NEX能否装下全画幅? 相机紧凑化,法兰距,传感器大小及其他
policeman0077 于 2011.01.22 11:27:19 | 源自:www.soomal.com | 版权:投稿 | 平均/总评分:09.50/114

想到要研究这个问题是群里的一个兄弟很偶然的从别的一个啥论坛里听说了SONY 的NEX系列EVIL相机有可能会采用全画幅的传感器。有的兄弟认为从解构上是可能的,有的认为比较悬。其中几个主要的关键点就是NEX较小的体积,18mm的超短法兰距,还有传感器大小。但是网上关于NEX系统的解构的阐述比较少,SONY官方也没有给出很多的解释。所以我决定从其他侧面来研究。

  • Leica

    既是全画幅又体积比较小巧的相机,首先想到的就是Leica M9。M9估计是目前体积最小的35mm全画幅相机了。其体积之所以能够做的小是因为旁轴相机没有反光板和五棱镜,并且可以不用使用retrofocus lens(这种镜头是为了单反设计的,最后一组镜片和感光材料的距离可以远大于有效焦距,以此防止镜片和反光板相碰)。因此Lecia M系统的法兰距也很短,只有27.8mm。随之而来的问题是,边缘的光线的入射角非常的陡峭以至于传感器边缘的微棱镜的通光量远小于中间部分的,并且这个问题在广角镜头上最为明显。老夏说过,在胶片时代Lecia的胶片机由于法兰距太短,胶片的压板是圆弧形的,以减少暗角和边缘画质的损失。还有一点就是胶片和目前的CCD、CMOS有一些不同,胶片对斜射入的光不是很挑剔。所幸,Leica没有像SONY一样藏着掖着,把解决M9的问题的原理和方式都说的比较清楚。

    Leica 的三种解决方式

    • 1. 不要使用全画幅感官器——在M8时代leica就妥协过。当时采用的是APS-H画幅(裁切率or 放大倍率1.33)的感光元件。那时候估计成本和技术都有限制全画幅的感光器不能达到旁轴相机的使用要求。
      2. 使用微棱镜补偿——相较于普通的感光器把微棱镜直接安放到光电管(传感器上面每个像素都是一个光电管)上,M9在边缘的像素上使用了偏转一定角度的微棱镜,使斜射入的光线可以直达光电管。
      3. 对镜头进行识别并在软件上补偿——新的M系统镜头有6位的代码使机身可以识别当前的镜头并且选择合适的程序补偿暗角。
  • 43系统

    43系统是最早提出把机身设计的更紧凑的DSLR系统。虽然是SLR系统不同于NEX系列,但是对其如何做的更紧凑,还是有参考意义的。于是我到43官网上去找了点资料,虽然不是甚为详细(详细资料只有加盟43联盟的厂商才能有,个人是没有希望的),亦可管中窥豹。

    说实话当时43系统出来的时候我是非常鄙视的(原谅我的无知),心想全画幅的二分之一的尺寸的感光元件,就是比APS-C也小一大截,还用在高端的E-1上奥林巴斯你也太小气了吧!(原谅我的无知+1)。深入的了解奥巴的设计思想以后,才知道这是光学巨头的老谋深算。

    首先,奥林巴斯认为最影响DSLR画质的是传统胶片SLR的镜头。当一台DLSR使用传统的胶片SLR镜头的时候边缘画质的损失和重影,耀斑。如果使用广角镜头还会有更加严重的分辨率损失,色差和暗角问题。重影和耀斑是由于传感器反射入射光,又被镜头反射会去造成的。

    最直接,最根本的方法是开发一种考虑到感光器特性的镜头(区别于M9治标不治本的改进微棱镜的做法)。数码相机当中的感光器可以被比作“深井”,只有你倚在井口的时候才可以看到井底。同样的道理光线如果以某些角度入射是不能够达到感光器的。在43系统当中专门的数码镜头可以让光线甚至是边缘的光线垂直的达到感光器表面。 这样你就可以在整个成像圈当中获得锐利,清晰的图像还原。43系统镜头最重要的特点就是,专门的数码化设计,甚至手动对焦系统也不是机械结构的。对焦环(估计内部有编码器)在旋转的时候会发送信号给机身,由机身把信号再传送给对焦马达来实现对焦的。这被称为飞线对焦系统(我自己的翻译,原文是 “focus by wire”)。

  • 为了充分挖掘图像传感器的性能,前面所述的让光线直射入传感器表面是非常重要的。如果使用35mm全画幅或者APS大小的传感器,唯一能使光线直射入传感器的方法是增大镜头。 不过43系统设计的时候,经过了充分考虑以避免这个问题,并且在图像质量和紧凑的机身寻求最优的平衡点。4比3的传感器是43系统得名的原因(一说43不是比例是对角线尺寸)。43系统优秀成像能力的基础是它精心设计的卡口,其直径大约是成像圈的两倍!多出来的空间是镜头设计有更多的余地,并且保证了犀利,清晰的图像效果。不仅相机的镜头和机身都很紧凑,还可以是光线直射入感光器就算是边缘也是一样。最重要的是,笔直的光路是图像质量产生质的飞跃成为可能。

  • 43 系统的对角线尺寸是35mm胶片的一半。这意味着相同视角下,所需要的焦距是35mm胶片相机的一半。这样的话,全部的光学系统都可以相应的缩小很多。而且,由于实际光圈可以减小而不减弱亮度,43系统可以设计出更加明亮快速的镜头。(不全是优点43系统的广角似乎只能做到7mm。)换一种方式来说,使用 43传感器,可以设计出既有传统镜头的画质又体积小巧的镜头。举个例子,一支等效35-300的43镜头只要150mm的实际焦距,并且可以提供2.0的光圈(传统的只能提供2.8的光圈)。通过优化传感器大小和卡口尺寸,43系统完美的融合了高画质和紧凑的尺寸。

    M43和43的不同

    NEX 系统的灵感来自于M43。所以M43解决问题的方式,也有可能是NEX解决问题的方式。M43其实和43系统的区别不是很大。我认为M43很可能是由于 43系统较好不叫座以后,被逼出来的。奥林巴斯当时虽然有可能没有想到这一步棋,但是43系统的基本架构是非常适合M43的。这也体现出了,为数码化而设计的系统和胶片系统改数码系统的本质区别和优势。下面列举了M43和43的不同。

    • 1. 取消反光板、五棱镜,缩小约50%法兰距
      2. 采用反差式对焦方式
      3. 卡口直径减小6mm,号称可以减小镜头的体积的同时,保持通光量不变
      4. 卡口触点从9点增加到11点,市镜头可以高速双向通讯(松下的GH2似乎可以每秒传输千次数据以达到0.1s的高速对焦。数据记的不准确,有兴趣的同学可以谷歌,百度)
      5. 强大的摄像功能。(GH2的摄像功能的确可以秒很多专业摄像机了,个人观点仅供参考)

    总结

    传统单反小型化的主要方法是减小法兰距,而减小法兰距会带来一系列的不良后果。本身感光器的物理结构就不适合使用传统镜头。如果,只把五棱镜和反光板去掉,一味的求短法兰距,大画幅。会导致非常严重的边缘画质损失。为了解决这个问题不同厂家的做法不同。归结起来有如下方法:

    • 1. 使用较小的传感器(Leica M8, 43和M43系统)
      2. 使用微棱镜矫正光线,使其能够直射感光器表面(Leica M8、M9)
      3. 识别不同镜头,针对使用软件矫正(Leica M8 、M9)
      4. 使用专门为感光器开发的镜头(达到的目的与微棱镜相同,但是更加根本。43和M43系统使用)
      5. 增大卡口直径(43和M43系统,严格的说43系统是缩小了感光器的面积。但是其感光器的大小和卡口直径的比,应该是最小的。)

    可以看到这些方式的使用,有些不仅能够解决画质上的问题也可以是相机机身更加紧凑。那么NEX系列使用了那些措施呢?

    首先最有可能的就是软件矫正,毕竟这不是硬件不用花钱,在固件里面修正下就行。而且E mount之所以叫“E”其中镜头和机身的通信必定是比较良好的,索尼也会为以后的功能留下冗余,所以软件矫正是最有可能实施的措施之一。

    再者,虽然NEX有18mm的超短法兰距,但是它在卡口直径上面有很大的增加甚至大于Nikon的F卡口的44m达到了46.1mm。这为它可以塞下全画幅做了一个很大的铺垫,让人遐想连篇。要知道Leica M 卡口定义的直径只有44mm,当然它的法兰距要比NEX的18mm长很多位27.8mm

    系统 卡口直径

    • Sony E mount 46.1 mm
      Micro Four Thirds 38 mm
      Four Thirds 44 mm
      Leica M mount 44 mm
      EF mount 54mm
      Nikon F mount 44 mm
      数据来自维基百科

    其次,E mout卡口的镜头很有可能也是数码化的。设计的时候就考虑到了,感光器需要直射光的特性。而且现在很多厂商都出了为数码专门优化的镜头系列。SONY没有理由在新的完全和传统的阿尔法系统不相关的NEX系统里采用传统的镜头设计。

    最后,SONY很有可能也在感光器上面放置了微棱镜来矫正光线。但是,这一点很不确定。因为按照索尼的性格,如果有这项技术应用,肯定要大肆的宣扬一番。但是,以后会不会有,我觉得很有可能。SONY在CCD和CMOS的生产方面可不是吃素的。Nikon 和 宾得的感光器都来自SONY,SONY很有可能在全画幅的NEX机身上使用微棱镜。

    综合了以上几点,NEX基本可以解决画质损失的问题。而且实际的情况也表明,用户和媒体似乎没有对边缘画质的损失有抱怨,倒是对操作方面的抱怨颇多。对于NEX系统是否可以塞入全画幅的感光器,我个人觉得是完全可以的。并且SONY完全有这种实力。但是,其实用性如何,我表示怀疑态度。倒不是说塞入全画幅传感器以后,会有致命的画质上的问题。上面已经说过,如果SONY用尽以上5点措施,其画质和体积并不会有什么矛盾。 而是,在NEX画质表现已经优于同级别相机的时候(NEX的噪点表现十分优异),操作方面的问题(在本次拉斯维加斯的CES上的一次采访上索尼的高层表示下一代NEX可能会有面向单反用户的操作优先型)和镜头的小型化才是重中之重。特别是索尼采用如此大的卡口直径,对镜头的小型化绝对是一个挑战。从现有的镜头,就可以看出SONY的极致镜头的体积和M43比是比较夸张的。

    这里再说说以前的一条流言。说是Nikon 可能会开发2.5X放大倍率(裁切率or whatever)的可换镜头电子取景系统。这是很耐人寻味的,毕竟Nikon混迹相机界那么多年,不会平白无故被人骂小气的用小豆干大小的传感器。随着感光器技术的发展噪点问题也越来越微不足道(本来对一些老影友就是微不足道的)。用APS-C画幅的SONY和三星,你们有没有紧迫感?

    PS:本人学机械的不是学光学的,玩相机也玩的肤浅,文章只不过纸上谈兵。如有谬误之处,请兄弟们批评,斧正。

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    180.136.200.***
    180.136.200.***
    发表于2013.08.23 13:37:26
    51
    058.247.***.***
    058.247.***.***
    nex的全画幅摄像机来了,只是没有全画幅的nex镜头,比较尴尬。
    发表于2012.09.14 13:12:38
    50
    175.165.***.***
    175.165.***.***
    胶片时代基本上是完全以镜头论画质的,所谓的N比C锐也就是那个时候的结论,而现在完全变成感光元件论画质了,说明瓶颈还是在感光元件身上。无论NCP哪家,其实都不想弄个APS-C画幅的,只是被感光元件逼的,总有一天感光元件的问题解决了,就会回到全画幅时代。毕竟真正决定画质的还是镜头素质,在玻璃制作精度工艺没有明显提升的情况下,大尺寸的镜头必然画质要好一些。
    发表于2012.09.12 15:51:58
    49
    220.136.077.***
    220.136.077.***
    发表于2011.09.19 02:38:52
    48
    03
    发表于2011.05.10 10:03:44
    47
    在用过m43以后,感觉画幅优劣,完全是取决于你的用途的,对于旅游+画质的需求,m43或者nex是很合适的,但是在比较严肃的商业拍摄时,m43暴露出了很多技术上原生的缺陷,比如小光圈的衍射,比如像素上的弱势,垂直入射对于m43也只是一句空话,但是它确实很适合出门携带,而全画幅甚至中画幅,对于职业的摄影师来说,无论是画质还是使用上,都更加适合一些,所以我认为不能简单粗暴的去划分到底谁好谁差,这是一个辩证和变化的答案。
    发表于2011.05.09 23:02:24
    46
    116.077.***.***
    116.077.***.***
    你对3/4的看法是片面的。
    主要原因还是当时芯片刻制工艺,3/4是最简单的。
    目前全幅化的发展已经用商业实践证明了其可行性。专业单反领域3/4已经出了最后的绝唱,自此顶级单反再无3/4.
    Academus
    发表于2011.03.20 23:20:17
    43
    116.077.***.***
    116.077.***.***
    你对3/4的看法是片面的。 主要原因还是当时芯片刻制工艺,3/4是最简单的。
    目前全幅化的发展已经用商业实践证明了其可行性。专业单反领域3/4已经出了最后的绝唱,自此顶级单反再无3/4.
    发表于2011.03.20 23:19:37
    42
    03
    发表于2011.02.08 14:51:47
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    发表于2011.01.30 08:38:56
    38
    117.136.***.***
    117.136.***.***
    我觉得你可以先看看http://www.hudong.com/wiki/%E5%AE%9E%E9%99%85%E5%85%89%E5%AD%A6%E7%B3%BB%E7%BB%9F。我不是想说隔行如隔山,但我认为自己知识领域之外的问题,不是看几个连接、读几篇文章,然后自己就能写出大段文章来发稿的。
    发表于2011.01.25 09:41:43
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    03
    发表于2011.01.24 10:43:31
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