全面提昇的數位相機技術
【葉德川】 2004.04
步入2004年之際，全球一致看好的電子產品，包括TFT-LCD、DVD及數位相機。與前兩項產品相比，數位相機市場熱絡的時點相對較早，但領導大廠悄悄地將旗艦機種推上了800萬畫素，消費者仍可從新產品中感受到新技術帶來的便利性。
部分市場人士認為，數位相機在進入300萬畫素或是500萬畫素時，產品開發將達到一成熟階段；而筆者卻認為隨著關鍵技術的提昇，數位相機仍有相當大之發展空間。以下將數位相機分為不可更換鏡頭型及單眼型兩部份做探討。
畫素持續向上的不可更換鏡頭型數位相機
不可更換鏡頭型仍為市場主力
根據光電科技工業協進會(PIDA)的資料推估，2004年全球數位相機市場有可能接近6,000萬台。現階段一般大眾熟悉的數位相機，主要還是不可更換鏡頭型的數位相機，這部分是數位相機市場的主力。此外，由於單眼數位相機單價快速接近合理價位，造成單眼數位相機市場快速成長，未來深具潛力，故本文將此列為另一重點。相機手機在2003年快速崛起，也常被提出與數位相機比較分析，筆者認為短期內照相手機的供應商對該產品之定位仍異於數位相機，市場區隔明顯，但未來隨著時間之加長，市場重疊部分可能加大。照相手機市場特性不同於數位相機，在此不做討論。
周邊技術左右高畫素數位相機「一步到位」
2003年底Sony推出DSC-F828為800萬畫素旗艦機種，部分市場人士認為是單一事件。畢竟在電腦或是印表機等週邊，支援800萬畫素的影像仍嫌吃力；這也是一般認為300萬畫素或是500萬畫素，將是數位相機一個發展階段的背景因素。
2004年初隨著Canon的PowerShot Pro1、KonicaMinolta的DiMAGE A2、Nikon的Coolpix 8700、Olympus的Camedia C-8080 Wide Zoom等800萬畫素產品的陸續推出，顯示出畫素不斷向上提昇的趨勢。週邊技術確實左右著數位相機的發展，正因為如此，數位相機的發展才沒有發生「一步到位」的情形。實際上，市場對於數位影像畫素相當於傳統影像的換算，存在著一些推估，可能是數百萬畫素或是數千萬畫素；但隨著技術的提昇，產品線也會重新定位，相信今日應該不會有業者認為「百萬畫素」是數位相機的入門機種吧！
@3:Sharp在2004年第一季推出一款針對輕薄型數位相機開發的CCD
@0:Sharp的「RJ21T3AA0PT」及「RJ21T3AA0ST」，有效畫素達到600萬畫素。該產品光學部份尺寸為1/1.8吋，與該公司現有400/500萬畫素產品相當，故2004年重量100g至200g的數位相機應可提昇至600萬畫素。而500萬及400萬畫素將是常見的機種，300萬畫素的數位相機最少還有1～2年的產品生命週期。
在CCD的色彩方面，Sony於2003年成功開發出採用4色彩色過濾器的CCD影像感測元件，在紅(R)、綠(G)、藍(B)3種顏色之外增加了名為「艷綠色」近似藍綠色的色彩。由於CCD和人眼的分光靈敏度分佈不同，因此在色彩再現性上存在差異。此次的CCD與使用3色彩色過濾器的該公司原產品相比，可將色彩表現上的差異減小一半。此次開發的產品，目標是提高彩度，做到膠捲底片的色彩再現性，該產品已經配備於Sony的旗艦機種DSC-F828中。
鏡頭技術不斷更新
過去幾年配合數位相機體積小型化，新的鏡頭技術不斷推出，2000年首推Canon的「一日圓硬幣大小的鏡頭」。Canon在2000年確立往機體小型化之方向發展後，可是當時並無現成的鏡頭支援其開發理念，該公司為此專門開發了一組鏡頭，成就了此後的「IXY Digital」時代。Minolta的「DiMAGE X」系列的屈曲光學鏡頭組，以及Pentax「Optio S」系列與Casio「EX-Z」系列共用的「Sliding Lens System」，都是這幾年鏡頭新技術的代表。
此外，Philips在2004年德國舉辦的CeBIT，展出完全不使用可動元件的可變焦液體鏡頭系統「FluidFocus」。該系統使用像人眼一樣的液體透鏡，通過改變形狀來調整焦距。該公司正準備進行量產，能夠克服目前大多數低成本圖像系統存在的定焦缺點。試製的透鏡尺寸為直徑3mm、長度2.2mm。能嵌入小型光學產品使用。
透鏡部分由折射率不同的兩種不混溶液體組成。一種是導電性水溶液，另一種是不導電性油，將兩種液體加入上下兩面透明的短圓筒中。圓筒側壁和上下均有一面進行了疏水性處理，因此導電性水溶液在形成曲面的狀態下非常穩定，能夠具有球狀曲率的凸透鏡作用。在上述狀態下，施加與疏水性處理面垂直的電場後，疏水性會降低，就能對透鏡形狀進行操作。改變施加電場的強度後，會由凸透鏡順利地變成凹透鏡。
Philips展示的FluidFocus系統的焦距為5cm至無限遠，焦距切換時間不足10ms。使用直流電壓調節焦距，耗電量幾乎等於零，因此適合於電池驅動的產品。據該公司的試驗結果，耐用性很高，就是變焦100萬次以上，也不會產生光學特性下降的情況。由於還具備很強的耐衝擊性和較大的可動溫度範圍，因此最適合於移動終端。
上述技術極具潛力，但是必須解決幾個前提，才有機會應用於數位相機上。首先是日本產業本位主義極重，不輕易接受外來技術，且相當保護自己的研發團隊；其次是類似像Philips的歐美廠商，尤其是歐洲廠商，對自身研發技術的衍生效益自視頗高，在權利金方面很難與被授權的廠商達成共識。短期內如果還是由日系廠商主導數位相機產業，相信鏡頭的發展還是以日系技術為主。
抖動補償功能漸受重視
另一趨勢是因應高倍數光學變焦鏡頭的機種比例增加，「抖動補償功能」的需求因此產生。在使用高倍數光學變焦功能的同時，若不用三腳架手持攝影，攝影者總會產生不可避免的微小晃動。尤其在快門速度較低時，抖動的影響會更大。此外，由於大多都利用液晶畫面而不是取景器進行拍攝，因此比傳統相機更容易產生抖動。對因攝影者手部搖動而產生的「光軸偏移」進行補償，就是「抖動補償功能」，此功能過去多用在高級單眼相機中。
Panasonic數位相機採用的「抖動補償」技術，是由鏡筒中間的抖動補償透鏡裝置，根據光軸偏移，而使用磁力滑動懸空狀態的抖動補償透鏡。不僅對照片，還能夠對錄影進行抖動補償。該公司配備高倍數光學變焦鏡頭的「DMC-FZ」系列，即採用光學抖動補償功能。2003年進一步在3倍光學變焦的「DMC-FX」系列也採用此功能。該方式的缺點是：由於必須在相機鏡筒中配備抖動補償裝置，因此在過去鏡筒總是很大。Panasonic透過改進透鏡等元件，成功地大幅縮小了該裝置的尺寸。其實，普遍認為一般型的數位相機，才是最需要抖動補償功能的數位相機。原因在於大多數一般型數位相機的用戶，都是不擅長拍攝的人，因此經常會產生重影照片。
同樣是光學補償方式，KonicaMinolta則採用了通過移動CCD進行補償的裝置。2003年9月，該公司上市了配備光學抖動補償裝置「Anti-Shake」的「DiMAGE A1」。Anti-Shake通過沿直向和橫向分別配備的一個壓電元件來移動CCD，修正光軸。由於該方式的抖動補償裝置非常薄，嵌入CCD時也只有6mm，因此比透鏡移動式更容易配備於超薄產品中。而且由於抖動補償裝置配置於機身側面，因此不需對現有鏡頭裝置進行設計調整。只要「Anti-Shake」的成本不斷降低，該公司今後還可能將該技術應用於袖珍型數位相機中。
除了上述了方式外，Olympus的「C-700 Ultra Zoom」系列，採用了「Anti-Vibration Program」，可根據拍攝情況，透過調節快門速度和ISO感光度等設置，減輕抖動的影響。該方式不需光學補償裝置，因此成本較低。
低耗電零件為發展重點之一
可攜式產品的能源有限，尤其是在產品小型化的趨勢下，電池體積也隨之縮小。近年來為了增加數位相機的使用時間，除了不斷改進電池的壽命外，降低各個零組件的耗電，也是廠商開發的重點。
Casio在2004年推出了將電池壽命延長至原產品2.5倍的「EX-Z40」數位相機。根據CIPA制定的電池壽命測定法，EX-Z40的電池壽命為360張(180分)，該公司原產品「EX-Z4」為140張(70分)。對延長電池壽命做出貢獻的是降低圖像處理模組的工作電壓，並增加鋰離子充電電池的容量。圖像處理模組是對SDRAM、Flash EEPROM和ASIC進行單封裝而成的。過去，SDRAM的工作電壓為+3.0V，所以無法降低供給模組的電壓。此次採用工作電壓+1.8V的SDRAM，將模組的工作電壓也降到了+1.8V。圖像處理模組的低電壓，使電池壽命延長至1.4倍。
Sanyo開發成功出一種幾乎可將耗電量比原來減少一半的液晶面板驅動技術「SmartDIDM（Smart Dot Inversion Driving Method）」。在QVGA規格液晶面板上播放錄影時的耗電量，包括液晶面板驅動器電路在內，僅6.5mW左右。過去則為12mW左右。計劃2005年第一季開始量產採用該技術的2吋液晶面板。此次開發的驅動技術採用了各畫素週期性地切換施加在液晶面板液晶部分的電壓極性的方法，並且由驅動器IC直接向液晶面板各畫素中設置的Retention Volume施加電壓(±5V左右)。向Retention Volume施加各畫素的視訊信號電壓後，為了將其轉換成所需的驅動電壓，就直接由驅動器IC施加電壓。三洋電機將這種驅動技術取名為「SmartDIDM」。據Sanyo表示，基本上沒有增加製造成本。
產品線日漸完整的單眼數位相機
單眼數位相機極具市場潛力
2003年Canon推出「EOS Kiss Digital」單眼數位相機，該產品以12萬日圓的低價，在市場上造成轟動，一舉帶動了單眼數位相機的熱潮；該公司頭號競爭對手「Nikon」不得不跟進，於2004年第一季推出市場價格不到11萬日圓的「D70」。兩家單眼數位相機廠商都寄望能在此一市場擊敗群雄。單眼數位相機產業的進入門檻高、商品單價高，利潤容易維持，未來數年單眼數位相機的市場成長率驚人。根據Nikon的推估，2003年全球單眼數位相機市場為100萬台，2004年可能有一倍的成長，2006年預估將達到500萬台。
主要廠商產品線完整
在傳統單眼相機市場，Canon與Nikon一直都是主要的領導廠商，進入數位時代後，兩家廠商仍憑著各自的關鍵技術，在單眼數位相機領域中維持優勢。單眼數位相機依照消費族群之不同，有多種產品線，以滿足各種需求。一般來說，大致可分為業餘攝影、專業新聞攝影、商業攝影等不同訴求的消費群；廠商則依照各族群對畫質、攝影速度等不同的要求，對單眼數位相機的產品線做不同區隔。Canon的單眼數位相機旗艦機種「EOS-1Ds」，強調的是全方位的高性能表現，滿足專業攝影家的嚴格要求；「EOS-1D MarkII」的訴求是每秒8.5幅的高速攝影性能；「EOS Kiss Digital」則是針對業餘攝影愛好者設計，以低價位為市場定位；「EOS-10D」為該公司單眼數位相機的中階產品。Nikon在高畫質與高速攝影有兩個不同之產品線「DX」系列與「DH」系列；中階機種為「D100」；而最新的入門機種是「D70」。
透過低價 單眼數位相機引爆市場
Canon在2003年推出的「EOS Kiss Digital」，基於EOS-10D的基礎開發，畫質可以達到與EOS-10D相同水準。該機種實現了小型輕量化設計：將EOS-10D中的攝影電路、相機控制電路、液晶面板控制電路和圖像處理電路進行了整合。同時改進機身結構，元件數量比EOS-10D減少了15%，重量輕了25%，且尺寸也比EOS-10D的149.7 mm(寬)×107.5mm(高)×75.0mm(縱長)小，為142mm(寬)×99mm(高)×72.4mm(縱長)。通過調整電子零件的安裝方法，以及降低一部分的方便性，和改變機身材料，降低了製造成本。例如，EOS-10D的連拍速度為3幅/秒，而新產品降到2.5幅/秒。
Canon推出「EOS Kiss Digital」，完成了該公司單眼數位相機的產品線。該機種促使全球單眼數位相機的發貨數量，由2002年的20萬部，2003年急劇增長到100萬部；而Canon在全球單眼數位相機發貨數量中，獲得50%以上的佔有率。
Nikon則推出低價單眼數位相機「D70」，並預計2004年度囊括全球單眼數位相機市場40%以上的市場佔有率。影像感測元件採用有效畫素為610萬的CCD，而沒有採用該公司自主開發的用於D2H的「LBCAST」，主因是「LBCAST」還無法大量量產。雖然「D70」定位為業餘用戶的低階機型，但部分性能卻在「D100」之上：支援3幅/秒、最大為144幅的高速連續拍攝，只需約0.2秒的高速啟動等。另外，由於採用了新開發的圖像處理引擎，可以拍攝精細度更高、色彩更為鮮艷的圖像。
部分廠商寄望「Four Thirds System」
以往的單眼相機，由於各廠規格不一，因而無法共通使用其他廠商製造的鏡頭，十分不便。Kodak、Olympus、Fujifilm等公司，擬統一單眼數位相機的規格，提高方便性，進而擴大市場。在協議中，規範影像感測元件尺寸，以及數位相機機身與鏡頭間的接頭形狀等。Sanyo、Matsushita與Sigma等三家廠商，2004年正式宣佈支持「Four Thirds System」。此次表示支持該規格的廠商當中，Matsushita將著手開發支援「Four Thirds System」規格的CCD影像感測元件；而Sanyo計畫研發相機本體；Sigma則將研發重點置於鏡頭方面。
「Four Thirds System」目前已有Olympus於2003年推出的「E-1」。該產品實際銷售價格為20萬日圓。E-1配備由Kodak生產的4/3英寸500萬畫素CCD，該CCD為Full Frame，具有灰階重現性。另外由於機身採用錳合金製造，因此重量輕且剛性強。過去單眼數位相機在更換鏡頭時，可能會發生灰塵等雜質附於CCD上。為解決這一問題，E-1安裝了「Super Sonic Wave Filter」裝置，在緊貼著CCD的前方安裝了薄玻璃板，如果有灰塵附著在上面，可以使用超聲波去除附在上面的灰塵。
雖然Canon及Nikon的產品可以使用傳統單眼相機的鏡頭，但Olympus追求的是「數位相機專用鏡頭」。因此，在影像感測元件方面，以配備專用鏡頭為前提的話，該公司認為使用CCD最為合適。Olympus與Kodak聯手開發「Four Thirds System」專用CCD的特點，與能夠拍攝動態圖像的CCD不同；該CCD只著眼於照片拍攝，擴大其受光面積。
後進者持續加入戰局
除了上述廠商外，屬於後進者的還有Pentax。Pentax自2003年年初起便積極經營數位相機市場；憑藉著優良的光學鏡頭技術，開發許多具利基的產品線，例如強調小型化特色的「Optio S」系列。2003年該公司決心進入單眼數位相機市場，於2003年9月推出業界最小的「istD」機種。目前由菲律賓工廠進行生產，月產能30萬台。該公司計畫增設第二廠，進行增產。隨著單眼數位相機市場的加溫，KonicaMinolta也於2004年推出「α-7 Digital」，準備加入戰局。
旗艦機種強調使用與35mm底片同大的影像感測元件
在單眼數位相機中，影像感測元件尺寸的大小相當重要，因為目前所有單眼相機的鏡頭，都是根據一般底片36mm×24mm的尺寸來設計的。當所用的影像感測元件尺寸較底片小時，鏡頭原本焦距長度就受到限制；若改用與底片同樣尺寸的影像感測元件，鏡頭就能正常運用。此外，鏡頭口徑較大，相對來說光學特性較佳。故現階段單眼數位相機的旗艦機種皆強調使用與35mm底片同大的影像感測元件。
2004年Kodak推出了新一代專業級單眼數位相機「DCS Pro SLR/n」，以「中畫幅相機的影像品質、135相機的靈活方便」為訴求。該機採用了與35mm底片同大的新型全尺寸CMOS影像感測元件，分辨率高達1389萬畫素。與上一代「DCS Pro14n」相比，Kodak在DCS Pro SLR/n上的第二代CMOS影像感測元件中採用HPLN高性能低噪音技術，重新設計了影像感測元件的畫素，並採用了全新的製程，電路採用全新降噪設計，使得相機在感光性能、長時間曝光性能、鎢絲燈照明及光照不足的條件下的表現大幅提升。
在傳統單眼相機頗具盛名的Contax，推出之旗艦機種「CONTAX N DIGITAL」，也是採用與一般底片同樣大小的CCD。
利用新型影像感測元件提昇速度
Nikon在2003年11月上市的單眼數位相機「D2H」中配備了新型影像感測元件－「LBCAST」。與影像感測元件使用CCD的「D1H」相比，D2H的特點是：耗電量大幅降低，而且按下快門時的反應速度非常快。從按快門到實際保存圖像之間存在被稱為「釋放時滯」的時間差。「D2H」將這一時間縮短到了0.037秒。通過這一改進，新機型實現了8幅/秒的連拍功能。「D2H」主要針對體育和新聞記者等需要拍攝大量照片的專業人士，因此必須配備耗電量小、擅長拍攝運動對象的「LBCAST」。
Canon在拍攝速度上也有所突破。該公司於2004年1月29日發表了820萬有效畫素的專業單眼數位相機「EOS-1D Mark II」，可實現8.5幅/秒的高速連拍。估計零售價為55萬日圓，圖像引擎採用了最新的「DIGIC II」。
數位相機進入高畫素時代
過去5五年數位相機的發展，其實還只是起步階段；從以上的討論過程可以發現，數位相機的各個關鍵技術都存在著相當大的發展空間。尤其是單眼數位相機，其消費族群的特性，便是對影像品質及相機功能無窮無盡的要求與挑剔。
數位影像畫素發展的界線，不應只是單純以電腦及週邊的負荷為考量，因為電腦及相關技術的進展也持續在進行。光學材料部分在進入高畫素階段，確實面臨一些瓶頸；但是從時間的觀點，還是可以找出解決方案。
在進入高畫素的時代後，相關的整體解決方案愈顯重要，如此數位相機的整體效能才會相對提昇。隨著單眼數位相機市場的熱絡，未來先端的數位影像技術將先應用於單眼數位相機中，待技術成熟後，再移植至一般數位相機上。至於單眼數位相機規格的統一，是否直接影響市場的擴大，仍待觀察。
這幾年數位相機市場快速成長，其市場潛力誘使業者投入更多資源，加快開發進度，突破技術障礙。只有當主導市場的日系廠商逐漸退出市場時，數位相機的發展或許才會告一段落，但目前數位相機仍有寬廣的發展空間！
步入2004年之際，全球一致看好的電子產品，包括TFT-LCD、DVD及數位相機。與前兩項產品相比，數位相機市場熱絡的時點相對較早，但領導大廠悄悄地將旗艦機種推上了800萬畫素，消費者仍可從新產品中感受到新技術帶來的便利性。
部分市場人士認為，數位相機在進入300萬畫素或是500萬畫素時，產品開發將達到一成熟階段；而筆者卻認為隨著關鍵技術的提昇，數位相機仍有相當大之發展空間。以下將數位相機分為不可更換鏡頭型及單眼型兩部份做探討。
畫素持續向上的不可更換鏡頭型數位相機
不可更換鏡頭型仍為市場主力
根據光電科技工業協進會(PIDA)的資料推估，2004年全球數位相機市場有可能接近6,000萬台。現階段一般大眾熟悉的數位相機，主要還是不可更換鏡頭型的數位相機，這部分是數位相機市場的主力。此外，由於單眼數位相機單價快速接近合理價位，造成單眼數位相機市場快速成長，未來深具潛力，故本文將此列為另一重點。相機手機在2003年快速崛起，也常被提出與數位相機比較分析，筆者認為短期內照相手機的供應商對該產品之定位仍異於數位相機，市場區隔明顯，但未來隨著時間之加長，市場重疊部分可能加大。照相手機市場特性不同於數位相機，在此不做討論。
周邊技術左右高畫素數位相機「一步到位」
2003年底Sony推出DSC-F828為800萬畫素旗艦機種，部分市場人士認為是單一事件。畢竟在電腦或是印表機等週邊，支援800萬畫素的影像仍嫌吃力；這也是一般認為300萬畫素或是500萬畫素，將是數位相機一個發展階段的背景因素。
2004年初隨著Canon的PowerShot Pro1、KonicaMinolta的DiMAGE A2、Nikon的Coolpix 8700、Olympus的Camedia C-8080 Wide Zoom等800萬畫素產品的陸續推出，顯示出畫素不斷向上提昇的趨勢。週邊技術確實左右著數位相機的發展，正因為如此，數位相機的發展才沒有發生「一步到位」的情形。實際上，市場對於數位影像畫素相當於傳統影像的換算，存在著一些推估，可能是數百萬畫素或是數千萬畫素；但隨著技術的提昇，產品線也會重新定位，相信今日應該不會有業者認為「百萬畫素」是數位相機的入門機種吧！
@3:Sharp在2004年第一季推出一款針對輕薄型數位相機開發的CCD
@0:Sharp的「RJ21T3AA0PT」及「RJ21T3AA0ST」，有效畫素達到600萬畫素。該產品光學部份尺寸為1/1.8吋，與該公司現有400/500萬畫素產品相當，故2004年重量100g至200g的數位相機應可提昇至600萬畫素。而500萬及400萬畫素將是常見的機種，300萬畫素的數位相機最少還有1～2年的產品生命週期。
在CCD的色彩方面，Sony於2003年成功開發出採用4色彩色過濾器的CCD影像感測元件，在紅(R)、綠(G)、藍(B)3種顏色之外增加了名為「艷綠色」近似藍綠色的色彩。由於CCD和人眼的分光靈敏度分佈不同，因此在色彩再現性上存在差異。此次的CCD與使用3色彩色過濾器的該公司原產品相比，可將色彩表現上的差異減小一半。此次開發的產品，目標是提高彩度，做到膠捲底片的色彩再現性，該產品已經配備於Sony的旗艦機種DSC-F828中。
鏡頭技術不斷更新
過去幾年配合數位相機體積小型化，新的鏡頭技術不斷推出，2000年首推Canon的「一日圓硬幣大小的鏡頭」。Canon在2000年確立往機體小型化之方向發展後，可是當時並無現成的鏡頭支援其開發理念，該公司為此專門開發了一組鏡頭，成就了此後的「IXY Digital」時代。Minolta的「DiMAGE X」系列的屈曲光學鏡頭組，以及Pentax「Optio S」系列與Casio「EX-Z」系列共用的「Sliding Lens System」，都是這幾年鏡頭新技術的代表。
此外，Philips在2004年德國舉辦的CeBIT，展出完全不使用可動元件的可變焦液體鏡頭系統「FluidFocus」。該系統使用像人眼一樣的液體透鏡，通過改變形狀來調整焦距。該公司正準備進行量產，能夠克服目前大多數低成本圖像系統存在的定焦缺點。試製的透鏡尺寸為直徑3mm、長度2.2mm。能嵌入小型光學產品使用。
透鏡部分由折射率不同的兩種不混溶液體組成。一種是導電性水溶液，另一種是不導電性油，將兩種液體加入上下兩面透明的短圓筒中。圓筒側壁和上下均有一面進行了疏水性處理，因此導電性水溶液在形成曲面的狀態下非常穩定，能夠具有球狀曲率的凸透鏡作用。在上述狀態下，施加與疏水性處理面垂直的電場後，疏水性會降低，就能對透鏡形狀進行操作。改變施加電場的強度後，會由凸透鏡順利地變成凹透鏡。
Philips展示的FluidFocus系統的焦距為5cm至無限遠，焦距切換時間不足10ms。使用直流電壓調節焦距，耗電量幾乎等於零，因此適合於電池驅動的產品。據該公司的試驗結果，耐用性很高，就是變焦100萬次以上，也不會產生光學特性下降的情況。由於還具備很強的耐衝擊性和較大的可動溫度範圍，因此最適合於移動終端。
上述技術極具潛力，但是必須解決幾個前提，才有機會應用於數位相機上。首先是日本產業本位主義極重，不輕易接受外來技術，且相當保護自己的研發團隊；其次是類似像Philips的歐美廠商，尤其是歐洲廠商，對自身研發技術的衍生效益自視頗高，在權利金方面很難與被授權的廠商達成共識。短期內如果還是由日系廠商主導數位相機產業，相信鏡頭的發展還是以日系技術為主。
抖動補償功能漸受重視
另一趨勢是因應高倍數光學變焦鏡頭的機種比例增加，「抖動補償功能」的需求因此產生。在使用高倍數光學變焦功能的同時，若不用三腳架手持攝影，攝影者總會產生不可避免的微小晃動。尤其在快門速度較低時，抖動的影響會更大。此外，由於大多都利用液晶畫面而不是取景器進行拍攝，因此比傳統相機更容易產生抖動。對因攝影者手部搖動而產生的「光軸偏移」進行補償，就是「抖動補償功能」，此功能過去多用在高級單眼相機中。
Panasonic數位相機採用的「抖動補償」技術，是由鏡筒中間的抖動補償透鏡裝置，根據光軸偏移，而使用磁力滑動懸空狀態的抖動補償透鏡。不僅對照片，還能夠對錄影進行抖動補償。該公司配備高倍數光學變焦鏡頭的「DMC-FZ」系列，即採用光學抖動補償功能。2003年進一步在3倍光學變焦的「DMC-FX」系列也採用此功能。該方式的缺點是：由於必須在相機鏡筒中配備抖動補償裝置，因此在過去鏡筒總是很大。Panasonic透過改進透鏡等元件，成功地大幅縮小了該裝置的尺寸。其實，普遍認為一般型的數位相機，才是最需要抖動補償功能的數位相機。原因在於大多數一般型數位相機的用戶，都是不擅長拍攝的人，因此經常會產生重影照片。
同樣是光學補償方式，KonicaMinolta則採用了通過移動CCD進行補償的裝置。2003年9月，該公司上市了配備光學抖動補償裝置「Anti-Shake」的「DiMAGE A1」。Anti-Shake通過沿直向和橫向分別配備的一個壓電元件來移動CCD，修正光軸。由於該方式的抖動補償裝置非常薄，嵌入CCD時也只有6mm，因此比透鏡移動式更容易配備於超薄產品中。而且由於抖動補償裝置配置於機身側面，因此不需對現有鏡頭裝置進行設計調整。只要「Anti-Shake」的成本不斷降低，該公司今後還可能將該技術應用於袖珍型數位相機中。
除了上述了方式外，Olympus的「C-700 Ultra Zoom」系列，採用了「Anti-Vibration Program」，可根據拍攝情況，透過調節快門速度和ISO感光度等設置，減輕抖動的影響。該方式不需光學補償裝置，因此成本較低。
低耗電零件為發展重點之一
可攜式產品的能源有限，尤其是在產品小型化的趨勢下，電池體積也隨之縮小。近年來為了增加數位相機的使用時間，除了不斷改進電池的壽命外，降低各個零組件的耗電，也是廠商開發的重點。
Casio在2004年推出了將電池壽命延長至原產品2.5倍的「EX-Z40」數位相機。根據CIPA制定的電池壽命測定法，EX-Z40的電池壽命為360張(180分)，該公司原產品「EX-Z4」為140張(70分)。對延長電池壽命做出貢獻的是降低圖像處理模組的工作電壓，並增加鋰離子充電電池的容量。圖像處理模組是對SDRAM、Flash EEPROM和ASIC進行單封裝而成的。過去，SDRAM的工作電壓為+3.0V，所以無法降低供給模組的電壓。此次採用工作電壓+1.8V的SDRAM，將模組的工作電壓也降到了+1.8V。圖像處理模組的低電壓，使電池壽命延長至1.4倍。
Sanyo開發成功出一種幾乎可將耗電量比原來減少一半的液晶面板驅動技術「SmartDIDM（Smart Dot Inversion Driving Method）」。在QVGA規格液晶面板上播放錄影時的耗電量，包括液晶面板驅動器電路在內，僅6.5mW左右。過去則為12mW左右。計劃2005年第一季開始量產採用該技術的2吋液晶面板。此次開發的驅動技術採用了各畫素週期性地切換施加在液晶面板液晶部分的電壓極性的方法，並且由驅動器IC直接向液晶面板各畫素中設置的Retention Volume施加電壓(±5V左右)。向Retention Volume施加各畫素的視訊信號電壓後，為了將其轉換成所需的驅動電壓，就直接由驅動器IC施加電壓。三洋電機將這種驅動技術取名為「SmartDIDM」。據Sanyo表示，基本上沒有增加製造成本。
產品線日漸完整的單眼數位相機
單眼數位相機極具市場潛力
2003年Canon推出「EOS Kiss Digital」單眼數位相機，該產品以12萬日圓的低價，在市場上造成轟動，一舉帶動了單眼數位相機的熱潮；該公司頭號競爭對手「Nikon」不得不跟進，於2004年第一季推出市場價格不到11萬日圓的「D70」。兩家單眼數位相機廠商都寄望能在此一市場擊敗群雄。單眼數位相機產業的進入門檻高、商品單價高，利潤容易維持，未來數年單眼數位相機的市場成長率驚人。根據Nikon的推估，2003年全球單眼數位相機市場為100萬台，2004年可能有一倍的成長，2006年預估將達到500萬台。
主要廠商產品線完整
在傳統單眼相機市場，Canon與Nikon一直都是主要的領導廠商，進入數位時代後，兩家廠商仍憑著各自的關鍵技術，在單眼數位相機領域中維持優勢。單眼數位相機依照消費族群之不同，有多種產品線，以滿足各種需求。一般來說，大致可分為業餘攝影、專業新聞攝影、商業攝影等不同訴求的消費群；廠商則依照各族群對畫質、攝影速度等不同的要求，對單眼數位相機的產品線做不同區隔。Canon的單眼數位相機旗艦機種「EOS-1Ds」，強調的是全方位的高性能表現，滿足專業攝影家的嚴格要求；「EOS-1D MarkII」的訴求是每秒8.5幅的高速攝影性能；「EOS Kiss Digital」則是針對業餘攝影愛好者設計，以低價位為市場定位；「EOS-10D」為該公司單眼數位相機的中階產品。Nikon在高畫質與高速攝影有兩個不同之產品線「DX」系列與「DH」系列；中階機種為「D100」；而最新的入門機種是「D70」。
透過低價 單眼數位相機引爆市場
Canon在2003年推出的「EOS Kiss Digital」，基於EOS-10D的基礎開發，畫質可以達到與EOS-10D相同水準。該機種實現了小型輕量化設計：將EOS-10D中的攝影電路、相機控制電路、液晶面板控制電路和圖像處理電路進行了整合。同時改進機身結構，元件數量比EOS-10D減少了15%，重量輕了25%，且尺寸也比EOS-10D的149.7 mm(寬)×107.5mm(高)×75.0mm(縱長)小，為142mm(寬)×99mm(高)×72.4mm(縱長)。通過調整電子零件的安裝方法，以及降低一部分的方便性，和改變機身材料，降低了製造成本。例如，EOS-10D的連拍速度為3幅/秒，而新產品降到2.5幅/秒。
Canon推出「EOS Kiss Digital」，完成了該公司單眼數位相機的產品線。該機種促使全球單眼數位相機的發貨數量，由2002年的20萬部，2003年急劇增長到100萬部；而Canon在全球單眼數位相機發貨數量中，獲得50%以上的佔有率。
Nikon則推出低價單眼數位相機「D70」，並預計2004年度囊括全球單眼數位相機市場40%以上的市場佔有率。影像感測元件採用有效畫素為610萬的CCD，而沒有採用該公司自主開發的用於D2H的「LBCAST」，主因是「LBCAST」還無法大量量產。雖然「D70」定位為業餘用戶的低階機型，但部分性能卻在「D100」之上：支援3幅/秒、最大為144幅的高速連續拍攝，只需約0.2秒的高速啟動等。另外，由於採用了新開發的圖像處理引擎，可以拍攝精細度更高、色彩更為鮮艷的圖像。
部分廠商寄望「Four Thirds System」
以往的單眼相機，由於各廠規格不一，因而無法共通使用其他廠商製造的鏡頭，十分不便。Kodak、Olympus、Fujifilm等公司，擬統一單眼數位相機的規格，提高方便性，進而擴大市場。在協議中，規範影像感測元件尺寸，以及數位相機機身與鏡頭間的接頭形狀等。Sanyo、Matsushita與Sigma等三家廠商，2004年正式宣佈支持「Four Thirds System」。此次表示支持該規格的廠商當中，Matsushita將著手開發支援「Four Thirds System」規格的CCD影像感測元件；而Sanyo計畫研發相機本體；Sigma則將研發重點置於鏡頭方面。
「Four Thirds System」目前已有Olympus於2003年推出的「E-1」。該產品實際銷售價格為20萬日圓。E-1配備由Kodak生產的4/3英寸500萬畫素CCD，該CCD為Full Frame，具有灰階重現性。另外由於機身採用錳合金製造，因此重量輕且剛性強。過去單眼數位相機在更換鏡頭時，可能會發生灰塵等雜質附於CCD上。為解決這一問題，E-1安裝了「Super Sonic Wave Filter」裝置，在緊貼著CCD的前方安裝了薄玻璃板，如果有灰塵附著在上面，可以使用超聲波去除附在上面的灰塵。
雖然Canon及Nikon的產品可以使用傳統單眼相機的鏡頭，但Olympus追求的是「數位相機專用鏡頭」。因此，在影像感測元件方面，以配備專用鏡頭為前提的話，該公司認為使用CCD最為合適。Olympus與Kodak聯手開發「Four Thirds System」專用CCD的特點，與能夠拍攝動態圖像的CCD不同；該CCD只著眼於照片拍攝，擴大其受光面積。
後進者持續加入戰局
除了上述廠商外，屬於後進者的還有Pentax。Pentax自2003年年初起便積極經營數位相機市場；憑藉著優良的光學鏡頭技術，開發許多具利基的產品線，例如強調小型化特色的「Optio S」系列。2003年該公司決心進入單眼數位相機市場，於2003年9月推出業界最小的「istD」機種。目前由菲律賓工廠進行生產，月產能30萬台。該公司計畫增設第二廠，進行增產。隨著單眼數位相機市場的加溫，KonicaMinolta也於2004年推出「α-7 Digital」，準備加入戰局。
旗艦機種強調使用與35mm底片同大的影像感測元件
在單眼數位相機中，影像感測元件尺寸的大小相當重要，因為目前所有單眼相機的鏡頭，都是根據一般底片36mm×24mm的尺寸來設計的。當所用的影像感測元件尺寸較底片小時，鏡頭原本焦距長度就受到限制；若改用與底片同樣尺寸的影像感測元件，鏡頭就能正常運用。此外，鏡頭口徑較大，相對來說光學特性較佳。故現階段單眼數位相機的旗艦機種皆強調使用與35mm底片同大的影像感測元件。
2004年Kodak推出了新一代專業級單眼數位相機「DCS Pro SLR/n」，以「中畫幅相機的影像品質、135相機的靈活方便」為訴求。該機採用了與35mm底片同大的新型全尺寸CMOS影像感測元件，分辨率高達1389萬畫素。與上一代「DCS Pro14n」相比，Kodak在DCS Pro SLR/n上的第二代CMOS影像感測元件中採用HPLN高性能低噪音技術，重新設計了影像感測元件的畫素，並採用了全新的製程，電路採用全新降噪設計，使得相機在感光性能、長時間曝光性能、鎢絲燈照明及光照不足的條件下的表現大幅提升。
在傳統單眼相機頗具盛名的Contax，推出之旗艦機種「CONTAX N DIGITAL」，也是採用與一般底片同樣大小的CCD。
利用新型影像感測元件提昇速度
Nikon在2003年11月上市的單眼數位相機「D2H」中配備了新型影像感測元件－「LBCAST」。與影像感測元件使用CCD的「D1H」相比，D2H的特點是：耗電量大幅降低，而且按下快門時的反應速度非常快。從按快門到實際保存圖像之間存在被稱為「釋放時滯」的時間差。「D2H」將這一時間縮短到了0.037秒。通過這一改進，新機型實現了8幅/秒的連拍功能。「D2H」主要針對體育和新聞記者等需要拍攝大量照片的專業人士，因此必須配備耗電量小、擅長拍攝運動對象的「LBCAST」。
Canon在拍攝速度上也有所突破。該公司於2004年1月29日發表了820萬有效畫素的專業單眼數位相機「EOS-1D Mark II」，可實現8.5幅/秒的高速連拍。估計零售價為55萬日圓，圖像引擎採用了最新的「DIGIC II」。
數位相機進入高畫素時代
過去5五年數位相機的發展，其實還只是起步階段；從以上的討論過程可以發現，數位相機的各個關鍵技術都存在著相當大的發展空間。尤其是單眼數位相機，其消費族群的特性，便是對影像品質及相機功能無窮無盡的要求與挑剔。
數位影像畫素發展的界線，不應只是單純以電腦及週邊的負荷為考量，因為電腦及相關技術的進展也持續在進行。光學材料部分在進入高畫素階段，確實面臨一些瓶頸；但是從時間的觀點，還是可以找出解決方案。
在進入高畫素的時代後，相關的整體解決方案愈顯重要，如此數位相機的整體效能才會相對提昇。隨著單眼數位相機市場的熱絡，未來先端的數位影像技術將先應用於單眼數位相機中，待技術成熟後，再移植至一般數位相機上。至於單眼數位相機規格的統一，是否直接影響市場的擴大，仍待觀察。
這幾年數位相機市場快速成長，其市場潛力誘使業者投入更多資源，加快開發進度，突破技術障礙。只有當主導市場的日系廠商逐漸退出市場時，數位相機的發展或許才會告一段落，但目前數位相機仍有寬廣的發展空間！
posted by C.H. Chen @ 4:23 PM
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