép Canon sản xuất các bề mặt kính có dung sai vượt trội. Năm 2007, thấu kính phi cầu lõm đầu tiên đã được Canon chế tạo thành công bằng công nghệ này. Nhiều ống kính dòng RF L hiện có trên thị trường được chế tạo bằng chính công nghệ này.
Thủy tinh nóng chảy ở nhiệt độ cao và thấu kính phi cầu.
Ống kính phi cầu “bản sao” được Canon chế tạo cho dòng ống kính EF vào năm 1990 là loại ống kính có những đặc điểm cho phép kỹ sư thiết kế tự do thiết kế, tùy ý quyết định kích cỡ và vật liệu cho chi tiết kính hình cầu, nhờ đó đáp ứng được nhiều nhu cầu khác nhau. Ống kính phi cầu “bản sao” thuộc dòng ống kính RF và cũng được sử dụng trong RF24-105mm f/2.8L IS USM Z. Những tiến bộ trong kỹ thuật sản xuất đã cho phép Canon chế tạo thành công các ống kính phi cầu “bản sao” có độ chính xác bề mặt vượt trội hơn so với ống kính EF. Ống kính mới có hiệu suất ổn định ở khẩu độ sáng f/2.8, dải tiêu cự 24mm–105mm và kích thước nhỏ hơn nhờ vào sự linh hoạt trong thiết kế quang học.
