【オートフォーカスの仕組み解説】カメラとスマホでは何が違う？

こんにちは、Kas’s Blog管理人のKasです。

カメラやスマホで写真を撮るとき、
「ピントが中々合わないなぁ」という経験、ありませんか？

また、“撮りたい瞬間を逃さない！”みたいなキャッチコピーをCMで聞いたことありますよね。

これらは、どれも【オートフォーカス（AF）】という機能が大きく関係しています。

最近、iPhone13が発表され、さらに高性能なカメラが搭載されたことが話題となっています。
オートフォーカス性能が格段に上がり、スマホでも高速にピントを合わせられる時代になってきました。

今回の記事では、

について解説していこうと思います。

少し難しい話になってしまうのですが、
図解によって分かりやすく解説していますので、
ぜひ、最後までお付き合いください。

簡単な自己紹介をさせてください。

管理人Kas

Kas（1992年7月生まれ）

【カメラの仕組みを初心者でも分かりやすく理解できる】をコンセプトに

解説記事を書いています。

僕自身もカメラ初心者ですので、一緒に勉強していきましょう！

オートフォーカス（AF）とは？

オートフォーカス（AF）とは、読んで字のごとく
『フォーカス（ピント）を被写体にオート（自動的に）で合わせる』カメラ機能のことです。

カメラにはマニュアル（手動）でフォーカス（ピント）を合わせるモードもありますが、
AF性能は、カメラメーカーがしのぎを削ってスペック争いしている機能の一つでもあります。

よくCMで『撮りたい瞬間を逃さない！』みたいなキャッチコピーがありますよね？
あれは、『AF性能が向上し、高速かつ正確にピントを合わせる技術がありますよ！』という
企業の技術力アピールでもあるんです。

AF性能は、カメラをどんな人でも楽しめるようにする機能でもあると思うので、
とても重要な機能です。

AFには、メインの手法が3つあります。

今回は、この３つ手法を解説していきます。

位相差AFとは、
レンズから入ってきた光を2つに分けるレンズと、ピントを合わせる専用のセンサーを用いて、
2つの光が集まってきた像の位置関係から、ピントの合った位置を探す手法です。

ピントの合ったベストな位置というのはすでに決まっているので、
【どれだけの量】を【どの方向】にレンズを動かせばよいかを瞬時に計算することができ、
高速にピントを合わせることができるというメリットがあります。

ただ、専用のレンズとセンサーが必要となってくるため、
カメラ本体が大きくなり、
さらにコストもかかるので価格が高くなってしまうというデメリットがあります。

コントラストAFとは、
撮像素子に入ってきた光からコントラスト値を算出し、
レンズを動かしながら最もコントラスト値が高くなる位置を見つけ出す手法です。

撮像素子はカメラに必ず付いている部品なので、専用のセンサーなどが不要でコストが抑えられ、
カメラに実際に写った画像でピントを合わせるので精度が高いということがメリットとなります。

ただ、レンズを細かく動かしながらピントの合う位置を探すので、
ベスト位置を見つけるまでに時間がかかってしまうというデメリットがあります。

位相差AFとコントラストAFの良いとこどりをしているのが、この像面位相差AFです。

撮像素子内に位相差を検出するセンサーを埋め込むことで、センサーを付けなくても
瞬時にレンズの動かす方向と量を決め、コントラスト値の高い位置を見つけることができる手法です。

メリットは言うまでもなく、
高性能でかつ高速にピントを合わせることができるというところにあります。

ただ、撮像素子に位相差検出用のセンサーを埋め込まなくてはならないので、
写真の画質に直結する画素数を減らさなければならず、
画質とAF性能のトレードオフがデメリットとして挙げられます。

ここまで、カメラを軸にAFの種類を解説してきましたが、
スマホでも同じAF原理を使っていますので、違いは特にありません。

最近の主流は、カメラもスマホも像面位相差AFとなってきており、
コンパクトで、かつAF性能を向上させるには、今後さらなる技術向上が期待されています。

今回の記事のまとめです。

ちなみに、高速が注目されているAF性能ですが、
その世界最速記録を持っているのは、ソニーのα6400というカメラで、
その速度はなんと脅威の0.02秒！！

めちゃくちゃ速い！！！