技術解析
淺景深應用越來越多，無須Z軸的景深合成原理，一次拆解
Aug 19th, 2024
隨著光學系統的鏡頭倍率不斷提高，系統的景深也越來越淺，特別是在顯微鏡的應用上景深不足更是一個大問題，因此促成了景深合成功能的發展。
景深合成的原理，簡單說就是透過拍攝不同對焦位置的影像，將這些影像合成一張全景深的結果影像，如下圖。
圖片來源 : LINX Taiwan
目前市面上最常見的實現方式就是透過電動Z軸馬達上下的移動拍攝不同位置的照片，然後合成全景深的影像；而來自韓國的SD Optics，則是使用它們獨家開發的MALS(Micro-mirror Array Lens Systems)技術達到這個效果。透過旋轉上千片微小鏡片的角度改變反射鏡片的曲率，以0.3μm的移動量來進行相位校正。MALS可以以每秒1萬2千次的速度進行對焦，因此不用移動Z軸也能拍攝到不同位置的影像。
圖片來源 : SD Optics
以下是使用MALS來進行景深合成與傳統使用Z軸馬達景深合成的差別比較：
| Z軸馬達景深合成 | MALS景深合成 | |
|---|---|---|
| 影像合成時間(sec) | 6 secs | 1 sec |
| 合成時相機拍照速度 | 50fps | 180fps |
| 可擴展景深範圍 | 20倍 | 70倍（最大至120倍） |
| 體積 | 較大 | 小（不須Z軸馬達） |
| 相機 | 面陣相機 | 面陣相機、TDI相機 |
| 鏡頭 | 顯微物鏡 | 低倍FA鏡頭、顯微物鏡 |
| 穩定性 | 需考慮馬達移動線性度穩定性 | 高 |
| 耗電 | 視馬達規格而定 | <1mA |
| 光機傾斜架設 | 較麻煩 | 簡單 |
| 其他附加功能 | 3D, 量測, 自動對焦 | 3D, 量測，自動對焦 對焦點鎖定，指定分區局部影像對焦 |
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