エンジニアの嗜み

コニカミノルタが26mm F1.8(4/3")や28mm F2.6(Full-Size)等の特許を出願中です。 いずれも湾曲した撮像素子に対応した設計になっており、シンプルなレンズ構成ながら優れた性能を発揮するようです。 Biogonの時代がやってきましたね(コニミノだとHexanonやRokkor)。

patent

1	26mm f/1.8 (4/3") 正正 (正正負正正)
2	19mm f/2.8 (4/3") 正正 (正負正負正)
3	12mm f/2.2 (1/1.7") 正正 (正負正正)
4	23mm f/2.8 (APS-C) 正負 (正負正正負)
5	12mm f/2.4 正負 (正負正正負)
6	18.7mm f/2.8 (APS-C) 負正 (負正負正)
7	17.5mm f/2.8 (4/3") 負正 (負正負正正)
8	16.6mm f/2.8 (4/3") 負正 (負正負負正正)
9	19.6mm f/2.8 (APS-C) 負負 (負正負正正負)
10	9mm f/1.8 (1/1.7") 負負 (負正正負)
11	28.7mm f/2.6 (Full-Size) 負正 (負正負正正負正正)

収差図は左から球面収差、非点収差、歪曲、メリディオナルコマ収差。

特許文献、及び要約・自己解釈

• 特許公開番号 2013-25202
  • 公開日 2013.2.4
  • 出願日 2011.7.22
• 実施例

  embodiment

  No.	焦点距離	BF	Fno	対角線	レンズ構成	対応フォーマット	換算焦点距離	備考
  1	26.0	12.1	1.8	22	5群5枚	4/3"	52
  2	19.0	13.1	2.8	22	5群5枚	4/3"	38
  3	12.0	7.8	2.2	10.6	4群4枚	1/1.7"	56	非球面 2面1枚
  4	23.0	11.9	2.8	28.4	5群5枚	APS-C	35
  5	12.0	3.24	2.4	13.4	5群5枚		38
  6	18.7	14.8	2.8	28.4	3群4枚	APS-C	28	非球面 2面2枚
  7	17.5	10.5	2.8	22	4群5枚	4/3"	35
  8	16.6	6.3	2.8	22	4群6枚	4/3"	33	非球面 2面1枚、EDガラス 2枚
  9	19.6	10.7	2.8	28.4	5群6枚	APS-C	29
  10	9.0	4.0	1.8	10.6	4群4枚	1/1.7"	42	非球面 1面1枚
  11	28.7	24.2	2.6	43.2	7群8枚	Full-Size	28.7	EDガラス 2枚

• デジタルカメラはテレセントリック性が必要
  • 射出瞳位置を長くする必要がある
  • 小型化が難しい
• レンズ付きフイルム
  • 写ルンです、撮りっきりコニカ、スナップキッズ
  • 像面湾曲に合わせて、フイルムを湾曲させる
  • 長辺方向は性能向上を図れるが、短辺方向はその恩恵に預かれない
• フイルム時代の高級コンパクトカメラ
  • Contax T3、Minolta TC-1、Ricoh GR21
  • 射出瞳位置や入射角を考慮する必要が無い
  • レンズの小型化が可能
• コニカミノルタの特許
  • 360°全方向に湾曲した撮像素子
  • 像高は5mmよりも大きい (1/1.7"より少し大きい程度)
  • 周辺の入射角が相対的に小さくなり、有利なテレセントリック性を得られる
  • 像面湾曲を補正しなければならない負担が軽減される

パワー配置とレンズ形式

パワー配置	レンズ形式	応用例
正正	対称型	Planar
正負	テレフォト型	Sonnar
負正	レトロフォーカス型	Distagon
負負	対称型	Biogon

フイルム時代のレンズ

写ルンですはフイルム面をカーブさせることでフルサイズながら小型なレンズ設計を実現していました(暗いレンズなことも要因の一つです)。 高級コンパクトやレンジファインダー機は、入射角を気にする必要がないので、フルサイズながら小型なレンズ設計でした(最小錯乱円の定義が異なることも要因の一つです)。 世代という格差でしょうか、最近ではフイルム時代をご存じない方も多いかと思いますが、そんな時代もあったのです。

絵に書いた餅

コニカミノルタの特許は湾曲した撮像素子を前提とした光学設計です。 入射角と像面湾曲等の呪縛から逃れることが出来ますので、レンズの小型化が可能になります。 特許のクレームに像高が5mmより大きくとありますので、明らかにハイエンドのデジタルカメラを狙ったものですね。 湾曲撮像素子用レンズの特許はソニーが以前に出願していましたが、ずっと小さなものでした。 うまくすればこの分野において20年間優位に立てるかもしれませんが、鍵となるのは湾曲した撮像素子、それも1/1.7型以上で実用化することです。

3群4枚(正負正でないのでTessarではないです)や4群4枚など、健康的なレンズ設計ですね。 レンズ枚数を増やせば収差補正で有利になりますが、レンズ設計の醍醐味は少ないレンズ枚数で如何に性能を出すか、だと思います。 レンズ枚数を減らすユーザーメリットは軽量化や透過率、ヌケが良くなる可能性で、メーカーメリットはコストダウン、加工や組立等の製造誤差の軽減です。 10枚以下なら良いのですが、レンズ構成枚数が20枚近くもあると、購入を躊躇してしまいますね。 収差図は平面と曲面のどちらに結像させた時の性能なのか分かりませんが、小型化だけでなく、メーカー各社の現行品と同程度のレンズ枚数でより性能を出す方針の、2通りのレンズがあると良いですね。

実施例5は1型と1/1.7型の間くらいの撮像素子を想定しているようですが、それ以外はメジャーな大きさの撮像素子に対応出来るようです。 湾曲した撮像素子が前提ならば、大きな入射角を持つ、所謂デジタルに不向きなレンズが製品化されても良さそうなものです。 例えば実施例9の19.6mmで、これはBiogonライクな設計です。 ミラーレスにBiogon等を使った場合はシェーディング補正(CaptureOneのLCC等)をすることになりますが、補正しないに越したことはありません。 肝心のフルサイズは実施例11でレトロフォーカス設計ですね。

フルサイズの話が出たところで。

オリンパスのフルフレーム機

オリンパス初のレンズ交換式デジタル一眼レフはフルフレーム機でしたね。 正確に記述すると、ライカ判(36x24mm)というフレームのイメージサークルをフルで使えるものがフルフレームやフルサイズ。 受光領域というフレームを、他の形式は転送回路がある為にフルに使えないのですが、画素ピッチ分だけフルに使えるものが所謂、フルフレーム型CCDです。 当時のオリンパスは後者で、取説には「4/3 type full frame transfer primary color CCD」等と表記されています。

誰がフルフレームと言い出したのか分かりませんが、多くのメーカーが単にCCDと省略表記する最中、コンタックスNデジタルがコダック フルフルフレームCCDを採用し、しかもフルサイズだったので、誰かが勝手に勘違いしたのだと勝手に思っています。 オリンパスE-1の場合、 日本語のwikipediaでは4/3型フルフレーム型CCD、 英語のwikipediaではFFT CCDですから、 フルフレームをライカ判と書くのではなく、フルフレーム型CCDをFFT CCDと書く方が混乱は招かなそうですね。 CCDの話も、世代という格差を感じさせてしまいそうです。

このパラグラフで何が言いたいかというと、釣りが出来そうだと、ふと思ったのです。

言葉は大事!

中判を中版や中盤と表記する方を見掛けますがこれは間違い。 「判」とは「Format」や「Size」のこと。 小判(フルサイズ、APS-C)や大判(4x5" , 8x10")に対応する語なので中判が正しいのです。

「版」とは「Version」ことで、初版やβ版といった単語に使われます。 中版という表記は滅多にされないと思いますが、中型版(中型のバリエーション)は有り得るので、間違いは仕方が無いかもしれません。 「盤」とは「Stage」のことで、物語の中盤や終盤といった使い方になります。

何故間違えるのかというと、単語や文字の意味を正しく理解していないから。 単語を知らなくても、漢字の意味を理解していれば「中盤」と打ち込んでしまっても「ここで『真ん中のステージ』という単語はおかしい」と気付く筈です。 尤も、理解した気になっている、文学を軽視している、推敲しない、若しくは文字入力の変換機能を使いこなせていないだけなのかもしれません。

FFT CCD

コンデジの下位機種や携帯電話、スマートフォンでもCCDは使われ続けていますが、IT(Interline Transfer)型CCDでしょう。 画質に優れているのはCCDではなくFFT CCDであり、最新型のFFT-CCDと最新型のDSP/ASICを使えば優れたカメラになる、とふと思いました。 あ、既にありました。

ペンタックス645DやライカS2、S typ006等がコダックKAF-40000系列のFFT-CCDを使っていますね。 後継機に別のセンサーを望む方もいらっしゃるかと思いますが、在庫払拭や大人の事情、或いは新しいセンサーが開発されない限り、それは無いでしょう。 コダックKAF-40000系列は画質とレスポンスのバランスに優れていて、当時も今も選択肢としては最適解だからです。 別のセンサーを使うメリットは、センサー面積拡大による多画素化と広画角化、デメリットはレスポンスの低下とコスト。 画素数以外の画質の差はあまり感じられませんし、KAF-40000の4000万画素ならばA1に印刷してルーペで観察しても問題なく、むしろ多過ぎる画素数なので、トリミングで望遠代わりにも使えます。 KAF-40000系列の欠点は画角ですが、コストが上がる位なら、超広角レンズを専用で揃える方が安上がりかもしれません。

一般的に、望まれるのはライカ判でしょう。 しかし省エネとレスポンスでは同サイズのCMOSにかないませんし、ライブビュー拡大による精密なピント合わせが出来ないと需要も限られそうです。 最新テクノロジーを投入しても、商売になるスペックを実現するのは難しそうですね。

もう1つ、コニカミノルタの特許

特許文献、及び要約・自己解釈

• 特許公開番号 2013-26635
  • 公開日 2013.2.4
  • 出願日 2011.7.14
• 湾曲した撮像素子
  • 曲率によって歪みが発生
  • 画処理による歪曲補正が必要
  • レンズ交換式の場合、レンズによって補正量が異なる
• コニカミノルタの特許
  • レンズに湾曲情報を持たせる

湾曲した撮像素子に必要な画処理

出願中のこの特許は審査を通らないでしょう。 しかし同時に、他の企業が同様の特許を出願したとしても、それは拒絶されるので、特許出願は無意味ではありません。 いわば自衛的手段のようなものです。