『各社像面位相差AFのスペック・制約について』 の クチコミ掲示板

[真偽体]

最近、スマホにさえ搭載されてきてる像面位相差AF機能。
メーカーによって注力度は違いますが、Canon、（Nikon）、ソニー、パナ、フジと、パナソニック及びPENTAX以外のメーカーは
軒並み採用しています。
（Nikon 1で出てきた時はまだまだ特殊用途と思われてたのが懐かしいです）
で、一方でレガシーな一眼レフにおけるAFモジュールでは、『AF 最低合焦輝度』や『F2.8対応センサー数』、『F8対応センサー』
などのスペックが記載されていたと思います。

ミラーレスに於いても、（恐らく）コントラストAF時の最低輝度（-2EV など）は記載されているのですが、像面位相差AFが作動する
限界条件は、カタログ等に記載されていない様に思えます。
（見落としてるだけか？？）

例えば、α７シリーズは実絞りでF8より上（下？）まで絞ると像面位相差AFが働かないですが、ではF1.4のレンズとF2.8の
レンズでは、AF精度は変わるのでしょうか？
（一眼レフの頃は、F2.8センサーではF2.8までのAF精度しか出せないと記憶しています）
また、AEも最低輝度は幾つ位なのでしょうか？

詳しい方が居ましたら、教えてください。

書込番号：20690985

[lumineux]

＞真偽体さん
CANONさんの解説資料によると、通常の位相差AFFAIRSとは仕組みが違うので
"F2.8対応"、"F5.6対応"のようなステップ状の精度では無く、
絞るごとに精度が変化するもののようです。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej/68/3/68_203/_pdf

書込番号：20691456

[ミスター・スコップ]

真偽体さん

lumineuxさんが引用なさった資料等を元に、私なりにコメントします。ただ、ド素人の為、大間違いの可能性が大きいので、大間違いの場合は、ご容赦頂ければ幸いです。

一眼レフ・OVF・位相差AF(以下、2次結像位相差AF)と像面位相差AFは、同じ原理に基づいた技術ですので、共通点は勿論ありますが、異なる点もあります。

共通点は、2本のラインセンサーを1組として、測距を行う事です。ラインセンサーから得られた光強度分布からフォーカス位置を導く演算手法(メーカー間/機種間では異なった手法を用いている場合があります)等も共通に出来ます。

次に、異なる点に関してです。

2次結像位相差AFでは、F値相当の光束を用います。資料(1)の図3の左側が 2次結像位相差AFの概念図です。ここでは撮影レンズが開放値F1.4の場合を例に、各F値に対応する射出瞳、各像瞳、各像に対応するラインセンサーとの関係が示されています。ここで重要なのは、 2次結像位相差AFは絞り開放にて、測距を行う事です。従って、撮影レンズの開放F値が大きくなれば、図3で示される撮影レンズの開放F値に対応する円が小さくなり、開放F値がF2.8より大きければ、F2.8射出瞳より内側、F5.6射出瞳より外側or同径に位置します。この場合は、F5.6相当の光束のみ、測距に用いられます。開放F値がF5.6より大きい場合には、測距が出来ません。(キヤノンの最近の)F8対応に関しては、ある推測を行っているのですが、現在保留中になっている別スレにて、その内、コメントしたいと思っています。

因みに、図3を元に、クロス測距を行う為には、F2.8対応ラインセンサー1組(2本)とF5.6対応ラインセンサー1組(2本)を追加する必要がありますが、異なるF値対応のラインセンサー同士が重なってしまいます。これを回避するには、F5.6対応ラインセンサーが十字形(2組×2(クロス))に配置されている場合、この十字形を45度回転させた位置にF2.8対応ラインセンサーを配置させる等を行えば、2つのF値に対応したクロス測距が可能となります。2次結像レンズも同様にクロス測距に対応させます。

図3 の右側が 像面位相差AFの概念図です。ラインセンサーは、F値に関係なく、同一箇所に位置します。また、F値に対応し、測距瞳の基線長が変化します。 従って、像面位相差AFは、2次結像位相差AFのように、離散的なF値に対応するのではなく、連続的なF値に対応する事になります。さらに、ミラーレスでは、一般的に、資料(2)で挙げられている理由から、絞り開放ではなく、絞り込まれています。この為、開放F値とは関係なく、絞り込まれたF値に応じた基線長になります。基線長が短くなる程、測距精度は落ちますが、被写界深度も深くなるので、あるF値までは測距可能と判断しているのでしょう。絞り込まれたF値が大きくなり過ぎると、基線長が短くなり過ぎて、測距精度が維持出来ない、つまり、測距出来ない事になります。資料(3)(あるいは資料(3)を引用した資料(2))にあるように、α7iiでは、F9.0以上では測距不可となっています。

(続きます)

書込番号：20691882

[ミスター・スコップ]

像面位相差AFを搭載したカメラでは、通常、コントラストAFにも対応しています。像面位相差AFとコントラストAFとをどのように使い分けているかは、レンズや撮影条件等によっても異なると思われます。カタログや商品ページ等で、どのレンズなら、像面位相差AFを利用するかまでは記載出来ても、(AF自体が不可との)誤解を招く等の理由から、どのF値以上では像面位相差AFが測距不可とは記載し難いのかもしれませんね。ただ、取扱説明書に記載出来るのなら、タログや商品ページ等でも記載して欲しいと思います。

測距精度に関しては、像面位相差AFでフォーカス範囲を追い込んで、コントラストAFでフォーカス位置を微調整するのが最も高精度になるような気がします。しかし、各社の事情(速度重視等)や得手不得手があるでしょうし、像面位相差AFも、コントラストAFも、さらなる技術進歩があるでしょうから、一概には決め付けられないと思います。

最低輝度に関しても、同様に、像面位相差AFとコントラストAFと使い分けに関係して来るので、像面位相差AFに関してだけを、明示出来ないのかもしれませんね。

なお、キヤノンのデュアルピクセルAFと従来の像面位相差AFとは、像面位相差AFの原理等は全く同じです。ただ、従来の像面位相差AFでは、AF用画素は欠損画素になる為、デュアルピクセルAFのような、2次結像位相差AF と同様のラインセンサー配置ではなく、離散したAF用画素からラインセンサーを構築します。その為、ラインセンサーとしても、画像用画素に対する補間が必要ですし、画像データとしても、AF用画素対する補間が必要となります。画像への影響が大きくなってもいいなら、AF用画素を連続的に配置出来ます。このように割り切ったニコワンは、高速AFを特徴としています。

【資料(1)】
「図3は， 上記両方式における測距瞳の分割方向と基線長，および測距瞳面積を概念的に示したもので， カメラを斜め前方から見た図である． 黎明期の2次結像位相差AFモジュールは， F5.6相当の光束を横方向に分割する一対のAF 光学系を備えるのみであったが， 現在のAFモジュールは左右方向と上下方向に瞳分割するための複数組の2次結像レンズと， これに対応した複数対のAFセンサを備えている． そして被写体パターンの方向性に応じて， 横方向（図では横目と表記）もしくは縦方向（同じく縦目と表記）の測距光学系を選択する， いわゆるクロス測距が可能となっている． また， 測距瞳の基線長もF5.6だけでなくF4やF2.8に対応した複数の2次結像光学系を備えるものが多く， 撮影光学系のF ナンバに応じたAF光学系が選択される．
これに対して， 現在上市されている撮像面位相差AFの測距瞳は横方向分割であり， 個々の測距瞳は撮影光学系の射出瞳を左右に均等分割した各々一方の領域を覆う大きさになっている． この場合， 撮影光学系の絞り開口径が小さくなるにつれ，測距瞳の面積は小さく，基線長も短くなる．すなわち， 測距時のFナンバに応じて測距瞳の基線長も自動的に変化する．」
・撮像面位相差センサを用いたカメラp.204(36)
https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej/68/3/68_203/_pdf

(続きます)

書込番号：20691895

[ミスター・スコップ]

【資料(2)】
「――取扱説明書を読むと、F9より絞られた状態では像面位相差AFが効かなくなるそうですが、一眼レフの場合、絞りが絞り込まれるのは撮影する瞬間だけで、それ以外は測距も含め、開放絞りになっています。測距精度の面からも、撮影時以外は絞りを開放にする方が有利だと思うのですが……。

細川：イメージセンサーでとらえた像をそのままファインダーや液晶モニターに表示できるのがミラーレスカメラの特徴です。撮影前から実絞りにする（設定した絞り値に絞り込む）ことで、撮影する前から被写界深度を確認することができます。
また、あらかじめ実絞りにすることで、シャッターを切った瞬間に絞り羽根を動かす必要がなく、レリーズタイムラグの短縮化には有利です。α7やα7 IIは、電子先幕シャッターを併用することで、20m秒という一眼レフでは考えられないような短いレリーズタイムラグを実現していますが、これもあらかじめ実絞りまで絞り込んでいるから達成できる数値です。
もちろん、ご指摘のようにF9よりも絞り込むと像面位相差AFが効かなくなるというデメリットもありますが、この状態でもコントラストAFは動作しますので、そのデメリットは十分カバーできると考え、現状の方式を採用しています。」
・メーカー直撃インタビュー：伊達淳一の技術のフカボリ！　ソニーα7 IIの魅力を高める5軸手ブレ補正
http://dc.watch.impress.co.jp/docs/news/interview_dcm/688742.html

【資料(3)】
「位相差AFについて
使用するオートフォーカスエリア内に位相差AF測距点があると、位相差AFとコントラストAFをかけ合わせたオートフォーカスになります。
ご注意
・絞り値がF9.0以上のときは、位相差AFを使用できません。コントラストAFのみになります。」
・α7ii　取扱説明書p.105
http://www.sony.jp/ServiceArea/impdf/pdf/45643590M-JP.pdf

(これで、終わりです)

書込番号：20691901

[けーぞー＠自宅]

＞ミスター・スコップさん

勉強になります。

静止画ではなく、動画の場合には、実絞りなので
実用上問題にはならない。

と解釈していいのかな？

書込番号：20692124　スマートフォンサイトからの書き込み

[lumineux]

＞ミスター・スコップさん
α7IIではF9までしか像面位相差AFが効かないということで、小絞りボケが画素サイズよりも大きくなったら
測れないよな〜納得しかかってしまいましたが、
カメラのような民生品ではエアリーディスク理論値まで収束できるわけもなく、
何か別の要因でF9までに制限されているんですね。

書込番号：20692134

[ミスター・スコップ]

lumineuxさん

像面位相差AFのF値上限値と、エアリーディスク等の関連性に関しては、良く分かりません。

以下の資料は、2次結像位相差AFのみに関してですが、AF光学系では、解像性はあまり必要ではなく、寧ろ、光学的ローパスフイルターとして機能させた方がいいようです。従って、像面位相差AFでは、画像に較べ、エアリーディスク等の影響を受け難いように思いますが、どうなのでしょうね？？

「AF光学系の収差補正の考え方は撮影系とは異なり, 結像スポットを小さくすることよりも,ディストーションをなくすことに重点が置かれている.」
「一方,AF光学系の解像性能はあまり高い必要はない. むしろ適度に光学像が拡がっていると, 光学的ローパスフイルターとして機能し, イメージセンサーのサンプリング系で高周波折返し歪を拾わないようになるので望ましい. 位相差方式とはまさに光学像の空間周波数成分の位相情報(シフト情報)を本質的には検知しており,比較的低い空間周波数に着目している. この点は高周波成分の増減を見るコントラスト検知方式とは基本的に異なるところである.」
・一眼レフカメラのオートフォーカス技術 p.606(10)
https://annex.jsap.or.jp/photonics/kogaku/public/18-11-kaisetsu2.pdf

書込番号：20692223

[デローザ]

　CP+のセミナーに参加したのですが、道順の聞き方が悪く離れた会場に行ってしまい説明会に遅刻してしまいました。配布された資料を見ると下記くらいは分かりますが。

　左右像の間隔が基線長となるので、絞ると左右像の間隔が狭まり精度が落ちます。キャノンの説明では、絞りの蹴られに付いて補正を行っていると言っていましたが、詳細は話さなかったと覚えています。

　二枚の画像データを使用するので、写っている限りは位相差を計れると考えて良いのでしょう。上記の理屈から開放値の明るいレンズのほうの精度が必然的に上がると考えられます。

　資料には、利点として、周辺エリア、小絞り、低輝度でも位相差AFが可能と書いてあります。ここは、説明を聞き漏らしました。数値が出たかは分かりません。

　ソニーのF9以上絞ると測距できないと言うのは計算の負担を減らすため像面の一部しか使っていないので二枚の画像の間隔が狭くなりすぎると電力差が比較できなくなるほど小さくなってしまうからと見るのでしょう。

　専門家や関係者では、ありませんので、この辺りが理解の限界です。悪しからず。

書込番号：20692880

[ミッコム]

> メーカーによって注力度は違いますが、Canon、（Nikon）、ソニー、パナ、フジと、パナソニック及びPENTAX以外のメーカーは
> 軒並み採用しています。

本題とは違うけど、ペンタはK-70（一眼レフ！）に像面位相差を採用していまっせ！

書込番号：20693094

[真偽体]

参考になる情報、ありがとうございます。

一眼レフ用のAFセンサーの様にステップ幅が広い訳では無いという事は理解しました。

ただ、場合によっては「一番ピントがずれて欲しくない所を基準に小さなF値でフォーカシングし、撮影する瞬間に絞り込む」という様な
挙動でも良いのでは？　という気がしています。
（AF-Cの場合など）

落ち着いて一枚一枚撮影する際は見たまま＝撮影イメージとなるほうが好ましいと思うのですが、被写体がウロチョロしたり、風でゆらいだりするような場合は＜合焦範囲の真ん中を常に動かし続ける＞という挙動が有りがたいかな、と。


また、（少なくともソニーの場合）実絞り前提という事で、最低稼働輝度が一概に言いにくい、というのも理解です。
それでも、「F値4.0の時に＋2EV」みたいな感じに宣言出来るとは思いますがねぇ。。。。ともすれば、連射時と一枚撮影で撮像素子の駆動速度違ったりして、それで感度も変わっちゃうのかな？？



追伸
K-70は完全に失念してました。。。。が、最新のK-Pでは採用してない様なので、ポリシーが良く判りませんね？？
（Pentaxは、一眼レフ用マウントでのミラーレス一眼　という訳の分からないものも一代限りで出してましたね・・・ほんとマニアック）＜誉め言葉

書込番号：20694118

[ミスター・スコップ]

真偽体さん

> ただ、場合によっては「一番ピントがずれて欲しくない所を基準に小さなF値でフォーカシングし、撮影する瞬間に絞り込む」という様な挙動でも良いのでは？　という気がしています。
（AF-Cの場合など）

AF-Cと連写は組み合わせて使われる事が多いと思いますが、連写では、絞り込んでおく方が有利です。従って、もし機能に盛り込むなら、AFモードに拘わらず、絞り開放と実絞りとを選択可能とする事だと思います。

ただ、ミラーレスのレンズが、実絞りを前提に設計されていたら、今後、絞り開放を盛り込むのは無理かもしれません。
一眼レフの連写では、(OVFで視認出来る)ミラーが下がっている時は絞り開放、(露光時の)ミラーが上がっている時は絞り込み、の動作を繰り返しています。絞り込みには電磁式とメカ式とがありますが、プロ用フラッグシップ機では猛スピードで動作している事になります。

ミラーレスは、完全電子マウントなので、電磁絞りのみですが、もし実絞り前提でレンズが設計されていたら、一眼レフのような駆動速度を想定していないと思われます。その場合、レリーズ時に、「絞り開放→実絞り」だとタイムラグが大きくなるはずです。元々高速駆動を想定していない電磁絞りを、無理やり高速駆動させようとすると、仮に動作したとしても、耐久性で問題が出来ると思います。

以上は、飽くまで、個人的な憶測です。ご参考まで。

> K-70は完全に失念してました。。。。が、最新のK-Pでは採用してない様なので、ポリシーが良く判りませんね？？

K-70は、α6000/5100、X-T2/X-Pro2と同じセンサーが採用されています。その為(結果的に？)、像面位相差AFが搭載されています。

一方、KPは高感度特性が売りなので、もしかすると、少しでも高感度特性を向上させる為に、画素が欠損する像面位相差AFを搭載しない事にしたのかもしれません。これも、全くの憶測ですが‥。

書込番号：20694506

[ミッコム]

＞真偽体さん

その辺のポリシーの無さ、良く言えば身軽さをトラディショナルな一眼レフスタイルで実現してくれるのは楽しいです。

自由過ぎるとαAのようにOVFじゃなくなっちゃうので。

元々ペンタックスはコントラストAFが遅くは無いですが
それで動態を追えるか？っていうとまた別の話です。

で、K-70は像面位相差AFで追える様になったか？
これまた別の話ですw

そういう事情を見ると載っても載らなくても大きな
影響が無いとも言えますね。

もちろん、KPは高感度に寄せた、というのが最も大きいと思います。

書込番号：20694679　スマートフォンサイトからの書き込み

[お気楽趣味人]

自分も、EOS M5を購入したとき、ところで、AFはFいくつまで使えるの?って思いましたが、どこにも書いてなくて、モヤっとしました。
F2.8対応とか、最低照度とか、その辺のスペックって、今のところ、競争してアピールするポイントじゃないと、すくなくとも、メーカーは考えているんでしょう。

F2.8対応については、レフ機のような特別な仕組みを各社用意していないので、触れないだけでは。
原理的には、普通の蔵面位相差はレフ機のAFセンサー同様にF8対応のセンサーではそれより暗いレンズではAF出来ないし、F2.8対応ならば精度が上がる、と言うものだと思いますよ。

レンズの明るさに応じて、自動的にAFに使う光束が変化するっていうのはキヤノンのDPだけの特別な特徴で、普通の蔵面位相差では、そういう事はないと思います。

書込番号：20695061　スマートフォンサイトからの書き込み

[真偽体]

ようやく実フィールドへ持ち出せたので、色々試してみました。

昼間に24-240/3.5-6.3との組み合わせでは、6.3から半段（1/3段？）絞ったF8.0まで位相差AFが作動する事と、F11以降はコントラストAFオンリーになる事を確認。
また、広角端でも位相差AFを効かせるためかレンズの画質改善ならここまでで十分だからか判りませんが、オートモードでもF8より絞り込まれた例はありませんでした。
（日中の広角24mm側だとF8、ISO100で、そこそこに早いシャッタースピードを確保したがる設定）

で、レンズを替えて35/2.8で夜間撮影。
かなり暗くても位相差AFは動きますね。。。これは少々意外でした。
参考までに、ISO6400、1/10、F2.8（明るさは、2EV＋3.5EV−6EV＝-0.5EV？）でもちゃんとピントが来てました。

また、APS-Cクロップを強制的にONにしても、画像の画素数は減る（24M→10M）ますが、きちんと位相差AFが効くのも確認しました。
（むしろ、位相差AF画素が画面に占める割合が増えて、使いかっては良くなる気がする）


今思うと、この状態でF2.8からF8まで絞ってみて「光束としてのF値」ではなく「最低輝度」の方で底打ちするか試してみても良かったな・・・・失敗した。

書込番号：20713717

[ミスター・スコップ]

真偽体さん

検証及びご報告、ありがとうございます。

私の先の書き込みに誤りがあったので、訂正致します。大変、申し訳ありません。

【誤】
『さらに』、ミラーレスでは、『一般的に』、資料(2)で挙げられている理由から、絞り開放ではなく、絞り込まれています。

【正】
『また』、『α7ii等の』ミラーレスでは、資料(2)で挙げられている理由から、絞り開放ではなく、絞り込まれています。

別スレで以下の資料を引用した際に、誤りに気付きました。

「――ライブビュー時の絞り値はどうなっていますか?

澁野：開放が基本ですが、被写体が明るい場合などは少し絞り込む場合もあります。絞り開放時が最も被写界深度が浅いので、ピント合わせがしやすいのです。

――開放でコントラストAFした場合、絞り込んだ時に焦点移動が問題になることはありませんか?

澁野：そういった収差変動によるピント移動も自動補正できるようになっています。」
・LUMIX GH4の「空間認識AF」は何が凄い?
http://dc.watch.impress.co.jp/docs/news/interview/649605.html

また、以下は、店頭での目視による確認ですが、ミラーレスにもメーカーによって、絞り開放と実絞りのどちらを採用しているか、異なるようです。

・ミラーレス一眼の絞り挙動
http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n224291

書込番号：20718278