2x2OCLによるPDAFの原理を徹底解説

技術解説

PDAF(位相差オートフォーカス)とは

PDAFとは、Phase Detection Auto Focusの略で、位相差をもとにピントを合わせるオートフォーカスの仕組みです。

【いまさら聞けない】位相差AFとコントラストAF ~結局どっちがいいの?~


カメラ部TV氏が、わかりやすく解説されているので、こちらを見ると普通の位相差AFの仕組みはわかるかと思います。

OCL(On Chip Lens)を用いた位相差検出

先ほどのカメラ部TV氏による解説では、センサーにスリットが設けられた図で説明されていましたが、OCL(On Chip Lens)の場合は上の図のようになります。

図でいうと左側から入ってきた光は右にある画素②で受光され、反対に右側から入ってきた光(薄い線)は左にある画素①で受光されます。

2x2OCL(On Chip Lens)とは

上の図のように、クアッドベイヤーセンサーの隣接する同じ色の4画素に対して、

1つのオンチップレンズ(OCL:On-Chip Lens)を配置されています。

オンチップレンズはセンサー表面のピクセル上に配置されています。

fusion360で作成した、2x2OCLの3Dのイメージ

上の図は、fusion360で作成した2x2OCLの3Dのイメージです。

実際にこうなって言うわけではないですが、イメージに役立てばと思います。

例えば、④にあたる右下の画素ではレンズの左上から入ってきた光のみを受光します。

そして、④だけ、③だけ・・・という風に4通りの画像を作ります。

ピントが合っているときには①から④まですべて同じ像が写りますが、ピントがずれているとそれぞれ少しずれた位置にぼやけた像が移ります。

下の動画で使用しているカメラは2×2 OCLではありませんが、レンズの3/4を紙で隠して、2x2OCLの①~④の画素にどのように像が写るかを再現してみました。

PDAF
PDAF2

上の動画では、それぞれの動画にRGGBの着色を施して加算してみました。

RGGBすべての像が同じ場所に写ると同時に、像そのもののピントが合ったのがわかるかと思います。

2×2 On-Chip Lens(OCL)によるPDAFのメリット

全画素で位相差検出が可能

こちらより引用

以前までのPDAFでは、センサーの一部のにスリットを設けるなどの方法で位相差検出をしていたため、スリットのある画素からは情報が得られないほか、位相差検出ができる場所が限られていました。

一方2x2OCLでは、センサーの画素そのもので位相差検出できるため、全画素での位相差検出が可能となりました。

縦方向と横方向どちらか片方のみコントラストが強い被写体であっても良好なオートフォーカスが可能

こちらより引用

しかし、デュアルピクセルAFは横方向にコントラストが強い被写体には良好なオートフォーカスが可能でしたが、縦方向のみにコントラストが強い被写体には位相差検出ができませんでした。

一方2x2OCLによるPDAFでは、縦方向と横方向どちらか片方のみコントラストが強い被写体であっても良好なオートフォーカスが可能です。

2×2 On-Chip Lens(OCL)によるPDAFを搭載したスマートフォン

OnePlus 8Pro

OnePlus8Pro(超広角カメラ&メインカメラ)

OnePlus 8Proには、メインカメラにクアッドベイヤーのimx689を搭載しています。このイメージセンサーは、2×2 OCLを搭載し、暗所でも高速なオートフォーカスが可能です。

超広角カメラにもクアッドベイヤーのimx586を搭載しています。

詳細はこちらをご覧ください。

oppo Reno5 Pro +

oppo reno5Pro plus

oppo Reno 5 Pro Plusには、メインカメラにimx766と言うイメージセンサーを搭載しています。

こちらもimx689と同様に、2×2 OCLを搭載しているため、様々な場面でオートフォーカスに有利となっています。

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Sonyと共同開発された1/1.33インチRYYBセンサーimx700を搭載

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