今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

omocha201612.jpg
↑↑↑画像クリックで、我が家のおもちゃを紹介します!↑↑↑
開放なのに絞りが閉じている!?~単焦点レンズ不具合Ai AF Nikkor 50mmF1.4D、ニコン一眼レフ
【今日の夕食】
 今日は、妻と娘(5歳)は、「プリッキュア」の映画を見に行きました。買い物もできて、満足だったようです。
CB050714.jpg
OLYMPUS E-PM2+LGV12-32mmF3.5-5.6、EFL36mm、F4.2、SS1/125、ISO1000;EV+0.7
★米飯

★ホワイトシチュー
 生協パルシステムのルウは、あっさりとしていて、たいへん美味でした。

★トマト

妻の料理を応援して下さい:
写真日記



【今日のおじさん】開放なのに絞りが閉じている!?~単焦点レンズ不具合Ai AF Nikkor 50mmF1.4D、ニコン一眼レフ
 今日は、ニコン一眼レフ用の単焦点レンズ「Ai AF Nikkor 50mm f/1.4 D」の、絞りの不可解な動作について書きます。


★不思議な動作! 開放でも絞られる?
 先日、ニコン一眼レフ用の交換レンズ「Ai AF Nikkor 50mm f/1.4D」を買いました。中古で約2万円でした。クラッシックな外観が素敵な、大口径・単焦点レンズなのです(子供撮り作例は→こちら)。私のDXフォーマット(APS-Cサイズ)の一眼レフD200と組み合わせると、換算75mmの画角となります。(このレンズは、フルサイズ(FXフォーマット)にも対応可能です。)
20161106z00_lenz.jpg

 このレンズを使って、しばらく経ったところで、不可解な事象に気が付きました。「絞り」の動作です。開放に設定しても、絞りが少し絞られているように見えるのです。下の写真は、開放(のはず)の状態です。レンズの内部の外周に、略7角形の縁が見えます。すなわち、開放なのに、絞りが見えるのです。
20161106z0_shibori.jpg

 試しに、レンズをカメラ本体から外してみました。絞りは、完全に開かれており、まったく見えません。つまり、カメラに取り付けると、絞りが絞られてしまうようです。
20161106z000_kaiho.jpg

 
★F値は大丈夫? 実測で検証
 私は、カメラにはそれほど詳しくありません。そのため、これは、仕様なのか、不具合なのか、はっきりしません。絞りが少し絞られた状態で使われるレンズなのかもしれません。また、不具合でも、実用上、問題がないのであれば、放置しておいて構わないでしょう。

 そこで、カメラの設定F値と実F値の関係を、調べてみることにしました。最初に、レンズ口径の確認です。50mmF1.4ですと、50mm÷1.4=35.7mmが、設計仕様上の口径(呼び口径)となります。少々乱暴ですが、定規で実測すると、36mmでした。なるほど、設計通りです。
20161106kokei.jpg

 絞りを変えたときの、実際の口径を調べます。ボディに取り付けた状態(プレビューボタン押下)と、レンズ単体での状態を、下の写真で比較します。このレンズは、絞り輪が付いた「Dレンズ」ですので、レンズ単体でも、絞りを調整できます。このため、このような比較ができるのです。(これがGレンズだと、絞り輪がないので、比較が不可能です。)
20161106z1_shibori_change.jpg

 これらの写真は、三脚を使って撮影しています。このため、各絞りでの口径の大きさを、写真から測定・比較できます。測定手順は、以下の通りです。
1)レンズ内周縁の部分(絞りがないと仮定した部分)の口径Dp0を、ピクセル数で読み取る。
2)絞られた後の口径Dp1を、写真からピクセル数で読みとる。
3)絞られた跡の口径D1[mm]=Dp1÷Dp0×D0で計算できる。D0:絞りのないときの実測口径=36mm。

 以上の手順から、設定F値と、実際のレンズ口径の関係を調べました。


★実は開放F1.7だった!?
 それでは結果です。まず、設定F値と、実測口径の関係は、下図1のようになりました。ドットが実測値、点線が理論値(=焦点距離50mm÷設定F値)です。レンズ単体(緑色)では、ほぼ理論通りの口径値となっていることが分かります。反面、カメラに取り付けたときは、理論値に比べて、口径が小さくなっています! 開放での実測口径は29.9mmで、F値は1.67となります。つまり、開放F1.4と思っていたところが、約F1.7だったのです。ボケの量は、約82%に減少します。

<図1>
20161106z2_kokei.jpg

 各設定F値での実際のF値は、焦点距離を実測口径で割れば、算出できます。下図2のグラフのようになりました。F値は、露出の「段数」と関連づけると分かりやすいので、対数目盛としています。(露出は、一般的に「EV値」と呼ばれる、対数の考え方の値で表現されるため。)

<図2>
20161106z3_Fvalue.jpg

 上の図2は、多少ながら衝撃的な結果です。すなわち、このレンズをカメラに取り付けた場合、設定F値を1段あげると、実F値は1段でなく、約1.2段上がってしまうのです。そして、設定F11で絞りは完全に絞られて、F16にしてもF11と口径が変わりません。


★大問題! 絞ると露出が狂ってしまう!!
 設定F値の変化と、実F値の変化量が1:1でないことは、開放で測光して、撮影時に絞りを設定値に変化させる「自動絞り(電子絞り)」の一眼カメラでは、致命的です。例えば、絞り優先オートで、設定F値がF11とします。自動絞りですと、シャッターを切る前には、開放F1.4となっています。F1.4とF11では、EV値で「6段」の差があります。そこでカメラは、この6段分の差を考慮して、シャッタースピードとISO感度を調整するのです。
 例えば、ISO感度=100固定で、絞り開放F1.4での適正露出がシャッタースピードSS=1/1000とカメラが判断したとします。実際の撮影では、6段暗いF11ですから、SSを6段分だけ遅くして、SS=1/15程度とすれば、適正露出となります。

 ところが、このレンズでは、絞りをF11に設定すると、実絞りは、開放状態(本レンズでは約F1.7まで絞られた状態)を基準として、6段でなく、6.9段も下がってしまいます。つまり、予測した適正露出に比べて、約1段暗くなるわけです。

 下は、実際に、絞りを変えて、同じ対象(18%グレーシート)を撮った結果です。左がF1.4、右がF11です。露出補正は、EV+0.7で共通ですが、撮れた写真の明るさが全然違います!
20161106gray_f014.jpg   20161106gray_f110.jpg
左)F1.4、右)F11

 以上のように、私の購入した50mmF1.4Dでは、設定上のF値の段数差と、実際のF値の段数差に差異があるために、適切な露出設定ができなくなっています。これは、明らかに「仕様」でなく「不具合」です。


★まとめ:私の50mmF1.4Dは、絞りがおかしい。
 中古で購入した単焦点レンズ「Ai AF Nikkor 50mm f/1.4D」の絞りの動作を検証しました。その結果、以下の2点の問題を確認しました。

1)開放での実F値が、F1.7ほどになっている。このため、設計上のF1.4に比べて、ボケの大きさが劣る。
2)設定F値を1段増したとき、実F値は約1.2段変化する。このため、絞るほどに、露出が暗くなって写る。

 問題1はさておき、問題2は致命的です。仕様ではなく、レンズの「不具合(故障)」と思われ、調整が必要です。
 (実は、すでに自前で調整済みです。詳細については、別途記事を書く予定です。)


この記事が役立ちましたら、応援をお願いします:
写真日記

関連記事
スポンサーサイト
omocha201612.jpg
↑↑↑画像クリックで、我が家のおもちゃを紹介します!↑↑↑









管理者にだけ表示を許可する





トラックバック
TB*URL







Copyright © 今日のおじさん、なに食べました? (仮). all rights reserved.