Panasonic在2008年後，刷新了鏡頭交換式數位相機的自動對焦(AF)技術，正因如此，該公司的相機產品所達到的速度和精度，超越了大多數的鏡頭交換機相機(表1)。日本Sony或韓國Samsung等公司現正抱著必死的決心要迎頭趕上。這一次我就要來說明Panasonic為何能表現得比其他公司優異的原因。

自動對焦(AF)的方式有兩種：一種是透過專用感測器測得與被拍攝物體之間的距離，然後鏡頭一次合焦完成，稱為?位相差式?，Canon或Nikon的單眼相機即採用這種方式；第二種方式是鏡頭要找到畫面清晰(即對比度高)的區域，把焦點鎖定在該位置，這種方式稱為?對比式?，Panasonic等公司的無反相機產品採用的即是該種技術。

相機技術人員對於對比式AF的看法是，在2008年10月Panasonic發售無反相機?DMC-G1?之前，市場上對?對比式AF?技術非常冷淡，當時皆普遍性這麼認為。正因為對比式AF精確度高，在原理上比位相差式AF的速度慢，因此對要求快速進行拍攝的可交換鏡頭相機來說，一點用都沒有。

對比式AF在原理上速度較慢的原因，在於它會每次每次分析照片的對比度，因此鏡頭的反應時間比較長。反之，位相差式AF先根據測距感測器的計算結果測得被拍攝物位置，然後只要將鏡頭聚焦就好，完全不需要任何回饋時間(圖1a)。

這種方式也能得到足夠好的精度，單眼相機製造商經歷了20年以上的時間，才琢磨出相位差式的品質。只不過，位相差式需要的光學零件，也就是透過副反光鏡(sub mirror)導入的光線以及入射後的光學像，來進行測距分析的感測器，它的存在阻礙了相機本體小型化，而且也因為如此，整個製造成本居高不下。

電子、光學、機械技術總動員

正因如此，Panasonic在開發相機?DMC-G1?時決定不採用位相差式AF。然而對比式AF要在速度上表現得跟相位差式一樣好，得在電子、光學、機械等各方面都有所改進。(圖1b)

電子電路部分，有三個重點：

1. MOS感測器的採用

AF用的預覽畫面約當CCD的2倍輸出，即60 f/s。但假如CCD有辦法以60 f/s的預覽畫面輸出，預覽畫面也會變得粗糙，鏡頭對焦的精度會下降。可惜的是CCD在輸出速度上的推進，就算投下龐大的投資成本(民生用途以上的產品)，都難以成功；換句話說，CCD的輸出速度遠遠不及MOS感測器。

2.高速的畫像處理LSI的搭載

整個預覽畫面的對比度在推算後，經過各種補正，然後輸出鏡頭聚焦的驅動信號。該LSI所發出的鏡頭對焦驅動訊號中，也有隨著鏡頭聚焦時移動所附加的補正訊號。

3.決定相機本體和交換鏡頭兩者之間的通訊方式

Panasonic在推出?DMC-G1?以前，採用的單眼相機Mount規格?Four Thirds System?屬於位相差式AF。因為若想把60 f/s的預覽畫面的每一幀(frame)取出，找出聚焦鏡頭的位置是不可能的。這樣一來，對比式AF方式會找不到被拍攝物的距離。

在這一點上，Panasonic和Olympus兩家公司共同合作技術開發，找出確實有效的通訊方法，因此誕生了新的Mount規格?Micro Four Thirds System?。新規格的主要重點在於：相機本體和交換鏡頭單元之間共通的同期訊號、通訊指令的並列處理化、通訊端子方面增加兩個端子等等。

合焦鏡片大幅地變輕

此外Panasonic還把合焦鏡片大幅變輕。這樣一來，除了在鏡頭對焦時移動能變得更為敏捷，而且也在鏡頭對焦發生位置修正動作時，抑制隨著動作產生的慣性。

Panasonic以前所開發之單眼相機用的鏡頭單元焦點距離為28~100mm、內藏的合焦鏡片約30g。相對於單眼相機，無反相機的鏡頭單元採用的是28~90mm、合焦鏡片重僅1g。Panasonic還計畫要把其他的交換鏡頭也大幅地進行輕量化：讓90~400mm鏡頭單元的合焦鏡片重僅3g、28~280mm的鏡頭單元重僅3.8g。

交換鏡頭單元的機構部分，也是Panasonic大膽進行改變的一部分──把gear和cam從合焦鏡頭的驅動機構中抽離，減少機構零件內的有隙空間。這樣有助於合焦鏡頭在位置修正動作上的控制，並且能降低噪音。會這麼做的原因就在於讓合焦鏡頭輕量化；沒有了gear或cam，僅靠馬達本身，要移動鏡頭所需要的力已經足夠。

Wobbling對應動畫的關鍵

Panasonic在無反相機?DMC-G2?上徹底實現了可對應動畫的AF。這個基礎從?DMC-GH1?(2009年4月發售)這一款無反相機上經改良過的?連續自動對焦?(Continuous AF)開始。

所謂的?連續AF?，就是鎖定對焦對象前後的動作變化，持續追焦的功能。攝影相機所配備的是一般的AF模式，在沒有測距感測器的條件下，鏡頭在光軸方向上會不斷產生細微振動，以有效測到焦點。

具體來說，鏡頭會朝向無限遠處對焦一次，然後移動到最近處對焦一次，分別取得最遠處和最近處的對比度，然後選擇兩者之中對比度大的來對焦。

以這樣的方式來判斷對焦的行進方向，進而發生的鏡頭顫動，就是所謂的?Wobbling?(顫動)。Wobbling在最大對比度出現之前會持續不停顫動；如果之後焦點對象出現其他動作或是動作發生變化，Wobbling功能就會再起動(圖2)。

Panasonic所面臨的困難在於：如果動畫在大畫面電視上播出，也不會讓觀賞畫面的人感覺到Wobbling的存在。隨著Wobbling的發生，攝影角度自然會也會跟著改變，而且如果畫面模糊的變化出現，也不能不處理。DMC-GH1跟攝影相機相比起來，取像感測器面積大了十倍，景深(對焦後所見的深度)特別淺。

Panasonic為了避免一般人注意到Wobbling，讓負責移動鏡頭對焦動作的馬達有多種電流通過。電流波形有形似正弦、三角、方型等三種。周波數和振幅也分大、中、小。波形、周波數和振幅等數據產生哪些組合，詳細的資料內容該公司並沒有公開，例如鏡頭的移動開始時，振幅會特別變小等等資料。波形、周波數和振幅的選擇，根據交換鏡頭單元或攝影條件而有所有改變。

此外，Panasonic在對比度最大處附近，縮小了顫動幅度；這是Panasonic為了避免最大對比度附近經常發生的?Hunting?現象。所謂的Hunting現象，就是相機尚未決定對焦方向之際，指示鏡頭對焦的重複性移動動作。

觸控螢幕也派上用場

只不過，Wobbling並非萬能。舉例來說，如果被拍攝物後方出現對比度更高的物體，發生這種情況時，我們還是要讓相機對焦在希望拍攝的物體上。針對這一點上，Panasonic的作法是讓手握相機的人，將焦點鎖定在被拍攝對象的臉或動作上。除了對焦在臉部表情或動作，並且還能持續追焦跟連續對焦。而能跟隨的辦法，是透過顏色的分佈數據來進行判斷分析。

Panasonic的DMC-G2，為了能在相機上明確鎖定主要的拍攝對象，因此在相機的設計上加入觸控螢幕。使用者用手指觸控螢幕，就能追蹤主要被拍攝體的動作。這對使用者而言雖是極簡單的動作，但就足以大幅提升聚焦對象的選擇精確度。

另外特別值得一提的一點是，積極地利用背後散景效果(bokeh效果)，就可以簡單拍出電影般的效果。舉個例子來說，眼前這位男性正在說話時，讓焦點放在該男性；但如果另一端的女性接著開口說話，也可以立刻對焦在該女性身上。也就是說，相機背後所附的螢幕因為具備觸控功能，而得以直接手指觸控螢幕上的人物，鎖定要對焦的人物。

（作者大槻智洋 (Otsuki Tomohiro)為台北科技市場研究 CEO，otsuki@tmr.tw）