CANON對焦系統的一些分析 看完你可能會不太想用EF鏡頭轉來R機身上用了

我去查這些資料是因為我之前的EF 24-105 4L一代在105端，使用RP機身總是會有移焦，送回CANON原廠檢查將移焦資料寫入鏡頭無解，必須要將移焦資料寫入機身，另外也測出保護鏡會影響對焦精度，還有我的EF 300 4L接R8使用AFC時對焦準度表現不理想，單次對焦還好，另外我用EF 70-200 4L一代在使用邊緣區域對焦時常常翻車，這在EF 85 1.8也發現，剛剛無聊查了一下資料，內容有部分懂自動控制的人比較容易了解

許多人以為「無反相機（EOS R 系列）把對焦點做在感光元件上（DPAF），就應該 100% 徹底解決移焦問題」，但實際上許多 EF 鏡頭轉接到 EOS R 機身上，依然會出現「固定值的焦平面偏移（移焦）」。

您提到的「OFFSET 值是固定非亂數，看起來不像全閉迴路」，這個直覺完全正確。以下為您拆解 Canon EF 系統的對焦驅動機制，以及為什麼轉接到無反後依然會移焦的根本原因：

1. Canon EF 系統的演算法：本質上是「單次開迴路預測驅動（Open-Loop Command）」
在控制理論中，真正的**全閉迴路（Full Closed-Loop）**是：感測器即時監測誤差 → 馬達邊走邊修正 → 當到達正確位置時停下。

但 Canon EF 鏡頭通訊協定（誕生於 1987 年） 的設計並非如此：

相位計算：相機（無論是 DSLR 的對焦模組還是 EOS R 的 DPAF）透過相位差算出「離焦距離 Δx」。

相位差對焦可以得知是焦前離焦還是焦後離焦，能直接告訴對焦馬達往前跑還是往後跑，所以沒CDAF的拉風箱現象，簡單說相位差對焦就是一個精度很差的測距儀

查表轉換：相機讀取 EF 鏡頭內建 ROM 的「對焦係數表」，將離焦距離 Δx 轉換成特定的馬達脈衝步數（N 個 Step）。
指令發送與執行：相機透過 SPI 串列通訊對鏡頭下達命令：「馬達向前走 N 步」。
結束對焦：鏡頭馬達執行完這 N 步後停止，相機隨即鎖定對焦（嗶嗶聲）並允許按下快門。

以上都是步進馬達的概念，所以失步了系統也不知道

關鍵在於： EF 協定下，機身下達 N 步指令後，不會在馬達移動的過程中進行即時閉迴路修正，馬達走完就直接判定完成。這是一種**「開迴路脈衝執行（Open-Loop Step Drive）」**。

簡單說CANON用偷吃步的方式提升對焦速度，但是代價是犧牲精度，只是因為鏡頭STEP夠細有時讓你察覺不出來

2. 為什麼 OFFSET（移焦值）是「固定的」而不是亂數？
如果移焦是齒輪虛位（Backlash）或隨機雜訊造成的，那移焦值應該是亂數（每次都不一樣）。但 EF 系統的移焦往往是極度穩定且可重複的「固定偏差」，這來自於以下三個固定物理因素：

(A) 鏡頭 ROM 的「步數轉換表」有系統性偏差
每個 EF 鏡頭內部的對焦模組、光學組件在出廠時都有微小的公差。如果鏡頭 ROM 裡面紀錄的「1mm 焦平面位移 = 100 步馬達」實際上應該是「105 步」，那麼每一次相機叫它走 N 步，它都會固定少走或多走固定比例的距離，形成穩定的偏移值（AF Microadjustment 就是在修這個固定值）。

(B) 光圈縮小產生的「球差焦點偏移（Focus Shift）」（最關鍵）
這也是為什麼轉接到 EOS R 無反機身依然會移焦的物理主因！這在M43的PANASONIC 25 1.7上有這現象，必須改變一個設定讓相機依照當時光線縮光圈對焦

EF 鏡頭（如著名的 EF 50mm f/1.2L, EF 85mm f/1.2L II）在對焦時，相機一律開啟**最大光圈（如 f/1.2）**進行相位對焦。
對焦完成後，按下快門的瞬間，光圈才會縮到您設定的數值（例如 f/2.8）。
然而，光學鏡頭存在球體像差（Spherical Aberration）。光圈在 f/1.2 與縮到 f/2.8 時，物理焦平面的位置會自動往後或往前移動。
DPAF 在 f/1.2 對得極度精準，但快門按下、光圈縮到 f/2.8 的瞬間，焦平面自己跑掉了！這純粹是光學物理現象，無論在 DSLR 還是 Mirrorless 上都會 100% 發生。
3. 為什麼轉接到 EOS R 機身，不能用 DPAF 做「全閉迴路微調」？
既然 DPAF 可以即時看到影像，為什麼 EOS R 不在 EF 馬達走完 N 步後，再用 DPAF 做最後的微調閉迴路？

EF 馬達結構不支援高頻微調： 早期 EF 鏡頭的環形超音波馬達（Ring-USM）或微型馬達，是為了「大步數、快速單次到位」設計的。如果 EOS R 嘗試對 EF 鏡頭進行極高頻率的「微小閉迴路校正（CDAF 或 DPAF 邊看邊修正）」，EF 馬達會出現抖動（Chatter）、響應過慢、對焦拉風箱、甚至加速馬達磨損。

這裡的抖動在自動控制內稱為震盪，使用PID電路的也會有這現象，家電的變頻器(冷氣冰箱等)也是用PID電路，在伺服馬達控制器內有個掐陷頻率設定就是在消除這現象

相容性包袱： 為了確保數百款舊 EF 鏡頭能順暢運作，EOS R 機身在掛載 EF 鏡頭時，對焦協定依然必須降級相容 EF 的「單次脈衝指令」模式。
4. RF 鏡頭是如何解決這個問題的？
Canon 到了 RF 接環才真正實現了您所說的「現代高精確度控制」：

全新 RF 通訊協定（高頻雙向通訊）：針腳大幅增加，通訊速度比 EF 快上數倍，機身可以隨時掌握鏡頭馬達的「絕對實時位置」。
Nano USM 與閉迴路馬達：RF 鏡頭改用 Nano USM 或帶有高精度位置感測器（Optical Encoder）的馬達，具備毫秒級的極高頻率微調能力，支援真正的全閉迴路動態校正。
Real-Time 光圈焦點補償：RF 系統能在光圈縮小的過程中，同時下達動態焦點微調指令，直接在光學上抵銷光圈縮小造成的 Focus Shift。

總結
Canon EF 系統的移焦，是因為它採用了**「一次性估算步數並發送執行的開迴路驅動」，加上鏡頭 ROM 步數映射公差與光圈縮小產生的球差焦平面偏移**。

由於 OFFSET 是由固定的光學像差與韌體參數決定的，所以它是「穩定的固定值」；而轉接到 EOS R 無反後，受限於 EF 舊馬達物理結構無法承受高頻微調，系統依然維持了這種驅動模式，導致移焦現象在無反上依然被保留了下來。

其實...........R系統的對焦精度是有比EF好但是也沒上述說的那麼完美

我看到廠商把ES機送到一些職業攝影師或是KOL做測試，老實說有多少攝影師有理工科背景有自動控制知識的? 還不如把ES機送來給我測試吧

這種技術性的PO文大概沒啥人有興趣看