2007年 08月 04日
DSLRの手ぶれ補正の限界考 と これに対するオリの将来的アプローチ
 下の記事のKeyさんのお話ではないが、E-510であれ他社であれ手ぶれの効き目に関してはメーカーの言うとおりの効き目を感じる人、あるいは感じない人、或いはどれが一番効くか等も人それぞれの様だ。実はこれから書く記事は某カメラ店の送ってくるメルマガで「三脚使用では手ぶれ補正」をオフにすべしと言う記事を読んでからあれこれ考えたことだ。この時の記事は確かペンタックスさんのK10Dであったが基本は同じである。やや長文になるが手ぶれ補正は今フォーサーズユーザーでも「ホットな話題」であるので興味のある方は読んで頂ければ幸いである。




 先ず、三脚使用の時に手ぶれ補正をオフにしておくのが何故良いのか。一番わかりやすいケースとして、三脚座を使用するようなケースが書かれていた。すなわちこうである。

 ここで、ボディと交換レンズの継ぎ目あたりに三脚座がありここに雲台がありボディが固定されているとしよう。この状態を側面から見ると左側にレンズがあり、そして三脚座があり、その右側にボディ(ぶれ検知センサーと撮像素子)があるという配置になる。この場合はボディとレンズを三脚座で支持しているわけであり、手持ちであれば三脚座の代わりに左手で支えている形となる。

 そして、ぶれ補正には実は隠れた「お約束ごと」と言うか前提がある。これはボディ補正もレンズ補正も変わらない。すなわち「角速度センサが感知した縦横移動分=画像もぶれている」というお約束ごとである。「当たり前ではないか」と思われるかもしれない。(苦笑)

 例えば、典型的なケース。シャッターを押す時にその分下にボディがわずかに動いたケース。まず下方向にボディが動いたと角速度センサーが検知する。そしてこの時に撮像素子上の被写体の動き(ぶれ)を考えてみよう。シャッターが開いた位置からボディが下に下がると言うことは画面上では上にぶれるはずである。(ファインダーをのぞきながら、ファインダーの位置を下げて欲しい。そうすれば被写体は画面の中で上に動くはずである。)すなわち、「センサーが検知したボディーの動きと反対の方向に像がぶれる」のである。従ってこのセンサーで検知した動きの反対方向に動きを打ち消すように撮像素子なり、レンズを補正して一丁上がりなわけだ。

 従って、ぶれ補正の基本的な原理は、
 「画面上のぶれ量を検知して正反対の動きをボディやレンズで行い打ち消す」
 のでなく、
 「角速度センサーで検知した移動量と正反対のぶれ量が画面上に起こっていると言う前提」
 の元に
 「それをボディやレンズで行い打ち消す。」
 のである。
 
 勿論、この基本原理の上に各社様々なアルゴリズムなり補正、チューンを加えているのだろうが、基本は角速度センサーでぶれ量を検知していることには変わりない。そして、このぶれ量とは、「角速度センサーのぶれ量をもとに、画面のぶれ量を予測している」というところは同じであろう。問題は、この予測が全ての場合に成り立つのだろうか。実は、この予測が成り立たない典型的な例が冒頭に上げた三脚座固定の際の例である。

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 ケースとして、三脚座の固定が甘くシャッターを押した瞬間、ボディがわずかに下に下がったケースだ。左右のぶれは無いとする。この場合を考えてみる。まず、角速度センサーはボディが下方向のみにわずかに動いたことを検知する。通常想定される手ぶれは先ほどの例で行けばボディが下に下がった分、画面上で被写体は画面の中で上に動く「はず」である。

 もし、お手元に三脚があって試せるのなら試して欲しい。(笑)まず三脚座に固定して水平で何らかの被写体を画面中央に配置する。そしておもむろに三脚座を緩めボディを下に押し下げよう。三脚座自体が動かなければボディを押し下げた分、三脚座を視点にしてシーソーの様に、レンズは逆に「上に向く」。そうすると、あーら不思議(と言うか当たり前か)角速度センサ(ボディ)は下に動くのに、画面上の被写体が逆方向の上にぶれずに、ボディのぶれと同方向の下にぶれるのである。もし、この時ぶれ補正が単純に「効いてしまう」とぶれを打ち消すどころか却ってぶれが目立ってしまうことになるだろう。これがいわゆる巷間「三脚使用ではぶれ補正をオフにすべし」の基本的な原理であると言える。

 では、これをもう少し掘り下げてみよう。結局こういうぶれ補正が正常に効かないケースが何故起きるのか?上の場合はカメラに触れているのは三脚座とシャッターである。つまり二点でカメラに力が作用していて、シャッター側ではぶれる動作が起きているのに、三脚座は起きていない。ここにひとつの問題がある。そして、コンデジには起こりにくくDSLR特有の問題として(レンズを含む)カメラ自体の奥行きとホールディングの問題があるだだろう。

 つまりレンズの先端からボディの撮像素子までの距離があり、そのどこかに左手が来てここでボディを支える。いわば左手を支点にして(横から見れば)左側にレンズ、右側にボディという状態になるのが「常態化」する。そしてもう一つの右手でボディを支持する際にはこの右側の端を押さえて固定するわけである。従って右手側を要因とするぶれが発生すれば左手のホールドがかっちり固定されていればいるほど、ここを支点にしたレンズ-ボディの「シーソー運動(回転運動)」が発生する。そして、この回転運動によるぶれは上記の「理論と反対に作用する」事態を引き起こすと言うことだ。コンデジの場合は、両手でボディを支える。そして横から見た場合は(特に普通の薄型のコンデジがその典型であるが)左手と右手は同じ線上、そしてうまくいけば角速度センサも同じ線上に並びそうである。またホールディングからもぶれもこのような回転運動はおこりにくい事が想定できる。従ってこの辺がコンデジのぶれ補正とDSLRのぶれ補正の考慮すべき点の違いと言えるだろう。

 要約すれば、レンズ、支点(手持ちなら左手)、角速度センサー、撮像素子と並ぶ中で、支点をきちんと固定する(ぶれないようにする)ときちんと固定されていればいるほどこの支点を中心としたシーソー運動(回転運動)のぶれ要因が混入する割合が増し、それがぶれ補正の効きを弱める(もしくは無効化する)作用があると言うことだろう。

 この要因を排除する一番簡単なのは先ほどの三脚座であればかっちりとぐらぐら動かないように固定し、撮像素子、角速度センサー、三脚座間で回転運動が起きない、パラレルに動くようにしてしまうことだろう。(尤も、注意して頂きたいのは三脚使用を避ける理由は何もこの回転運動に限ったものでなく、三脚で固定しているときのぶれの要因に手ぶれの際に想定していない他の動きもあるようである。)

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 三脚座に代表されるこの要因は三脚座使用はその「極端な例」ではあるが、「固有の例」で無いというのはおわかり頂けたであろうか。支点を前後にぐらぐらするぶれに関しては、何も手で支えても起こりうる原理である。むしろ、左手でかっちりときちんと固定すればすればするほど、ぶれが起きた場合にこのぐらぐら要因が交じってしまう可能性が高くなると言うのが厄介なのである。(ここを三脚座のように固定できる「熟達者」ほど起きてしまう、、(苦笑)) シャッターを押す際にわずかにボディが下にぶれたら左手のホールディングも甘くて下にぶれる。あるいは体ごと揺れてしまう方がこの要因が交じる可能性は軽減される可能性がある。

 以前K100Dか何かのレビューがネットで出た時にそのライターさんが「手ぶれ補正をオンした時には下手にぶれ補正を軽減しようとせずに、軽くやったほうが却って効く」かの様なコメントをされていた記憶がある。当時はそんなものかと気にもとめなかったがこれはわかるような気がする。

 実際、この辺の所は各メーカーそれぞれ工夫を凝らしてアルゴリズムなりを考え対応しているのだろう。私などは「そうか、逆にぶれ補正をオンにした場合はメーカーさんが想定するような初心者向けの「ゆるい」ホールディングにした方が良いのかな」とも思う。(笑)、レンズをどこで支えるかやレンズの大きさや、くせ、MFを併用しているかどうか等でもホールディングは変わる。と言うか、カメラをぶれささないホールディングなどは、基本を元に、用途、使用するレンズ等でさまざまな各人の「クセ」が入り込む余地の大きい範疇であると思うからだ。

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 これらを踏まえた上での私のぶれ補正に対する今の考え方は、やはりぶれ補正はかつての登場した頃のAFではないが、「便利で効果はあるが、まだまだ煮つめる余地のある若い技術」では無いかと言うことだ。特に、コンパクトカメラのAFと一眼レフの求めるAFではかなり技術的な格差(あるいはユーザー側の求めるレベルの違い)があったように、コンデジでは一般化しているとは言え、これがDSLRでもAFの様に「ぶれ補正を使う方がデフォルト」となるにはまだもう一段、二段の発展が必要だと思うし、またそう言う長い目でAF同様成長してもらう価値がある技術だと思うのである。

 オリンパスはと言えば、ハードとしてのぶれに対する追随性では他社比有利なのであろう。先行他社の例を見ながら満を持して「後出し」したのであるから、少なくともこの辺のハード面に関しては優位であってまあ当然だろう。(笑)
しかし、ここのハード面が優秀であっても角速度センサーからの情報に基づき実際のぶれ補正量の指示出しをする部分はこれはやはりオリと言えども発展途上ではないか。新技術で世に出したらすでに完成の域、例えばダストリダクションなどはむしろ出色の出来、例外ともいうべきもので、本来はこの出来上がったハードのいわば「運用」の部分は今後に詰めていくことになるだろう。雑誌等も今後はぶれ補正の有無からその性能比較になっていくだろうし、現状では未だこのぶれ補正の客観的評価は確立しているようには思えない。(そもそも客観的評価が成り立つのかと言う部分も最終的には残るかもしれない。)

 そんな中で、オリンパスが今後これを解決していく手がかりというものは次のようなものだろうか?この中には裏返しとして今色々言われている補正方式に関するどちらが優位かで私が考えているボディ補正が有利なのではと思う理由も含まれている。

1.レンズ情報をボディ側で一元管理する考え方。
 今後きめ細かいぶれ補正を行おうとすれば各レンズ毎の情報が不可欠であろう。最近のデジカメwatvhのインタビューでは特許通りの技術を載せた様である。すなわちオリの場合はE-510発売以前にリリースされた全フォーサーズレンズの情報に関しては、ボディ本体にその情報が書き込まれている。特許通りであれば、レンズ装着時にレンズとの通信で明らかになった型番と対応する焦点距離からスペック等のデータが参照されるといった形である。(尤も、今これらの全ての情報を駆使してぶれ補正されているかどうかはわからない(苦笑))
 そして、今後発売されるレンズはこの情報をレンズ側に書き込んでおく。これも特許通りであれば最初の一回はこれをレンズからの通信により取得してぶれ補正に使うが、2回目以降はこのデータをボディに保持し、これを参照する形にするという事だ。従って、目論見通り煮詰まっていけばオリはレンズ毎に相当インテリジェントなぶれ補正をボディで行うようであり、レンズ毎に最適化されたレンズ補正と比べても全く遜色ないと考えているようである。この辺が恐らくフォーサーズレンズ以外のぶれ補正を省いた原因であろう。

2.センサーの位置を固定化できるというメリット
 レンズ補正式の場合、角速度センサは当然レンズ側に内蔵されている。(レンズ交換式の場合)角速度センサの位置に関してはそれがボディよりであれ、レンズよりであれ、あるいは支点近くであれ、そのぶれ量と、実際の画面のぶれ量との差異は発生するが方向の逆転現象を皆無にすることは出来ない。いわば制御の部分で何らかのロジックで「回避、軽減」する仕掛け自体をセンサーの位置だけで無くすことは出来ないのである。つまり、レンズ補正式だろうが、ボディ補正式だろうか、この辺のロジックの工夫、仕掛けは必要であると言うことだ。
 と言う視点に立てば、これを織り込んでCPUでぶれ補正制御をきめ細かく指示しようとした場合、撮像センサ等とセンサとの位置関係が固定化され決め打ち出来る方が楽なのではないかという気がする。レンズ補正式であれば、この位置関係はレンズ毎に異なってくるだろうし、もっと細かいことを言えば例えばぶれ補正レンズのバージョンアップがあれば、同じぶれ補正を制御するにも「種類、バージョンの異なった角速度センサを制御する」と言う事態も想定される。ボディ補正でボディ側のセンサであれば良くも悪くもセンサ、撮像素子の位置関係、センサのスペックは固定された上での制御となるので(素人考えではあるが)精密な制御ロジックでの変動要因が少なくより簡便にもしくはより精緻に出来そうな気がするからだ。


3.将来的に考えられるダブルぶれ補正
 E-510ではボディ補正とパナのレンズ補正を併用するという使い方は出来ない。ボディの制御が対応していないからだろう。ただこれも特許上ではボディ側のCPUの発展により双方を駆使してより高度な制御を出来ることが考案されている。具体的には、レンズを付けた際に上記のレンズ情報を通信する仕組みを使い、装着されたレンズが非レンズ補正の場合は、通常のボディ補正、装着されたレンズがレンズ補正の場合は、通常通信されるレンズ情報に更にレンズ側の持つ角速度センサ等の情報も通信され、これもあわせてハイブリッドなぶれ補正を行うという仕組みである。

とまあ、こんな感じだろうか?これがオリの考える比較的短期的な視点→現行のボディぶれ補正を煮つめていく線上でのぶれ補正の高度化である。そしてそれとは別にその更に先に来るかもしれないぶれ補正がここの特許でもいくつか紹介された時分割及び、電子的ぶれ補正である。今、特許でうかがい知れるのは二つのアプローチである。

1.いわゆる後からぶれ補正の高度版

μに登載された「後から手ぶれ補正」は実際に撮像される画像は一枚。そしてこれに角速度センサのぶれ情報で補正をするというまあ中途半端なものであった。
DSLRを想定しているそれは、オリの考える時分割露光を取り入れている。例えば1/30のシャッター速度で撮る場合にこれをONにすると1/60で連続二回露光して画像を2枚得る。そしてこのぶれ前後の実際の画像とその間の角速度センサでのぶれ情報により、ぶれ要因を取り除いた一枚の画像を作り出すというものである。

従来技術、つまり二枚の画像を撮り合成してぶれを補正する場合、二枚を撮影する間隔が発生するため、静止したものしか無理であったこと。また一枚+ぶれ情報では所詮ロジックのみで消すので限界があるのを解消しようと言うものである。
「確かに1/250を分割して1/500を2枚ぐらいならわかるが、、、1/8000であれば分割して1/16000なんて出来るのか?」という疑問がわいてくるかもしれないが、そもそも分割できないくらいの高速シャッターの際には手ぶれ自体を気にする必要がないわけである。
実際に撮った画面上でのぶれ方向も参照しながら行うわけであるから、手ぶれを完全に消し去ると言う意味ではこの方式が完璧なようでもある。この2枚画像+角速度センサ情報ごとPCに取り込みオリスタで操作できるようにしてくれれば、それこそ問題の「流し撮り状態」含めて自在にぶれ補正が出来そうな気がする。

2.これをハードでやろうとするのが一連の電子式手ぶれ補正

しかし、上のものが完璧であったとしても、結局2枚撮ったものを一枚に合成すると言う作業がつきまとう。カメラ内で行うにしてもその分かなりの時間がかかるようであり、ぶれ補正しながらの連写や、即時に見たい時のトータルの使い勝手を考えれば今ひとつであろう。それに先ほどの従来の延長での制御ロジックが精緻化されていけばこういった欠点の方が却って目に付く形になる。

そこで、上記の技術の次に今年になってぽつぽつ出てきたのがこの電子式手ぶれ補正でここでも紹介させて頂いたものだ。これは上の後から合成をソフト的にやるのでなく、時分割で得た画像データを、撮像素子から吐き出す過程でハードウェアで一気にやってしまおうというものだ。こちらは、単純に時分割するだけでなく、当然ハードの仕組み→撮像素子の入れ替えが必要になるが、これが出来ればスペース的にもまた仕組み的にも恐らく最速の究極の手ぶれ補正になるだろう。

 オリが特許のみで結局出してこなかった技術、現状の縦横の二つの角速度センサーに加え回転を検知するもう一つの角速度センサーを登載し、縦横ぶれ補正ユニット毎回転させる(=回転ぶれも防止する)というアイデア。これももし、上の電子式ぶれ補正が出来れば、縦横補正は撮像素子自体が電子式で行い、浮いた現状の縦横駆動の振動子でぷるぷる毎、縦横に動かす代わりに回転させれば今の大きさでも可能な気がする。何となく今のぶれ補正ユニットを見ているとあの形状で縦横駆動するより、くるくる回転させる方が簡単なような気もするし、、(苦笑)

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 最後に、私も何れそれが何の機種かは別にしてこのぶれ補正というものにつき合うことになるだろう。多少不便なところや期待はずれの所もあるだろうし、恩恵に預かる部分も当然あるだろう。大体新しいものはそうである。それを自分として使いこなす、(単にいじりまわすだけかもしれない)と言うのを楽しんでみたい。 別に、使いこなすというのは足りないところを腕で補うというだけでなく、単純に新たな機能が増えれば今まで無かった使いこなし、お作法も覚えねばならぬということだ。

 例えばAEにおける露出補正なんかもそうである。極端な例で言えばマニュアル露出でまあ室内でグレーに最適露出になっていれば、いちいち露出を変えなくても黒を写せば黒く写るし、白を写せば白く写る。クラカメなので晴れた日の街撮りなどで最初の露出がきちんとしていればそのまま固定で適当に写しても意外と同じ町並みなら写してしまえるのはそのためだ。それが(最近は評価測光が進化して軽減されたが)単純な中央重点のAEだと向けた被写体によりAEが動く。従って白は白に、黒は黒にするだけで細かいことを言えば露出補正などと言うものをしなくてはいけなくなった。

 AF何かもそうであろう。私はお恥ずかしながら今度E-3をもし買って11点もAFポイントがあったらこれをどうやって使いこなすのだろうか心配している。今の中央一点でざくっと寄ってMFするのとこのポイントから選択するのとではどっちがよいのだろうとか悩んでいる。(苦笑)今時点だけを考えればAFでざくっと寄ってMFの方が早い気もするが今後どんどんAFが使いやすくなるのであればいまから多点AFのお作法を身につけた方が良いのかなとも思ってしまうのである。

 その時に既存技術の方が使いやすいからと言って新しいものの未完成な部分を嫌い横目で見ていると、結局それが完成してきた時に使いこなしで負けてしまうかあるいはそれが本当に誰でも使えるほど完成するまで指をくわえて待っていないといけない事態になってしまう。難しいものである。

とまあ、最後はどうでもよい個人的感想になったので、この辺で、、
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by hiro_sakae | 2007-08-04 15:28 | E,Pen-system関係


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