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AF方式の違い(位相差検出式とコントラスト検出式の違い)

AF方式は、一眼レフで主流となっている「位相差検出式」と、ミラーレス一眼やコンパクトデジカメで主流になっている「コントラスト検出式」という2種類の方式があります

今まで、このサイトでも、位相差検出式は高速です、動体に強いですということは何度か書いてきたのですが、ちゃんとまとめて書いたことがなかったので、ここでは、AF方式の特徴について書いていきたいと思っています。

位相差検出式が速い理由

位相差検出式は、AF専用のセンサーを使って、カメラとピントを合わせたいものの「距離」を認識することができます、詳しい仕組みは私も正確には理解してないので、はしょりますがレンズから入った光を、セパレーターレンズで二つに分け、結像した2つの画像の間隔から、ピントの方向と量を図ることが可能なもの、と・・難しい話はおいといて、位相差検出式は、ピントのずれた「方向」と「量」を図ることのできる方式っていうことになります。

対して、コントラスト検出式は、ピントのあった場所はコントラストが高くなるという現象を利用しています、この方式は、カメラとピントを合わせたいものの距離は認識できません、わかるのは、ピントが「合ってる」か、「あっていない」かだけです、なので細かくレンズを動かして、コントラストが高くなったかどうかをチェック、また動かしてチェックを繰り返して、一番コントラストが高くなった場所をピントが合っているとします、そのため、位相差検出式に比べると遅くなってしまうのです。

この二種類の動作の違いを、宝探し(ピント探し)にたとえると、次の図のようなことになります

位相差検出式の場合

すでに、宝のある場所までの距離がわかっているため
距離を指定して、移動できます
さささっと・・・
10m移動して、宝の位置に到着
(あとは、ほるだけ)

コントラスト検出式で探す場合

スタート時点ではどの方向に宝があるかすら
把握できてないので、しらみつぶしに探すしかありません
どうも、逆の方向に動いてしまった
当然方向がわからないので
こういうことも起きます
すこし宝に近づいてきた
だいぶ近づいてきました
この時点で、決めうちする人(機種)も
あるかもしれませんが・・・
どうやら、この人は慎重なようです^^;
宝から離れたことを確認して
さっきの場所が宝(ピント)の場所と
確信したようです
無事に宝の位置に到着
上に書いた、位相差検出式に
比べると、こんな探し方なので
どうしても遅くなってしまいます

位相差検出式が動体に強い理由も、まったく同じ理由で、とりたいものまでの距離がわかるからです、動いてるものは、常に距離が変わるのですが、変わった距離も瞬時に認識できるため移動速度と方向も計算することが可能なのです

同一の速度、同一方向(急に止まったり、逆走とかしないようなもの)であれば、動きを予測して、ピントを合わせることさえしてくれます、そのため、位相差検出式は動体にも強いといえます

コントラスト検出式の利点

上の説明を見る限り、圧倒的じゃないか、位相差検出式は!!、なぜ、コントラスト検出式が主流になっているんだと思われると思いますが、それにはいくつか理由があります

・位相差検出式には、専用のセンサーが必要だったため(やや過去形)
位相差検出式は、複雑な構造が必要で、専用のセンサーが必要でした、そのためコンパクトデジカメに搭載しようとすると、撮影レンズとは別の場所にセンサーのためのレンズが必要になってしまい、その構造では視差の影響もあり補助センサー止まりとなってしまいます

位相差検出式のみで、問題なくAFを行うには、TTL方式であることが条件でTTL方式の位相差検出式センサーを搭載するためには、一眼レフのミラー構造のような複雑な構造が必要になります、それで位相差検出式を搭載できるカメラは、一眼レフとなり、それ以外は コントラスト検出式という状態だったわけです

現時点でも、これは大きい理由の一つなのですが、実は若干事情が変化しつつあります、今後、一眼レフ以外の位相差検出式のカメラも増えてくるかも? その理由は、後ほど

・位相差検出式は、AFポイントが固定される
位相差検出式の場合、センサーのない場所はピントを合わせることができません、そのためAFできる場所は限られてしまいます、(多い機種だと50箇所などもありますが・・大抵、数箇所から10箇所前後)それに対して、コントラスト検出式には、そのような縛りはまったくなく画面上のどこでもAF可能なため、人間の顔の場所にピントをあわせる、顔認識AFなどは、位相差検出式には不可能だと思われる芸当で、そういった使い勝手の部分でコントラスト検出式が上ともいえます

・AF精度を高めやすい
コントラスト検出式は、実際に映る映像を利用してピントを合わせるため、AF精度を高めやすいのも大きな利点と言えます

コントラスト検出式と位相差検出式は、どっちが上というより一長一短のあるAF方式と考えてもよいかと思います

ハイブリッドAF

実は、ここまで書いてきてなんですが、最近になって、TTLの!!位相差検出式とコントラスト検出式の両方を持ち合わせるハイブリッドAFともいうべき機種がいくつか登場しているのです、正直言えば、これは衝撃でした・・・位相差検出式には、専用のセンサーが必要、これを過去のものにしてしまったわけですから・・・・、富士フィルムの一部のコンパクトデジカメと Nikon1シリーズにて搭載されています

これは、画像センサーに、位相差検出式のためのセンサーを埋め込むことで、専用のセンサーをなくして、一眼レフのような 複雑な構造をとらずともTTLの位相差検出式を可能にしたわけです

コントラスト検出式も可能なため、位相差センサーのない場所ではコントラスト検出式でピントが合わせられるため、全面AF可能になり、顔認識AFも可能になるわけです、(実際 Nikon1 などでも顔認識AFを搭載しています)つまり、位相差の高速性とコントラストの使い勝手のよさを持ち合わせることが可能な方式といえます(このセンサーのおかげで、一眼レフの優位性がひとつ消えてしまうことに・・・)

デメリットと言うべきかわかりませんが、位相差検出式センサーを埋め込んだ部分は画素としては働かないので、周囲の画素から補完する必要があります、センサーを埋め込んだことによる画質への影響を、いかに軽減するかといった部分が、メーカーの腕の見せ所になるようです

まだ、位相差検出式センサーを埋め込んだ画像センサー搭載機は、すくないのですが利点も多いと思われますし、今後に注目のAF方式だと思っています


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