4mm镜头怎么用（镜头卡口小就一定不好吗）

自2018年尼康Z系列、佳能EOS R系列发布以来，佳能、尼康乃至此前推出L卡口的徕卡纷纷宣传大卡口直径的优势，这使得索尼E卡口搭载全画幅偏小的问题，成为厂商和粉丝争论的议题，其中涉及卡口直径在镜头设计上会影响哪些因素。

对于E卡口直径过小的影响，无忌泡菜“zeratulmrye”给出了比较系统的看法：

泡 菜 说 - 帖主观点 -

在不考虑移轴的情况下，没有什么规格的镜头是E口做不出来的，这一点是毫无疑问的。区别在于，出瞳直径不能大于卡口直径，所以当f/F>卡口直径时，出瞳的位置就必须向CMOS靠拢，导致画面边缘的光线入射角增大。

出瞳和CMOS的距离在很大程度上和焦距相关。所超广角镜头的出瞳天生就离CMOS很近，对索尼来说反而是最好做的镜头。倒是单反因为法兰距太长，必须付出额外的努力把出瞳往前移动，导致镜头体积增大。对于E口来说则刚好相反，假如一个镜头的f/F超过40mm且本身焦距很长（比如85F1.4），那么索尼可能需要耗费额外的努力把出瞳往后移，确保出瞳直径小于卡口。也就是说真正可能受影响的是长焦大光圈镜头。目前E口里最受影响的镜头理论上应该是400mmF2.8。

至于边缘入射角的大小主要影响暗角，和锐度没有必然联系。但是转接时会有个问题：各个系统的镜头都是在考虑到CMOS表面玻璃对光路的影响的前提下设计的，转接时由于CMOS玻璃的厚度/折射率不再匹配，基本上入射角越大则锐度下降得越明显。LensRentals上有大量文章都在解释这个问题，下面这幅仿真图解释了玻璃不匹配时出瞳位置（光线入射角）对MTF曲线的影响：

所以转接崩边真正的原因并不是开口太小，而是因为超广角镜头的入射角天生就比较大。实际上，入射角太大的光线反而不可能被转接环遮住。

既然如此，为什么有的转接环（比如MB）的表现会比别的转接环（比如MC11）更好？多数人的错觉是因为MB开口更大，但实际原因可以参考旁轴镜头所谓的前置镜片法，即假如一个旁轴头转接到A7上严重崩边的话，在镜头前装一片某种特定规格的滤镜（修改整个光路）反而有可能大幅增加边角画质。这篇文章里有非常详细的测试：phillipreeve/blog/rangefinder-wide-angle-lenses-on-a7-cameras-problems-and-solutions/

而对于浮动对焦的镜头来说，只要转接环的厚度不够，同样会对光路产生影响。有些厂商可能是出于接环过长无限远会不能对焦的担心，故意把接环给做短了，但这反而有可能使得本来崩边的转接头素质提升。根据Jim Kasson的测试，Metabone的误差是所有测试的环里成绩最差的，高达0.35mm：blog.kasson/the-last-word/adapter-flange-distance-errors/

另一个测试则表明，适马18-35本身在变焦时可以保持焦点不变，非常适合视频拍摄，而且在搭配MC-11时依然如此。但一旦你使用MB4的话就完蛋了，焦点根本无法保持。可见适马MC-11的厚度非常精准，而MB4的长度严重缩水，明显改变了镜头光路：newsshooter/2016/12/04/does-the-sigma-18-35mm-f1-8-hold-focus-when-zoomed-and-could-your-lens-adapter-be-part-of-the-problem-or-solution/

但在转接的时候，MB4偏短的特性反而有可能提升广角镜头的素质，适马越精准反而越不讨好。

而出瞳的大小很大程度上取决于最后一片镜片的尺寸，所以转接时真正可能被E口内径限制住的反而是佳能85mm F1.2这种屁股极大的镜头。假如E口的尺寸确实影响这类镜头的转接的话，会出现的现象也不是锐度下降，而是更严重的暗角和口径蚀。

至于原生镜头方面，首先移轴镜头受卡口直径影响最严重的是移轴量。从理论上来说，E卡口做正负12mm的移轴是绰绰有余的，但是鉴于佳能尼康的卡口确实比E口大，如果它们强行提升移轴量，继续往16mm、18mm发展的话，最后一定会出现E卡口跟不上的时候。

除此以外，索尼做长焦大光圈镜头会比佳能尼康更费力，尼康佳能的出瞳距离可长可短，而索尼就不行，这可能导致索尼要使用更多的镜片、镜头体积更大、成本更高或者素质更差之类，但是鉴于本人水平所限，无法定量分析出这个影响到底有多大。如果单看现有产品的话，85GM反而是口径蚀最小的85mmF1.4镜头，100-400GM同样非常优秀，但70-200GM横向对比明显不如尼康佳能新头。400GM本人没有用过，不好发话。

根据佳能的JPA2018018101专利的第一个实例（400F2.8）画了下从出瞳到CMOS的简化光路图。这个专利可能就是佳能新400F2.8，我也懒得和实际产品对比了，反正设计思路跟400GM非常接近。出瞳和CMOS的距离为170mm，出瞳径60.71mm，远远大于E卡口直径。可以看出几个问题：

1）1号光线可以轻松通过EF卡口，但不能通过E卡口

2）我不知道E卡口装上镜头后直径还剩多少，如果卡爪太厚的话，有可能连2号光线（主光线）都无法通过E口

3）但是由于3号光线的存在，转接到索尼上肯定还是能成像的，只不过暗角和口径蚀会非常感人

4）佳能在专利里标出了卡口处的“有效直径”，也就是说虽然卡口本身够大，但由于镜片尺寸或者其它光阑的约束，1号光线其实也无法通过EF卡口。但是佳能的情况不管怎么看都是比索尼好的

5）考虑到镜头总归是有暗角和口径蚀的，索尼对出瞳径的要求其实并没有理论那么严格，真比卡口大点其实也没关系。虽然佳能这个设计肯定不能给索尼用，但出瞳再往右挪挪估计就OK了。

总体来说，E口直径偏小肯定是有弱点的，但是光路图一画出来感觉好像也没那么严重……

总结一下：索尼设计焦距特别长、焦距除以光圈特别大的镜头时比别的厂商更困难，因为必须把出瞳往右移动，假如索尼不移动出瞳的话，暗角和口径蚀会很严重，设计更困难不代表产品一定不如别人好。

泡 菜 说 - 其他观点 -

泡菜@iZaZaD：补充一点儿楼主没提到的内容，关于呼吸效应与后组直径的，松下的DFD技术资料里边提到两条内容：

对于相同的DFD方法，瞳孔分割相位差检测方法，为了估计距离而不用花费时间，并且取两张待最小化的薄片，然而，需要获得透镜模糊参数。而且，实际上，在模糊图像中，除了透镜的存在之外，还存在由成像装置产生的孔径模糊、模糊膜特性等。因此，需要事先获得和考虑这些歧义。

问题[0014]DFD方法是，在拍摄两个焦距彼此不同的图像的时候，图像的放大率不能发生变化。通常的传统的光学系统中考虑这种情况的不是很多。也就是说，需要使用图像侧远心光学系统（例如，参照非专利文献3）。

这里提到的 图像放大率不能发生变化，说的是镜头的呼吸效应 ，并且说，解决镜头的呼吸效应，需要使用图像侧远心光学系统，也就是大口径后组镜片。该文件链接：www·freepatentsonline·com/8705801.html

泡菜@realt：楼主的光路可以解释后置光圈的镜头，实际上大量镜头的光圈都不在镜组的最后一片的外面，全在里面，甚至比较靠中间，所以出瞳不会想楼主图那样受那么大影响，甚至可以说，啥卡口尺寸对于长焦来说，结构都可以差不多。

泡菜@aapril：nikon的f口又细又长 广角长焦都不适合，但是nikon广角不一样压了佳能很多年 70-200fl也是压佳能一头，还是看舍不舍得堆料吧，口小最多暗角严重点

泡菜@iZaZaD：nikon的卡口问题不是长，主要问题是细。法兰距长点儿是有助于改善暗角，但是很不利于做大光圈。

泡菜@NSX：其实我想说的是同样720 2.8规格，论口径 ef＞fe＞F ，论素质f＞ef≈fe，论价格fe＞f＞ef，楼主说的从理论上讲有它有道理的一面，但落实到我们能买到的产品，那完全是另一回事了，小卡口的70-200fl素质最牛，价格也不是同规格最贵，这就是与理论的偏差。

影响素质的一方面是镜头素质，另一方面是传感器设计（注意，是设计，不是性能），这也是同样的镜头在旧型前照传感器上崩边，而在新的背照传感器上不崩的原因，影响价格的除了设计与材料成本，还有商家的定位，产地，渠道――sony的东西从耳机到电视再到大家都不咋用的手机，从来就没有便宜过，这更多的是品牌定位。

泡菜@dafadizi：我在dpreview上已经看过相关讨论了，主要是没明白exit pupil（注：出射光瞳）是啥意思，楼主的解读很好。

卡口肯定不是越大越好，在能实现所有设计的基础上，是越小越好的。而E卡口可以实现所有设计（除个别移轴）。就日常挂机镜头、扫街头、旅游头来说，小卡口能减重，能节约镜片，也是很明显的。

泡菜@ultraHD：（回复dafadizi的观点）显然不是，因为现在技术不可能做到，佳能尼康徕卡阿莱的新卡口都一个特点就是口径都加大了，连已经有54mm直径的PL卡口阿莱都换成了62mm口径的LPL卡口，而老的PL口放全画幅绰绰有余，索尼Venice，Red monsterVV都是沿用的PL口，为什么阿莱自己要加大？很简单因为三大数字电影机厂只有阿莱自己做电影镜头，自然要从镜头设计考虑卡口大小。

泡菜@numpfish：我来给楼主来点证据补充, FE400mm 2.8 GM基本上证实了楼主的观点, 光圈全开的时候, 口径蚀非常严重(主要表现为旋焦, 光斑残缺)

以下图片全部转自dpreview 图片链接, 可以清晰的看到所有图片的边角变形非常明显

泡菜@zeratulmrye：明确一下出瞳这个概念。出瞳其实就是光阑通过光阑后侧镜片所成的像，而入瞳是光阑通过前侧镜片所成的像。所以你从镜头的前方或者屁股看进去，光圈的大小可能是不一样的。出瞳的直径=出瞳到CMOS的距离/光圈，所以你从镜头的屁股测量一下光圈的大小，理论上应该可以直接算出出瞳的位置。出瞳的位置对画面中心没有任何影响，但是影响画面边缘的入射角。从镜头内出射的主光线往反方向画延长线（虚线），交汇的地方就是出瞳（如图）。

而入瞳直径则等于焦距/光圈值，也就是说我们平时说的光圈直径其实就是入瞳直径。入瞳所在位置是入射光线延长后的交汇点，所以按照这个点旋转是没有视差的，也就是接片党俗称的所谓“主节点”。

而真正的主节点其实又是另外一个东西。只能说摄影圈使用的很多光学术语其实都是错的……

出瞳和入瞳之间的尺寸之比叫出瞳入瞳比pm。在微距状态下，镜头的光圈会下降到(m/pm 1)F，也就是说pm越大的镜头（出瞳离CMOS越远的镜头）有效光圈会越大。

泡菜@rallyho：按楼主的逻辑，卡口越大设计越容易，sony的小卡口做长焦要“更多的镜片、镜头体积更大、成本更高或者素质更差”，然而事实（24GM/140GM/428GM等等）正好相反，是不是说明sony的设计能力远超其他厂商呢？

从普通用户角度出发，镜头越小越轻越好，价格越便宜越好，画质够用就行（因为画质提升不是线性的，一丁点的提升会导致体积重量大幅提高），比如最近福伦达出的21/3.5，画质不如Loxia21，然而体积重量和价格差不多都少了一半，f8下没什么区别，对于拍风光来说会优先选福伦达。实际上loxia21已经够小的了，同样规格在大卡口下体积重量和价格必然上升，然而这是用户需要的吗？

泡 菜 说 - 小结 -

泡菜@zeratulmrye通过比较完整的理论打破了“E卡口太小做不了F1.2定焦”的论调，提出“没有什么规格的镜头是E口做不出来的”、“真正可能受影响的是长焦大光圈镜头”、“索尼做长焦大光圈镜头会比佳能尼康更费力”、“如果佳能/尼康强行提升移轴量，继续往16mm、18mm发展的话，最后一定会出现E卡口跟不上的时候”，总的来说E卡口直径过小对大部分镜头开发没有什么影响，除非友商祭出“前所未有”、“极端”规格镜头，E卡口可能会在开发上更为困难，但用户也要清楚“超规格”镜头通常伴随实用性、便携性下降，售价更是上天。

如今索尼已开始对E卡口镜头群进行新一轮更新，接连推出FE 12-24mm F2.8 GM、FE 35mm F1.4 GM、FE 50mm F1.2 GM等三款GM高素质镜头，显然E卡口并没有让索尼在这场“镜头大战”中处于被动，反而频频做出反击。

编辑 | 梁爽

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