技術筆記：相位對焦與相位差顯微技術

相位對焦與相位差顯微技術都有相位兩字，但原理與功能是天差地遠。相位對焦單純涉及對焦清晰與否，而位相差顯微技術則應用了物理定義上光線的光程差原理。

相位對焦

自動對焦有三個技術，分別是反差對焦(MTF)、主動對焦(雷射 紅外線)與相位對焦，常用的MTF必須要移動鏡片(一般為五次)，由不同位置拍攝影像的銳利度，"猜測"出最合焦的位置，將鏡片移到正確位置。

相位檢測自動對焦(Phase Detection AF)號稱不需要移動鏡片，可在定點僅拍攝單張照片就蒐集全部資訊，決定最佳移動位置，其概念如下。

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紫色光线代表经过上半部分透镜的光线，而蓝色代表经过下半部分透镜的光线，可以看到，当CCD在焦前的时候，上半部分的CCD接收到的是上半部分的光线，而下半部分的CCD则接收到的是下半部分的光线，反之，在焦后的时候恰好相反。那么如果我们可以区分光线是来自透镜的上半部分还是下半部分，我们就可以知道是焦前还是焦后了。不难发现，CCD越接近理想成像面，两色光线在CCD上所成像越接近，当恰好成像清晰时，两色光线是重合成一点的。

此概念的實現方式有二。一是傳統單眼相機半透半反結構，以分光鏡分離光束，並透過半透明的主反光鏡(Reflex Mirror)後的副反光鏡(Sub Mirror)，將光線投射到相機機身底部的AF元件上。

單反 連結

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第二種是在CMOS感測器上製作出成對且能過濾方向性的元件，實際運作方式(連結)。

同平面成對結構

第三種概念是，在CMOS感射器上製作出前後兩層結構。概念如下。

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補充，以AI模擬PDAF的技術(連結)

相位差相位對焦

相位差顯微鏡（Phase Contrast Microscope）基本原理是，光線透過物體後發生折射，偏離了原來的光路，延遲1/4λ（波長）(連結)。

顯微鏡的應用是，若再增加或減少反射光的波長1/4λ，則光程差變為1/2λ，兩束光合軸後乾涉加強，振幅增大或減下，提高反差。

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對相位改變的興趣是因為openwater.cc提到其裝置就是利用波音波改變空間中某位置的光程，經過分析就能得知該位置的物理結構。光程要如何增強或削減呢？或許可參考顯微鏡的技術，相位板（annular phaseplate），這種鏡片中加了塗有氟化鎂，可將直射光或衍射光的相位推遲1/4λ。分為兩種：A+相板：將直射光推遲1/4λ，兩組光波合軸後光波相加，振幅加大，標本結構比周圍介質更加變亮，形成亮反差（或稱負反差）。B+相板：將衍射光推遲1/4λ，兩組光線合軸後光波相減，振幅變小，形成暗反差（或稱正反差），結構比周圍介質更加變暗。

另外，既然目標是提升對比度，也可以用AI模擬(連結)。