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AF自动对焦原理及发展史(下)


Mr. OH!主述 ANAN 策劃 / 編輯

Minoltaα7000 AF 自動對焦技術量產指標
AF 自動對焦技術不斷演進,到了 1984 年日本相機製造業普遍認為 AF 將 特別是針對當時最有能力購買相機的族群 - 中年人 是引領未來相機業的主流 , 士!同學們可以想像一下,在一個經濟尚未起飛的時代,攝影器

材的價格是相當 昂貴,也只有中年事業有成的人士,在有錢有閒的前提下才有能力擁有專業攝影 器材,這與今日傻瓜相機、數位相機已經普及到 2~3 萬元一台的價位來說,在 那時是無法想像。不過,這些有能力購買專業攝影器材的人士,普遍都有一個困 擾『視力』退化!這件事嚴重影響手動對焦的準確性。

Minoltaα7000 第一部真正實現 AF 完美自動對焦夢想的單眼機身 / 圖右:日本 版的 Minolta α7000 1985 年 2 月,Minolta 整合先前的 AF 設計經驗,以市場導向推出了世界 上第一部真真正正的 AF 單眼機身 α7000( A7000 為歐洲市場銷售代號,日本市 場爲 α7000,美洲則爲 MAXXUM 7000),不同於我們在上一講提到的 X 系列, α7000 是一架全新設計的機種 ,特別的是 Minolta 放棄了傳統 MD 接環,改用 新型的 AF 接環,機頂設有液晶顯示面板(LCD),用來顯示如各種參數,替代了 原來的刻度盤。α7000 還一反過去的光圈調整是作在鏡頭上的設計,將光圈調節 改在機身上操作。全部取消過去常用的轉盤旋紐,改以按鍵代替,同時創新 PASM 四種曝光方式加入,打下未來機身的標準。Minoltaα7000 係自 X-600 推 出之後最大手筆的研究開發,總投資超過 15 億日元,影響所及讓 Minolta 一舉 成為領先 Nikon、Canon、Pentax 以及 Olympus 等日本同業公司,由於 α7000 性能優異,價格合理,總計全球銷售了 265 萬部,連帶啟動 Minolta 交換鏡頭

工業的升起,並成功擊敗當時銷售第一的 Canon 公司。Minoltaα7000 連續奪得 了 1985~86 年度 TIPA 歐洲相機最佳推薦和 1985 年日本相機大賞。一連串的功 成名就, Minolta 嚐到了一夕成名的滋味, 讓 也從此 Minolta 的頂級産品就特別 偏好『7』和『α』這兩個字(例如:現在的數位相機 DiMAGE 7i)。 不過,純就技術上來說 α7000 其實並沒有原理上的創新突破,α7000 之所以 能讓 AF 系統如此成功(其應用的是後期 TTL 檢測系統),主要是解決了將對焦系 統與馬達微型化並成功的塞進機身,又能提供使用者方便且直覺的操作 AF 系 統。是一真正的以 AF 為主導,而非像以前的機種多將 AF 列為輔助裝置的相 機。α7000 的出現,成功的刺激了當時正逐步萎縮的單眼機身市場,頗類似今日 數位機身 D-SLR 的出現,帶動攝影另一波高潮一般。

雨後春筍般出現的 AF 相機
α7000 太成功了,成功的讓眾家業者眼紅,而 Minolta 也再接再厲開發更 企圖囊跨上、 中、 下所有的市場區間。 α9000 專業的 AFα9000 以及精簡版 α5000, 並首次引進了連續 AF Continuous AF) ( 方式, 這種方式與 α7000 的單次 AF(Single AF) 方式不同, 在任意時刻均可按下快門拍照。 最快推出能與 Minotal α7000 批 敵的是日本 Nikon 公司,不過時間也要到 1986 年 3 月,新 F-501 系列,F-501 是首部提供兩種 AF 方式選擇的單眼機身(S 和 C AF, α7000 只有 S AF, α9000 而 則只有 C AF),但 F-501 的相容性更好,不僅能使用新型的 AF 鏡頭,還能相容 1986 年 10 月, Olympus 以前的手動對焦鏡頭 (但不能啟動 TTL 自動曝光與測光)。 也推出了該公司的第一部 AF 單眼相機 OM 707,其最大的特點是世界第一部內 建 AF 照明輔助燈的單眼相機,在光線不足的室內,使用者半按快門的同時,如 果不使用外接閃光燈下,能夠自動投射一組光線,幫助照明與對焦。

Nikon 急起直追 F501 AF 對抗 Minolta α7000 的大軍壓境 / Canon 加入戰局 EOS650 披掛上陣 α7000 太優秀了!這個時期的相機廠商,除了 Nikon 之外,幾乎沒有一家 是 Minolta 的對手。 就連 Canon 佳能也要到 1987 年 5 月才推出 EOS 650 與之抗 衡。Canon 捨棄 Copy Minolta 的做法改將 AF 馬達裝在鏡頭內,徹底強化 AF 速 度,同時放棄傳統的 FD 接環,全面改換 EOS 系統,EOS 代表的是電子光學系 統(Electronic Optical System)之縮寫,此一變化將過去採用 T、A 系列命名的 Canon 相機完成統整,甚至影像了 20 年後數位相機的興起(例如:Canon EOS

D60)。EOS 650 採用今日為人所熟知的 EF 系列鏡頭,取消了純機械聯動,改 以電子訊號連動鏡頭與機身,創新八觸點資訊交換,減少了長期使用磨損所帶來 的誤差。EF 鏡頭內有兩部馬達,一為自動對焦;一為光圈控制。

PENTAX SFX QD 加入石英鐘日期時間打印功能成為後來眾多機種模仿的對象 1987 年 2 月 PENTAX 也推出了首部 AF 單眼機身 SFX。 Pentax 師法 Nikon 的策略,為 SFX 保留了 Pentax 傳統的 KA 接環相容性,更棒的是 KA 手動對 焦鏡頭在 SFX 上除不能自動對焦外,其他的功能都可以發揮效用。1988 年 5 月 Minolta 推出了第二代 AF 單眼相機 Dynax 7000i,全面改良 α7000 ,特別是 首次在系列機種中加入『i』(intelligence)代表人工智慧。首創焦點預測 AF 利 提供高精度 AF 區域對焦, 並且起始對焦時主景不一定要 用三組共 255 個 CCD, 在畫面中央的先河;人工智慧還能幫助相機根據主景的運動狀況自動判斷 AF 方 式。

具有 AI 人工智慧的 AF 相機誕生
Minolta Dynax 7000i(又名 Minolta X-700、美洲版 Maxxmum 7000)不僅 將 AF 的設計推向更高的境界,還引入了『AI 人工智慧』的焦點預測法。利用 這種方法的自動對焦,Dynax 7000i 有能力測量出主體的運動速度,在按下快門 時,相機內的微處理器就能預估出主體在快門開啓的一瞬間運動到什麼位置,成 功了消除了上一代 AF 系統在快門開啟,反光鏡上翻的狀態下所產生的 0.07 秒 的延遲狀態。加上新的多分區測光方式,7000i 還能根據主體在畫面上所占的位 置來調整測光值,使曝光更準確。由於 Dynax7000i,有效解決 AF 對焦高速運 動場合下(例如:賽車、個人田徑),常發生之對焦失敗以及失誤的情況,開啟 高速運動攝影的先河。

Minolta Dynax 7000i 第一部掛有『i』字號的單眼機身 1987 年 7 月 Minolta 仿 α7000 的市場策略在 Dynax7000i 的基礎上推出了 精簡版 Dynax 3000i,重量只有 420 克,是當時最輕巧的 AF 單眼相機。1988 年 底 Nikon 終於發飆了第四代專業單眼相機 F4 的推出正式宣告全自動專業相機 的時代來臨!Nikon F4 以功能齊全著名,象徵 Nikon 精神:樸實耐用。F4 集 合了這個時期所有的相機科技,包括:焦點預測 AF、1/8000 秒高速快門、自動 其操作設計仍是沿襲一貫的轉盤操作, 包圍曝光等等, 然而 F4 也是出名的頑固, 對於 Nikon 的愛用者來說不用去適應新一代的 『按鈕』 相機, 直接拿到 Nikon 機 就會使用是一大賣點。

AF 頂級機『標準』確立 頂級機『標準』
Nikon 以 F4 確立自動化專業單眼相機的標準『性能』!Canon 也於 1989 年 9 月推出了 EOS 系列以來最強的機種 EOS-1。同樣具備 1/8000 秒快門速度, 但 EOS-1 更進一步強化 AF 系統, 除了擴展 AF 曝光補償的檢測範圍外, 並為第 一部採用三次測距法來預測焦點,比起 F4 和 Dynax 7000i 的兩次測距法更勝一 籌。以 Canon EOS 系列相機的命名習慣來看,Canon 喜歡將自己認爲最好的產 品稱為『1』(例如:數位相機時代之 EOS-1D、EOS-1DS)。Canon EOS-1 就是 當時與其他大廠之 AF 頂級機對抗的代表機種。

1988/12 Nikon F4 打響 AF 頂級機決戰號角 系列簡史: 1959 年首部 F 機誕生、 機誕生、 1971 年推出 F2、 、 1980 系列簡史:

1989/9 Canon 展現全部實力在 EOS-1 系列上 Canon EOS-1 系列簡史: 系列簡史:

年 F3、1988 年 F4 以及 1996 年現代版頂級機 F5 、

1994/11 推出 EOS-1N、2000/3 推出 EOS-1V/1VH 、

性能擴充時代
1990 年初半導體工業正在開始蓬勃發展,雖然此時半導體的容量仍相當有 限,但是 Minolta 以及 Canon 已經能夠藉由外插 ROM (唯獨型記憶體 - 類 似今日電腦中所使用的 BIOS ),PUSH 相機的性能,Minolta 曾為旗下的相機 系列推廣一種『場景智慧卡』,擴充其拍攝能力,Canon 家族則在其 EOS 10 中,加入了條碼程式系統,使用者可根據實際需要,藉由手冊條碼來改變相機內 的程式用,EOS 10 並首次配備了可獨立使用的三區域 AF 對焦系統,可以方便 地拍攝不在中心點的主體;同時提供手動選擇任一 AF 區域,堪稱當時創舉。

Canon EOS10 條碼程式拍攝功 能

Nikon F801S 重返戰場

Dynax 7xi 首部邏輯思考相機

PENTAX Z10 邁向 FA 道路

1991 年 3 月 Nikon 推出了改良款 F-801S,總算加入了此時引領風騷的焦 點預測 AF 以及點測光模式, 開始拉近了與 Minolta、 Canon 的競爭距離。 年 6 91 月 Minolta 推出了第三代 AF 單眼相機 Dynax 7xi,這次『xi』代表了『專業智 能 Expert i*』。Dynax 7xi 引進一種全新的技術稱為 Fuzzy 邏輯推理系統,內建 四組測距元件,使其 AF 選擇區域比以往的任何一部 AF 都還要大,AF 速度是 Dynax 7000i 的兩倍。 因為 AF 區域加大, 搭配上新的對焦推理系統, Dynax 7xi 號 稱能夠預測各方向以及突然轉向之主體運動焦點, 也就是現在連行蹤飄忽不定的 UFO 都可以拍得到。Dynax 7xi 還具有蜂巢式測光系統並能與 AF 聯動,能更準 確地判斷出主體位置和曝光量;在 P 模式上,7xi 也改變了以往根據鏡頭焦距來 選擇程式的做法,而以主體的運動狀況與焦距結合運算。

PENTAX 自 SFX 之後,就少有新作,1991 年 7 月終於推出了新一代 AF 單眼相機 Z10 和新 FA 系列鏡頭。Z10 具有流行的焦點預測 AF 功能,也採用了 六分區域測光。Z10 有效的簡化控制操作,卻又不損其功能性。以 Z10 為開路 先鋒,Pentax 頂級 AF 機 Z-1,搭配最高 1/8000 秒快門速度和 1/250 秒閃光燈同 步速度,含三種測光方式以及 18 種自選功能。Z1 具有強力之 MTF 程式曝光修 正,且還自創了自動變焦曝光能力,使用者可以一邊變焦一邊拍攝,製造出具有 『移動感』效果的照片(今日同學可以利用 PhotoImpact 的動態攝影選項達到 這樣的效果)。

專利敗訴, 專利敗訴,日本走向自發性開創專業技術
Minolta 走過 α7000 的風光期,卻因 1992 年美國原創 AF 系統設計公司 Honeywell 與長達 7 年之久的 AF 專利之爭, Minolta 敗訴需判賠 1.27 億美元 (相 當於台幣 40 億,依現在的物價指數來看相當於 55 億)。此一專利權的訴訟,深 深的牽動了當時所有的日本相機生產商(這一案例對照今日的台灣工業,相當於 三菱工業控告國內 CD-R 大廠的染料案以及熱門的 TFT LCD 專利權之爭)。 影響所及 Minolta 除了賠款外,加上各種因素,致使 1992 年的利潤有所下降, 給公司的照相機部的發展蒙上了一層重重的陰影。 這個期間所進行的美日貿易大 戰,影響了所有的日本製造業,有鑑於 Minolta 慘痛的歷史教訓,驅策更多日 本相機廠投入經費於專利技術的研發上,從此擺脫對美國的技術依賴,造就今日 日本相機工業的榮景。1992 年的這一役,雖說讓日本工業吃了一記悶棍,但是 就長遠來看,這記悶棍還是相當值得!


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