由於工作的關係,我通常要接觸大量的工業相機和鏡頭,而很多項目都對景深有要求。故有此問。

例如項目經常有這樣的要求:視野固定、工作距離固定、光圈固定。在此範圍內可以選擇不同靶面(畫幅)的相機和不同焦距的鏡頭。如果選用大靶面的相機,那麼必須配套選擇實際焦距長得多的鏡頭,如果認為彌散圓直徑是不變的(假如可以這麼認為的話),那麼景深就淺得多了。

工作距離(對焦距離)、光圈、鏡頭焦距都會影響景深,這幾乎是懂一些鏡頭光學知識的人都知道的。但是,景深還和彌散圓有關係,一般的景深計算軟體彌散圓默認是0.03mm,我就疑惑了,這允許的彌散圓直徑是一個變動不大的值還是隨著畫幅的不同改變很大呢?例如手機指甲蓋大小的感測器和全畫幅的感測器,這個允許的彌散圓的值兩者差距大嗎?

補充:為了簡化分析,不考慮圖像的沖印,僅討論拍攝以後生成的數字圖像,並且假定不同畫幅的兩個相機的像素是一樣的,且都縮放到100%觀看。


在光學上,點光源通過透鏡系統後是無法形成一個完美的點,這個點光源的像其實是一個圓,就是彌散圓。但是如果彌散圓足夠小,超出人眼分辨能力,仍然可以認為這是一個「點」,這個「足夠小」就是容許彌散圓直徑,0.03mm的容許彌散圓直徑是指135膠片擴衝到一定大小(忘了多少了)後的容許彌散圓直徑,在焦點一定範圍內彌散圓大小在容許彌散圓直徑以內的可以叫做在景深內。

彌散圓直徑當然只與鏡頭本身有關,而容許彌散圓直徑因為涉及到感官,跟放大倍率同樣有關。題主說的「縮放到100%觀看」就是感光元件上的一個像素大小放大到你的顯示設備的一個像素大小,一個具體的顯示設備上像素大小是確定的,感測器上像元越小放大倍率越大,全幅2400W像素和iPhone 1200W像素在同一塊屏幕上觀看當然是前者容許彌散圓直徑更大。

工作距離和視野不變的前提下,像元尺寸越小(解析度不變前提下,感測器尺寸越小),焦距越小。因此像元尺寸的改變導致了焦距的改變,間接影響了景深的改變。所以景深可以說和感測器尺寸有關,也可以說沒有關係。


視角和焦距與靶面大小有關


景深和CCD尺寸沒因果關係。景深主要是由鏡頭的光圈、焦距決定的,也就是由光學系統決定的。

CCD只是一個平面,是光學2數碼的一個轉換器。

如果說一定有關係的話,應該是對景深的一個體現吧。

一般景深是彌散圓直徑定義的,假設單位um,但是體現在最後的圖像上,是以pixel為單位的。所以如果CCD的像元尺寸是3um/pixel,那麼在景深範圍內,彌散圓直徑0-10pixel

但是如果CCD的像元尺寸是30um/pixel,那麼在景深範圍內,彌散圓直徑不會大於一個pixel,也就是圖像上看不出來失焦。

另外也可能影響你對鏡頭的選型,例如要求視野固定,但是感測器尺寸不一樣,那麼焦距也不一樣,所以最後選到的鏡頭景深也會受影響。
景深和鏡頭NA以及放大倍率有關,還有最後一個相關的參數,就是相機像元的大小。其他一切不相干的都無關。
聚焦會有誤差,光圈的大小決定了瑞利散斑的大小是固定的。那麼ccd上的像已經是確定的了,只有採樣率能對成像質量有影響。

http://www.zhihu.com/question/49452639/answer/123970535


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