像面位相差AF?コントラストAF?オートフォーカスの仕組みについて調べてみた

オートフォーカスの仕組み サムネ

以前、オートフォーカス(AF)の機能について書きました。

オートフォーカスの機能を知ることで撮影がもっと便利に!

2018.02.05

オートフォーカスはカメラによって様々な設定が用意されており、その機能を理解することでよりベストな撮影が可能になります。

そんな便利なオートフォーカスですが、今回はオートフォーカスそのものについてフォーカスしたいと思います。

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オートフォーカスの種類

HPや家電量販店などのカメラコーナーにて、カメラの性能、スペックを見ているとオートフォーカスの欄に「コントラストAF」や「像面位相差AF」など記載されていることがわかります。

ぶっちゃけ、最近までサラリと流していたのですが、私が愛用するGH5がコントラストAFを採用しており、先月発表された同メーカーのフルサイズ一眼「S1R」「S1」もコントラストAFを採用するとのことで、これはどんなオートフォーカスなんだろう?というのを調べてみようと思いました。

現在のカメラに搭載されている代表的なオートフォーカスは、

  • 「位相差AF」
  • 「像面位相差AF」
  • 「コントラストAF」

上記の3つの方式のようです。

アクティブ方式とパッシブ方式
アクティブ方式は、被写体に赤外線や超音波などを照射し、その反射波が戻るまでの時間や照射角度で距離を検出する方式で、フィルムカメラなどに採用されています。パッシブ方式は、レンズを通過した光を利用して測距を行う方式で、先ほど挙げた「像面位相差AF」や「コントラストAF」がこの方式にあたります。

位相差AF

位相差AFはデジタル一眼レフカメラでのみ搭載可能なオートフォーカスになります。

Image. Wikipedia

入射光をセパレータレンズで2つの分割し、AFセンサーに照射させます。
AFセンサーにて2つに分割された光(上図の赤色の像と緑色の像)が重なる位置を分析し、前ピンか後ピンかを調べ、フォーカスリングの移動量と移動方向を判断します。

位相差AF 仕組み 画像

簡単に図説すると上図のようになります。
入射光を反射ミラーの先のミラーでAFセンサーに照射する為、ミラーアップしてしまうと位相差AFは使用出来なくなります。
デジタル一眼レフカメラでのみ搭載可能というのはこういった理由であり、デジタル一眼レフカメラであってもミラーアップでの撮影、つまりモニターでの撮影時は使用できないことになります。

像面位相差AF

像面位相差AFは、位相差AFと同じく2つの像の位相差を検出して合焦するのだが、撮像素子、イメージセンサーの画素の中に、AFセンサーを組み込んだ方式になります。

コントラストAF

コントラストAFは、位相差AFや像面位相差AFとは全く異なる機構であり、レンズを前後に動かして、撮像素子が“コントラストが最も高いピント位置=ピントが合っている位置”だと判断してフォーカスを合わせる方式になります。

ハイブリッドAF

撮像素子に像面位相差AFとコントラストAFの両方が撮像素子に組み込まれており、両方を使用することでAFの精度を上げたものになります。
オートフォーカスのモードによって、像面位相差AFのみやコントラストAFのみの方式に変わったりするものもあります。

どのオートフォーカスも一長一短

「位相差AF」、「像面位相差AF」、「コントラストAF」の3つのオートフォーカス方式において、理論上、下記のような特徴がります。

AF方式 位相差AF 像面位相差AF コントラストAF
速度 早い 普通 普通~遅い
精度 普通 普通 高い
動体 得意 普通 苦手

これは理論上の話で、実際は各メーカーが各AF方式のポイントを増やし、機能を向上させています。
私が所持しているGH5はコントラストAF方式ですが、遅いと感じたことはありません。

仕事や、撮影目的が明確な場合を除いて、そこまで気にしなくても良いのかな?というのが私の意見です。
勿論、AFの性能が良いに越したことはないですけどね。

まとめ

オートフォーカスの厳密な仕組みは、結構複雑で、今回は“かなり簡単に”まとめてしまいましたが、これくらいザックリした理解で良いと思います。
オートフォーカスの性能はセンサーだけでなく、レンズの影響も大きく、また撮影環境(明暗)も関わってくるので、カメラ本体だけの話ではありません。

所持しているカメラがどういったオートフォーカス方式を採用しているのか、実際に撮影してみて自身で体感してみることが一番理解出来ると思います。


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