この記事では、ニコンのミラーレス一眼Zマウントシステム用の交換レンズであるコンパクトな標準レンズZ 50mm F1.8S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。
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NIKKOR Z 50mm F1.8Sです。
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。
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。
光路図
上図がNIKKOR Z 50 F1.8Sの光路図です。
レンズの構成は10群12枚、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。
それでは、このレンズの光学性能をさらに詳しく分析して参りましょう。