佳能的EOS R白皮書講了什麼？Part 0—卡口

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前言

佳能的無反（」專微「）已經發布了一段時間，想必大家都已經對其參數有了一定了解。我作為普通相機愛好者，沒有像自媒體一樣跟風蹭熱點，所以就沒有第一時間對新出的無反系統進行評價。這兩天閑下來，突然感覺自己對這個系統還是不甚了解，於是就找來EOS R白皮書看了看，順便提升英文水平，所以這個系列的文章就當作是簡要的讀書筆記了。

這本白皮書一共分為14章，分別介紹了EOS系統的歷史、相機市場的深刻變化、RF卡口、RF鏡頭、轉接環、機身等。本篇介紹整本書的前9章，重點介紹為什麼要更換卡口以及RF卡口。

（題圖是手拿EOS R System白皮書的著名過氣偶像妮可先輩）

1.0 EOS系統的歷史

首先佳能吹了一波EOS系統的光輝歷史，佳能認為1987年問世的EOS系統是建立在EF卡口基礎上的，EF卡口的特點主要有：

1. 達54mm的大內徑
2. 法蘭距44mm
3. 鏡頭與機身間可進行靈活的通信
4. 大口徑的卡口為光學設計提供了更多可能

2.0 EOS系統拓展到攝像領域

介紹了EOS系統如何拓展到攝像領域，可以看出佳能對於攝像的重視。

3.0 現有EOS系統的局限性

雖然EOS系統取得了很大成就，但是以發展的眼光看，EOS系統還存在以下問題：

1. 卡口直徑和法蘭距限制了用戶對於變焦及定焦鏡頭不斷增長的多樣化需求
2. 鏡頭與機身間通信速度受限
3. 卡口的觸點不夠多
4. （單反的）對焦模塊影響對焦性能

為了解決這些問題，就需要新的EOS R系統。

4.0 全球影像市場的變化

數碼影像技術已經問世接近半個世紀，最近十年數碼影像市場發生了巨大的變化，首先是動態影像和靜態影像（攝影與攝像）之間不再涇渭分明，其次是解析度大幅度提升，再次是用戶對於影像設備的操作性能需求不斷提高。

5.0 理想的相機系統

EOS系統問世30年後，佳能認為需要在EF卡口相機系統的基礎上進行拓展，理想的相機系統應該具備以下特徵：

1. 使用越來越受歡迎的全畫幅感測器
2. 為感測器解析度提升預留足夠的空間
3. 更高的動態範圍
4. 滿足用戶多樣化、複雜化的操作性需求

而這一切都依賴於鏡頭及卡口的設計。

從這裡來看，佳能還是意識到長期被詬病的動態範圍問題。另外需要關注的是，新的RF卡口、鏡頭、機身都十分重視操作性，例如在鏡頭最前端配備的自定義功能環，新的系統在操作性上將延續和發揚佳能的一貫優勢。

6.0 擴展鏡頭設計空間

鏡頭設計受到很多因素的影像，但主要包括三方面：

1. 光學性能，如銳度、對比度、像差等
2. 尺寸、重量
3. 操作性，如焦距、光圈範圍等

就像圖中所示，這三個主要方面限制了鏡頭的設計，圖中間灰色部分面積越大，鏡頭設計越靈活。

佳能認為，這幾十年來，EF鏡頭的設計還是有一定的靈活性的（尼康不哭），這主要得益於54mm卡口內徑。然而，44mm法蘭距對一些鏡頭的設計靈活性造成了影響。尤其對於全畫幅鏡頭來說，鏡頭後組和感測器之間的空間不利於實現鏡頭性能的最優化。因此想要拓展鏡頭設計的空間，就必須採用更加激進的卡口設計。

從這裡來看，佳能對於自己54mm卡口內徑還是很自豪的，但是問題就在於法蘭距過長。

7.0 新一代鏡頭的關鍵——新卡口

EOS系統未來發展的關鍵就在於新的卡口，佳能已經開發出了能夠長期為鏡頭設計提供靈活性的新卡口，RF卡口。

設計新卡口的指導思想：

1. 全新的卡口，但保留EF卡口的54mm內徑
2. 能夠容納佳能全畫幅感測器
3. 法蘭距縮短到20mm，無反光鏡設計，用以支持新的鏡頭設計
4. 大幅度提升鏡頭與機身間的通信能力，卡口觸點從8個增加到12個
5. 能夠兼容現有的及未來的EF鏡頭，並確保（轉接EF鏡頭）沒有什麼性能方面的妥協

8.0 新RF卡口的細節

新的卡口參數就在上面圖中了，12個觸點，20mm法蘭距，54mm內徑自不必說，下面主要將幾個細節。

首先是新卡口也採用了三片插刀式卡口，但是為了確保EF鏡頭不會錯誤地直接裝在上面，卡口內爪的角度不同。為了保證老用戶可以保留曾經的使用習慣，新卡口也是轉動60度後鎖死，並且鏡頭拆卸按鈕依然在3點鐘位置。

其次是一個小的發現，由於」專微「沒有獨立的相位對焦模塊和反光鏡箱，因此就不需要在卡口下方有一大塊遮擋（見圖中EF卡口紫紅色部分），這樣某些鏡頭在最大光圈下就不會出現煩人的」光斑裁切「問題。

接下來佳能說新的RF卡口為鏡頭設計提供了更大的空間：

1. 大直徑的後組鏡片可以更加貼近全畫幅感測器，從而提高整體光學性能，特別是在邊緣的像差控制會更好。
2. 與EF鏡頭具有相同焦距和最大光圈的RF卡口鏡頭，在顯著提升畫質的同時，能保持與EF鏡頭相同的體積和重量。
3. 更高的光學性能，F1.2定焦全畫幅鏡頭
4. 更大恆定光圈的變焦鏡頭，同時體積重量控制還比較理想

新發布的50 1.2和28-70 f2就是上面幾點優勢的具體體現，看來我們還能期待一下35 1.2、85 1.2等等。

總之，新的卡口提升了鏡頭設計的空間，也就是下圖中灰色部分的面積。

9.0 控制像差的挑戰

*本人光學知識並不專業，歡迎批評指正

像差首先包括一些單色像差（monochromatic aberrations），也就是對各種波長的光線都會造成影響的像差，其中有球差、彗差、場曲等等，這些像差最終表現之一就是銳度的下降。

另外還有一些對於不同波長的光線有不同影響的像差，主要為縱向（軸向）色差和橫向（垂軸）色差。

光線通過鏡組，都會造成上述像差，但是光線偏離光軸的角度越大，像差會急劇增加，並投射在CMOS的邊緣。如下圖所示。同樣，折射率越高，鏡片」彎折「光線的能力越強，則像差更容易增加。

兩個因素在很大程度上決定了投射在CMOS上圖像的質量，一個是鏡頭後組與CMOS間的距離（BF，back focus distance）和後組鏡片的直徑。

1.如果後組鏡片直徑更大，在BF相同的情況下，可以使光線偏折角度更小，從而降低像差。如下圖所示。

2.BF的重要性如下圖所示，下圖展示了單反和無反鏡頭兩種不同的設計思路。圖中上面的鏡頭擁有更長的BF，就像很多EF鏡頭一樣，為了減輕像差，一個方法就是前組採用大直徑的鏡片，從而更加溫和地使光束偏折，但這會導致鏡頭長度的增加。如果BF縮短，就可以有空間容納足以減輕像差的大直徑後組。

總之，更大的後組和更短的BF是有利於控制像差的，二者相輔相成。

未完待續

下一篇主要介紹鏡頭和機身部分

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