Canonの新特許に迫る 超高速VCM単焦点の秘密はデュアルフォーカスにあり

キヤノンはVCM（Voice Coil Motor）単焦点レンズ技術の開発と改良を継続していると報じられています。同社の最新特許 P2026-130227 は、既存のVCMレンズに関連するものですが、この種のレンズ設計をさらに進化させるキヤノンの意欲を示すものと見られます。

この特許には、一般的な光学設計特許に見られる高速オートフォーカス、画質の向上、そしてレンズの小型軽量化といった目標が繰り返し言及されています。今回の特許が新たな技術を具体的に示すものではないものの、キヤノン製VCM単焦点レンズの動作原理を深く理解する一助となるでしょう。

この記事のポイント

• キヤノンがVCM単焦点レンズ技術の研究開発を継続していることが新たな特許から示唆されています。
• VCMレンズは「2つのフォーカス群」を持つ独自の設計を採用しています。
• VCMモーターとNano-USMモーターの組み合わせ、またはデュアルVCMモーターによって高速・高精度なAFを実現します。
• フォーカス群を分割することで、AF速度の向上、静音化、フォーカスブリージングの軽減に貢献します。
• 特許には、広角で明るいF値を持つコンパクトな15種類の単焦点レンズ設計例が示されています。

VCMレンズの核となる「2つのフォーカス群」

キヤノンのVCM単焦点レンズが過去の他のレンズ設計と一線を画す点は、レンズ内に2つのフォーカス群を備えていることです。一方のフォーカス群（通常はより重い方）はVCMモーターによって、もう一方のフォーカス群はNano-USMモーターによって駆動されます。このVCMとNano-USMの組み合わせは、オートフォーカス（AF）の高速化、静粛な動作、そしてフォーカスブリージングの軽減に多大な利点をもたらします。現行ラインアップの中で、RF 14mm f/1.4L VCMは例外的にデュアルVCMモーターを採用しています。

レンズ設計の3つの主要セクション

VCMレンズの光学設計は主に以下の3つのセクションで構成されます。

• 第一群（前部）: 固定されており、フォーカス中に移動しません。入射光を屈折させ、歪曲収差などの光学的なエラー補正を開始します。
• 第二群（中央部）: 2つの「フォーカス群」が含まれており、それぞれが独立した軌道上を前後にスライドしてフォーカスを行います。
• 第三群（後部）: 固定されており、センサーに入射する前の光を微調整します。

フォーカスを2群に分割する利点

• 速度: 各移動群が、単一の大きな群とするよりも小さく軽量であるため、オートフォーカスモーターがこれらをより高速に駆動できます。
• 画質: 2つの群を独立した経路で移動させることで、フォーカス範囲の両極端で発生しうる様々な種類のブレや歪曲収差を軽減または解消するのに役立ちます。

設計を規定する数学的要件

この特許には、レンズの寸法が満たすべき厳密な比率が明記されており、これは本質的にレンズのコンパクトさと画質のバランスを取るための「ルール」として機能します。前群の厚みも設計概念の一部です。この群が厚すぎるとレンズは大型化し、薄すぎると歪曲補正の効果が減少する可能性があります。今回の特許における光学設計のほとんどは、現在のVCM単焦点レンズとほぼ同じサイズであることが示唆されています。

特許におけるレンズ設計例の概要

今回の特許には、15種類の具体的なレンズ設計例が記述されています。これらの設計例は以下の特徴を持っています。

• 広角域をカバー（画角約36〜43°程度）。
• 非常に明るい最大開放絞り値（主にf/1.45）。
• コンパクトなサイズ（レンズ長は約90〜100mm、RFマウントフランジバック20mmを含む）。
• 高速で正確なオートフォーカス。

いくつかの注目すべき設計例は以下の通りです。

• 基準設計: 画角 75.4°、全長 99.99mm
• 最も広角な設計: 画角 84.6°、全長 100.00mm
• 唯一、2つのフォーカス群の間に3番目の非移動サブグループを持つ設計: 画角 74.5°、全長 100.00mm
• 最も短い全長: 画角 72.3°、全長 91.00mm
• 2枚のバイコンケーブ（メニスカスではない）レンズを使用する唯一の設計: 画角 72.3°、全長 92.56mm
• 例11-15で使用される重い後部接合レンズへの移行を示す設計: 画角 72.3°、全長 99.82mm

現行のCanon VCM単焦点レンズ

キヤノンはすでに以下のVCM単焦点レンズを市場に投入しています。

• RF 14mm f/1.4 L VCM
• RF 20mm f/1.4L VCM
• RF 24mm f/1.4L VCM
• RF 35mm f/1.4L VCM
• RF 50mm f/1.4L VCM
• RF 85mm f/1.4L VCM

編集部コメント

キヤノンの最新特許 P2026-130227は、同社がVCM単焦点レンズ技術の進化に継続的に取り組んでいることを示唆しています。今回の特許内容は、画質向上や小型化、高速AFを実現するVCMレンズの主要な特徴である「2つのフォーカス群」の設計原理を改めて詳細に記述しており、既存のVCM技術をさらに洗練させる意図が伺えます。特許に示された15種類のレンズ設計例は、広角で明るい開放F値を持ち、コンパクトなサイズを目指している点が共通しており、今後のRFレンズラインアップにおける広角から標準域の単焦点レンズの拡充に期待が高まります。現行製品で既に優れた性能を発揮しているVCMレンズの技術が、どのような形で新たな製品に結実するのか、引き続き注目していきたいところです。

本記事は海外メディアで公開された情報を参考に、日本向けに内容を整理・要約しています。

参考記事：Inside Canon’s New Patent: How Dual Focus Groups Are Powering Ultra-Fast VCM Primes