この記事では、ニコンの一眼レフカメラFマウントシステム用の交換レンズである大口径標準レンズAF-S 50mm F1.4Gの歴史と供に設計性能を徹底分析します。
さて、写真やカメラが趣味の方でも、レンズの仕組みや性能の違いがよくわからないと感じませんか？
当ブログでは、光学エンジニアでいわゆるレンズのプロである私(高山仁)が、レンズの時代背景や特許情報から設計値を推定し、知られざる真の光学性能をやさしく紹介します。
当記事をお読みいただくと、あなたの人生におけるパートナーとなるような、究極の1本が見つかるかもしれません。
レンズの概要
1959年に発売が開始されたニコン初の一眼レフカメラ「NIKON F」には専用の「Fマウントレンズ」が用意されました。
その後、NIKON Fシリーズは、激動の昭和から平成の終わる2018年まで一貫したマウント構造を維持しながら発展を続け、カメラと供に多くの銘レンズを発売し続けました。
さらに2018年以降は、ミラーレス一眼カメラとして進化したZマウントシステムへ移行し、新たな発展を続けています。
これまでに半世紀以上続くFマウント/Zマウントのレンズシリーズは、標準レンズである焦点距離50mm台のレンズも多数発売されました。
そこで、現在(2020年)でも入手可能なNIKONの標準レンズの分析をシリーズ化して行います。
現在、NIKONの標準レンズ(焦点距離50mm台)の製品は以下の製品が販売されています。
Fマウントレンズ
- AI AF NIKKOR 50mm F1.8D
- AF-S NIKKOR 50mm F1.8G
- AI AF NIKKOR 50mm F1.4D
- AF-S NIKKOR 50mm F1.4G
- AF-S NIKKOR 58mm F1.4G
- Ai NIKKOR 50mm F1.2S
※Ai 50mm /f1.2Sは在庫限り
Zマウントレンズ
その総数は実に8本と脅威的、しかもそれぞれに光学系は異なるようです。
なお、Zマウントレンズとも言われるNIKKOR Zは最新のミラーレス一眼カメラ用のレンズです。
Zマウントカメラは、例えば以下のような製品が発売されています。
Zマウントのカメラには、マウントアダプターを装着すると一眼レフ用のFマウントレンズなどを利用することも可能です。
逆にZレンズはミラーレス専用ですから、一眼レフのFマウントカメラには装着できませんのでご注意ください。
今回のレンズ
標準レンズシリーズの中で、当記事で分析を行うレンズはNIKON AF-S NIKKOR 50mm F1.4Gです。
前回は、40年以上前の1978年に発売された光学系が流用された先代の50mm F1.4Dを分析しました。
そこから30年かけてリニューアルされた2008年発売のF1.4Gを今回分析します。
私的回顧録
このレンズが発売された2008年、時代的にはコンデジブームの頂点、一眼レフはAPSサイズのブーム到来、Fullサイズ一眼レフカメラが本格スタートした時期であり、まさにデジカメバブルの時代です。
2007年の末にNIKONでは初のFullサイズ(FXフォーマット)の一眼レフNIKON D3が販売開始となり、このNIKKOR 50mm F1.4Gはデジタル時代におけるFullサイズカメラ復刻の狼煙のような製品だったのではないか、などと勝手に思っています。
文献調査
残念ですが、直接このレンズの設計値らしき特許は発見できませんでした。
ただし、このレンズの発売からしばらくして出願された物ですが、NIKONの出願している特開2015-41003に構成の良く似る光学系が記載されていることがわかりました。
50mmレンズのようなガウス変形タイプの光学系ならば変形部分の構成が似ていれば酷似した性能になるはずです。そのため見た目が良く似る実施例1を設計値と仮定し、設計データを以下に再現してみます。
！注意事項！
以下の設計値などと称する値は適当な特許文献などからカンで選び再現した物で、実際の製品と一致するものではありません。当然、データ類は保証されるものでもなく、本データを使って発生したあらゆる事故や損害に対して私は責任を負いません。
設計値の推測と分析
性能評価の内容について簡単にまとめた記事は以下のリンク先を参照ください。
光路図
上図がNIKKOR 50 F1.4Gの光路図です。
レンズの構成は7群8枚、対称型ダブルガウス(6枚構成)の撮像素子側に2枚凸レンズを追加しています。
被写体側の第2レンズと第3レンズを貼り合わせにせず分離するのは、コマ収差を抑えるための構造です。
前回分析した先代のF1.4Dの撮像素子側にレンズにさらに凸レンズを足したと表現するのが適切でしょうか。
レンズの材料に特筆すべき物はありませんが、現代らしい高屈折率の材料が投入されています。
縦収差
球面収差 軸上色収差
画面中心の解像度、ボケ味の指標である球面収差の様子を見ると30年ぶりのリニューアルなので驚くような変化があると思いましたが、意外なことに球面収差は先代のF1.4Dと大きな違いはありません。
画面の中心の色にじみを表す軸上色収差も同様です。
像面湾曲
画面全域の平坦度の指標の像面湾曲も F1.4D程度です。
歪曲収差
画面全域の歪みの指標の歪曲収差は、わずかに樽型になりますが、対称型のガウスタイプの特徴で絶対値的には小さな範囲です。
倍率色収差
画面全域の色にじみの指標の倍率色収差も同様に先代F1.4Dとほぼ変わりません。ガウスタイプの特長で絶対値としては小さくまとまっています。
横収差
タンジェンシャル方向、サジタル方向
画面内の代表ポイントでの光線の収束具合の指標の横収差として見てみましょう。
左側のタンジェンシャル方向から見ると、先代のF1.4Dと比較すると画面中央の像高6mmでのコマ収差(非対称形状)がだいぶ低減しています。
右側のサジタル方向も画面の周辺の像高18mmあたりで見ると顕著に低減している様子がわかります。
ガラス材料の変更と枚数の1枚追加の効果を感じますが、現代的な大型な標準レンズと比較するとだいぶ懐かしい描写になりそうです。
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スポットダイアグラム
スポットスケール±0.3(標準)
ここからは光学シミュレーション結果となりますが、画面内の代表ポイントでの光線の実際の振る舞いを示すスポットダイアグラムから見てみましょう。
画面の中心から、中間の像高12mmあたりを見ると、先代のF1.4Dに比較してスポットサイズが小さくなり、まとまり感が増しているのがわかりますね。
スポットスケール±0.1(詳細)
さらにスケールを変更し、拡大表示したスポットダイアグラムです。
MTF
開放絞りF1.4
最後に、画面内の代表ポイントでの解像性能を点数化したMTFによるシミュレーションの結果を確認してみましょう。
開放のMTFで見ると若干顔つきが変わりました。画面中心はさほど変わりませんが周辺部の山の高さがわずかに改善しているようには見えますが大きな差ではなさそうです。
小絞りF1.8
NIKKOR 50ｍｍ F1.8Gとの比較用に当レンズをF1.8に絞った状態のMTFも準備しました。
一般的には、絞り込むことで収差がカットされ解像度は改善します。
画面中心(青)は同程度ですが、中間像高のグラフの山の高さは改善しているようです。
小絞りF4.0
さらにFnoをF4まで絞った状態のシミュレーション結果です。
F4まで絞ると、やはりF.4Dとの差は小さいですが、山の位置バランス的にはこちらの方が好ましいようです。
総評
F1.4Dとの違いとして見ると、中央から中間像高での解像度の改善程度で意外に差が少ないのが結論のようです。
私が思うに、ガウスタイプの伝統たる「収差の味わい」と「小型で軽量」なる特色を安価な形で残したのが、このNIKKOR 50mm F1.4Gなのでしょう。
オールドレンズ的な価値観を、この時期に製品として形にした、ある意味で先見性のある製品とも言えます。
得体のしれない不審なオールドレンズを購入するくらいならば、こちらのレンズを購入する方が、よほど収差と向き合う良い体験ができのではないでしょうか？
なお、冒頭で説明の通り、この特許データは製品とは少々異なる事が分かっていますので参考程度としてください。
類似仕様のレンズ分析記事はこちらです。
関連記事：SIGMA Art 50mm F1.4 DG HSM
関連記事：NIKON AF-S NIKKOR 58mm F1.4G
関連記事：SONY Planar T* FE 50mm F1.4 ZA
以上でこのレンズの分析を終わりますが、最後にあなたの生涯における運命の1本に出会えますことをお祈り申し上げます。
LENS Review 高山仁
マウントアダプタを利用することで最新のミラーレス一眼カメラでも使うことができます。
このレンズに最適なミラーレス一眼カメラをご紹介します。
作例・サンプルギャラリー
NIKKOR 50 1.4Gの作例集となります。以下のサムネイル画像をクリックしますと拡大表示可能です。特に注釈の無い限り開放Fnoの写真です。
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製品仕様表
製品仕様一覧表
| 画角 | 46度 |
| レンズ構成 | 7群8枚 |
| 最小絞り | F16 |
| 最短撮影距離 | 0.45m |
| フィルタ径 | 58mm |
| 全長 | 73.5mm |
| 最大径 | 54mm |
| 重量 | 280g |
