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Canon 16-35mm F2.8 (像面湾曲を補正)の特許 [光学技術・レンズ設計]

キヤノンが16-35mm F2.8、17-35mm F2.8-4の特許を出願中です。 フルサイズに対応する広角ズームレンズで、広角側の像面湾曲を最適化したようです。 EF16-35mm F2.8L II USMもモデルチェンジが近いのかもしれませんね。

EF16-35mm F2.8L III USM

patent: 16-35mm f/2.8

EF17-35mm F2.8-4L USM

patent: 17-35mm f/2.8-4

EF16-35mm F2-2.8L USM

patent: 16-35mm f/2-2.8

特許文献、及び要約・自己解釈

  • 特許公開番号 2012-63568
    • 公開日 2012.3.29
    • 出願日 2010.9.16
  • 実施例2
    • ズーム比 2.06
    • 焦点距離 f=16.48 - 24.00 - 33.95mm
    • Fno 2.90 - 2.90 - 2.91
    • 画角 52.70 - 42.03 - 32.51deg.
    • 像高 21.64mm
    • レンズ全長 178.10 - 170.87 - 172.62mm
    • BF 40.00 - 48.45 - 61.71mm
    • レンズ構成 12群17枚
    • 非球面 3面3枚
    • UDレンズ 2枚
  • 実施例4
    • ズーム比 1.94
    • 焦点距離 f=17.51 - 24.01 - 33.98mm
    • Fno 2.91 - 3.21 - 3.86
    • 像高 21.64mm
    • レンズ全長 178.81 - 174.18 - 175.92mm
    • BF 41.60 - 48.49 - 60.70mm
    • レンズ構成 12群17枚
    • 非球面 3面3枚
    • UDレンズ 2枚
  • 実施例6
    • ズーム比 2.06
    • 焦点距離 f=16.49 - 24.02 - 33.99mm
    • Fno 2.15 - 2.46 - 2.94
    • 画角 52.69 - 42.02 - 32.48deg.
    • 像高 21.64mm
    • レンズ全長 176.23 - 171.08 - 172.88mm
    • BF 39.26 - 46.99 58.75mm
    • レンズ構成 13群18枚
    • 非球面 3面3枚
    • UDレンズ 2枚
  • キヤノンの特許
    • 負正負正の4群ズームレンズ
    • インナーフォーカス
    • 広角側の像面湾曲を小さくするよう最適化

ニコンはおそらくアッベ数80以上がEDレンズだけど、キヤノンはアッベ数70以上がUDレンズなのだろうか。

後継機の全長は長く

レンズ系の断面図はやけに細長いような気がしませんか。 実施例2を引き合いに出すと中間ズーム域で170.87mmです。 キヤノンEOSマウントのフランジバック44mmを差し引けば126.87mmとなります。 EF16-35mm F2.8L II USMの全長は111.6mmですから、後継機は約1.5cm長くなるかもしれませんね。

性能

performance
16-35mm f/2.8 17-35mm f/2.8-4 16-35mm f/2-2.8
2012_63568_fig05.png 2012_63568_fig09.png 2012_63568_fig13.png

上から順に、広角側、中間域、望遠側

本命は16-35mm f/2.8だと思うので、ここでも実施例2を引き合いに出します。 特許の目的通り、広角側のサジタル像面は超広角ズームとは思えないくらいによく補正されていますね。 しかしメリディオナル像面も同時に補正しないと意味が無いように思います。 24-70mm F2.8の特許も最初から全収差を補正していたわけではありませんし、今後の課題ということなのでしょう。 バランスが良いのは17-35mm f/2.8-4で、広角側の性能は申し分ないです。

性能
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コメント 12

MDISATOH

えがみさんお早う御座います。
ニコンAF-Sニッコール16-35mmF4G ED VRも、旧AF-S17-35mmF2.8Dに比べて凄く長い、最近のフルサイズの超広角レンズは何故サイズが長く成るのかを教えて下さい。湾曲収差をなるべく無くすためだろうと思いますが・・・・
ニコンAF-S14-24mmF2.8G EDも持って居ますが、あの出目金の
前玉を傷めないかと気にして、16-35mmF4を主力にして居ますが、ドイツ旅行にも持って行こうかと考えましたが、重さが重いのと、長さが長いので、フルサイズ機と共に諦めました。
by MDISATOH (2012-03-30 09:43) 

レイリー

だいぶ長いですね。
口径と長さで重量がかなり重くなりますかね。
やはり性能を追求すると大きくなる傾向ですね。
by レイリー (2012-03-30 15:24) 

まっちゃん

だんだん望遠なんだか広角なんだか見た目でわから無くなって来ましたね。
127mm有ったら今時はかなりの望遠が出来るでしょう。
by まっちゃん (2012-03-30 16:53) 

ナビパ

1Dのフルサイズ化 5Dの人気
このクラスのレンズに力が入りますね。
CanonだけでなくNikonも。。。
by ナビパ (2012-03-30 17:55) 

コリンママ

ナビパさんの仰る通り、どうもこのクラスのレンズが重点課題っぽいですね。
女性にとっては、できることならレンズは大きく重くなるより、小さく軽くなってほしいです。
by コリンママ (2012-03-30 22:56) 

tune

当然の事ですが
像面湾曲は像面歪曲の間違いですよね
by tune (2012-03-31 10:36) 

良吉

 非球面や特殊ガラスで短くするにも限界がありそうで、全長が長くなるのはエレメント枚数の多いズームの宿命のようですね。特にコマや像面湾曲などの周辺画質を悪くする原因が急角度で入射する光束に有るので、間隔が長い方が有利らしいです。

 しかし、貼り合わせが多そうなのが気になりますね。ライカ・ノクチルックス0.95のように大きなエレメントの貼り合わせに手こずって手間が増え、高価になるようなことがなければよいのですが。

 ところで、テレセン光学について、資料の、ご指摘有り難うございました。そのうち、像面対応とレンズ側対応の比較が始まる可能性もありますので、関する特許がでれば紹介をお願いします。

 余計とは思いますが、tuneさんの、ご指摘は間違いです。像面湾曲は、歪曲収差のように像の歪みがありません。ピントの位置が平らでなく、像面に対して、ちょうど球面を割ったような位置関係になるのが、像面湾曲の特徴です。

 半球のエレメントを組み合わせたレンズで、平らな面に像を作るのですから、画角が大きくなるほど、困難を極めることは容易に想像できますね。

 対して歪曲収差は、像面の位置によって撮影倍率が変化するため像が歪むことを言います。像面湾曲が像面に対して立体的な関係であるのに対して、歪曲収差は、悪までも像面上の再現性の問題として捉えられます。

 技術の世界で、「当然」と言う言葉を使うのは危険ですね。根拠無く発言していることが分かってしまいます。

by 良吉 (2012-03-31 11:21) 

s_take

キヤノンの大三元ズームのリニューアルも残すは広角レンズだけなのでどの焦点距離で出てくるか気になります。
14-24なら迷わず買えそうですが、どうなる事やら・・・。
by s_take (2012-03-31 14:25) 

hi-low

像面湾曲の解消には、正と負を適切に組み合わせるしか方法がないようですので、広角レンズでも光学系が長くなってしまいますね。
その方が像側テレセントリック性の確保や手ブレ補正系の挿入が容易でしょうから、広角に限らずレンズの大型化は続くと思います。とは言っても、最近のレンズの肥大化は勘弁してほしいですね。
by hi-low (2012-03-31 23:04) 

えがみ

> MDISATOH さん
一言で済ますと今まで以上に性能が求められている為、となります。
良吉さん、hi-lowさんからも有益な情報があります。

レンズのパワーを強くして全長を短くすることも出来ますが、パワーが強いと色収差等が発生してしまいます。
それを回避する為には全長を長くしよう、となるわけです。
他に、射出瞳位置を少しでも撮像面から離してテレセン性を確保したいこと、収差補正用のレンズを入れたいこと、コーティング技術が改善したことでレンズ枚数が増えても透過率に大きな影響が無いこと、と色々な背景があると思われます。

レンズは多様なパラメータの組み合わせから成るので、一概に長い方が良いとは言えません。
専門家ではないので、どの程度の性能になるのか判断出来ませんが、全長の短いレンズでも、設計次第では収差を打ち消すことが可能です。


> レイリー さん
性能とコンパクトは相反しますから仕方がないですね。
でも何とか両立と言いますかバランスの良いところを狙ってほしいものです。


> まっちゃん さん
この手の広角ズームと標準ズームは殆ど同じ大きさなんですよね。

by えがみ (2012-04-02 01:57) 

えがみ

> ナビパ さん
カメラとレンズで1つのソリューションですから、一方だけが高性能でも意味を成さないんです。


> コリンママ さん
昔の一眼レフは小さなカメラでしたが、性能が飛躍的に上がったとはいえ今は肥大化し過ぎです。
ミラーレス人気も納得です。


> tune さん
ご指摘有難うございます。
良吉さんに返信を頂いておりますが、像面湾曲で合っています。
by えがみ (2012-04-02 01:58) 

えがみ

> 良吉 さん
像面湾曲に関しましてわざわざ返信頂き恐縮です。

そうですね。ニコンの動向には今まで以上に注意深く追いたいと思います。
見付かる情報は、どのレンズも光軸中心はテレセンなので中央1点AFのみ~や、コントラストAFへのシームレスな切り替えといったものになると思いますが、他にも必要な技術は沢山ありそうです。


> s_take さん
14-24mmはキヤノンも興味を持っていそうですね。
ニコンの特許に抵触せずに出せるかどうか…。


> hi-low さん
同感です。
プロの業務用途、或いはアマチュアが作品撮りに使う為に、性能重視のレンズが有っても良いと思います。
が、もう少し日常で使い易いレンズが欲しいです。

by えがみ (2012-04-02 01:58) 

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