专利还原：尼康 Z 35mm F1.8S(含:35mm焦段镜头整体介绍)
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本文将从以下几个方面对尼康 Z 35mm F1.8S镜头进行专利还原：1、35mm焦段镜头汇总；包含：35mm焦段厂家汇总、35mm焦段镜头架构对比。2、尼康 Z 35mm F1.8S镜头简介；包含：镜头外观与光学架构、镜头设计参数、系统成像质量(实际加工的系统的成像质量，有时与专利有一定出入，故单独列出)。3、尼康Z 35mm F1.8S专利信息；包含：专利基本信息、专利镜头详细参数、专利镜头成像质量。4、专利还原结果；包含：专利输入、系统还原与优化、系统成像质量。
一、35mm焦段镜头汇总
1.1、35mm焦段镜头厂家汇总
35mm焦段通常被称为"人文之眼"，是摄影中最经典、最万能的焦段之一，它可能是仅次于标准50mm的最重要、最经典的焦段。它被称为“大师的必备机”——很多摄影师兜里永远会揣着一台35mm的相机，因为它最懂人眼所见，人心所感。
因此，35mm焦段是各大厂商的“标配”，几乎每家都会推出各具特色的型号，甚至不止一款。下面对国内外几家厂家35mm焦段镜头做了一个简单的汇总，主要涵盖：索尼、尼康、适马、佳能、蔡司、徕卡、福伦达、唯卓仕、铭匠等老牌或新兴的厂商。(近几年国内镜头厂商在定焦镜头方向逐步崛起并具有了一定的影响力，期待发布更多好的镜头)
上述镜头中：蔡司 ZX1 Distagon T* 35mm F2、索尼 FE 35mm F1.4 GM 、徕卡Leica Apo-Summicron-M 35mm F2 Asph、徕卡 APO-SUMMICRON-SL 35 F/2 ASPH、佳能 EF 35mm F1.4L II USM、福伦达 APO-LANTHAR 35mm F2 Aspherical II 、唯卓仕 AF 35mm F1.2 LAB Z画质都比较优秀。
1.2、35mm焦段镜头架构对比
下面对蔡司、索尼、佳能、徕卡、福伦达、唯卓仕几个专利对比一下(尼康 Z 35mm F1.8S后文会详细叙述)。本期仅对系统架构做简要介绍，后续待"专利还原"板块将35mm焦段相关专利还原完成后对同一焦段不同厂家的光学系统像质做一下对比。
蔡司宣称将35mm焦段镜头推向了新高度，如果仅从系统架构、成像质量及材料数量(不谈材料价格)来看蔡司ZX1 Distagon T* 35mm F2的确是一颗非常强大的镜头。
从架构来看索尼、佳能、徕卡前组G1(按徕卡G1)结构非常相似，尤其索尼与佳能；索尼、徕卡、福伦达、唯卓仕、尼康F1.2的G4、G5(按唯卓仕专利命名）镜组相似度也很高。蔡司专利整体跳脱了传统摄影镜头设计思路的束缚，改变了镜头设计既定的规则，该架构的镜片数量是传统架构镜片数量的一半左右。
二、尼康 Z 35mm F1.8S镜头简介
2.1、镜头外观与光学架构
尼康 Z 35mm f/1.8 S镜头于2018年8月23日正式发布。它是与尼康首款全画幅微单相机Z 7和Z 6一同推出的首批Z卡口镜头之一，作为S-系列（S-Line）的一员，代表了尼康Z卡口镜头光学性能的新基准。
镜头外观：
光学架构：采用三组11片架构
2.2、镜头设计参数
镜头核心设计参数：焦距—35mm、视场—21.64mm(像高)、F数—1.8。
2.3、系统成像质量
官方提供了物方截距无限远时系统的成像质量，包含：F数1.8时10lp/mm、30lp/mm的成像质量。
注：镜头设计所申请的专利与该公司实际生产时镜头的系统成像质量可能会有出入，故“专利还原”板块所有镜头仿真都会放上官网提供的成像质量与专利中的成像质量以做对比。
三、尼康 Z 35mm F1.8S专利信息
3.1、专利基本信息
发明名称：IMAGING LENS,IMAGING OPTICALDEVICE,DIGITAL DEVICE,AND METHODOF MANUFACTURING IMAGING LENS
公开号：US 20200278518A1
发行国：美国国家知识产权局
公开日期：2020年9月3日
申请人：尼康公司
发明人：山田惠子、今嶋良介、辰野亘、佐藤治雄
专利关键信息：尼康 Z 35mm f/1.8 S镜头专利提供了同一架构下的四个不同优化结果，其中与官网出售镜头最接近的是专利实施例一。
3.2专利镜头详细参数
专利镜头详细参数包含两部分：a、镜头结构，b、镜头详细参数(曲率、折射率、阿贝数、口径等)。专利实施例一详细信息如下：
a、镜头结构
该系统由三组11片透镜构成，G1为前固定组、G2与G3为对焦组，对焦时G2组元件L21、L22、L23向前移动、G3组L31向后移动。按光阑位置将透镜组分为LF、LR两部分。其中，LF组包含一组7片元件；LR组包含两组4片元件。
b、镜头详细参数
该镜头为全球面式光学系统，镜头参数比较简单，各个表面详细参数如下图9所示：
3.3、专利镜头成像质量
该专利提供了物截距无限远、近焦时系统成像质量，成像质量包含：球面像差、像散、畸变图。
四、尼康 Z 35mm F1.8S专利还原
专利还原过程中主要采用的优化变量：各个表面曲率半径、非球面4-8阶参数(未在原有阶数的基础上增加非球面阶数)、表面5至表面6间隔(专利输入后该间隔较小，元件存在干涉)，未对系统架构调整。
4.1、专利输入
按照专利所提供的参数输入至ZEMAX中(曲率半径+非球面参数)，得到如下图所示初始结构：
4.2、系统优化
使用CODE V与ZEMAX联合优化，大致3-4轮优化后，系统基本满足指标要求，同时系统成像质量达到专利中提供的成像质量要求，此时不再继续优化。
优化后光学系统2D图，如图12所示：
4.3、优化后系统成像质量
系统成像质量分两部分进行阐述：a、物方无限远(F数1.8、F数2.8、F数5.6)，b、物截距0.25m(F数1.8、F数2.8、F数5.6)
a、物方无限远
F数1.8(全开，实际1.7775)
F数2.8
F数5.6
b、物截距0.25m
F数1.8
F数2.8
F数5.6
