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【レンズのプロが解説】 ニコン標準レンズ NIKON NIKKOR Z 50mm f/1.8 S-分析021

ニコン ニッコール Z 50 1.8 Sの性能分析・レビュー記事です。

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、あなた人生の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。

作例写真は準備中です。

レンズの概要

NIKKOR Z 58mm f/0.95 S Noctの特許資料発見の記念としてNIKKOR50mmの分析をシリーズ化して進めることにしました。要は勝手にNIKONレンズの歴史を楽しんでみようと言う企画となります。

まず現在(2020年)のところNIKONの50/58mmのレンズとしては以下の製品が販売されています。

8本ですよ…脅威的です。しかもそれぞれ光学系は異なるようです。モーターや駆動機構、電磁絞りなどが異なるならわかりますが、なぜ光学系までわざわざ変えるのか…ミラーレス黎明期と言う背景もありますが、どれだけNIKONは50mmが好きなのでしょうか?

今回はシリーズの第6回目、前回は2013年に発売の58mm F/1.4Gを取り上げ、3次元的にハイファイな設計について考えてみましたが「難しくてよくわかりま…(以下略)」でした。さて今回は、ついにフルサイズミラーレスの標準レンズZ 50mm f/1.8Sを分析します。

これまでにしつこく標準50mmは「ガウスだ」と説明したわけですが、ミラーレスカメラのレンズならば「撮像素子前のミラーが無い」ので、撮像素子のギリギリまでレンズが配置できるショートバックフォーカスの構造にすることが可能です。

すると伝統的なダブルガウスの構成はついに不要となるはずですが、さて一体どうなるのか?そこが注目すべきポイントです。

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私的回顧録

2018年ついにNIKONもフルサイズミラーレスへ参入しました。カメラ業界に陰りはあったもののSONYなどは勢いがありましたし、まだチャンスがありそうな空気の残るこの年に派手な製品発表イベントとともに登場したのが印象的でした。

私も当時、YouTubeで発表ライブ動画を見ました。NIKONの役員がだいぶ無理してスティーブ・ジョブズの真似みたいな製品説明をしていたのが記憶に残ります。

なお、見たのは最初の「チョコっと」だけですが…

ミラーレス化と供に不変と言われたFマウントもついに変更、Zマウントとして新たなレンズシステムの導入となりました。

ずっと、「Fマウントは不変」とは言われてましたが、増築構造のため色々な派生バージョンがあり初心者には理解しにくい状態でしたから新マウントへ変更して良かったと私は思います。

ついでに忘れてはならないのはこの時、実質的に終了していたNIKONの初ミラーレスのNIKON1も正式に姿を消したようです。

文献調査

公開されているレンズの構成図とビタリの特許情報が見つかりました。WO2019/220618の実施例9です。早速、再現してみたのですが、どうも何か記載がおかしいようで開示された近軸値と一致しません…NIKONさん、「もしや…」

確認の結果、ある場所の間隔値がおかしいことがわかりましたので、なんとか修正できました。

私の写し違いではないと思いますが、設計値は再現できましたので、早速性能を見てみましょう。

!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。

恥ずかしい話ですが、マンションの壁をカビさせたことがありますが、防湿庫のカメラは無事でした。

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。

 関連記事:光学性能評価光路図を図解

光路図

詳細分析の前に「ガウス、ガウスって言うけど一体何なんだ?」との疑問にお答えするために極簡単な説明記事を以下のリンク先へ準備しましたので気になる方はご参照ください。

関連記事:ダブルガウスレンズ

上記のリンク先では初期の4群6枚構成の完全対称型ダブルガウスを説明しています。

そして下図が、今回の設計値となります。

上図がNIKKOR Z 50 F1.8Sの光路図です。

10群12枚構成、赤い面で示す第4レンズと第8レンズに非球面レンズを採用しています。

NIKONのフルサイズミラーレス一眼の第1段となる新世代レンズですからさぞかし特徴のある断面かと思いましたら、なんと中央部分は「ガウスです!やっぱりガウス」

ガウスレンズとは、一眼レフカメラの標準レンズとして最も良く知られたレンズですが、このレンズの中央部分の第4レンズから第9レンズだけで見ると「ガウスレンズ」そのものですね。

そのガウスレンズの被写体側/撮像素子側のそれぞれに全体として凹レンズの屈折力を持つコンバーターを取り付けたような構成です。

SIGMA Art50mm並みの構成枚数で非球面レンズはむしろArtより多く、Fnoは1.8と暗くしていますから贅沢の極みのような設計です。

複雑な構成ではありますが、ガウスの前後の負レンズ群を配置しているので対称型の光学系と言えます。

しかし、標準レンズとしては、過去に見たことの無い構成ですから、ガウスを元にした新たなタイプを発明したと言う事なんでしょう。

縦収差

球面収差像面湾曲歪曲収差のグラフ

球面収差 軸上色収差

球面収差軸上色収差ともに極限に近いレベルに抑えています。

58mm f/1.4のような味を求める方向とは変わって純粋に収差を抑えているようです。

像面湾曲

像面湾曲についても単純に小さくなっており、比較的新しい2008年発売のf/1.8Gと比較しても半分以下でしょうか。

歪曲収差

ガウスの前後に負レンズ群を足した対称構造のおかげと思いますが、歪曲収差はほとんどゼロと言えるレベルです。

倍率色収差

倍率色収差は、中間像高までのc線(赤)とf線(水色)が極小に補正され、グラフ上端になり最周辺の像高でもかなり小さくまとまっています。

一見、g線(青)が大きく見えますが、こちらは視感度が低いのであまり問題ありません。

横収差

タンジェンシャル方向、サジタル方向

横収差として見てみましょう。

ひたすらに小さい…

SIGMA Art 50mm F1.4でも高性能で驚きましたが、Fno1.8と少し暗いとは言えさらにそれを下回る極小量となっています。


記録メディアは、事故防止のため信頼性の高い物を使いましょう。

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、最初にスポットダイアグラムから見てみましょう。

標準のスケールで見ると、画面全域のほとんどが略「点」であって、過去の伝統的なガウスタイプ50mm F1.8とは異次元の存在であることを感じますね、

スポットスケール±0.1(詳細)

こちらはさらに拡大した様子です。

画面の周辺部の像高18mmから散らばりがわずかに目立ち始める程度で、絞り開放の状態から解像感の高さが期待できます。

MTF

開放絞りF1.8

最後に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。

収差の少ない通り、開放Fnoの状態からビシビシに高いです。

過去の記事で昔のガウスタイプを色々と分析しましたが、スタンダードな構成と比較すれば周辺像高のMTFの山の高さは2倍ぐらいに向上しています。

小絞りF4.0

F4に絞れば最周辺まで収差感は無い、理想のレンズと言えるでしょう。

総評

ほとんど完全に収差を補正した夢の超高性能単焦点の誕生では?

NIKONが威信をかけた(と思われる)、最新最高の標準レンズと言える超高性能です。これなら値段も納得で、むしろお買い得に感じるぐらいです。

まさにミラーレス新時代の標準レンズを体現したと言うことでしょう。

画像処理による電子的な収差補正に頼る製品も増えるなか、純粋に光学技術だけで超高性能な製品を世に提供する、さすが世界のNIKON。

前代未聞の超高性能な標準レンズ、最後は皆様ご自身の手で実写を行い、分析されてはいかがでしょうか?

以上でこのレンズの分析を終わりますが、今回の分析結果が妥当であったのか?ご自身の手で実際に撮影し検証されてはいかがでしょうか?

それでは最後に、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

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作例

NIKON NIKKOR Z50 1.8の作例は準備中です。


当ブログの画像編集に採用している国産現像ソフトSILKYPIXについての分析記事はこちら

製品仕様表

NIKON NIKKOR Z 50 F1.8 S製品仕様一覧表

画角47度
レンズ構成9群12枚
最小絞りF16
最短撮影距離0.4m
フィルタ径62mm
全長76mm
最大径86.5mm
重量415g

その他のレンズ分析記事をお探しの方は、分析リストページをご参照ください。

以下の分析リストでは、記事索引が簡単です。

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