忍者ブログ

Imager マニア

デジカメ / デジタルビデオカメラ / スマホ用の撮像素子(イメージセンサ/imager/CMOSセンサ)について、マニアな情報や私見を徒然なるままに述べるBlogです(^^;)

オリンパスOM-D E-M1 MarkⅡの”オールクロスの”像面位相差AFってどういうこと? ~AF/AE追従18駒と非追従60駒連写と

photokina2016で各社から発表されたカメラがそろそろ発売or発売日決定されてきていますね。
そんな中、オリンパスのOM-D E-M1 MarkⅡも、正式発表&発売日のアナウンスがされた様です。

以前のphotokinaの個人的所感を書いたエントリで、個人的topicの2番目に上記カメラを挙げておきながら、1番目のソニーα99Ⅱのphotokina展示撮像素子写真が嘘だったっぽいことに気分を害して(?f^^;)、2番目以降のカメラに対する感想を一切書かなかったのですが、
上記カメラについては今回の発表内容を見て、一つ追加で気になるところが出てきましたので、ついでに(?)以前のエントリの続きのつもりで今回は始めようと思います。

”レンズと併せて約6.5段分の手振れ補正効果”

も凄くて、本当であるならばこれもこのカメラの凄く売りになるところだと思います。
が、ここは撮像素子関連のblogということで、上記は直接imagerには関係無いですので触れないことにして、

"オリンパス初の4K動画機能搭載"

も、まあここはあくまで”オリンパスでは初”事象であって、他社ではそろそろ目新しい機能では無いため、これも置いておくとして、
やっぱり以前のblogエントリでも触れましたが、

AF/AE追従の18コマ/sec
 と
AF/AE非追従(≒固定)の60コマ/sec
 
※上記は共に電子シャッター使用時
↑これらのスペックが、個人的に今度のオリンパスのこのフラグシップ機のアイデンティティーを最も感じるスペックです。


 ちなみにメカシャッター使用時はさすがに上記は無理で、でもそれでも
①’10コマ/sec
②'15コマ/sec
 共に、他社のフラグシップモデルに迫るか、場合によっては超えるスペックに達しています。

 これも以前の同じblogエントリでソニーα99Ⅱに絡んで記載しましたが、
AF/AE追従するしないを無視して、また、動画/静止画ごちゃまぜにして、
素の撮像素子の単位時間当たりの読出し速度(≒読み出し画素数)という観点で見た場合、

現状私が記憶する限り、民生機においては以下順位でしたが、
1位:ニコンNikon1シリーズ 静止画連写 20Mpix × 60駒/sec ≒ 1200Mpix/秒
2位:キヤノンEOS-1DX MarkⅡ DCI4K60fps動画 4096 × 2160 × 60 ≒ 531Mpix/秒
3位:ソニーα99Ⅱ 静止画連写 4240万画素 × 12駒/sec ≒ 509Mpix/秒
 ※注:AD分解能やビットレートは無視してしまっています

 今回、OM-D E-M1 MarkⅡが正式発表となったことを受けて順位更新すると、
OM-D E-M1 MarkⅡは、1位のニコン1シリーズと並んでトップタイということになります。
(ニコン1が1インチ素子で、OM-D E-M1MrkⅡが4/3インチ素子であることを考えると、技術的難易度はE-M1MarkⅡの方が恐らく高そうな気がします)

ちなみに、パナソニックのGH5が正式発表となると、
DCI4K60p動画搭載は確定でしょうから、上記順位表の2位タイにやはり入ってくることになりますね。


 で、個人的にこのカメラの一番の特徴だと思う①のAF/AE追従の18コマ/sec。
恐らく今までのAF/AE追従での最高連写速度は、キヤノンEOS-1DX MarkⅡの14コマ/secではないかと思いますので、
それと比べても4コマ/sec分も一気にスペックを伸ばしたことになります。
あとは実際に18コマ/sec連写時のAFの合いっぷりがどんなもんなのか?というところが焦点というところでしょうか。

 余談

OM-D E-M1 MarkⅡ発表会の様子 デジカメwatchさんより

純粋にAF/AE追従18駒/secの凄さは認めるのですが、この写真の図の作り方はズルい(^^;)
一眼レフカメラとミラーレスカメラの連写速度の進化スピードの違いをアピールされた図らしいですが、
この後OM-Dシリーズが図の傾きのまま連写速度を進化させられるのであれば良いですが、
正直この傾きイメージ通りに進化させるのは現実的では無いと予想されますし、
もしそうであるなら、この傾きの凄さは逆に言えば今までのミラーレス機(≒OM-Dシリーズ)の連写速度が一眼レフカメラに対してプアーであったことの裏返しでしか無いと感じるのですが・・・(^^;)



 で、ここからがやっと今回の本題ですf(^^;)

今回の正式発表時になって初めて気づいたのですが、

↑右側がE-M1 MarkⅡ のAF配置図

◆121点のオールクロス像面位相差AFセンサ

上記表現は、オリンパスのHPでも確認出来るのですが、
”像面位相差AFでオールクロス”っていうのはどういうことでしょうか?


 普通に考えると、例えば「縦/横の縞模様どちらでもAFさせられることが出来るよ」ということだと思いますが、
ということは厳密に言うと、例えばE-M1初代の像面位相差AFでは難しいということになってしまいます。
(無理とは言いませんが、”オールクロス”と称するのは”偽りあり”と言わざるを得ないと思います)

上記リンク先のコノ写真を見て頂きたいのですが、これは初代E-M1のパンフに載っていたものです。
像面位相差AF画素が横方向に分割されていて、遮光されていることを意味していると思われる灰色部分が、画素の左右どちらかを覆っている図になっています。
この像面位相差AFだと、私の誤解が無ければ本当に綺麗に真横の線の様な被写体には厳密にはAF出来ないことになると思います。
 そして、多かれ少なかれ、今までは他社のカメラ搭載素子の像面位相差AF画素も、上記観点においては同様であったと認識しています。

 とすると、今回の2代目E-M1の像面位相差AFは、縦方向に半分に分割されていて、その上下どちらかが遮光されている画素も同数存在するということでしょうか?

技術的にはそう難しいことでは無い様に感じるので、そうならそうと、一度撮像素子の顕微鏡写真を見てみたいものです(^^)。


で、ここでもう一つ素朴な疑問が出てきてしまったのですが、
他社も含めて、”121点の像面位相差AF”のAF点数ってどういう勘定でそう表現しているのでしょうか?

というのは、
例えば初代E-M1センサでは、図から像面位相差AF画素の割合を計算すると、全体の6.25%でした
左右一対でAFが可能になることを考慮すると、実際にAF可能な点数という意味では半分の3.125%とするにしても、
画素数は1600万画素でしたから、単純計算では50万点AF可能ポイントが存在することになると思います。
実際には撮像素子周辺部には、像面位相差AF画素は存在しなかったとしても、ゆうに10万ポイント以上はあると思います。
でもメーカー側は、”10万点の像面位相差AF”とは表現しません。

 これは、処理能力の問題もあって、”実際にAFに使っている信号データの像面位相差AFのポイント数は例えば121点という様なことなのでしょうか?
でもそうであれば、最初から10万画素分等の像面位相差AF画素なんて用意しなければ良い・・・という話になりそうです。
 やはり私が理解していないだけで、実際にAFするにはAFポイント数以上の像面位相差AF画素が必要ということなのでしょうかね。


 で、何故上記の様なことが気になりだしたかと言いますと、
”もしかして、今回の二代目E-M1は、キヤノンの様なデュアルピクセルAFみたいな構造になったりしてないか?”
という風に思ったからです。

キヤノンのデュアルピクセルCMOSAFの特許を昔調べた時、
フォトダイオードを左右2分割というものの他に、上下左右の田の字形に4分割というのも存在したのを思い出しました。
この構造にすれば、それはそれで”オールクロス”と呼んでも語弊≒嘘は無い様に感じます。

だから、”今回のOM-D E-M1 Mark2搭載撮像素子はデュアルピクセルAF化された可能性は無いのかな?”と。
 で、その時にふと、
”ん?するとこの構造の場合には121点ってどういうことになるんだ?あれ?そもそも普通の(?)像面位相差AF画素の場合も121点って少なすぎるよな?”
という思考になり、像面位相差AFセンサのAFポイント数表記の疑問になっていったという次第ですf(^^;)



 しかしまあ、上記個人的な疑問はさておき、今回のO-MD E-M1 MarkⅡ搭載センサの像面位相差AF画素がどういう構造もしくは配置になっているのか、いつか見れる機会が訪れるれて欲しいものです。


拍手[1回]

PR

コメント

お名前
タイトル
文字色
メールアドレス
URL
コメント
パスワード Vodafone絵文字 i-mode絵文字 Ezweb絵文字

位相差検出

フォーカスの位相差検出は、一組の部分遮光画素ではできません。遮光部分の異なる画素の輝度を、ある長さ(範囲)にわたって比較することで、フォーカスの状態を判定します。輝度変化を波形として扱うため、位相差検出と呼ばれます。専用AFユニットの場合も、ラインセンサを使っています。その単位となる長さ(範囲)を、1個のAF測距点としているのだと思います。遮光画素が連続していた方が測距精度は上がりますが、画素ピッチが小さな場合は、離散的な分布でも必要な精度を得られるでしょう。
LV表示時は間引きスキャンでフレームレートが高速でしょうから、読みだされるラインに遮光方向の異なる画素を入れておけば、動体のクロス測距も可能だと思います。

Re:位相差検出

ご教示ありがとうございます。

>専用AFユニットの場合も、ラインセンサを使っています。

そうですよね。
「専用AFセンサは何故ラインセンサを用いているのか?」
ということを考えたことが無かったです。


>フォーカスの位相差検出は、一組の部分遮光画素ではできません。遮光部分の異なる画素の輝度を、ある長さ(範囲)にわたって比較することで、フォーカスの状態を判定します。輝度変化を波形として扱うため、位相差検出と呼ばれます。

http://image.itmedia.co.jp/l/im/dc/articles/1009/14/l_hi_af01.jpg

上リンク先の図で、撮像面位相差AFを理解しようとすると、

セパレータレンズを、画素を片側ずつ遮光することによってその機能を担わせ、
AF指定領域中の左右の像面位相差AF画素の輝度ピークが、合焦時のものと等しくなるような方向と位置に、レンズ本体を制御するという理解でしょうか。

 とすると、キヤノンやサムスンのGaralxyS7に搭載されているタイプの撮像面位相差AFの仕組み説明図↓では、左右のフォトダイオードの輝度ピークが一致するところが合焦ポイントという説明になっている気がしますので、
http://image.itmedia.co.jp/l/im/dc/articles/1307/19/l_hi_ca04.jpg

厳密にはAFの仕組みが異なるのでしょうか?
どちらのタイプもAF原理は同じと理解していたのですが

というか、片側フォトダイオード遮光タイプの像面位相差AFを、専用位相差AFユニットの図で理解しようとしているのが間違いですかね。
恐らくセパレータレンズの位置が合焦面に存在する撮像面位相差AFの場合は、
撮像面上の合焦画素で左右遮光画素双方の輝度ピークが(離れた位置にくることは無く)揃うということでしょうか。

私の日本語は意味不明か?・・・(^^;)
なんとなく自分自身では納得したのですが

  • imagerマニア
  • 2016/11/26(Sat.)

連写速度

NIKON1のV3以降はAF/AE追従の秒20コマですよ。
秒60コマの連写時も1コマ目固定ではありません。
(正式に何コマと言う事は言っていませんが固定ではない)

Re:連写速度

>M.Sakuraiさん

お久しぶりです。
以前、ソニーの1インチ積層チップのエントリの際、「DRAMチップも一緒に積層か?」との私のコメントに「ソニーHP見ると違うのでは?」と突っ込んで頂いた方ですよね?

毎回鋭い(?私がよく調べてないだけ?^^;)ご指摘ありがとうございます。

年内どこかでエントリしようと思っていますが、
余談ですが、ISSCCという来年2月の国際学会(?)でソニーが今度こそDRAM積層の3層積層センサか?とイメージさせるタイトルの発表があるようです。
今度こそパッケージでは無くDRAMチップもセンサ基板と積層なのでしょうか?←恐らくRX100M5搭載センサと思われますが、こちらのカメラのスペックをまだよくチェックしていないので、また私の過剰妄想かもしれませんが(^^;)

>NIKON1のV3以降はAF/AE追従の秒20コマですよ。
>秒60コマの連写時も1コマ目固定ではありません。

ということは、もう何年か前に発売されたカメラだと記憶しますが、
そうすると、未だOM-DE-M1Mark2よりもハイスペックを維持し続けているということなのですね。
そう指摘されてみると、「どうしてこんなにもNikon1シリーズは話題に登ることが少ないのだろう?」と逆に疑問にもなってきました。
やはり1インチ撮像素子搭載のレンズ交換式カメラに需要が少ないのですかね・・・

  • imagerマニア
  • 2016/11/26(Sat.)

ここは場違いかもしれませんが・・・

先日、公開されたニコンの2層センサーのパテントですが、もしご覧になっていたらご見解でも掲載して頂ければ嬉しく思います。いきなり不躾な投稿にて失礼いたします。

Re:ここは場違いかもしれませんが・・・

>daipaさん

お久しぶりです。

>先日、公開されたニコンの2層センサーのパテントですが、もしご覧になっていたらご見解でも掲載して頂ければ嬉しく思います。

ニコン党(?)として気になるところですか?(笑)

エンジニアの嗜みさんのところで掲載されていた
http://egami.blog.so-net.ne.jp/2016-11-23
↑これのことですよね?
サラッと第一の実施例のみ読んでみました。

daipaさんが気にされている観点を明示していただけると個人的見解(?)を述べやすいのですが、一旦私が感じたことを備忘録として(長くなりますが、blogでは無く)ここに残させていただきます。


 以下、まず撮像素子そのもの(?)についてですが、
①積層の1層目は有機光電変換膜の使用が具体的には想定されている
②カラーフィルタは用いず、上層に位置する有機光電変換膜での可視光の吸収/透過特性がそのまま下層シリコンフォトダイオードにおいてのカラーフィルタの役割を担っている

上記あたり”なるほどな”と感心しました。
最初、単純にカラーフィルタを用いたシリコンフォトダイオード2枚の貼り合わせで実現する特許なのかなという先入観があったので”くだらない実効性の無いノルマ達成だけの特許かな”と思っていました(^^;)
上記構造にすることにより、カラーフィルタを用いた通常の撮像素子よりも確実に光の利用効率は上がりますね。FOVEON的な感じで。

なので、この撮像素子が成就するかの第一の観点(?)は、

◆有機光電変換膜センサが実用になるか?

かなと思います。
 (↑技術の内容的には、有機光電変換膜でなくても、無機膜でもなんでもとにかくその材料に”必要な波長域の可視光のみ吸収する≒不要な可視光は透過する機能”が備わっているものが実用化できれば良いと思います。ちなみにカラーフィルタは必要な光以外を透過させない=必要な可視光以外はロスしていることになります)

 個人的には上記観点では大変興味があり、実現してくれたらおもしろいなと思います。
が、一方で
同時代の技術で作った通常センサよりも以下の点では劣ることは覚悟しなければならないなと感じました。
 ・消費電力
 ・読み出し速度=フレームレート
※いずれもセンサから読み出す & 画処理する画素情報が増大することに起因する
 あとは、もしかしたら解像度?混色?も気にはなります
 ↑マイクロレンズでの焦点面を二つの貼り合わせセンサの中間に狙いを定めるという(少なくとも第一の実施例で言えば。図だけ見ると、その点については以降の実施例でいくつか改善のための内容が書かれているようですが・・・)ところから
 ↑これはAF精度的にも気になります


 他方、本特許の主目的であると思われる”像面クロスAF”に関しては、素人ではありますが、その実現手法の難解さ?に見合うほどの効果が得られるのか懐疑的です。
具体的には

◆こんな複雑な構造にしなくてもクロス測距は可能なのでは?

というのがその最大の理由です。
このblogエントリのオリンパスのE-M1Mark2が、実効性はわかりませんが、既にセンサ像面でのクロス測距を実現させているようですが、この実現技術はこの特許の内容なのでしょうか?

恐らく別の方法で実現している可能性の方が高そうに思います。
であるとするならば、オリンパスの手法でAF速度と精度がある程度出ているとするなら、最低コストに見合う程度にはより速度と精度を出さないと、クロス測距のためにこの構造を採用するのはナンセンスかなと。

加えて上述した撮像素子の点と同様なのですが、クロス測距用にデータを更に2倍読みだす必要に迫られるため、
消費電力、フレームレートの点で更に同時代のカメラに遅れを取り、
もしかしたら信号読み出しに時間が掛かるということは、AF速度という最重要なファクターにおいても遅れを取るリスクを抱えているのかなと。


 という訳で、個人的見解をまとめると、以下の様な感じです。
◆有機光電変換膜とシリコンフォトダイオードを用いた2層構造のセンサとして興味あり
◆像面のクロス測距の実現手法としては興味無し

 ちょっと勇気を出して普段よりは刺激的にコメントしてみました。
↑ご意見お持ちの方多数いらっしゃると思いますので、他の方のご意見もお聞き出来ればなと(^^;)

  • imagerマニア
  • 2016/12/04(Sun.)

ご賢察ありがとうございます。

管理人様

ご挨拶もせず、いきなりの投稿失礼しました。いつも楽しく拝見しております。
実は私の本山は板橋(と言っても厳密には本山ではなくなってしまいましたが)でしたが、現在はニコンがほぼメインになりつつあります。

さて、私が上記パテントに興味を持ったのは、技術的にはまったくの素人ですが、パナソニックー富士フイルムの有機CMOSやソニーの有機膜技術との違いや、同技術によりレフ機のAFの精度が向上することと、ノイズ低減の進化、色再現の立体的な処理技術の実現に興味があります。まだ、芽も出ていませんが、その前兆になるのではないかなと期待しています。

最後に、個人的にはニコン党というよりは、ソニー1強のセンサー市場に不安を感じます。もっと活性化しても良いのではないでしょうか?技術的に、想像していなかったようなパラダイムシフトがおきて、3次元的画像が撮れるようになったらとても楽しいだろうなぁと期待しています。^^つまらないことを書いてすみません。

これからも、為になるの情報をお願いします。

Re: Re:位相差検出

> imagerマニア さん

撮像面位相差検出に関する私の理解をblogでまとめました。
ご覧ください。

ブログ内検索

カウンター

最新コメント

[11/24 ルイヴィトン 財布韓国コピー]
[11/24 IgorUnozy]
[11/23 BosDons]
[11/23 スーパーコピー時計]
[11/23 Warrentiz]
[11/23 HaywoodVar]
[11/18 hoge]
[11/17 Anonymous]
[10/15 NONAME]
[10/11 hmb]
[10/10 ぷん]
[10/09 hi-low]
[10/07 NONAME]
[10/05 NONAME]
[09/25 hmb]

カレンダー

10 2017/11 12
S M T W T F S
1 2 4
5 6 7 8 9 10 11
13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30

バーコード

プロフィール

HN:
imagerマニア
性別:
非公開