「軽くて性能の良いレンズ」はできます。
「軽くて性能の良い低価格なレンズ」ができないだけです。
光学ガラスを使う以上、屈折率は変更できませんが、例えば全て収差が極めて少ない蛍石や屈折率がガラスよりも高いサファイヤで作ったとしたら、大幅に軽くなるでしょう。
その代わり1000万とか1億とかになると思います。それを買えるかどうかという問題になります。
レンズとは光を屈折させる物質です。
それがガラスだろうと他の物質だろうとそこを通る光の量が１００としたらそれを２００にすることは出来ないようにレンズ自身がもつ「素材の特性」を上げる事は難しいです。
難しいとは出来る出来ないではなくコスト的にメーカーがするかどうかという意味です。
それよりもその画像を受けるセンサーの技術で今のカメラの小型化は進化しました。
フィルム時代では３５ｍｍというフイルムの規格に縛られました。（ハーフなどもありましたが）
街の写真館で記念撮影をする場合普通より大きなフイルムを使ったカメラを使ったようにフイルムのサイズが大きくなるとそれにあわせてレンズも大きくなります。
今はデジカメでフイルムに当たるセンサーサイズが小さいものや大きいものがあります。
スマホカメラのレンズが小さいのは小さいセンサーを使っているからです。
つまりレンズを小さくする技術よりも
小さいレンズを通した小さい画像でもそれを記録できるセンサーの開発の方が技術的には余地があります。
昔のスマホカメラと今のスマホカメラの画質の違いはレンズではなくセンサーと画像処理ソフトの進化です。
今はまだフルサイズ（３５ｍｍフイルムサイズ）自体が高級ですがその技術が成熟すると今度はその性能での小型化が進んでいきます。
そうなると今の「スマホなのに高画質」みたいに「センサーは小さく、ボディやレンズも小さいのに高性能」と言うデジカメが出
レンズとは光を屈折させる物質です。
それがガラスだろうと他の物質だろうとそこを通る光の量が１００としたらそれを２００にすることは出来ないようにレンズ自身がもつ「素材の特性」を上げる事は難しいです。
難しいとは出来る出来ないではなくコスト的にメーカーがするかどうかという意味です。
それよりもその画像を受けるセンサーの技術で今のカメラの小型化は進化しました。
フィルム時代では３５ｍｍというフイルムの規格に縛られました。（ハーフなどもありましたが）
街の写真館で記念撮影をする場合普通より大きなフイルムを使ったカメラを使ったようにフイルムのサイズが大きくなるとそれにあわせてレンズも大きくなります。
今はデジカメでフイルムに当たるセンサーサイズが小さいものや大きいものがあります。
スマホカメラのレンズが小さいのは小さいセンサーを使っているからです。
つまりレンズを小さくする技術よりも
小さいレンズを通した小さい画像でもそれを記録できるセンサーの開発の方が技術的には余地があります。
昔のスマホカメラと今のスマホカメラの画質の違いはレンズではなくセンサーと画像処理ソフトの進化です。
今はまだフルサイズ（３５ｍｍフイルムサイズ）自体が高級ですがその技術が成熟すると今度はその性能での小型化が進んでいきます。
そうなると今の「スマホなのに高画質」みたいに「センサーは小さく、ボディやレンズも小さいのに高性能」と言うデジカメが出てきても不思議じゃないですがそれはレンズの進化ではなくカメラ側の進化だと思います。
レンズも進化していますけどね。
ガラスの整形技術が幾ら高くなっても光の屈折率は不変のものだからです
現在のスマホのカメラは4～5枚のレンズを重ねて、一部を動かしてピントを合わせている。そのため薄型化が難しく、全体で厚さ約4mm程度になっている。今のレンズを液晶レンズに置き換えれば、カメラを大幅に薄くできる。
同志社大学の小山大介教授らは、厚さ1.5ｍｍのレンズを開発した。それはゲルや液晶を使ったレンズで機械的に動く部分がなく、焦点距離を自在に変えられるもので、カメラの厚さを現在の半分以下にできる。それだけでなく、可動部分が無いので故障もしにくい、製造コストも従来と同等以下にできる見通し。
この技術は人の目の水晶体のようにレンズを変形させたり屈折率を変えて、焦点距離を調節しピントを合わせることができる次世代レンズと言える。企業と組み実用化を急いでいる。既に関係する特許は、出願済みである。
スマホカメラが普及する前は、コンデジのレンズが軽くて小さくて性能が良いレンズでした。今のスマホのレンズは、それに比べれば格段に軽くて小さくて性能が良くて安いですよ。貴方は何を求めているのですか？
昔のレンズに比べれば軽くて高性能になっています
今後も、より軽く性能が良くなっていくことでしょう
スマートフォンはあの通り薄い板ですので、焦点距離が長いレンズをそのままでは搭載できません。センサーが小さければ焦点距離が短くても望遠にできますが、それにも限度があります。
それでどうしたかというと、横向きにレンズを配置しました。そして、レンズの先端にプリズムを配置して正面から来る光を90°曲げています。
Xperia 1 IVの場合、上記屈曲光学系を85mm～125mm相当の望遠レンズに使っています。他に16mm相当の超広角レンズと24mm相当の広角レンズの２台の単焦点のカメラを並列させています。これで7.8倍ズームの撮影ができ、望遠85～125mmは光学ズームで望遠側でも画素数が減らないカメラとしています。
他にも屈曲光学系で長い光学系を搭載しているスマートフォンがあるようですね。
屈曲光学系というのは潜望鏡と同じようなもので、アイデアとしては驚くようなことはありません。20年以上前にコンパクトデジタルカメラに採用され、以後長く使われています。
小さく薄いボディに焦点距離の長い光学系を納めることができるのがメリットです。
その一方で、当然デメリットもあります。薄いボディの中では大きいセ
スマートフォンはあの通り薄い板ですので、焦点距離が長いレンズをそのままでは搭載できません。センサーが小さければ焦点距離が短くても望遠にできますが、それにも限度があります。
それでどうしたかというと、横向きにレンズを配置しました。そして、レンズの先端にプリズムを配置して正面から来る光を90°曲げています。
Xperia 1 IVの場合、上記屈曲光学系を85mm～125mm相当の望遠レンズに使っています。他に16mm相当の超広角レンズと24mm相当の広角レンズの２台の単焦点のカメラを並列させています。これで7.8倍ズームの撮影ができ、望遠85～125mmは光学ズームで望遠側でも画素数が減らないカメラとしています。
他にも屈曲光学系で長い光学系を搭載しているスマートフォンがあるようですね。
屈曲光学系というのは潜望鏡と同じようなもので、アイデアとしては驚くようなことはありません。20年以上前にコンパクトデジタルカメラに採用され、以後長く使われています。
小さく薄いボディに焦点距離の長い光学系を納めることができるのがメリットです。
その一方で、当然デメリットもあります。薄いボディの中では大きいセンサーは配置できません。
イメージセンサーは、超広角レンズが1/2.5型1,200万画素、広角レンズが1/1.7型1,200万画素、望遠レンズが1/3.5型1,200万画素のセンサーをそれぞれ採用。
24mmのカメラは1/1.7型というそこそこ大型のセンサーを搭載していますが、望遠ズームは1/3.5型と半分以下の大きさです。画素ピッチがそれだけ密になって画質に影響するでしょう。
スマートフォンのカメラは樹脂で大胆な非球面レンズを作り、さらにソフトで収差などを補正して写真を撮ります。ほとんどのユーザーはその写真で満足できると思います。
大きくて重いカメラをプロやマニアが使いたがるのは、センサーが大きいことを重視しています。ボケの表現を使いたいとか、１画素が大きいことからノイズが少なく高感度に強いとか諧調が豊かだとか、そういうところを譲れないので、重くて大きいカメラを使っています。これは用途による棲み分けで、どちらを使うから偉いとか偉くないということはありません。
「センサーが大きい」ということを切実に求められるのは航空写真です。この世界では「フルサイズ」どころではない大型センサーが使われ、カメラもその分大きいです。
まずこちらをご覧ください
一眼レフの広角レンズと望遠レンズのしくみ
ものすごく簡単に書けば、広角レンズと望遠レンズの違いはこうなります。（絵が下手でごめんなさい）
センサーサイズが同じであれば、画角の広い広角レンズはレンズとセンサーの距離（焦点距離f）が短くなるので、小さくてすみます。ちなみにセンサーサイズが大きくなれば、同じ画角の広角レンズでも焦点距離を長くしないといけないので、レンズも大きくなります。まあそれはおいておいて…
望遠レンズの場合は狭い画角を実現するためにレンズとセンサーの距離を長くしないといけないので大きくなります。たとえば単純にレンズ1枚で望遠レンズを構成するとなると、焦点距離1000㎜のレンズの長さはそのまま1mになります。
レンズとセンサーの距離なんて今のすごい技術でどうにかならないのかとか思ってしまうのですが、相手にしている光というのがなんとも曲者で、無茶な曲げ方をすると暴れてどうにもならなくなるのです。それでも頑張って小さくはしているんですが、どうしても一眼レフ（ミラーレスでも）用の望遠レンズを作ろうと思うと、どうしてもそれなりのサイズになってしまうのです。
■次にこちら
ものすごく簡単に書くとスマホの広角と望遠の違いはこうなります。
レンズが1つのスマホの場合、画角が変わってもレンズとセンサーの距離は変わりません。そのかわりセンサーの使う範囲（面積）を変えることで画角
まずこちらをご覧ください
一眼レフの広角レンズと望遠レンズのしくみ
ものすごく簡単に書けば、広角レンズと望遠レンズの違いはこうなります。（絵が下手でごめんなさい）
センサーサイズが同じであれば、画角の広い広角レンズはレンズとセンサーの距離（焦点距離f）が短くなるので、小さくてすみます。ちなみにセンサーサイズが大きくなれば、同じ画角の広角レンズでも焦点距離を長くしないといけないので、レンズも大きくなります。まあそれはおいておいて…
望遠レンズの場合は狭い画角を実現するためにレンズとセンサーの距離を長くしないといけないので大きくなります。たとえば単純にレンズ1枚で望遠レンズを構成するとなると、焦点距離1000㎜のレンズの長さはそのまま1mになります。
レンズとセンサーの距離なんて今のすごい技術でどうにかならないのかとか思ってしまうのですが、相手にしている光というのがなんとも曲者で、無茶な曲げ方をすると暴れてどうにもならなくなるのです。それでも頑張って小さくはしているんですが、どうしても一眼レフ（ミラーレスでも）用の望遠レンズを作ろうと思うと、どうしてもそれなりのサイズになってしまうのです。
■次にこちら
ものすごく簡単に書くとスマホの広角と望遠の違いはこうなります。
レンズが1つのスマホの場合、画角が変わってもレンズとセンサーの距離は変わりません。そのかわりセンサーの使う範囲（面積）を変えることで画角を変えています。センサー全体を使えば広角、半分だけ使えば2倍、1/4使えば4倍みたいな感じです。
この方法ならレンズが1つだけで固定式であってもズームが実現できるので、小型化が実現できるという訳です。
ただ、この方法だと望遠になればなるほどセンサーの使用範囲が狭くなるため、解像度が落ちてしまうという欠点があります。なので50倍ズーム搭載とか言っていても実際の50倍時の画質は使うに堪えないものになってしまうのが欠点です。
↑スマホのズームを使用して撮影した月のイメージ
↑焦点距離の長いレンズを使用して撮影した月のイメージ
さあ、どう答えたもんか・・・困りました。
世の中には『レンズ沼』にはまってる人が数多いて、回答へのフォローがどんどん増えてるところを見ると、誰がどんなこと言うのか様子見なんだと思います。
それくらい迂闊なことを言うと、下手すりゃBNBRを忘れた戦いになりそうだからです。
ZEISSもLeicaも長い歴史と伝統を誇るメーカーです。
写真のと言うかカメラの歴史に両者は錚々たる足跡を残してきました。
カメラ本体こそ、一眼レフ全盛期に日本のメーカーに太刀打ちできずに撤退を余儀なくされましたが、両者ともそのレンズの高い性能、描写力で根強いファンを獲得し続けています。
さて、かく言う私はZEISSレンズを長年愛用していますが、ライカが嫌いなわけではありません。双眼鏡、宝飾作業用の双眼顕微鏡はライカ製品を使っています。
双眼鏡はZEISSに比べてアイピースのあたり具合、ホールディングがすこぶるよかったから。顕微鏡はZEISS製品が手に入れられなかったからですけど。
ではカメラレンズはどうなのか・・・・。
残念ながら、私がカメラを購入したフィルムカメラの時代、ZEISS製レンズはCONTAXブランドで入手できましたが、ライカの一眼レフカメラ、レンズは当時も今もものすごく高価で手が出せませんでした。
ライカといえばMシリーズと言うレンジファインダーカメラですが、こちらも同様に今でも高価で手が出せません。
そん
さあ、どう答えたもんか・・・困りました。
世の中には『レンズ沼』にはまってる人が数多いて、回答へのフォローがどんどん増えてるところを見ると、誰がどんなこと言うのか様子見なんだと思います。
それくらい迂闊なことを言うと、下手すりゃBNBRを忘れた戦いになりそうだからです。
ZEISSもLeicaも長い歴史と伝統を誇るメーカーです。
写真のと言うかカメラの歴史に両者は錚々たる足跡を残してきました。
カメラ本体こそ、一眼レフ全盛期に日本のメーカーに太刀打ちできずに撤退を余儀なくされましたが、両者ともそのレンズの高い性能、描写力で根強いファンを獲得し続けています。
さて、かく言う私はZEISSレンズを長年愛用していますが、ライカが嫌いなわけではありません。双眼鏡、宝飾作業用の双眼顕微鏡はライカ製品を使っています。
双眼鏡はZEISSに比べてアイピースのあたり具合、ホールディングがすこぶるよかったから。顕微鏡はZEISS製品が手に入れられなかったからですけど。
ではカメラレンズはどうなのか・・・・。
残念ながら、私がカメラを購入したフィルムカメラの時代、ZEISS製レンズはCONTAXブランドで入手できましたが、ライカの一眼レフカメラ、レンズは当時も今もものすごく高価で手が出せませんでした。
ライカといえばMシリーズと言うレンジファインダーカメラですが、こちらも同様に今でも高価で手が出せません。
そんなわけでZEISSとライカのレンズを撮り比べたことがありません。
ところでレンズの性能評価の方法ですが、今では一般的になったMTF曲線と言う、コントラスト再現性に焦点を当てた評価法を取り入れたのがZEISS社だったと思います。
当時の日本製品はもっぱら解像力だけで評価していた様です。
そのせいでZEISSレンズはT*コーティングと相まって、高い逆光耐性、素晴らしいコントラスト、黒が潰れず、グレーにならず、透明感のある描写でした。
アポロ計画で月面での撮影に使われたのも、ハッセルブラッド社製のカメラにつけられたZEISS社製のレンズです。
現在はその評価法がカメラレンズの評価の基準になってるんじゃないでしょうか。
ライカ社がどう言う評価法でレンズを設計しているのかよくわかりませんが、ライカレンズで撮られた写真はZEISSレンズより、穏やかで温かみがあり、絵画的に感じます。
おそらく『写真というのはこういう風に写るべき』という哲学がライカとZEISSでは違うのではないでしょうか？
ZEISSレンズはカメラの高画素化に対応して、マイクロコントラスト、3Dポップなどという言葉を使っています。レンズの構成やMTFも積極的に公表して、数値的に高性能を表現し、また画質もそれを裏付けています。
ライカ社はその様なことにはあまり興味がない様に見えます。
数値を競うことより、自分たちの理想とする数値で表現できない空気感を表現できるレンズを作りたいと思ってる様にも見えます。
以上少ない経験と知識で私見を述べさせていただきました。
今はミラーレス一眼レフにマウントアダプターを付け替えることで、同じ焦点距離、F値のZEISS ライカ、それぞれのレンズを付け替えて撮影できますから、実際に撮って試してご覧になるのが一番いいと思います。
と言いながら私ができないのは、ライカのレンズって中古でも高いからなんです・・・泣
ただしくれぐれも踏み込み過ぎない様にご注意ください。
ZEISSよりライカの沼は深いみたいですよ〜。
端的に言うと、レンズの原料となるガラス（硝材）の値段の差になります。
レンズというと、あたかも画面の四隅まで均一に綺麗に写って当たり前な気がしてしまいますが、実際にはガラスを通過する際に画質が劣化するため、頭で想像する様に綺麗には写りません。
レンズの画質の低下の原因となる現象の事を「収差」と言います。誰が見ても一目瞭然なのは、画面の端の方で直線が膨らんだりすぼんだりして見える歪曲収差でしょうか。リンク先に収差について図入りで分かりやすく説明されていますので興味があれば目を通してみて下さい。
さて、こうした収差を持つガラスレンズを使って、なるべく四隅まで均一に綺麗に写るレンズを作りたい場合、どうすれば良いか？そう、収差を補正する為に、さらにレンズを追加すれば良いのです。つまり、収差をよく補正しているレンズほどたくさんガラスを使う為、その分値段が高く、大きく重くなる訳です。
しかし、単焦点レンズならばそれなりに補正出来ていた収差も、構造が複雑なズームレンズ全盛の時代にはだんだんと通用しなくなってきてしまいます。プロが納得するような画質を実現しようと思ったら、あまりにも大きくなりすぎてしまうのです。そこで考え出されたのが、通常とは違う特性を持つガラスや、特殊なガラスの加工方法です。
例えば、キヤノンのLレンズに搭載される蛍石に代表される様な低分散ガラスは
端的に言うと、レンズの原料となるガラス（硝材）の値段の差になります。
レンズというと、あたかも画面の四隅まで均一に綺麗に写って当たり前な気がしてしまいますが、実際にはガラスを通過する際に画質が劣化するため、頭で想像する様に綺麗には写りません。
レンズの画質の低下の原因となる現象の事を「収差」と言います。誰が見ても一目瞭然なのは、画面の端の方で直線が膨らんだりすぼんだりして見える歪曲収差でしょうか。リンク先に収差について図入りで分かりやすく説明されていますので興味があれば目を通してみて下さい。
さて、こうした収差を持つガラスレンズを使って、なるべく四隅まで均一に綺麗に写るレンズを作りたい場合、どうすれば良いか？そう、収差を補正する為に、さらにレンズを追加すれば良いのです。つまり、収差をよく補正しているレンズほどたくさんガラスを使う為、その分値段が高く、大きく重くなる訳です。
しかし、単焦点レンズならばそれなりに補正出来ていた収差も、構造が複雑なズームレンズ全盛の時代にはだんだんと通用しなくなってきてしまいます。プロが納得するような画質を実現しようと思ったら、あまりにも大きくなりすぎてしまうのです。そこで考え出されたのが、通常とは違う特性を持つガラスや、特殊なガラスの加工方法です。
例えば、キヤノンのLレンズに搭載される蛍石に代表される様な低分散ガラスは、色にじみを除去し撮影画像をシャープにしてくれます。高屈折レンズはレンズの全長を短くするのに役立ちます。こうした特殊なレンズを搭載する事で小型化や高画質化を図れる訳ですが、こうしたレンズの値段が高い訳です。
また、レンズの表面は通常、球体から切り出したような球面である事が一般的ですが、これをあえて通常の球体とは違う曲率にする事で、一枚のレンズに複数枚分の役割を持たせる非球面レンズという技術もあります。これはガラスの加工に非常に高い技術が必要であり、やっぱりこれも高い訳です。
高価格なレンズと言えば開放F値が小さい、つまり明るいレンズが多い訳ですが、レンズを明るくするにはレンズの直径を大きくしなければいけない上、収差もレンズが明るくなればなるほど顕著になる為、開放から使えるレンズにする為にはさらに補正レンズを入れなくてはいけなくなります。
こうして大口径高画質を求めてレンズはどんどん大きく高くなっていく訳ですが、一方で最近では小型化や低価格化に特化したレンズも増えてきています。
例えばニコンの200-500mm F5.6です。ニコンというブランドと超望遠域のズームレンズであることから、スペックだけ見ると50万円位しそうなレンズですが、実は20万円を切っています。これは、まあF値が5.6通しと暗い事もそうなんですが、特殊硝材をなるべく使わない事で、大きく重くなってしまう事はある程度目をつぶってとにかく低価格をコンセプトにしたレンズです。重さは約2.3キロ。ほんとはもっと特殊硝材を使えば小さく軽くできたんですが、そこをあえて使わずに低価格化を図ったのですね。ちなみに画質は評価高いです。
逆に、同じニコンの超望遠単焦点、500mm F5.6は、PFレンズという特殊なレンズを採用することによって飛躍的な小型軽量化に成功しています。なんと1460g。フルサイズに対応した超望遠レンズとしては考えられない軽さです。そのかわり値段は50万円位します。
このように、明るさをどの位にするか、どこまで収差を補正するか、どこまで小型化を求めるか、などによって硝材を使い分け、それによって価格が大きく変わってくるという訳です。
最近のスマホの光学レンズはすごいですね。撮影した画像は綺麗でクリアで、一眼など重いだけでスマホで十分だと思わせてくれます。
どうやってスマホの小さい・薄いレンズで、一眼を超えるような画像を作っているのかというと、レンズの構造が違うようです。
一眼レフの望遠レンズに限らずですが、カメラのレンズは凹凸平面のレンズを組み合わせて作られています。
カメラレンズの中の、レンズの役割は通過する光を歪める（光の進む速度を変える）ことです。
光が歪むことで遠くの物が拡大して見える（小さいものが大きく見える）仕組みを利用したのが光学レンズの基本的な構造です。
しかし、レンズが光を歪めるため、色が不自然になったり、形が歪んでしまったりします。
プリズムに光を通すと虹のような模様がでたり、凸レンズの周辺では像が歪みますよね。
そういった期待しない色の変化や、被写体の歪みを補正するために、複数のレンズを組み合わせて補正を行っています。
光学的に良い結果を得るにはレンズの枚数を増やす必要があり、カメラレンズは重くて長いものになります。
一方、最近のスマホのレンズはどうなっているかというと、光学ズームを使って一眼を超える画像を実現するには複数枚のレンズが必要なのは光学のルールで変えられないのですが、なんと、レンズを重ねるのではなく横に並べているようです。
こちらの画像は、最近のスマホに搭載されているようなレンズを開発して
最近のスマホの光学レンズはすごいですね。撮影した画像は綺麗でクリアで、一眼など重いだけでスマホで十分だと思わせてくれます。
どうやってスマホの小さい・薄いレンズで、一眼を超えるような画像を作っているのかというと、レンズの構造が違うようです。
一眼レフの望遠レンズに限らずですが、カメラのレンズは凹凸平面のレンズを組み合わせて作られています。
カメラレンズの中の、レンズの役割は通過する光を歪める（光の進む速度を変える）ことです。
光が歪むことで遠くの物が拡大して見える（小さいものが大きく見える）仕組みを利用したのが光学レンズの基本的な構造です。
しかし、レンズが光を歪めるため、色が不自然になったり、形が歪んでしまったりします。
プリズムに光を通すと虹のような模様がでたり、凸レンズの周辺では像が歪みますよね。
そういった期待しない色の変化や、被写体の歪みを補正するために、複数のレンズを組み合わせて補正を行っています。
光学的に良い結果を得るにはレンズの枚数を増やす必要があり、カメラレンズは重くて長いものになります。
一方、最近のスマホのレンズはどうなっているかというと、光学ズームを使って一眼を超える画像を実現するには複数枚のレンズが必要なのは光学のルールで変えられないのですが、なんと、レンズを重ねるのではなく横に並べているようです。
こちらの画像は、最近のスマホに搭載されているようなレンズを開発している会社の一つ、metalennz社のホームページから拝借してきたものです。
横に並んだレンズ１つ１つがレンズの積層の代わりをしているものと思います。
身の回りで、このイメージに近いものといえば、トンボの複眼ではないでしょうか。
（トンボって、人間よりも遥かに高い深度で世界を捉えているのかも）
いやー、すごいですね。
今後、この技術の集積率は上がっていくでしょうし、カメラレンズへの応用も始まると思うので、デジタルカメラ用レンズはどんどん小型化していくかも知れません。
ワクワクする反面、重たいレンズはマニア向けとして端に追いやられそうで、肩身の狭い気持ちもあります。
最近のニコンやキヤノンの松レンズは30万から数百万ですが、メーカーもこれをアマチュアのカメラマンがホイホイ買うとは思ってないです。
カメラで仕事をしていてどうしてもその性能が欲しい人、そのお金を払ってもペイする人だけが買えばいいのです。
数百万のレンズは製造数が１００台とか恐ろしく少なくなり、それに開発費、製造原価がめちゃくちゃ乗ってきます。
この前のオリンピックではソニーのアルファをオリンピック用にわざわざ買ったプロは少ないです。結局数百万のレンズや機材を１００機も用意してほとんど貸し出しただけ。
それでもスポーツフォトというニコンとキヤノンの牙城をミラーレスのアルファで奪うには、特にプロに使ってもらいたい。完全な赤字、ご奉仕。
でも手応えあったそうです。
そのお金は皆さんの買ったソニーのカメラの利益から出てます。
でもそれが次には竹レンズや梅レンズの開発に活かされます。
自動車のF1なんかと同じ理屈です。
アマチュアはF1カーなんか乗らないでしょ。
竹レンズか梅レンズ、中にはシンデレラレンズもあるので、それで十分です。
でも30万から40万くらいだと頑張れば出せるので、魔が刺して大三元の一角とか買っちゃったら、あまりの性能差と写りの差で、今までのレンズを使う気が失せます。レンズ沼にはまり、結局全部揃えちゃう悲しい性です。
ニーズからの理由をみなさん挙げられているので、シーズからの理由を挙げてみます。
反射防止コーティングの性能向上
レンズ表面での反射の影響はレンズの枚数に対して幾何級数的に増え、透過率の低下だけでなく、 ゴーストやフレアによる画質低下を招きます。 前世紀に登場した多層膜による反射防止コーティング、今世紀に登場したナノ構造による 反射防止コーティングによって多数のレンズを組み合わせても性能低下を防ぐ ことができるようになりました。
設計に使う計算機の能力向上とソフトウエアの進歩
レンズの設計モデルは構成枚数に対して組み合わせ的に増え、設計のための計算量の増大を招きます。
日本初の電子計算機は、富士フィルムがレンズ設計用に開発しました。以来コンピュータの性能は単純な演算の速度で100万倍くらい、GPUのような並列処理 を含めれば10億倍くらい向上して多数のレンズを含む構成を試行錯誤を重ねながら設計できるようになっています。現在では、非球面やフローティング機構などの多くのパラメータを含めての計算はもちろん、レイトレーシングによる結像イメージのシミュレーションでボケ具合のような項目まで製造前に評価できるようになっている模様です（詳細はメーカーのトップシークレットです）。
レンズ加工・組み立て精度の向上
個々のレンズそれぞれの製造誤差が小さくても、多くのレンズを組み合わせたときに誤差が掛け合わされて無視でき
ニーズからの理由をみなさん挙げられているので、シーズからの理由を挙げてみます。
反射防止コーティングの性能向上
レンズ表面での反射の影響はレンズの枚数に対して幾何級数的に増え、透過率の低下だけでなく、 ゴーストやフレアによる画質低下を招きます。 前世紀に登場した多層膜による反射防止コーティング、今世紀に登場したナノ構造による 反射防止コーティングによって多数のレンズを組み合わせても性能低下を防ぐ ことができるようになりました。
設計に使う計算機の能力向上とソフトウエアの進歩
レンズの設計モデルは構成枚数に対して組み合わせ的に増え、設計のための計算量の増大を招きます。
日本初の電子計算機は、富士フィルムがレンズ設計用に開発しました。以来コンピュータの性能は単純な演算の速度で100万倍くらい、GPUのような並列処理 を含めれば10億倍くらい向上して多数のレンズを含む構成を試行錯誤を重ねながら設計できるようになっています。現在では、非球面やフローティング機構などの多くのパラメータを含めての計算はもちろん、レイトレーシングによる結像イメージのシミュレーションでボケ具合のような項目まで製造前に評価できるようになっている模様です（詳細はメーカーのトップシークレットです）。
レンズ加工・組み立て精度の向上
個々のレンズそれぞれの製造誤差が小さくても、多くのレンズを組み合わせたときに誤差が掛け合わされて無視できない影響を生じることがあります。
昭和の時代にレンズ職人の方から伺った話では、高級なレンズでは、出来上がったレンズの誤差を測定して組み立ての時に誤差が打ち消しあうようにレンズを組み合わせているという話でした。
現在では製造技術の進歩によって個々のレンズの加工精度が向上しただけでなく、レーザーによる波面測定などの様々な技術によって選別から組み立て調整に至るまでの精度が向上し、多数のレンズを使っても高性能な光学系を量産できるようになっています。
――
こうしたシーズを使って、レンズの高性能化のニーズが大型化を伴って実現されています。今後は、新しい硝材、高度非球面レンズや位相フレネルレンズなどの様々な技術をつかっての小型軽量化に向かうかもしれません。
以下は標準レンズではありませんが、SONY α7R2を使って2種の24mmレンズで撮影した例です。
- SAMYANG AF 24mmF2.8 FEは、7群7枚の小型で廉価なレンズです。
https://www.samyanglensglobal.com/jp/product/product-view.php?seq=378 - SONY FE 24mm F1.4 GMは、10群13枚の大口径かつ高価なレンズです。
SEL24F14GM | デジタル一眼カメラα（アルファ） | ソニー
他社製の同等スペックのレンズに比べて大幅に小型軽量であることが評判です。
周辺部での画質の差は信じがたいほどのものです。
手持ち撮影のため若干ずれたり傾いたりしていますが、私のように腕がいまいちで、撮影後にトリミングする人にはFE24mmはとても重宝する性能です。
全体
SAMYANG AF 24mmF2.8 FE（絞り開放）
SONY FE 24mm F1.4 GM（絞り開放）
中央部切り出し（面積で1/100）
SAMYANG AF 24mmF2.8 FE
SONY FE 24mm F1.4 GM
右端やや下の切り出し（面積で1/100）
SAMYANG AF 24mmF2.8 FE
SONY FE 24mm F1.4 GM
「質の違い」と「写りの良し悪し」をまずは分けて考えてみましょう。
同じ被写体を撮った時、まず分かりやすいのはシャープさや色がきちんと再現できているかというポイントでしょう。また、モノクロで撮るとわかりやすいのがトーン、つまりものの表面がベタ一色になっていないかどうか。その他にも影の部分が黒く潰れている・いないというのもわかりやすいポイントです。そしてそういうものを総合して、ここが大事なとこですが、「部分ではなく全体を見て」立体感やものによっては生命感を感じられるかどうかがポイントだと思います。モニターでピクセル等倍に拡大して判断する方も多いんですが、写真（画像）は全体を見るものだという大前提をお忘れなく。
ところで、「写りの良し悪し」となると主観的な問題、つまり「好み」の問題の部分も大きくあります。たとえば、近年ボケ具合に注目が集まっていますけど、ぐるぐるボケを売り物にした高価なレンズさえ登場しています。いわゆるオールドレンズの時代では猫またぎみたいな扱いだったのが現代では珍重されている状況。
つまり、撮り手の意図、その時代の好みなどの要素が絡んでくるので、「写りの良し悪し」とは、わたし個人の意見として「対象がよりその本質をあらわせている写り方」と、抽象的にしか言えません。
一言でいえば、収差を取るためです。
レンズは、単純に考えると、球面の一部を表面にもつガラスだと思われていますが、実は、球面表面をもつガラスでレンズを作ると、下の画像（ネットの拾いもの）みたいに像が歪むんですよ。
球面レンズのもつこの歪みを歪曲収差と呼んでいます。それで、表面を球面ではなく、真ん中を球面より丸く、縁の近くは少し平坦目に削った非球面レンズを使うと、その歪みは取ることができます。上の写真を見ると、非球面レンズのほうがキレイに全体を拡大できているのがわかるでしょう。しかし非球面レンズは、結構作るのが難しくてコストがかかるんですね。特にガラスで作るのは大変です。ですので、複数の球面レンズを組み合わせて、この収差を取り除きます。上の球面レンズを見ると、真ん中より縁のほうが倍率が大きくなっていますね。これを逆手にとって、適当な倍率の球面レンズの凹レンズと組み合わせると、今度は縁の方が縮小率が大きいから、この歪みをうまく取ってくれます。そういうことで、レンズを組み合わせるわけです。
また歪曲収差以外に、色収差と言うのもあります。これは、レンズの表面と裏面が並行な面でないためにあたかもくさび上のガラス（プリズム）みたいに色が分かれてしまう現象です。これも屈折率の違うガラスで作ったレンズを組み合わせて軽減します。他にもいろいろな収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲など）があるので補正
一言でいえば、収差を取るためです。
レンズは、単純に考えると、球面の一部を表面にもつガラスだと思われていますが、実は、球面表面をもつガラスでレンズを作ると、下の画像（ネットの拾いもの）みたいに像が歪むんですよ。
球面レンズのもつこの歪みを歪曲収差と呼んでいます。それで、表面を球面ではなく、真ん中を球面より丸く、縁の近くは少し平坦目に削った非球面レンズを使うと、その歪みは取ることができます。上の写真を見ると、非球面レンズのほうがキレイに全体を拡大できているのがわかるでしょう。しかし非球面レンズは、結構作るのが難しくてコストがかかるんですね。特にガラスで作るのは大変です。ですので、複数の球面レンズを組み合わせて、この収差を取り除きます。上の球面レンズを見ると、真ん中より縁のほうが倍率が大きくなっていますね。これを逆手にとって、適当な倍率の球面レンズの凹レンズと組み合わせると、今度は縁の方が縮小率が大きいから、この歪みをうまく取ってくれます。そういうことで、レンズを組み合わせるわけです。
また歪曲収差以外に、色収差と言うのもあります。これは、レンズの表面と裏面が並行な面でないためにあたかもくさび上のガラス（プリズム）みたいに色が分かれてしまう現象です。これも屈折率の違うガラスで作ったレンズを組み合わせて軽減します。他にもいろいろな収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲など）があるので補正する必要があり、そういうふうに組み合わせていくと、何枚もレンズが必要になるわけです。でも、そのおかげでカメラレンズなどでは、その結果美しい映像を得ることができるようになるわけです。
こんにちは。マニアックですねえ！！(^^♪）
ここまでハマればレンズ沼の神となれるようなレンズ
「フォクトレンダー」というのがあります。
例えばアポランター35mm。
フォクトレンダー
http://www.cosina.co.jp/seihin/voigtlander/index.htmlフォクトレンダーというのは世界最古の光学メーカーブランドで長野県の誇りコシナが作っています。
このコシナというメーカー、技術力はピカ一でツアイスのT*（ティースター）コーティングを許可されたのが、コシナと（現在ブイブイ言わしている）シグマだけだったという話があります。
画質（MTF）としてもあのライカレンズを凌駕しているものもあり、なのに値段は10分の一です（ライカが１００万円、フォクトレンダーが１０万円のようなイメージ）
レンズマウント展開としては、現在ライカM互換VM、Sony E、マイクロフォーサーズ、Nikon,Fuji X 等。
面白い話と（以下出典もとから引用）しては同じアポランター（レンズ）でもライカ用とSony E用で
河田カメラマン「（レンズの）光学設計を変えてるんですよ」
赤城カメラマン「あり得ないですよね。そこまでするんですか、みたいな」
諏訪カメラマン「すごいですよね」
（これは、ライカとSonyではセンサーへの光の入射角が違うからと思われます。）
それから、Nikon用だけフォーカスリングの回転方向をNikonと同じ（つまり多くのレ
こんにちは。マニアックですねえ！！(^^♪）
ここまでハマればレンズ沼の神となれるようなレンズ
「フォクトレンダー」というのがあります。
例えばアポランター35mm。
フォクトレンダー
http://www.cosina.co.jp/seihin/voigtlander/index.htmlフォクトレンダーというのは世界最古の光学メーカーブランドで長野県の誇りコシナが作っています。
このコシナというメーカー、技術力はピカ一でツアイスのT*（ティースター）コーティングを許可されたのが、コシナと（現在ブイブイ言わしている）シグマだけだったという話があります。
画質（MTF）としてもあのライカレンズを凌駕しているものもあり、なのに値段は10分の一です（ライカが１００万円、フォクトレンダーが１０万円のようなイメージ）
レンズマウント展開としては、現在ライカM互換VM、Sony E、マイクロフォーサーズ、Nikon,Fuji X 等。
面白い話と（以下出典もとから引用）しては同じアポランター（レンズ）でもライカ用とSony E用で
河田カメラマン「（レンズの）光学設計を変えてるんですよ」
赤城カメラマン「あり得ないですよね。そこまでするんですか、みたいな」
諏訪カメラマン「すごいですよね」
（これは、ライカとSonyではセンサーへの光の入射角が違うからと思われます。）
それから、Nikon用だけフォーカスリングの回転方向をNikonと同じ（つまり多くのレンズと逆回転）にしているというのもあります。
赤城カメラマン：「以前他のレンズメーカーの技術者に聞いたら｛正気の沙汰ではない｝」って言ってたよ。」
赤城カメラマン：「ふつうはやらない、レンズメーカーは絶対同一方向にする」
赤城カメラマン：「だいたい、ニコンって逆じゃない。ふつうは文句来ないんだけど、ニコン好きな人にはそれではだめだっていうことになって、やっぱり逆にしたって」
（もちろんこれは製造コストが暴騰するからです）
ここまで、技術があってこだわり抜いていますから、そのフォーカスリング回転の感触はカメラマンのベンチマークとも言えるようです。
最高の趣味人になれますよ。
（個人的には15mm F 4.5が欲しいなあ。）
出典、エピソード（「」内）引用:カメラマン 間違いだらけのレンズ選び!! ＆レンズBOOK 2021 モーターマガジン社 P94–97.
人間の目はカメラで言うところの単焦点（ズームがない）ですが、それでも水晶体という一枚のレンズで達成しているところはなかなか真似できないですね。
カメラ用のパンケーキと俗称される全長が短いものでも、レンズを複数枚組み合わせています。これはピント合わせに加えて歪や色収差が生ずるのを補正する必要があるためです。以下のキヤノンEF40mmF2.8STMで使用されているレンズは4群6枚もあります。でも水晶体はたった一枚のレンズで達成している。
ここを肉眼と同じく一枚レンズで達成しようとする技術が、液体レンズです。すでに概念設計の段階を通過して徐々に実製品が出始めていますが、まだ小型のものしか作れないみたいで、スマホに使うのが限界っぽいです。
で、イメージセンサーに相当するのは目だと網膜（の視細胞）ですが、これは真夏の砂浜みたいな超明るい場所から夜まで対応するという、恐るべきダイナミックレンジの広さを持っており、こちらの真似もなかなかに困難です。ハードウェア的な解決は網膜と同じく、明るいところ用と暗いところ用の2種類を積んで、切り替えるしかないでしょうね。今の主流はソフトウェア的な方法で、露出条件を切り替えて複数撮影し合成する方法（いわゆるHDR合成）を使います
人間の目はカメラで言うところの単焦点（ズームがない）ですが、それでも水晶体という一枚のレンズで達成しているところはなかなか真似できないですね。
カメラ用のパンケーキと俗称される全長が短いものでも、レンズを複数枚組み合わせています。これはピント合わせに加えて歪や色収差が生ずるのを補正する必要があるためです。以下のキヤノンEF40mmF2.8STMで使用されているレンズは4群6枚もあります。でも水晶体はたった一枚のレンズで達成している。
ここを肉眼と同じく一枚レンズで達成しようとする技術が、液体レンズです。すでに概念設計の段階を通過して徐々に実製品が出始めていますが、まだ小型のものしか作れないみたいで、スマホに使うのが限界っぽいです。
で、イメージセンサーに相当するのは目だと網膜（の視細胞）ですが、これは真夏の砂浜みたいな超明るい場所から夜まで対応するという、恐るべきダイナミックレンジの広さを持っており、こちらの真似もなかなかに困難です。ハードウェア的な解決は網膜と同じく、明るいところ用と暗いところ用の2種類を積んで、切り替えるしかないでしょうね。今の主流はソフトウェア的な方法で、露出条件を切り替えて複数撮影し合成する方法（いわゆるHDR合成）を使います。
高価で高性能のレンズは、同じボディで撮っても驚くほど写真の風格が違う、ということはあります。あとはそれに出すお金に納得するかどうかです。
ものの値段と性能との間にはこんな関係があるんじゃないかという気がします。
低価格帯が中和滴定カーブみたいになるかというのはまだ迷っていて、下みたいにある価格以下はまともなものが手に入らないのではないか、という気もしています。
いずれにしても、値段と性能が比較的比例関係にあるのは、買う人が多い価格帯のもので、それを外れると価格ほどには性能が上がってこないように思います。
それでも、プロにしろ、ハイアマチュアにしろ、図の白い領域の性能のものでは満足しない場合、ピンクの領域にある高価なものを買うことになります。
性能カーブは頭打ちでも、満足度で補正するとカーブは直線か、あるいは逆に勾配が急になっているかもしれません。
高価で高性能のレンズは、同じボディで撮っても驚くほど写真の風格が違う、ということはあります。あとはそれに出すお金に納得するかどうかです。
ものの値段と性能との間にはこんな関係があるんじゃないかという気がします。
低価格帯が中和滴定カーブみたいになるかというのはまだ迷っていて、下みたいにある価格以下はまともなものが手に入らないのではないか、という気もしています。
いずれにしても、値段と性能が比較的比例関係にあるのは、買う人が多い価格帯のもので、それを外れると価格ほどには性能が上がってこないように思います。
それでも、プロにしろ、ハイアマチュアにしろ、図の白い領域の性能のものでは満足しない場合、ピンクの領域にある高価なものを買うことになります。
性能カーブは頭打ちでも、満足度で補正するとカーブは直線か、あるいは逆に勾配が急になっているかもしれません。
人工眼は光子を受け取り、それらを電気的刺激に変換します。それ自体は大したことは有りません。
しかし、人工眼を動作させるためには、眼から脳に送られている信号を大なり小なり複製する必要があります。そして、非常に小さな空間でそれを行わなければいけません。
新しい人工眼の試作品
したがって、まず最初に人間の眼が脳に信号を送る時に何を行っているか理解する作業を繰り返し行う必要があります。(正確である必要はありません。脳は様々な入力データを処理するために、ほとんど魔法であるかのような補正を行うことができます。)
眼を動かせるようにするために、全ての眼筋を再接続しなければなりません。(人間の眼は常に動き続けており、もし動かない場合、私達は何も見ることはできません。)
常に動き続けていても、眼窩を刺激することがあってはならないし、体の免疫系に拒絶されることがあってもいけません。
それらは全て実行可能ですが、技術的には非常に難しいです。
脚注
人工眼は光子を受け取り、それらを電気的刺激に変換します。それ自体は大したことは有りません。
しかし、人工眼を動作させるためには、眼から脳に送られている信号を大なり小なり複製する必要があります。そして、非常に小さな空間でそれを行わなければいけません。
新しい人工眼の試作品
したがって、まず最初に人間の眼が脳に信号を送る時に何を行っているか理解する作業を繰り返し行う必要があります。(正確である必要はありません。脳は様々な入力データを処理するために、ほとんど魔法であるかのような補正を行うことができます。)
眼を動かせるようにするために、全ての眼筋を再接続しなければなりません。(人間の眼は常に動き続けており、もし動かない場合、私達は何も見ることはできません。)
常に動き続けていても、眼窩を刺激することがあってはならないし、体の免疫系に拒絶されることがあってもいけません。
それらは全て実行可能ですが、技術的には非常に難しいです。
脚注
虫眼鏡だと1枚レンズですけど
みたいなのは2枚レンズです。
虫眼鏡に比べると歪みが少ないのかなと思います。
こんな感じのルーペを小学校に虫眼鏡持ってきなさいって言われたときに
自分にこれをもたせた父親。
そして、虫眼鏡で太陽光集めて物が燃える実験するよってときに
こんな感じのバカでかいのもたせた母親。
両親とも変だよなと今思うのですが、それはまぁ置いといて。
歪みなくすのに複数のレンスの組み合わせが必要というのが
なんとなく常識になってるのですけど、
そんなことないよーってのが
写ルンですは1枚レンズで割とそこそこちゃんと撮れます。
（これ2枚合わせてレンズ自作してる方もいますけど）
まぁ、ズームレンズとかはかなり枚数多いですけど、
3枚玉（トリプレット）とかだとそんなに駄目ってことないとおもうんですけどねー
スメ8レンズ改造品らしいです。いつか自分でこういう感じのを作ろうと思いながら20年以上経ちましたよとバラされたままのスメ8が申しております。
まぁ枚数は用途次第ってことで。
虫眼鏡だと1枚レンズですけど
みたいなのは2枚レンズです。
虫眼鏡に比べると歪みが少ないのかなと思います。
こんな感じのルーペを小学校に虫眼鏡持ってきなさいって言われたときに
自分にこれをもたせた父親。
そして、虫眼鏡で太陽光集めて物が燃える実験するよってときに
こんな感じのバカでかいのもたせた母親。
両親とも変だよなと今思うのですが、それはまぁ置いといて。
歪みなくすのに複数のレンスの組み合わせが必要というのが
なんとなく常識になってるのですけど、
そんなことないよーってのが
写ルンですは1枚レンズで割とそこそこちゃんと撮れます。
（これ2枚合わせてレンズ自作してる方もいますけど）
まぁ、ズームレンズとかはかなり枚数多いですけど、
3枚玉（トリプレット）とかだとそんなに駄目ってことないとおもうんですけどねー
スメ8レンズ改造品らしいです。いつか自分でこういう感じのを作ろうと思いながら20年以上経ちましたよとバラされたままのスメ8が申しております。
まぁ枚数は用途次第ってことで。
実はデジタルになったことによって、フィルム時代とは違う性能がレンズに求められています。
カラーフィルムはRGBのそれぞれの波長の光に感光する乳剤がベースに重ねて塗られています。モノクロフィルムでも画質向上のために、低感度層と高感度層が重ねて塗られていることもあります。
フィルムでは光を受けるセンサーに奥行きがあることになりますから、どんなに正確にピントを合わせても、厳密には合焦した光だけを拾っているのではないということです。しかしフィルムの粒子は均等でなく、さまざまな大きさや形が混じっています。そのためすべてを総合した場合にはそれなりに輪郭はシャープに再現されたように感じます。
一方、デジタルのセンサーは完全な平面かつ均等な大きさの画素が並んでいますから、結像が甘いと得られる画像もそのまま甘くなります。
つまりフィルム時代以上のシャープさがないと、デジタルではシャープに再現されないのです。フィルム時代とデジタル時代で求められる画像のシャープさのレベルが変わってきました。
昔はEDガラスや非球面レンズなどは高級レンズにしか使われませんでしたが、今はキットレンズでも普通に使われていることからもわかるのではないでしょうか。
またフィルム時代と違うのは、デジタルではひとつひとつの画素になるべく垂直に光が入ってくるような設計にする必要があることです。
特に標準から広角において、画面の周辺部ではレンズの中心
実はデジタルになったことによって、フィルム時代とは違う性能がレンズに求められています。
カラーフィルムはRGBのそれぞれの波長の光に感光する乳剤がベースに重ねて塗られています。モノクロフィルムでも画質向上のために、低感度層と高感度層が重ねて塗られていることもあります。
フィルムでは光を受けるセンサーに奥行きがあることになりますから、どんなに正確にピントを合わせても、厳密には合焦した光だけを拾っているのではないということです。しかしフィルムの粒子は均等でなく、さまざまな大きさや形が混じっています。そのためすべてを総合した場合にはそれなりに輪郭はシャープに再現されたように感じます。
一方、デジタルのセンサーは完全な平面かつ均等な大きさの画素が並んでいますから、結像が甘いと得られる画像もそのまま甘くなります。
つまりフィルム時代以上のシャープさがないと、デジタルではシャープに再現されないのです。フィルム時代とデジタル時代で求められる画像のシャープさのレベルが変わってきました。
昔はEDガラスや非球面レンズなどは高級レンズにしか使われませんでしたが、今はキットレンズでも普通に使われていることからもわかるのではないでしょうか。
またフィルム時代と違うのは、デジタルではひとつひとつの画素になるべく垂直に光が入ってくるような設計にする必要があることです。
特に標準から広角において、画面の周辺部ではレンズの中心部から斜めに光が入ってきますので、これをなるべく垂直に入ってくるようにするには大型化せざるを得ないのだと思います。
また最近は非常に高画素なボディが販売されています。高画素になればなるほど、一画素あたりのサイズは小さくなりますから、より精細に結像するレンズを必要とします。特にそういうボディを愛用している方は、高価格であってもボディの性能を活かすレンズを必要としているため、これまでに無かったような設計のレンズが登場しているのだと思います。
イメージセンサの大きさが決定的に違うし、スマートフォンでは薄いボディにいかに収め絞りを持たない構造を作るという課題があります。いっぽうで一眼レフにはレンズ後端からのバックフォーカスを確保する課題があり、それぞれの課題が違います。センサは大きさで7.2倍、面積は50倍以上もの違いがあります。センササイズも色々あって1/3インチサイズはスマートフォンでは大きいほうでしょう。
光路図の縮尺は7.2倍違うのでスマートフォンのレンズは1/7.2でしかありません。両者にある構造上の制約からこのように大きく違う訳です。
データ上では収差も像面湾曲もうまくまとめられていますね。性能差は無いと言っても過言ではありません。
【深層解説】アップルvsシグマ広角レンズの比較 Apple iPhone vs SIGMA 28mm F1.8 EX DG -分析066
スマートフォンのイメージセンサの画素数はフルサイズ一眼レフを凌ぎますが、センサーサイズは小さいので広角系では非球面レンズが多用されています。精密金型によって非球面レンズが安く作れるようになったからです。
非球面レンズの例（球面収差）
【深層解説】 アップル アイフォンのレンズ構成 Apple iPhone 標準レンズ-分析064
（球面収差、像面湾曲、歪曲収差のチャートは青文字のリンク先で確認できます。）
望遠系ではプリズムを使って4回反射させることによって長焦
イメージセンサの大きさが決定的に違うし、スマートフォンでは薄いボディにいかに収め絞りを持たない構造を作るという課題があります。いっぽうで一眼レフにはレンズ後端からのバックフォーカスを確保する課題があり、それぞれの課題が違います。センサは大きさで7.2倍、面積は50倍以上もの違いがあります。センササイズも色々あって1/3インチサイズはスマートフォンでは大きいほうでしょう。
光路図の縮尺は7.2倍違うのでスマートフォンのレンズは1/7.2でしかありません。両者にある構造上の制約からこのように大きく違う訳です。
データ上では収差も像面湾曲もうまくまとめられていますね。性能差は無いと言っても過言ではありません。
【深層解説】アップルvsシグマ広角レンズの比較 Apple iPhone vs SIGMA 28mm F1.8 EX DG -分析066
スマートフォンのイメージセンサの画素数はフルサイズ一眼レフを凌ぎますが、センサーサイズは小さいので広角系では非球面レンズが多用されています。精密金型によって非球面レンズが安く作れるようになったからです。
非球面レンズの例（球面収差）
【深層解説】 アップル アイフォンのレンズ構成 Apple iPhone 標準レンズ-分析064
（球面収差、像面湾曲、歪曲収差のチャートは青文字のリンク先で確認できます。）
望遠系ではプリズムを使って4回反射させることによって長焦点距離を薄いボディーの中に実現しています。
【深層解説】スマホの望遠レンズの仕組み apple iPhone 15 Pro Max 120mm F2.8 -分析128
HOYA製光学ズーム
OPPO製光学ズーム
一眼レフでは鏡筒のカム溝でレンズを移動させますが、スマートフォン内に複数のアクチュエータをどのように配置しているのかまでは分かりません。またレンズ構成も6~8枚程度なので収差補正は期待できないだろうと思われます。
一眼レフでは昔から基本的なレンズ配置があって、広角系ではトリプレットなどのレトロフォーカスタイプ、標準系ではガウス型、望遠系ではテレフォトタイプがあります。
40年ほど前から非球面レンズが使われるようになりましたが、それ以前は基本的にはクラウンガラスとフリントガラスによる球面レンズの組み合わせで、高額製品では蛍石やSD（異常分散）ガラス製レンズの組み合わせで構成されます。
スマートフォンではセンサーサイズが小さいので焦点距離は短く、F値の小さなレンズは作れないので一眼レフのようなボケを作ること出来ません。
またオートフォーカスは出来ても内部でレンズを移動できる範囲も狭いのでズームレンズは作りにくいのでデジタルズームとすることが多くなっています。
コントラストや各収差は非球面レンズの加工技術とコンピューターによる光学設計で大きさの割にはよくできていると思います。
レンズの枚数が増えると表面反射によって光の透過率が減りますが、マルチコーティングによって透過率を確保しています。仮に7枚構成で一面あたり透過率が99.5%である場合、反射層は14面あるので総合透過率は93%に落ちます。一眼レフズームレンズでは20枚を超えることもあるので、40面通過すると82%の透過率となります。
まあ軽自動車からカローラに乗り換えたら感動するでしょうけど、旧型クラウンから新しいクラウンに乗り換えたら重箱の隅突きたくなりますよね。名古屋にはそんなおじさんがいっぱいいます。
カローラに対しても、それよりクラウン買った方がいいよって思ってるんですよ。いやホントに。
でもレンズ交換式もめちゃ進化してるんですよ。
くらえラージフォーマット！！
いや、iPhone11pro 10台買えるやん。
まあ軽自動車からカローラに乗り換えたら感動するでしょうけど、旧型クラウンから新しいクラウンに乗り換えたら重箱の隅突きたくなりますよね。名古屋にはそんなおじさんがいっぱいいます。
カローラに対しても、それよりクラウン買った方がいいよって思ってるんですよ。いやホントに。
でもレンズ交換式もめちゃ進化してるんですよ。
くらえラージフォーマット！！
いや、iPhone11pro 10台買えるやん。
コストとカメラ本体の操作性を確保するためだと思われます。
今はカメラで撮った画像をそのまま使うケースはほぼなく、画像データをPCに読み込んで彩度や明度、その他のパラメータを調整するのが一般的になっています。
画像データはカメラの高解像度化が進んでどんどん大きくなっており、大きな画像データの処理にはハードにも相応の負担がかかります。
これらのハードの性能をカメラ本体に組み込もうとすると、コストが高くなりますし、またカメラ本体に搭載されたソフトも重たいものとなってしまいます。
ソフトウェアの動作の重さ、速度は操作の快適性の他、故障や不具合の発生に直結します。またカメラの画像処理速度は連射能力等にも影響してきます。
カメラ本体ではある程度の処理を行うにとどめ、それ以上の画像処理についてはPCにて行うとの作業の住み分けが出来ているのです。
ただし、それとは違う方向進んでいる動きもあり、ドイツのレンズメーカーであるツァイス社はLightroom内蔵カメラ「ZEISS ZX1」を発売しています（日本未発売のようです）。画像処理ソフトであるLightroomを内蔵したカメラであり、カメラとPCの融合を目指した商品といえます。
ハード技術が進歩し、処理速度を気にしなくとも良いようになれば、同様の商品が今後も出てくるかもしれません。
個人的には、画像処理技術を駆使して、コントラストや彩度のような画像のパラメータのみ
コストとカメラ本体の操作性を確保するためだと思われます。
今はカメラで撮った画像をそのまま使うケースはほぼなく、画像データをPCに読み込んで彩度や明度、その他のパラメータを調整するのが一般的になっています。
画像データはカメラの高解像度化が進んでどんどん大きくなっており、大きな画像データの処理にはハードにも相応の負担がかかります。
これらのハードの性能をカメラ本体に組み込もうとすると、コストが高くなりますし、またカメラ本体に搭載されたソフトも重たいものとなってしまいます。
ソフトウェアの動作の重さ、速度は操作の快適性の他、故障や不具合の発生に直結します。またカメラの画像処理速度は連射能力等にも影響してきます。
カメラ本体ではある程度の処理を行うにとどめ、それ以上の画像処理についてはPCにて行うとの作業の住み分けが出来ているのです。
ただし、それとは違う方向進んでいる動きもあり、ドイツのレンズメーカーであるツァイス社はLightroom内蔵カメラ「ZEISS ZX1」を発売しています（日本未発売のようです）。画像処理ソフトであるLightroomを内蔵したカメラであり、カメラとPCの融合を目指した商品といえます。
ハード技術が進歩し、処理速度を気にしなくとも良いようになれば、同様の商品が今後も出てくるかもしれません。
個人的には、画像処理技術を駆使して、コントラストや彩度のような画像のパラメータのみならず、ピントや被写界深度、焦点距離、ボケ等のレンズの特徴や性能に依存する部分ですらカメラ本体の中で事後的に再現できる、PCにレンズをつけたような商品が将来的にカメラの主流になってくるのではないかと推測しています。
そうなるとレンズ交換が不要となり、レンズメーカーは苦境に立つと思われますが、上記にようなツァイス社の動きはその布石なのかもしれないと思ったりします。
そうでしょうか？
カメラ用のレンズは、ほとんどの場合カメラメーカーごとにマウントが違うので、その時点ですでに差別化されています。
18-55mmF3.5-5.6のような普及価格、初心者向けのボディとセット販売されるレンズのばあい、ほとんどの場合、購入のきっかけはボディとセットだったからという理由でしょう。差別化したところでそれを目当てに買うというのはかなり重症のカメラマニアです。
という訳で、コストをかけて今以上の差別化を図っても売り上げにあまり貢献しないので、おなじようなスペックの物が様々なメーカーから発売されるのだと思います。
同じような価格帯に落とし込もうとすれば同じようなレンズ構成、スペックに落ち着きますし差別化しても価格が上がってしまったり、使いずらい焦点距離になってしまえば売れません。
ちなみにご指摘の50㎜F1.8 は名前に出ているスペックこそ同じですが、レンズ構成などを見てみるとちゃんと差別化されています。よく撒き餌レンズなどと評されることも多いレンズですが、50㎜F1.8とその周辺のレンズはF1.2やF1.4などの大口径レンズとくらべるとかなり割安感があり、好きな人もたくさんいるので、メーカーもそれなりに考えて作っています。
キヤノンRF50㎜F1.8 約31,680円
ニコンZ50mmF1.8 約83,600円
ソニーFE50㎜F1.8 約35,200円
ツアィスSonnar T
そうでしょうか？
カメラ用のレンズは、ほとんどの場合カメラメーカーごとにマウントが違うので、その時点ですでに差別化されています。
18-55mmF3.5-5.6のような普及価格、初心者向けのボディとセット販売されるレンズのばあい、ほとんどの場合、購入のきっかけはボディとセットだったからという理由でしょう。差別化したところでそれを目当てに買うというのはかなり重症のカメラマニアです。
という訳で、コストをかけて今以上の差別化を図っても売り上げにあまり貢献しないので、おなじようなスペックの物が様々なメーカーから発売されるのだと思います。
同じような価格帯に落とし込もうとすれば同じようなレンズ構成、スペックに落ち着きますし差別化しても価格が上がってしまったり、使いずらい焦点距離になってしまえば売れません。
ちなみにご指摘の50㎜F1.8 は名前に出ているスペックこそ同じですが、レンズ構成などを見てみるとちゃんと差別化されています。よく撒き餌レンズなどと評されることも多いレンズですが、50㎜F1.8とその周辺のレンズはF1.2やF1.4などの大口径レンズとくらべるとかなり割安感があり、好きな人もたくさんいるので、メーカーもそれなりに考えて作っています。
キヤノンRF50㎜F1.8 約31,680円
ニコンZ50mmF1.8 約83,600円
ソニーFE50㎜F1.8 約35,200円
ツアィスSonnar T* FE 55mm F1.8 ZA 約117,800円
ペンタックス43㎜F1.9 約65,800円
パナソニックLUMIX S 50㎜F1.8 約53,460円
度がきついと目って小さく見えるんですか? 実は視力が悪いんで気にしたことないんですよね…鼻が低すぎなのでしょうか。SPHは-10とか-8ぐらいあるはずで、レンズ超汚くても気づいていない最悪のタイプですけど。他人も気にしたことないな…凸レンズかけてる幼児の方とかは、目が大きいのわかりますけどね。
わたしはむしろ、有害だという青い光を周囲に反射させてバラまいていたり、サングラスと同様表情が見づらくて誠意とかが伝わりにくそうなやっすやすのブルーライトカットレンズで外に出てきちゃう人達の方がよっぽど気になってしまうのですが…
度がきついと目って小さく見えるんですか? 実は視力が悪いんで気にしたことないんですよね…鼻が低すぎなのでしょうか。SPHは-10とか-8ぐらいあるはずで、レンズ超汚くても気づいていない最悪のタイプですけど。他人も気にしたことないな…凸レンズかけてる幼児の方とかは、目が大きいのわかりますけどね。
わたしはむしろ、有害だという青い光を周囲に反射させてバラまいていたり、サングラスと同様表情が見づらくて誠意とかが伝わりにくそうなやっすやすのブルーライトカットレンズで外に出てきちゃう人達の方がよっぽど気になってしまうのですが…
ピンホールカメラというものがあって、これはレンズを使ってません。デジタルカメラでもできます。
画像検索の結果からも想像できると思いますが、
画素数どうこうカメラの性能うんぬんを問題にするような写真でもありません。
これらを「良い写真」と思えるかどうか、ですよね。
ピンホールカメラに限らず、この被写体を、このカメラを使って、こんな撮り方をすれば、こんな写真が撮れる、ということを理解したうえで、その写り具合が表現効果として発揮されるような写真を撮ればいいんじゃないでしょうか。
デジタルカメラでピンホール写真を撮るなら、それ用のアクセサリーがありますし、自作もできます。
そりゃもともと87とか96ってのを100以上に引き上げるのって難易度も高いけど、10から40や50にするのは簡単やろ?
そういうとこやで。
デジカメになってレンズに要求されるスペックとか変わってきて、それがどういうものか試行錯誤しながらこれや (ﾟ∀ﾟ) !って決まって設計しなおしてきたのがようやく出てきたのが、ここ数年ぐらいじゃない?
あと、スマホのカメラ性能ってカメラだけだとそうでもなくて、進化したのは複数のカメラで撮影したデータをうまくキレイに見せるように合成するソフトウェアですよ。しょぼいレンズで撮った画像をキレイに見せるようになったということで、いわばこれもカメラの性能のうちの一つと言ってしまえば言えなくもないけどね…なんかモニョるんだよなあ。
ほら、アニメが好きだアニメファンなんだよ俺は! と言われてどんなのが好きなの?と聞いたらアナ雪だろアラジンだろ?と言われた時のあの空気感ですよ。いや、たしかにそれもアニメだけど、うん、アニメなんだけど…そうじゃない、そうじゃないんですよというアレですよ(伝われ
現在はコンピューターで設計なのでレンズ性能の良否がすぐにわかるので、納得のいく設計をしています。そのためライカにしろツアイスにしろその他の日本のメーカーにしろ差はないと考えます。違いはメーカーによる個性「味」はあると思います。ライカのカメラは、どのみち日本のキャノン、ニコン、ソニーに対抗できるカメラは作れないので、手作りと少量生産という付加価値で高価で販売すること、かつてのブランドイメージを残すことで成り立っているといっていいと思います。ツアイスのレンズは多くを日本のコシナが作っており、こちらも結構高価です。がライカよりは幾分安く、ツアイスの検査に合格したものなので安心して使えると思います。
あのね、、、スマホとかいう『あらゆるガジェットを凝縮して詰め込んだ極小パソコン』に対して数字だけ、部品だけを見てても仕方ないの。
Appleはソフト屋の側面もあるので、OS側の処理で画像を綺麗にしたり画素数や倍率以上の使い勝手を実現しています。
性能を上げると必然、価格も上がります、SONYのハイエンドAndroidはメチャクチャ高いでしょう？
光学30倍ズーム、3億画素のiPhone Ultra、価格は498,000円、私は天地が裂けても買いたくありません。
あのね、、、スマホとかいう『あらゆるガジェットを凝縮して詰め込んだ極小パソコン』に対して数字だけ、部品だけを見てても仕方ないの。
Appleはソフト屋の側面もあるので、OS側の処理で画像を綺麗にしたり画素数や倍率以上の使い勝手を実現しています。
性能を上げると必然、価格も上がります、SONYのハイエンドAndroidはメチャクチャ高いでしょう？
光学30倍ズーム、3億画素のiPhone Ultra、価格は498,000円、私は天地が裂けても買いたくありません。
肉眼のレンズとセンサーが高性能である理由は、自然が進化の過程で最適化されてきたためです。肉眼は、光を集める凹面レンズで構成されており、これによって外部からの光を集めて、眼球の奥にある光を感知する細胞（光受容体）に向けて屈折させます。さらに、細胞は、収集した光のエネルギーを化学的に変換して、視覚情報として脳に送ります。
また、肉眼のセンサーは、光を感知する細胞である錐体細胞と桿体細胞で構成されています。これらの細胞は、非常に高い感度と広いダイナミックレンジを持ち、さまざまな光の条件で高品質の画像を生成できます。
一方、工業製品でこれらの機能を再現するのは難しい理由はいくつかあります。例えば、レンズにおいては、光学的に優れた素材を使用し、精密に成形する必要があります。また、レンズの表面には微小な欠陥があってはならず、光を通過する際に光学的な歪みが生じないようにする必要があります。
センサーにおいては、高感度で高ダイナミックレンジな撮像素子を作成するために、高精度な微細加工技術が必要です。また、撮像素子の感度を向上させるために、高品質な半導体材料を使用する必要があります。
以上のように、肉眼の性能を再現するには、高度な技術と材料を使用する必要があり、それが難しくコストがかかるため、工業製品として普及するのが難しいとされています。
レンズの焦点距離とは、ピントを合わせたときの、レンズから撮像素子までの距離です。
デジタル一眼レフカメラの基礎知識 - レンズ | Enjoyニコン | ニコンイメージング
ごく単純化して、便宜上、次の図の BC 間の距離が焦点距離で、角度 C が画角であるとします。
分かりやすくするために、三角形 ABC を抽出して、辺 AC と辺 BC に挟まれた角度をθとします（θは画角の半分の角度）。
ご質問の内容は、焦点距離の変化と画角の関係ですから、辺 AB の長さを一定にして辺 BC の長さ（焦点距離）と角度θ（画角）の関係の変化を見ます。
次の図では、点 C を一定の移動距離で点 B に近づけたり遠ざけたりしています。レンズの焦点距離を短くしたり（広角＝WIDE）、長くしたり（望遠＝TELE）することを表します。直感的に、WIDE 側ほど角度の変化の度合いが大きくなり、TELE 側ほど小さくなることが分かるのではないでしょうか。
このとき、辺 BC の長さ（焦点距離）の変化によって、角度θ（画角）がどのように変化するかを、計算がメンドクサイので「 底辺と高さから角度と斜辺を計算 」で計算してもらいましょう。
わたしの図と照合させると、BC=a、AB=b となります。
b＝10 に固定して、a（焦点距離）の長さを一定のピッチで｛10、15、20、25、30、35、40、45、50｝と変化させると、角
レンズの焦点距離とは、ピントを合わせたときの、レンズから撮像素子までの距離です。
デジタル一眼レフカメラの基礎知識 - レンズ | Enjoyニコン | ニコンイメージング
ごく単純化して、便宜上、次の図の BC 間の距離が焦点距離で、角度 C が画角であるとします。
分かりやすくするために、三角形 ABC を抽出して、辺 AC と辺 BC に挟まれた角度をθとします（θは画角の半分の角度）。
ご質問の内容は、焦点距離の変化と画角の関係ですから、辺 AB の長さを一定にして辺 BC の長さ（焦点距離）と角度θ（画角）の関係の変化を見ます。
次の図では、点 C を一定の移動距離で点 B に近づけたり遠ざけたりしています。レンズの焦点距離を短くしたり（広角＝WIDE）、長くしたり（望遠＝TELE）することを表します。直感的に、WIDE 側ほど角度の変化の度合いが大きくなり、TELE 側ほど小さくなることが分かるのではないでしょうか。
このとき、辺 BC の長さ（焦点距離）の変化によって、角度θ（画角）がどのように変化するかを、計算がメンドクサイので「 底辺と高さから角度と斜辺を計算 」で計算してもらいましょう。
わたしの図と照合させると、BC=a、AB=b となります。
b＝10 に固定して、a（焦点距離）の長さを一定のピッチで｛10、15、20、25、30、35、40、45、50｝と変化させると、角度θは｛45、33.7、26.6、21.8、18.4、15.9、14.0、12.5、11.3｝（小数点二位を四捨五入）となります。
このときの角度θの単純な変化量を見ると、｛－、11.3、7.1、4.8、3.4、2.5、1.9、1.5、1.2｝となって、a の値が大きくなるほど変化の度合いが小さくなることが分かります。
焦点距離が短くなるほど画角の変化の度合いは大きく、焦点距離が長くなるほど画角の変化の度合いは小さくなるわけです。
はじめまして。
一般的には問題は少ないと言えますが、マウントが適合しても、カメラボディを製造しているメーカーが謳う機能等に制限が出る場合が有ります。
その機能を使う予定が無い場合には、レンズメーカーがマウント適合させている場合、通常の撮影に問題は殆ど無い…と言って良いと思います。
メーカーが謳う機能の制限…と言う場合での事例を挙げてみます。此処では当方がNikon社製のボディを使用している為に、Nikon社製のボディとマウント適合した国産のレンズメーカーでの話ですので、その他のメーカーやボディが搭載するセンサーのサイズ等により、機能制限が異なる事が十分に考えられますので、その点をご考慮頂ければと思います。
まず、Nikon社製のボディ（一眼レフ）ハイライト重点測光と言う機能が有りますが、Nikon社製のレンズ以外は設定しても十分な効果を得られません。
同じく一眼レフで、AFの合焦スピードが下がる傾向に有り、一眼レフのAFセンサー次第ですが、合焦精度にも問題が出る場合が有ります。
AFの合焦スピードに付いては、ミラーレスタイプのカメラでも体感的な差が感じられます。
それ以外では、カメラ内での収差補正が効きません。
ボディスペック上での、防塵防滴機能が担保されない場合が有ります。
以上の部分が特に気になるところです。
但し、そのどれもが致命的と言えるか…と言えばそれ程でも無い部分が多く、AF精度も絞り込
はじめまして。
一般的には問題は少ないと言えますが、マウントが適合しても、カメラボディを製造しているメーカーが謳う機能等に制限が出る場合が有ります。
その機能を使う予定が無い場合には、レンズメーカーがマウント適合させている場合、通常の撮影に問題は殆ど無い…と言って良いと思います。
メーカーが謳う機能の制限…と言う場合での事例を挙げてみます。此処では当方がNikon社製のボディを使用している為に、Nikon社製のボディとマウント適合した国産のレンズメーカーでの話ですので、その他のメーカーやボディが搭載するセンサーのサイズ等により、機能制限が異なる事が十分に考えられますので、その点をご考慮頂ければと思います。
まず、Nikon社製のボディ（一眼レフ）ハイライト重点測光と言う機能が有りますが、Nikon社製のレンズ以外は設定しても十分な効果を得られません。
同じく一眼レフで、AFの合焦スピードが下がる傾向に有り、一眼レフのAFセンサー次第ですが、合焦精度にも問題が出る場合が有ります。
AFの合焦スピードに付いては、ミラーレスタイプのカメラでも体感的な差が感じられます。
それ以外では、カメラ内での収差補正が効きません。
ボディスペック上での、防塵防滴機能が担保されない場合が有ります。
以上の部分が特に気になるところです。
但し、そのどれもが致命的と言えるか…と言えばそれ程でも無い部分が多く、AF精度も絞り込んで被写界深度を気にしない撮影スタイルや、被写体に極めて近くに寄る様な近接撮影をしない…等をすれば問題が顕在化することは少ないですし、写真の使用範囲がトリミング無しでの一般的なウェブ使用等で有れば問題には感じない程度のものです。またピント精度以外では、現像ソフトや画像ソフトを使用することで、撮影後の修正も可能です。
ですので、使用用途が被写界深度を浅めにする撮影方法であったり、ピント精度と合焦スピードを重視する場合は購入予定のレンズに対して慎重さが必要になります。
（究極的にはAFに頼らずピント面拡大でマニュアルフォーカスするしか方法が有りませんが…）
また、画像ソフト等を使わず、手間を省いて画像を得たいと考えたり、ピント精度に拘ることや、トリミング等で画像を切り取り拡大する目的が有るので有れば、本体とメーカーを合わせることで略スペック通りの効果は期待出来ます。
期待出来ると敢えて書くのは、カメラもレンズも工業製品で有る以上、製品の製造過程で生まれる組み立て精度に幅が有る為、必ずしも完全一致するとは言えない物がレンズやカメラと言う物だからです。
とは言え、それらの違いも詳細に検証しなければ判別の付かないことで有ったり、同一機種で同一レンズでの組み合わせで撮影された画像を比較して見なければ一般的には分かり難いことでも有ります。
ですので、使用用途に依って純正品とサードパーティ製を使い分けたり、撮影の限度をある程度分かった上で（承知の上で）使う事が理想だと言えると思います。
それらのことを知る為にも、自身の許せる範囲の中でレンズやボディに投資することで、撮影体験から得られる知見が備わります。そうした経験の上で、フルスペックが得られなくても、そのレンズで無ければダメだと言えたり、この写真を撮りたいから、このレンズを使いたいと言うご自身の客観的なレンズ選びの方法論が見付かりますので、他者から得られる主観論に左右されないレンズ選びが出来ることに繋がると思います。