カメラの革命児「DOレンズ」
カメラの初心者
DOレンズって何ですか?
カメラ写真マニア
回折素子を利用して設計されたレンズのことです。色収差が低減され、レンズの小型化・軽量化に貢献します。
カメラの初心者
キヤノンはDOレンズに回折素子を使ってますか?
カメラ写真マニア
はい、EF400mmF4Lなどのレンズに使用しています。回折素子を組み込んだことで、コンパクト化と色収差の補正を実現しました。
DOレンズとは。
カメラや写真の用語で「DOレンズ」と呼ばれるレンズがあります。このレンズは、回折現象を積極的に利用することで、従来のレンズ設計の常識を覆そうとしたレンズです。キヤノンが開発した「DO（回折光学）」と呼ばれる積層構造の回折素子を使ったレンズがその始まりです。
この回折素子を使うことで、色収差が理論上なくなるため、低分散ガラスなどの特殊なガラスを使用する必要がありません。また、レンズの小型化や軽量化にもつながり、特に望遠レンズでの採用が効果的です。キヤノンではEF400mmF4Lというレンズにこの回折素子を組み込み、小型化とともに色収差の補正も実現しました。さらに、75～300mmのズームレンズにもこの回折素子を組み込んで、小型化や軽量化に成功しています。
ニコンでも、回折素子と光学レンズを組み合わせた新しいレンズの開発に取り組んでおり、今後ますます新しい素材がレンズに採用されていくと考えられます。
ちなみに、カメラに回折素子を使ったのは、ライカ・コレフォト社が1970年代後半から80年代前半に初めて開発しました。これは、回折素子を振動させてピントを検出するもので、最終的にはオートフォーカスシステムとして完成する予定でしたが、計画は中断され未完成のまま終わりました。
DOレンズ誕生のきっかけ
カメラの革命児「DOレンズ」の誕生には、デジタル技術の進歩が深く関わっています。従来のレンズでは、ピントを合わせるために複雑な機械構造を必要としていましたが、デジタルカメラの登場により、ピント合わせを電子的に制御できるようになりました。これにより、従来のレンズよりも薄く、小型かつ軽量なレンズの開発が可能になったのです。この新しいレンズ設計は「DOレンズ」と呼ばれ、カメラ業界に革命をもたらしました。
色収差を原理上解消する仕組み
DOレンズ（ディフラクティブ・オプティクスレンズ）は、従来の屈折レンズとはまったく異なる仕組みで光を制御する革新的なレンズです。
DOレンズの革命的な特性は、色収差を原理上解消できることです。従来のレンズでは、屈折率の違いにより異なる色の光が異なる角度で屈折するため、色収差が発生します。しかし、DOレンズは屈折ではなく回折を利用するため、この色収差が原理的に発生しません。回折とは、光が障害物に当たったときに波として広がり、進行方向が変化する現象です。DOレンズでは、この回折を利用して光を回折格子で制御することで、色収差のない像を得ることができます。
望遠レンズでのメリット
望遠レンズでのメリット
DOレンズは、望遠レンズでの撮影にも優れた利点を発揮します。従来の望遠レンズは大きく重くなりがちでしたが、DOレンズはEDガラスを採用することで、小型・軽量化を実現しています。これにより、携帯性に優れ、手持ちでの撮影も容易になります。
さらに、DOレンズは色収差を効果的に補正して、鮮明で高コントラストな画像を生成します。遠距離の被写体を鮮明に捉え、遠く離れたディテールの再現力も向上します。また、レンズの口径が大きいので、被写体をより大きく捉えることができます。これにより、望遠レンズでありながら、背景をぼかして被写体を際立たせるような撮影も可能になります。
キヤノンとニコンの取り組み
デジタル一眼レフカメラ業界の巨頭であるキヤノンとニコンは、DOレンズの開発競争に積極的に参加しています。両社とも、この革新的な技術を活用した高性能レンズを発売しており、カメラ愛好家の間で注目を集めています。
キヤノンは、2008年に「EF 400mm F4 DO IS II USM」を発売し、DOレンズ市場に参入しました。このレンズは、従来のレンズよりも大幅に小型軽量化されており、その性能が評価されました。その後、キヤノンはさらなるDOレンズの開発を続け、現在ではスポーツや野生動物撮影に最適な望遠レンズを複数展開しています。
一方、ニコンは2011年に「AF-S NIKKOR 200-400mm f/4G ED VR II」を発売し、DOレンズ市場への参入を果たしました。このレンズは、ニコンの「ナノクリスタルコート」技術を採用しており、高い解像度とコントラストを実現しています。ニコンもDOレンズの開発に注力しており、現在では風景やポートレート撮影に適した広角レンズを展開しています。
今後のレンズにおける回折素子の活用
回折素子の今後のレンズ活用
DOレンズの登場でカメラ業界が大きく変革したように、回折素子もレンズのさらなる進化を予感させます。回折素子は光を屈折させる性質を利用して映像を形成するもので、レンズと違って可動部分が無く、小型軽量化が可能。これにより、スマートフォンやウェアラブルカメラなどのコンパクトなデバイスで、高画質な撮影を実現できるようになります。
さらに、回折素子は可変焦点を実現しやすいという特徴もあります。複数の回折素子を組み合わせることで、ズームレンズのような機能を実現でき、交換レンズの必要性が低減される可能性も秘めています。また、回折素子は赤外線や紫外線などの幅広い波長の光を制御できるため、特殊な用途にも対応できる高い汎用性が期待されています。