景深

景深是光学摄影中一个很重要的参数，它是指光学系统获取清晰成像时，被测物体所能移动的距离范围。当一个光学系统的景深较小时，就会出现背景虚化的现象。光圈、焦距、工作距离都是影响景深的重要因素。在对光学系统的景深进行计算时，需要先了解容许弥散圆的概念。

弥散圆是指在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影像变成模糊时所形成的一个扩大的圆。如果弥散圆的直径足够小，成像会足够清晰；如果弥散圆再大些，成像就会显得模糊。中间的临界点，这个可以被接受的最大的直径被称为容许弥散圆直径。

在拍摄过程中，通过弥散圆判断图像是否锐利进而判断景深的深浅。下图为两款不同双远心镜头利用景深板拍摄的测量景深的图片。其中图二为型号光虎视觉TTL11.5-25-45C双远心镜头在平行光照射下拍摄的图片。

图一

图二

实际应用中，景深可分为前景深和后景深，计算公式如下：

景深（dof）=

图三

根据景深公式我们可以看出，景深与有效F数、焦距、工作距离都有关系。图四是利用光线追迹的方法解释景深与F数的关系。增大F数之后，相同工作距离下，光线入射角变小，在容许弥散圆大小不变的情况下，使得景深变大。即有效F数与景深正相关。图五给出了在焦距、拍摄距离固定的情况下，不同F数下的拍摄效果图。当F数较小时，景深较小，从图片中可以明显的看出背景已经虚化。随着F数的增加，背景虚化现象明显变小，甚至消失。

图四

图五

图六给出了有效F数与景深之间的关系图。有效F数越小，光圈越大，景深越小；有效F数越大，光圈越小，景深越大。

图六

此外，通过景深公式，我们还可以推算出：

若镜头焦距可变，光圈和工作距离确定时，焦距越大，景深越小；焦距越小，景深越大。

当镜头焦距、F数确定时，工作距离越大，景深越大；工作距离越小，景深也会随之减小,容易出现背景虚化现象。

而双远心镜头与FA镜头略有不同。在双远心镜头的使用过程中，使用者可以微调镜头与相机传感器之间的距离，即法兰距，从而获得想要的景深效果。当然景深的极限还是由双远心镜头本身的设计决定，这些调整只能在设计的景深极限范围内进行微调。

需注意的一点是，景深是一个相对的概念，在景深之内和景深之外，并不存在绝对的清晰或者模糊的界限。景深的测量也具有一定的主观性，需要使用者根据自己的具体需求进行调整。

【来源：光虎视觉内部培训资料】