​X-Lab丨改进CMOS微透镜结构，对 GFX50S II 成像有何影响？

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本期 X-Lab 的主题围绕GFX系统新成员：GFX50S II 背后的故事。四位分享人均是参与新品研发的富士胶片工作人员：大石诚（产品策划）、河合智行（传感器设计）、北川润也（防抖设计）、永见亮介（镜头设计）。

大石诚：

先自我介绍一下，我是GFX系列的产品策划，这是我们的新产品 GFX50S II 套机，上面安装的是 GF35-70mmF4.5-5.6 WR 镜头套装，今天想跟各位聊聊这套新产品背后的故事。

想必有不少用户乍看之下会觉得眼熟。我们有一款 GFX100S 机型，是先于GFX50S II 2021年春季发布的，它们外观可以说是一模一样。其实呢，两款机型唯一区别是它们图像传感器不同。

这款 GFX50S II 的传感器，其实我们2017年发布了GFX50S和GFX50R两款机型，GFX50S II 传感器本身是沿用下来的。

河合：

它是2017年发布的，但我们2015年就着手研发了，我们花了两年时间，力求开发高性能的传感器发挥相机的优点。

特别值得注意的是它能解析的电信号，电信号指的是由光电效应产生并积攒的电荷。我们不断改善传感器电信号的解析过程，使得输出图像时尽可能提高电信号输出率。

大家都知道，现在的相机像素甚至高达1亿，而且镜头性能是不断进步的。这款传感器只有5000万像素，为了能让它发挥出镜头的最大潜力，我做了些处理，应该说是想了一些办法，去提高这个图像传感器的清晰度。

具体来说，我修改了图像传感器的微透镜结构，在此基础上还提高了清晰度，那么我们不用后期强行提高分辨率，也不用特地锐化，就完全可以照出清晰的照片，这就是这款传感器的特色。

而且我现在很高兴，因为我不是优化了微透镜嘛，然后新款相机有个像素位移拍摄功能，使用这个功能，可以将改良版微透镜的优势发挥到极致。

我们采用了更小的微透镜，一直以来我们光顾着提升感光度了，没尝试过从微透镜结构入手。通过将微透镜改小，毕竟图像传感器尺寸这么大，将微透镜稍微改小一点，反而能够实现高清晰度这个优势，我们就以此为目标进行了研发。

现在像素位移多重拍摄功能面世，当时重点开发的功能终于做成了商品，让我感触很深。

大石诚：
我为大家介绍下像素位移多重拍摄，它是2020年11月份为GFX100，即我们第一款1亿像素机型推出的新固件，这款5000万像素的GFX50S II也引入了该功能，使用这个功能就能达成2亿像素了。现在我们还能进一步提高照片质量，让照片更保真。

河合：

是的。一般情况下使用像素位移，可以避免出现伪色 锯齿等现象，从而得到一张高清照片，5000万像素-使用像素位移后分辨率真的很高，高分辨率使这款相机更具特色。

大石诚：

用年龄算这款5000万像素传感器，已经五岁了吧。

河合：

没错。

大石诚：

也许有观众觉得这款传感器已经很老了。正如刚才河合先生所说，它的性能相当高，可以说 我们不为GFX50S II搭载全新传感器，而选择这款传感器的决定性理由就是：即使它是五年前发售的老传感器，其出色的成像质量依旧享誉世界。

其实原本5年前…我记得是2016年9月20日，德国世界影像博览会，首次公布开发GFX系列的消息，印象中当时没有今天介绍得这么深入。

河合：

是的，错失时机了。

大石诚：

五年过去，终于可以向各位吐露这些了。

大石诚：

那么接下来，相信大家也知道GFX100S的机身防抖系统，而专门为GFX50S II重新设计图像防抖系统的，正是北川先生。

原本这个图像防抖系统，是GFX50S和GFX50R所不具备的。这是这次为GFX50S II配备该系统的主要原因，再怎么说也是5000万像素的高分辨率，对防抖要求非常高，对摄影场合有一定局限性。

如果GFX100S的防抖系统搭配5000万像素，那这款相机就能变得很全能。这款5000万像素机型能满足多种场景的拍摄，我们搭载这个系统就是为了让用户能够体验到这点，搭载了这个系统的产品就只有GFX100、GFX100S、 GFX50S II这三款机型。

北川：

机身防抖系统一直在进步，GFX100S和这次的GFX50S II，两者除了传感器不同基本上别无二致。

这次我们采用了陀螺仪传感器，用于探测动作，当然我们一直在优化这个组件，而且这次它的算法实现了新突破。虽然从GFX100S到GFX50S II，开发时间不是很长，但是还是实现了进一步的功能完善，成功开发了这次的6.5档防抖。

大石诚：

还要补充一点，这个防抖系统不仅用作图像防抖，即便在拍摄过程中也全程运作，所以利用实时取景也不会造成画面偏差，而且自动对焦也随时能保持精度。

这项图像防抖…怎么说呢。它绝不仅为图像而生，对于拍摄本身也大有作为，大家有兴趣一定要亲自操作看看。

永见：

这款GF35-70mm，我设计时有意识地追求小巧体积。尤其因为它是GFX50S II套装镜头，我着重提高了这款镜头的性价比。

其中最大的难题，就是如何不使用非球面镜片进行设计。设计思路和以往的标准镜头大相径庭。

X系列、GFX系列的镜头都一样，好比说XF镜头的18-55mm和16-55mm，还有16-80mm，里面都有三到四块非球面镜片。它们的设计理念是活用非球面镜片提高镜头性能，又或者是进一步追求轻量化镜头。

这次正好相反，重点是不使用非球面镜片，而且该镜头应用于5000万到1亿像素系统。这让我们一开头就被难关困住了。

非球面镜片可以通过修改表面曲率，从而有效解决像差问题。球面镜片则做不到这点。我想尽量让光线更自然地到达传感器上，做到让光线径直通过。在这个问题上，我当时经常跑去找负责传感器的河合先生，多次请教他才得以解决问题。如今大功告成，我内心还是十分喜悦的。

还有就是协调性，通过适当地组合多镜片，有利于镜片互相消除像差。我在设计时特别注意了这一点。

我相信即使它体积小，价格亲民，也能拍摄出与GFX系列实力相应的画质。

永见：

缩小光圈时清晰度很高，只收一档光圈成像质量就非常出色了。这是它在画质方面的特色。

还有一个特色，它最近对焦距离是35厘米。本来已经在镜头轻量化下了功夫，这次我们还采用了新的步进马达。对于较重的镜头，步进马达也能轻松驱动。镜头在设计上实现了轻量化，再在机械结构上使用推力强的马达，从而实现前所未有的最近对焦距离。

大石诚：

我亲自上手拍摄过，发现十分安静。这完全得益于步进马达。

永见：

是的。

大石诚：

总而言之对焦呼吸效应够弱。

这是很惊人的，为什么这么轻巧的镜头，拥有这么强大的画质，还能削弱对焦呼吸。我感到非常不可思议。

大石诚：

综上所述，即使这款GFX50S II所搭载的传感器历时五年，它依旧保持着传感器最高水准。此外，机身内还汇集了所有最新技术，比如说自动对焦、机身防抖功能。而且还有新款套装镜头加持，这套组合搭配能够打造高水准图像。再者就是它十分便携。

这款机型发布后，我拿来跟GFX50S还有GFX50R对比过，其中究竟优化了多少处，添加多少新功能，当然也包括修正已知的缺陷。我数了数，一共有100处。

我想趁尾声告诉大家这一点，若各位能够亲自去体验这些部分，若各位能够亲自去体验这些部分，我们研发人员会非常高兴的。