原文发表在DPReview.com,翻译:  alexzhen

“我们希望能够生产可以永远使用的镜头”,索尼全新GMaster镜头背后的资深工程师这样说到。

在索尼发布了GM这个新系列高端镜头的同时,我们采访了Motoyuki Ohtake,索尼镜头设计部门的资深工程师,了解了关于这个新系列背后开发的流成和理念。

Motoyuji Ohtake, Distinguished Engineer, Opto Design Department, Core Technology Division, Digital Imaging Business Group at Sony.

Motoyuji Ohtake, 资深工程师,来自索尼数字影像集团,核心科技组,光学设计部门

“这次的开发过程,我们重新思考了很多设计部件的设计以及生产的流程”,他说到。

理解镜头是怎么设计生产出来的,他解释了目前一般的镜头开发流程。很多时候我们计划一款新的镜头,但是这些需求都来自于产品计划部门(隶属于负责分析供需需求的市场部门)。然后我们会做一系列比较粗糙的设计,有些光学性能很好,但是体积比较大,有些非常便携但是光学性能不够强大。然后我们一起讨论要在哪个设计上继续前进,这些决定都基于成本、性能、体积等各种因素的平衡考量。

在决定了基准设计方案以后,不同团队之间有非常紧密的合作,Ohtake解释道:“我们需要与机械设计团队、镜头马达团队、镜头控制团队和镜片生产团队合作,有时候还需要与设备组进行沟通来确保我们有可用的生产流水线。每一个团队都会从他们的角度给这个镜头的设计提出反馈。也许光学设计团队提出了一个新的镜头设计,或者负责马达的团队会告诉我们基于这样的设计那个马达最合适,或者告诉我们这样的设计,对焦会非常慢。他们的反馈都是基于整个镜头设计的角度。而这次GM镜头推出,是每一个部门重新思考如何提升自己部分价值的结果,从设计到生产。

 

重新思考最基础的预期

“这次的GM镜头,我们决定要采用每毫米50线的分辨率为基准”,Ohtake先生说:“之前行业标准,包括我们自己,都使用10线和30线(而索尼蔡司授权的镜头则使用10,20,40线标准)。”

“在开始构思新镜头的时候,我们都觉得应该提高分辨率基准”,他接着说道:“但是选择什么样的基准才是最好的?我们可以瞄准100线的分辨率来生产镜头,但是那会让最终的产品又大又长,肯定不太现实,体积重量和光学性能方面的平衡仍然是非常重要的。”

“50线的基准,并不是为我们现在4000万像素的相机或者4K视频设备而制定”,他继续说道:“所有我们的FE镜头都至少可以满足4000万像素的分辨率,因为我们和索尼的感光元件团队合作,我们很清楚感光元件的发展计划,所以在设计FE镜头的时候我们就已经为这样高的分辨率准备了。而这次的GM镜头,我们希望能够让它支持未来分辨率高很多的相机。”

关于虚化

然而GM镜头的开发并不是只有改变分辨率基准这么简单,Ohtake先生解释道:“我们也重新讨论了‘好的虚化’的定义,很多来自Minolta(美能达)的设计师都能够理解作为G系列镜头的灵魂,优秀的背景虚化效果是多么重要,但是我们一直没有好的办法来评估它。”

“我们重新思考了什么才是优秀的虚化,它如何影响整个画面,不仅仅是背景部分的渲染能力,还包括从极锐利的画面到虚化区域的过渡部分。我们开发了一种方式来计算虚化效果,并且能够模拟最终的结果。也就是说,我们现在不需要把真正的镜头做出来再来评估,而通过计算机直接就可以推算出最后成像的结果。”

索尼方面表示,这是一个非常明显的改变,意味着虚化将会变成他们镜头前期设计中主要的设计考量之一,而不是在镜头后期调校中才能优化。

另一方面 – 虚化形状和平滑度

对于最终的虚化成像结果,镜头模组精度和镜片表面打磨的平滑度都有非常重要的影响。

“传统意义上讲,这两者非常难以兼顾,当前的技术可以在非球面镜片上获得大概20-30纳米级别的精细程度。在后期进一步的精细打磨过程中,可能会造成镜片形状轻微的不均匀。”

“我们开发了一种新的镜片模具机器和打磨流程,对于非球面镜片可以精细到10纳米级别,获得更加准确的形状。”

自动对焦

“最先发布的这三款GM镜头,使用了三种不同的自动对焦马达”,Ohtake先生特地强调了针对不同类型的镜头,需要采用不同的马达技术。

“27-70mm F2.8采用了Direct Drive SSM系统。这个对焦系统非常快,安静而且精准。我们曾经在24-70mm F4上用了线性对焦模组,但是这次的镜头有更大更重的镜片所以Direct Drive系统是更好的选择。”

“而85mm F1.4GM这个镜头的对焦镜组更大更重,所以我们需要使用环形对焦马达,这种马达非常适合巨大的镜片组,我们的软件团队也开发了一个优化相位对焦系统的新算法来大幅提升对焦性能。(传统的环形马达设计对相位对焦支持较弱)”

“最后,70-200mm镜头采用了线性马达和环形马达的组合,因为对焦镜组太重,所以我们把它们分成了两组,第一组很沉的我们使用环形马达,而另外一组使用线性马达。环形马达可以非常快地找到基准对焦,然后线性马达再参与进行高精度的对焦。“

光学矫正

在讨论了锐度和虚化在镜头设计中的冲突问题,我们也问了Ohtake先生这次的设计中有哪些妥协的地方。我们被告知,当前的镜头设计中,能够使用软件来模拟计算,矫正色差,让镜头设计变得更加容易,因为你不需要再用非常复杂的传统方式一样,使用实际的镜片来进行传统的光学矫正。

Ohtake先生解释道:“光不会分成红、绿、蓝。而是各种色彩波长的合集,但是每一个波长都会略有所不同,为了获得想要的极高对比度,我们需要再镜头设计中努力去纠正色差。”

APSC的未来

当我们问到索尼APSC镜头的时候,他说:“我的团队很喜欢给APC机身设计镜头,因为对焦模块非常轻,所以设计起来更容易。目前我们的对焦技术都是内部研发生产,如果未来产品计划团队有需要的话,我们肯定会设计更多的APSC镜头。”