由于工作的关系,我通常要接触大量的工业相机和镜头,而很多项目都对景深有要求。故有此问。

例如项目经常有这样的要求:视野固定、工作距离固定、光圈固定。在此范围内可以选择不同靶面(画幅)的相机和不同焦距的镜头。如果选用大靶面的相机,那么必须配套选择实际焦距长得多的镜头,如果认为弥散圆直径是不变的(假如可以这么认为的话),那么景深就浅得多了。

工作距离(对焦距离)、光圈、镜头焦距都会影响景深,这几乎是懂一些镜头光学知识的人都知道的。但是,景深还和弥散圆有关系,一般的景深计算软体弥散圆默认是0.03mm,我就疑惑了,这允许的弥散圆直径是一个变动不大的值还是随著画幅的不同改变很大呢?例如手机指甲盖大小的感测器和全画幅的感测器,这个允许的弥散圆的值两者差距大吗?

补充:为了简化分析,不考虑图像的冲印,仅讨论拍摄以后生成的数字图像,并且假定不同画幅的两个相机的像素是一样的,且都缩放到100%观看。


在光学上,点光源通过透镜系统后是无法形成一个完美的点,这个点光源的像其实是一个圆,就是弥散圆。但是如果弥散圆足够小,超出人眼分辨能力,仍然可以认为这是一个「点」,这个「足够小」就是容许弥散圆直径,0.03mm的容许弥散圆直径是指135胶片扩冲到一定大小(忘了多少了)后的容许弥散圆直径,在焦点一定范围内弥散圆大小在容许弥散圆直径以内的可以叫做在景深内。

弥散圆直径当然只与镜头本身有关,而容许弥散圆直径因为涉及到感官,跟放大倍率同样有关。题主说的「缩放到100%观看」就是感光元件上的一个像素大小放大到你的显示设备的一个像素大小,一个具体的显示设备上像素大小是确定的,感测器上像元越小放大倍率越大,全幅2400W像素和iPhone 1200W像素在同一块屏幕上观看当然是前者容许弥散圆直径更大。

工作距离和视野不变的前提下,像元尺寸越小(解析度不变前提下,感测器尺寸越小),焦距越小。因此像元尺寸的改变导致了焦距的改变,间接影响了景深的改变。所以景深可以说和感测器尺寸有关,也可以说没有关系。


视角和焦距与靶面大小有关


景深和CCD尺寸没因果关系。景深主要是由镜头的光圈、焦距决定的,也就是由光学系统决定的。

CCD只是一个平面,是光学2数码的一个转换器。

如果说一定有关系的话,应该是对景深的一个体现吧。

一般景深是弥散圆直径定义的,假设单位um,但是体现在最后的图像上,是以pixel为单位的。所以如果CCD的像元尺寸是3um/pixel,那么在景深范围内,弥散圆直径0-10pixel

但是如果CCD的像元尺寸是30um/pixel,那么在景深范围内,弥散圆直径不会大于一个pixel,也就是图像上看不出来失焦。

另外也可能影响你对镜头的选型,例如要求视野固定,但是感测器尺寸不一样,那么焦距也不一样,所以最后选到的镜头景深也会受影响。
景深和镜头NA以及放大倍率有关,还有最后一个相关的参数,就是相机像元的大小。其他一切不相干的都无关。
聚焦会有误差,光圈的大小决定了瑞利散斑的大小是固定的。那么ccd上的像已经是确定的了,只有采样率能对成像质量有影响。

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


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