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Canon 光学42倍ズームのコンデジ用レンズに関する特許 [光学技術・レンズ設計]

キヤノンが光学42倍という驚きのズーム倍率を実現したコンパクトデジタルカメラ用の光学系に関する特許を出願中です。 ネオ一眼の世界で勃発したズーム倍率競争に終止符が打たれることは当分無いでしょう。 軽量コンパクトでありながら、常識を超えた超望遠を手に入れられそうですね。

2011_33868_fig03.png

patent: 4.36-180.0mm F2.54-5.74

English page is here.

特許文献からの引用
公開番号特開2011-33868(P2011-33868A)
公開日平成23年2月17日(2011.2.17)
発明の名称ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
数値実施例2
  • 焦点距離 f=4.36-180.0mm
  • Fno=2.54-5.74
  • 画角 38.63-1.23°
  • 像高 3.49-3.88mm
  • レンズ全長 94.37-134.09
  • バックフォーカス 9.00-6.38
  • ズーム比 41.24
  • 非球面 2面
光学系
  • ポジティブリード型ズームレンズ
  • 正負正と後群からなる
  • 後群は負正、正、正正など
  • ズーミングは、第1,3群が物体側、第2群が像側に移動
  • 第3レンズ群は手振れ補正用
  • 第5レンズ群でフォーカスを行うリアフォーカス式

キヤノンは他社より一歩抜きん出たスペックをマーケティング戦略として念頭に置いているようですね。 富士写は当時としては世界最高倍率を誇る光学30倍ズームのHS10EXRをリリースしました。 しかしキヤノンは35倍のSX30ISを直ぐにぶつけてきました。 ここまで来れば他のライバルメーカーが36~40倍程度で対抗することは目に見えているでしょう。 しかしキヤノンはそれをも上回る42倍ズーム機を既に用意しているのです。

各社ネオ一眼のスペック
メーカー 機種 撮像素子 換算率 焦点距離 35mm判換算 ズーム倍率
広角側 望遠側 広角側 望遠側
Canon パテント ? 6.2 4.36 180.0 27 1116 41.24
Nikon P500 1/2.3 CMOS 5.6 4.0 144 22.5 810 36
Canon SX30IS 1/2.3 CCD 5.6 4.3 150.5 24 840 35
Fujifilm HS20EXR 1/2 EXR CMOS 5.7 4.2 126.0 24 720 30
Sony HX100V 1/2.3 Exmor R CMOS 5.6 4.8 144.0 27 810 30
Olympus SP-800UZ 1/2.33 5.7 4.9 147.0 28 840 30

一つ気になったのはイメージサークルです。 ワイド側の像高は3.49mmですから、イメージサークルは6.98mm。 SX30ISの換算率は5.6なので、イメージサークルは43/5.6≒7.6mm。 キヤノンがIXY/PowerShotシリーズに採用している1/2.3型のイメージャーではケラれてしまうと思います。 でもテレ側は余裕あるんですよね。 この機種の為だけに別途イメージセンサーを用意したのでは、量産効果を生かせません。 トリミングして使うとも考えられますし、設計値は足りなくても実際には1/2.3素子をカバーしているのかもしれません。 或いはキヤノンの2011年秋冬モデル(2012年以降かもしれません)は更に小さな撮像素子を使うとも考えられますね。 勿論、検討段階の光学設計が特許出願中だっただけで、製品に採用されないかもしれません。

収差図
広角側 中間 望遠側
wide middle focal length tele

肝心の光学性能ですが、期待は出来ません。 図は左から順に球面収差、非点収差、歪曲、色収差です。 広角側は解像には優れるようですが、歪曲は-15%の樽型。 ソフト補正が前提ですね。 中間焦点距離はまぁまぁ良いのですが、画素ピッチが狭いことを考慮すると、並の性能でしょうか。 望遠側はかなり酷いです。 球面収差のg線が図から飛び出ており、隣の非点収差に描かれています。

光学42倍、換算焦点距離1120mm、これは桁外れの数値です。 おそらくSX30ISの後継機種として登場するのでしょう。 野鳥撮影等で超望遠レンズをお使いの方、購入を検討してみては如何でしょう。 ドットサイト程度の役割は果たせるかもしれません(超望遠を使う時、低倍率のスコープ等があると重宝する)。

日本語ページはこちら(Japanese page is here.)

Canon applied for a patent about 42x ratio optical zoom lens for compact digital camera. It will be super telephoto performance beyond the common sense if you get this camera. It may be released as a successor of Canon SX30IS immediately.

The quotation from a patent document
Patent Publication No.2011-33868
Published2011.2.17
A title of inventionズームレンズ及びそれを有する撮像装置
Embodiment2
  • Focal distance f=4.36-180.0mm
  • Fno=2.54-5.74
  • Angle of view 38.63-1.23 degrees
  • Image height 3.49-3.88mm
  • Lens length 94.37-134.09mm
  • Back focus 9.00-6.38mm
  • Zoom ratio 41.24
  • Aspherical 2
Optical system
  • positive read type zoom lens
  • The 3rd lens group is the IS unit
  • Rear focus type

Fujifilm HS10 was proud of world's best zoom ratio in those days. However, Canon released SX30IS which exceeded it soon. P500 of Nikon will be the best in the world now. But Canon does not have the blind spot. Canon can release SX**IS proud of higher zoom ratio to.

Specifications of hi zoom raio
maker model imager equiv ratio focal distance 35mm format zoom ratio
wide tele wide tele
Canon patent ? 6.2 4.36 180.0 27 1116 41.24
Nikon P500 1/2.3 CMOS 5.6 4.0 144 22.5 810 36
Canon SX30IS 1/2.3 CCD 5.6 4.3 150.5 24 840 35
Fujifilm HS20EXR 1/2 EXR CMOS 5.7 4.2 126.0 24 720 30
Sony HX100V 1/2.3 Exmor R CMOS 5.6 4.8 144.0 27 810 30
Olympus SP-800UZ 1/2.33 5.7 4.9 147.0 28 840 30
Performance
wide tele
wide middle focal length tele

The optics performance seems to be bad. The figure is spherical aberration, astigmatism, distortion, a chromatic aberration sequentially from the left. Wide side has good resolution, but the distortion shows a barrel type of -15%. Perhaps it will be a design assuming the software revision. The performance of tele side is the worst. The g line of the spherical aberration jumps out of the figure, and it is described in the next astigmatism.

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s_take

このクラスはスペック上の数字を重視する傾向が強いですね。
販売店もコンデジとの比較で解りやすいポイントではあります。
倍率を抑えてトリミングした方が画質が良さそうですね。
by s_take (2011-03-13 16:53) 

こうちゃん

ただでさえ、コンデジは赤字事業ですから
本音は撤退したいんでしょうけど・・・
by こうちゃん (2011-03-13 17:22) 

レイリー

恐ろしい倍率・・・(^^;
コンデジは超激戦でメーカーも引くにひけないのか。。。
1台あると面白そうです。
by レイリー (2011-03-13 17:31) 

moroq

1120mm!本当に桁外れですね。
画質はともかくサブ機としては面白そうです。
by moroq (2011-03-13 23:47) 

kiyo

えがみさん、
ご無事で何よりです。
42倍というスペックそのものは、最近の高倍率競争から類推できるので、それほどの驚きでもないですが、この図面から拝見するレンズの多さと、これらのレンズの収納が興味深いです。
相当の長さまで、繰り出されるのでしょうね。
by kiyo (2011-03-14 09:40) 

グッドバランス

えがみ様
こんにちは~(^o^) ご無事で何よりです。
42倍ズーム!
一台は予備機で忍ばせておきたいですね。
うーむ、一覧表で分かるのは、各メーカ、同様スペックの商品を展開しているんですね。
でも、ニコンP500なんて、ニコン愛好家の私には、ちょっとピンと来ないのですが・・・? やっぱりニーズがあるのでしょうか?
ニワトリとタマゴのような関係にも思えます。

by グッドバランス (2011-03-15 00:39) 

えがみ

> s_take さん
そうなんですよね。
トリミング前提だとスポーツファインダとして使えますから、動体は撮り易いんです。

画素数と同じで、数字が一度大きくなってしまうと、もう後には退けません。
ネオ一眼スタイルで30倍未満のカメラは見向きもされなくなるかもしれません。

> こうちゃん さん
コンデジからのステップアップ → 同じメーカーの一眼レフ
という図式が仮にあるとすれば宣伝効果は結構大きいですよ。

> レイリー さん
私も最近購入を検討したことがあるのですが、ファインダーをのぞいたら萎えました。
せめてPanasonic G1クラスのEVFだったなら…!

> moroq さん
もしこの場面を300mm(換算600mm)で撮ったらどうなるのか、300x2(換算1200mm)ならどうか。
という時、テレコンを付けて試す必要がなくなりますよ。

> kiyo さん
光学系の望遠時全長が134.09mmですから、背面LCD等を入れて16cm程でしょうか。
店頭でP500やSX30ISを触ってみるとピノキオの鼻みたいで面白いですよ。

コンデジはノーマークでしたが、最近は凄いんですね。
35倍ズーム、36倍ズーム…

> グッドバランス さん
因みにPentaxやPanasonicは30倍未満でしたので省きました。
ライバルメーカーがi倍率だから、当社はi+2倍率にしないといけない。素子の選択肢はSonyのみ。
といった状況ではオンリーワンの無い製品になりがちだと思います。

コンデジサイズで換算1000mm近い望遠を得るにはこの方法しかありませんから、少ないとはいえ、一応需要はあるみたいです。
P500は広角も重視していますので、風景も野鳥も一台で済みますね。
by えがみ (2011-03-15 20:59) 

J9

像高 3.49mm と言うことは、ディストーション補正するとちょうど 1/2.3 になると言うことでしょう。換算24-1000mmなのだと思います。

by J9 (2011-03-15 23:56) 

hir

これはうけそうですね
実家の親父が、コンデジを買う際に気にしていたのが倍率
一眼レフはいらないけど、カメラが欲しいって言う人は、気にするのは倍率のようです
お子さんがいらっしゃる親御さんにもお勧めしたいカメラですね
できれば面白そう!!
by hir (2011-03-16 22:19) 

Ranger

工学性能がいまひとつでも、防犯レンズや色々な物に役立つ技術ですね
by Ranger (2011-03-17 10:29) 

えがみ

> J9 さん
歪曲補正が前提の光学系ですから、仰る通りかもしれませんね。
24-1000mmだとキリの良い数値なので、妥当性があります。

> hir さん
レンズ交換出来ないとあらゆる条件に対応出来ることを第一に考える…
とするとベストな選択肢ですね。
しかしながらhirさんのお父様なら、明るい単焦点を是非とも推奨したいところです。
6mm F1.9のRicoh GRD3など…

> Ranger さん
防犯でも流石にここまでコンパクトで且つ高倍率なものはありませんね。
キヤノンなら産業にも強そうです。
by えがみ (2011-03-17 23:40) 

lucky13

ご無事そうで 何よりです
もし でれば運動会シーズンには
人気がでそうな 機種ですね。
by lucky13 (2011-03-18 02:27) 

コリンママ

とりあえず何かコンデジを、という場合
なぜか高倍率ズームの機種に人気がいきますね。
手ぶれ補正はあっても・・・
さすがに42倍となると画質が心配です★

by コリンママ (2011-03-18 13:34) 

えがみ

> lucky13 さん
ありがとうございます。親類縁者ともに無事ですが、東北に知人がおりますので落ち着いたら連絡取ってみようと思っています。

1000mmクラスの望遠があればトラックの端からでもバッチリ撮れますね。

> コリンママ さん
レンズ交換出来ないと、それ単体で全機能をまかなえることを考えてしまいますね。
軽自動車よりも、キャンピングカーでしょうか。

by えがみ (2011-03-18 23:09) 

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