【云吃玻璃】Otus ML 50mm f/1.4

我本来还在捏这玩意的，谁知道确善能发专利比我细化微调得还快。

作为同系列、同时发布的孪生产品，Otus ML 50/1.4 与 85/1.4 相似之处颇多。读过我 Otus ML 85/1.4 那篇文章的朋友们应该对我接下来要说的许多事情不会感到意外。

与 85/1.4 相同，50/1.4 相关专利（JP2026-105585A）也是单纯的确善能出願、日方署名。不过此处挂名的是森山達也，而非前作的柴田课长。森山同志在确善能的履历似乎不长，署名专利之中投产的似乎只有 Nokton 23/1.2 Asph. (APS-C) 和 Nokton-Classic 35/1.4 II 这种难以名状的物体。柴田课长的履历似乎起码有几颗 Apo-Lanthar 打底，森山这边实在不能给人很多信心。

不过，就像英雄史观是错误的一样，我也不是来推行罪人史观的。哪怕森山团队真的不是为了照顾奇形怪状的甲方需求、受到供应生产开发条件限制，而就是单纯的很菜的话，那允许一个很菜的镜头生产上市，全确善能和蔡司也应该有点责任是吧？当然，我也没有身在确善能内，不知道内部决策到底是怎么跑的，我只能回答一下这颗镜头到底菜在了哪里。

我们，以及具有基础搜索能力、看过它样张和 datasheet 的所有人，应该都在它发布当初就对差得不像样的官方 MTF、色散巨大的样张、多到诡异的彗差感到了十足的困惑。虽然之前我也有尝试手搓反推，但专利无疑给了我们一个官方说法，可以充分且确切地分析它到底菜在了哪里 —— 哪怕我们仍然不知道这个设计是怎么得出的、它为什么会被推向市场。

简单地说，在我看来，Otus ML 50/1.4 画质扑街核心问题在于它的光路架构就没有选好，扩束程度太低，从初级布局开始就无法提供有效的矫正。

我觉得我应该把下面这一段留到 SLR Otus 的文章里细讲…… 但那个这不是还没写嘛…… 那就坐稳了，拿紧你的屁股。

我们把 Petzval limit 从 $W_{220}+W_{222}$ 里面剥出来，从最简单的薄透镜开始推导。我们知道 Petzval sum 长下面这样。

$\frac{1}{R_P}=\sum_s{c_s} \Delta(\frac{1}{n})_s$

对于在简化折射率的无间距薄透镜来说，折射面的 $c_s \Delta(\frac{1}{n})_s$ 可以归一化成面屈光度 $\phi_s = (n_{s+1}-n_s)c_s$ ，再把折射率项补回去就是 $- \frac{\phi_s}{n_sn_s+1}$ 。而因为我们排除了间距，可以直接简单求和所有表面的屈光度，得出 Petzval 即是 $-\frac{1}{n} \sum_k \phi_k$

问题就来了，我们求和所有屈光度…… 那这不就是整个镜头的系统屈光度吗？因为确实就是。 $\lim_{d \rightarrow 0}\,\Phi_{\mathrm{sys}} = \sum_k\phi_k$ 所以，在无间距薄透镜里，系统屈光度就是 Petzval sum。没有什么光瞳高、入射角、曲率、光阑位置的事，只要屈光就有 Petzval。要不屈光也可以，但不屈光也就没法成像了。

$\frac{1}{R_P}= -\frac{1}{n} \sum_k \phi_k = -\frac{1}{n} \cdot \Phi_{\mathrm{sys}}$

那这很惨了呀。无间距薄透镜只要成像，就会有场曲。

怎么办呢？没看懂公式也没关系，哪怕单看字可能也注意到了我前面在不停限定「无间距薄透镜」。真实镜头能做到近乎无场曲，一个就是靠间距，一个靠高阶像差组合。

而其中最基础最简单的场曲矫正，当然就是靠间距，尽可能拉开正负屈光度中心的距离。即，在系统屈光度 $\Phi_{\mathrm{sys}}$ 不为零的情况下，尽可能把 $\sum_k \phi_k$ 的简单求和干到 0，然后让后面那一坨 $d_{jk}\,\phi_j\,\phi_k$ 余项承担屈光度。其中，正负屈光度（所有的 $\phi$ 项）仍然是相互抵消的，唯间距 $d$ 给了整个系统屈光度。 $\Phi_{\mathrm{sys}} = \sum_k \phi_k - \sum_{j<k} d_{jk}\,\phi_j\phi_k$ 再考虑球差。每个折射表面对于球差的贡献是：（其中 A 为 refraction invariant）

$S_{I}=-A^2\,h\cdot \Delta\frac{u}{n}$ $A = n\cdot i = n(h\cdot c+u)$

留意折射表面对球差的贡献中，高度 h 出现多次。如果把 A 里面那个 h 也取出来的话，总共会得到三次关系 $S_i \sim h^3$ ，也就是说球差矫正需要把光线升高到高高度。

当然这个实际上要复杂一些，这个 $h^3$ 的意思是高高度区间有更多分配、控制球差成分自由度的意思，而不是说什么 $S_I \propto h^3$ 之类的话。不过我觉得我不太应该继续用公式来砸各位了。
那彗差呢？你既然能想起这个问题你肯定也能推导 $W_{131}=-\sum_s A_s \bar{A_s} h_s \Delta(\frac{u}{n})_s$ ，然后发现彗差属于是球差和场曲各沾一点，也是吃扩束和距离，外加奇 $\bar A$ 项吃对称性。所以我在此继续不用公式来砸各位了。

在发现球差控制需要高度 h 以后我们再代入曲率 c，得到最直接的控制球差的办法就是把光束升高、拆多个低曲率的正镜贡献屈光度缓缓收束，然后再在低高度的位置用一个高曲率负镜矫正所有球差。

结合上面讨论场曲矫正需要正负屈光度足够的距离，那么同时耦合球差和场曲矫正的最优策略就是：让光线在充分长的区间内充分升高、缓缓收束。

它的前辈 Otus 1.4/55 深谙此道。它前组四枚镜片之间把光线充分抬升了 45%，然后花了半个镜头的长度让它缓缓收束。

与此同时，Otus ML 50/1.4 在干什么？

前组五片之间光线高度只抬升了 14% 是怎么回事？

折射率、屈光度差不多的正负镜挤在一起是来干嘛的？

而且 Otus ML 这样设计甚至不是出于长度控制的必然结果。诚然，Otus ML 50/1.4 外观尺寸大约是 ∅77×100mm、光学全长约 110mm，两者都比前辈短了许多。但这完全不应导致它把光线的收束和扩束局限在前组的 25mm 之间。对比前辈，它的从第一片扩束开始、跨过前半个对焦组、延申到光圈前才完成收束，bulge 全长约 85mm。如果 Otus ML 也愿意让前组和对焦组合作一下的话，它光圈前可用的光路长度足有 55mm 长，足以在同样的尺寸里发挥出显著更好的矫正效力。

实际上 Otus ML 85/1.4 其实也是犯了完全一样的错误。它的前组两正镜紧密包夹负镜，在 L4 之前光线的高度都没怎么变，既没把 Petzval 干下来，对球差彗差的控制也不够充分。只不过 85mm 小视角的视场像差压力也小，以及柴田非常清醒地在前组摆了一枚大口径非球赎罪。所以结果无非是彗差难看、但整体幅度还是压下来了。但 50/1.4 这边不仅是高 etendue 环境，甚至还取消了前组非球。那这只能说是自断后路了。

尺寸几乎一致的 FE 50/1.4 GM 及 RF 50/1.4 VCM 同辈似乎是这个架构问题更有力的反证。大家都在缩体积，然而，索尼佳能却能在同样的尺寸内充分布置了多个 bulge/waist，而这还是在照顾更加苛刻的 AF 架构的前提下实现的。所以，至少没什么物理条件限定了确善能一定不能这么干。

具体是什么样的决策链导致了这个结果我们不知道，结果反正就是 Otus ML 在光路架构上自杀了。

事到如今，确善能已经反复拒绝了利用 h 变化矫正球差、留出充分的 d 矫正场曲的简单解法，不过，这个时候病人还有呼吸！还有抢救空间！此时哪怕仍然在薄透镜条件下，他们仍然可以用折射率 n 来强行买球差和场曲控制。此外，丢掉薄透镜近似，还有余地用各种高阶像差和非球进一步补救！

确善能确实也充分使用了这两个措施来补救 Otus ML 50/1.4。但是，补救措施永远是补救措施。漏水的巨轮打上补丁会成为更完美的巨轮，但是只靠糊补丁这辈子都不可能糊出巨轮来。

那么，折射率和高阶像差。我们先说折射率。

这里我就要开始例行谴责确善能的 AD 标注了。如果对于 85/1.4 我还能猜测确善能的标注标准是 ED 和 nd > 1.80 的材料的话，50/1.4 这边我完全不知道发生了什么。我猜到了 L2 是 S-NPH1，但我着实没猜到标红的 L3 是 S-LAH96 (1.764/48.49)？这 S-LAH96 到底算哪门子特殊镜片？

与此同时正常来说是 ED 的 L4 (J-PSKH8) 和 L7 (S-FPL51) 却未有标注？怎么回事？L4 倒是确实可以轻松换成其他非特殊材料（PHM-LAL 系）。L7 这个胶合的 Δvd ~ 52 就不太好替换了，实物胶合面的曲率还比专利更低些，我很难想象它替换成任何不是 ED 的材料。

不过，L3 确实又不能太不特殊。如前所述，Otus ML 50/1.4 的前组扩束程度太低了，不具备让低折射率（i.e., ED）材料承担主要屈光的条件。这里只能是中高折射率的镧系材料。因此，除了他们用脚画图或者设计课给了市场部垃圾信息以外，最有可能的情况是确善能在生产型里面把它折射率提高了 0.04 到 1.80 以上，然后按照高折射材料标了特殊。此外，我们也有理由怀疑它 L3 和 L4 是同一片大正镜拆出来的两枚小正镜。这样能减少每一片的曲率贡献，并且它们中间这个窄气隙还能额外提供一些微调球差、场曲耦合的空间。

一直都没有充分扩束的毛病击鼓传花来到了后组，我们看见它在后组 L11、L12 分别采用了 S-LAH99 (2.001/29.14) 和 S-LAH98 (1.954/32.33) 来在后主点附近强力控制像差。我这里并不打算老调重弹坊间认为超高折射材料普遍存在的问题，比如发黄 —— 事实上现在 S-LAH99W/TaFD55-W 的透明度已经相当好了。而是说，他们本无必要费这么大劲。超重镧原料贵倒是小事，关键是加工起来也困难，费时费料不说，还容易出差错，让这个本就需要抢救的设计蒙上了一层加工生产的不确定性。

更要命的是，成像光学系统在视场和光瞳坐标上都是连续的。没有说你成像 h = 12mm 这一圈治好了，13mm 就可以不管了这样的道理。而反复、高强度地引入高阶像差来压制离家出走的像差，就有很大风险顾此失彼。

我们怎么能期待一个在基础架构上就自杀了的设计能耍得转高阶像差杂技呢？不如说，从来都只有大问题生小问题，没听说过光靠上层建筑还能治疗基础不稳的。

光束升高半路而崩殂、高阶像差各自为政，这能有矫正效果就有鬼了。毫不意外的，Otus ML 50/1.4 的像差和画质自然也就回到了差得不像样的官方 MTF、色散巨大的样张、多到诡异的彗差这里。

Otus ML 50/1.4 的专利如先前的 Otus ML 85/1.4 和 Apo-Lanthar 28/2 一样，混淆了一些参数。所以，在开始讨论具体像差之前，我们得消灭这只拦路虎。

不过，就如同上面两个镜头专利一样，Otus ML 50/1.4 其实也只需要改一到两个参数就能治出近似实物的疗效。当然，我一贯不主张我的解唯一，也不主张它等价实物 —— 实际上，如果只关注无限远性能、限定修改两个参数以内的话，性能近似且不重叠的解就至少有四套。

我们当然关注无限远以外的性能，所以有效解的范围就大大缩小了。而具体改哪个参数，注意力足够的话是可以瞪出来的。全程不需要任何软件优化或者非球面调整。

无论是在做设计的时候放任现代优化器凌驾于基础认识、基础直觉之上，还是我们在这里研究既有设计的时候把自己都没想明白的问题丢给软件解决，我都觉得这是 skill issue。所以不仅抛弃基础直觉的设计师需要知耻，如果你在做这几个专利的时候不分青红皂白直接丢进去开优化了的话，你也知耻罢。

我在知乎的阅读量其实不大，我估摸着阅读本文的键摄同好可能不比一般通过读者少，那么不妨容我浪费一些篇幅，来推导一下瞪眼过程。

我们观察镜头，注意像差。
Naive 注意力可能会首先会被前组吸引，毕竟正常情况下的直觉会认为这里高视场光线的 $h$ 最高。并且此处高视场光线穿过镜片的位置、像差形状有显然的简单对应。即，它球差产生明显弯曲的位置，似乎也会在高视场彗差的同一个光瞳位置产生一截彗差。
因此，naive 注意力首先关注 ray steering（即曲面对高 $h$ 光线的偏转、汇聚行为），让我们首先考量降低前组的曲率和屈光度。例如最明显的就是降低 r5/r6 的正曲率，直觉稍微好一点的可能也会考虑提升 r2 的负曲率。更不明显的解还包括缩短 d2/d4 来调节 $h/\bar{h}$ 接触 L2/L3 的相对位置，但本质上都是同一个体系的解。
但这个 naive 注意力是错的。尽管调节 L1 曲率、L3 曲率、或者 L2 前后气隙可以得到近似官方 datasheet 的结果，但这样会使得高视场光线出入 L5/L6 的高度过高，在近摄过程中引入较为明显的像散。
不过，我们注意力超群。
首先注意到，OPD 即像差。
再注意到，折射介质对于 OPD 的贡献为 $n\cdot ds$ ，而空气为 $1\cdot ds$
最后注意到，每个表面对球差的贡献为 $h^4$ ，对彗差的贡献为 $h^3\bar{h}$ ，彗差多一个主光线高度的 $\bar{h}$ 项。也就是说，我们可以靠 $\bar{h}$ 的高度来选择彗差区间，包括我们需要控制的内侧带彗差（内侧指 lower pupil），而不太影响整体的彗差分布。球差和彗差共同的 $h^n$ 项则保证了它们仍然是耦合的，我们引入的 OPD 会以不同程度反映给球差和彗差。
总结注意力，我们发现在镜头后部高视场内侧光线穿过光轴的地方，同一套高阶球差和内侧带彗差会再耦合一次。我们只需要调节间距，就能同时控制两者。
Naive 注意力会首先关注 ray steering 而非更近轴的东西。正因如此，L1-3 这一套解会显得格外诱人。但我们超群的注意力告诉我们，在 S-LAH99 这种 nd = 2.00 的材料面前，调配光束的空气/介质 $ds$ 比例仍然可以引入巨量 OPD。同时，因为此处更不影响对焦镜片的 ray entrance/exit port，如此也能最大限度地保留近摄表现。
我想最为反直觉的是，这里的矫正是反过来的。在高 $h$ 处我们是直接 steer 光瞳外围光线的汇聚行为非常好理解。而此处我们是给近轴上 OPD、而不改变边缘光线的行为。有模拟条件的各位可以试一下，动 d19 的时候 $h\sim 1$ 和 $\rho\sim1$ 的光线会留在原地、只有近轴部分在偏移。也正是这一点让这个解需要超群的注意力。
因此，破解该专利的混淆只需些许延长 d19，辅以合焦微调。
瞪眼完毕。

对比官方 datasheet，可见破解后的 MTF 非常近似。

不过很奇怪的是官方 datasheet 似乎选用了一个非优的合焦位置（所以上面说需要微调合焦），可见官方全开 MTF 的中心分辨率略低于中场，而且 meridional 对比度直接坠机了。实际上别的什么都不改，只是按照正常人的思路来合焦（下图最右，BFL +0.015mm），整体分辨率一致性会改善，中频对比度也能稍稍提高一些。

实际上我会觉得它整个优化都是非常诡异的欠优的。观察上方 ray fan，容易发现它像场外围存在很迷的像散。这个像散在所有对焦距离都存在，不会因为近摄而被中和（甚至可能会劣化）。以官方那个外围坠机的 MTF 为参考，我在调试的时候还得故意欠优化，否则我弄出来的东西会比官方更好。只需要继续调节 d19 和 d21，或者略微修改一下非球，都能在全合焦距离下毫无副作用地改善性能。

考虑到我实际上只进行了非常 trivial 的更改，我没有理由相信整个确善能没有一个人知道这东西还有继续改善的空间。那既然不是物理问题、不是能力问题，我只能认为他们或许是卡在了某个优化指标上了。譬如，有不为零的可能性，他们无法让 sagittal 分辨率在全场都达到某个对比度，所以选择了一个照顾 sagittal 分辨率、牺牲其他的合焦。但即便是为了这个，似乎也无大必要刻意放任 meridional 分辨率在边角去世。只是我确实也没见过它们的 engineering spec，我也没有更多的切入点继续猜测了。

我甚至无法复读 Otus ML 85/1.4 的：

公平公正地说，性能很不坏。只是我想「不坏」对于「Otus」来说是缺乏说服力的。

因为这个性能它坏啊。

除了奇怪的像散以外，它这个色散也显然是个半拉子工程。取决于你怎么破解，专利描述的色散宽度大约是个 60-70μm 的状态，此处长波明显离焦。如果折叠一级光谱、对齐 C 和 g line，那么此时的色散宽度便会只有 40μm 左右。虽然因为能量分布的缘故（太阳光谱 g 能量比 C 高），分辨率只会小幅度提高，但此处带来的观感改善还是有的。

而且他们造出来一个枕形畸变的 50mm、桶形畸变的 85mm 到底是怎么回事啊。

又如彗差，容易注意到它在比如像场 h = 12mm 的位置上，光瞳中间存在 ±1wave 左右的彗差波动，而且影响面积很不小。哪怕是在不显著修改架构的情况下，调节彗差-像散平衡、把 WFE 推到光瞳边缘，都可以换来更平坦的波前中心，显著改善能量集中。这样不仅高频分辨率能改善，小光圈性能也能提升得更快。

别的…… 别的我继续再说就不礼貌了（已经很不礼貌了。

说点做的好的地方吧。它倍率色散很少，大约是 5μm 的水平，而且事实上比 85/1.4 还要好。而且因为是高斯前移的对焦架构，近摄过程中劣化也不太明显。Sagittal coma…… 确实少。虽然在这个 meridional coma 淹没全场的情况下我也不知道这有什么大用。畸变很少，就 1% 出头。

和 85/1.4 一样，此物近摄喜人。虽然彗差和像散还是会增加一些（这点不如 85/1.4），但整体低频对比度能保住，而且收缩光圈会迅速变得比较体面。呼吸一样是没有管的 11%，but again 我觉得目标用户没有人在意。

不过，0.5m 这个近摄规格实在是磕碜了点。连 12 年前发布、焦距更长的 Otus 1.4/55 前辈都做到了 0.5m 的近摄，而且现在原厂标头普遍冲击 0.4m 这个规格的时代下，还守住 0.5m 这个上世纪标准就有点反动了。

我们在此同样绕不过与其前辈 Otus 1.4/55 的比较。

和 Otus ML 85/1.4 一样，50/1.4 同为原生短法兰距、多了 2 片镜片、AD 和非球跟不要钱一样下料。但不像 85/1.4，很不幸 Otus ML 50/1.4 面对年长 12 岁的前辈恐怕没有赢面。全开扯平，缩光圈落后。我没什么好说的，看图。

*摊手*

不过，此处倒是确实让我重新考虑了蔡司在研发过程中的参与。

Otus ML 的像差特性确实和福伦达牌确善能产品有些出入、和部分蔡司牌产品更像。这些特征在 Loxia、部分 Touit、部分 Batis、甚至大部分 ZA 中都出现了。除非是真有人统一了 spec sheet，否则很难解释为什么不同代工厂设计、生产的镜头都在做一样的事情。而不像 Otus ML 85/1.4 还算是基本能打，Otus ML 50/1.4 属于是一片稀烂中仅剩的闪光点确实像是既往蔡司会追求的事情，比如希望控制 sagittal coma、控制倍率色散、控制近轴场曲，诸如此类。

不过，我也希望蔡司只是作为甲方下了要求，没有怎么参与实际设计指导。不然，和上次一样，要么蔡司完蛋了、要么蔡司没参与设计，选一个吧。可以都选。

这里没有结语，我不知道说什么好。

Otus ML 35/1.4 的样片看起来还是比较 promising 的。相对而言 promising。我希望确善能好自为之，赶紧给我专利看看。

编辑于 2026-07-03 · 著作权归作者所有

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