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Canon 600mm F4 に非球面と回折光学素子を採用し軽量化する特許 [光学技術・レンズ設計]

キヤノン600mm F4400mm F2.8特許を出願中です。 超望遠レンズにおいて最も大きな重量比を占める第1群に、非球面と回折光学素子を組み込むことでレンズ枚数を削減、結果として軽量化を実現出来るようです。 10年後に超望遠レンズがリニューアルされる時、とても取り回し易い製品になるかもしれませんね。

Canon EF600mm F4L IS III USM

patent: 600mm f/4

Canon EF400mm F2.8L IS III USM

patent: 400mm f/2.8

特許文献、及び要約・自己解釈

  • 特許公開番号 2012-88427
    • 公開日 2012.5.10
    • 出願日 2010.10.18
  • 実施例1
    • 焦点距離 f=585.00mm
    • Fno 4.12
    • 像高 21.64mm
    • レンズ全長 468.50mm
    • BF 90.78mm
    • レンズ構成 9群15枚
    • 非球面 1面1枚
    • UDガラス 2枚
    • 蛍石 1枚
    • 回折 1面
  • 実施例2
    • 焦点距離 f=391.86mm
    • Fno 2.88
    • 像高 21.64mm
    • レンズ全長 367.51mm
    • BF 50.01mm
    • レンズ構成 9群14枚
    • 非球面 2面2枚
    • UDガラス 1枚
    • 蛍石 1枚
    • 回折 1面
  • 正負正の3群構成
  • インナーフォーカス (第2群)
  • 前方のレンズ群の屈折力を強くし、全長を短縮すると、敏感度が上がり、製造や組み立てが困難になる
  • 超望遠レンズの先端にあるレンズ群の枚数は、全長と色収差のバランスによって決まる
    • 全長の短縮と、色収差の補正を両立させると、枚数が増える
      • 程々の長さにすることが重要
    • 第1レンズ群の重量が、全体の7~9割を占める
      • キヤノンの特許では第1群を3枚にまで削減
      • 第1群内の1群目を非球面とし、像面湾曲、歪曲を補正
      • 第1群内の2群目を回折光学素子とし、色収差を補正

小型軽量化

キヤノンは超望遠レンズに関する特許を頻繁に出願しています。 今回は、回折光学素子は勿論、第1群を非球面にする等、過去に出願されていた特許と同じアイデアも多く使われているようです。

小型化するということは、性能を落とすということ。 現行品 EF600mm F4L IS II USM の全長が448mmであるのに対し、特許は468.50-44=424.50mmで殆ど変わっていません。 その気になれば30cm台も実現出来るようですが、今回は大きさ・重量と性能のバランスを優先したようです。 短いけど重い600mm、そこそこの長さで軽い600mm、どちらが良いでしょう?

第1群から重いレンズを抜いたことで補正し切れなくなった収差は、非球面と回折光学素子で相殺したようです。 しかもこの回折光学素子は、蛍石に回折面を施したようで、高価になりそうですね。

性能

performance
600mm 400mm
Canon EF600mm F4L IS III USM Canon EF400mm F2.8L IS III USM

球面収差は±0.02mm以内、非点収差は0として良いでしょう、歪曲は+1%、倍率色収差は周辺で-0.005mmで、もはや説明不要の超高性能。 到達すべき所に来てしまったので、今後はより多画素に対応するか、性能を落とさずに小型軽量化する方針なのでしょう。


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コメント 4

hi-low

今回の光学系は、前玉とDOEまでに距離があるので、DOEにあたる斜光が減ってフレアが抑制されるようですね。DOEを使った光学系はどれも素晴らしい性能なので、早く製品を見たいです。
by hi-low (2012-05-23 18:31) 

rappi

超高性能レンズ、いつか使ってみたいです。^^
あ、でも私だと宝の持ち腐れかも。^^;
by rappi (2012-05-25 12:34) 

血染羊毛

ロクヨンが3kg程度に収まりそう。
canonの軽量化技術は凄いですね
他メーカーにも頑張って欲しいです
by 血染羊毛 (2012-05-26 19:55) 

えがみ

> hi-low さん
私は重量ばかり気にしてしまっていましたが、確かに入射する角度が、従来のものとは異なりますね。
DOEの新型がしばらく出ていないのも気になります。


> rappi さん
先ずは買ってみましょう♪


> 血染羊毛 さん
キヤノンがレンズを、ペンタックスがボディを作ったら、システムとして一番小型軽量になりそうです。

by えがみ (2012-06-13 23:01) 

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