实用！三分钟彻底搞懂镜头景深！

我们在视觉应用取图时经常会遇到一种情况，被摄物不在一个平面内，这时就涉及到了景深的概念。下面讨论下镜头景深的定义、与景深相关的参数和关于景深的误区。

景深的定义和计算

景深是指能清晰成像的最远平面和最近平面的距离。也就是说，在景深范围内，不同工作距离的物体都可以“清晰”的成像。

以上景深的定义是有问题的，因为没有明确定义怎样算“能清晰成像”。光学的物像共轭关系告诉我们最清晰的物面只能有一个。离开了最清晰的物面，图像肯定是越来越模糊的。所以在使用景深概念时，最关键的就是怎样定义“清晰”。

镜头的景深很难像其他参数一样标明在产品规格书中。这是因为镜头的景深和公式中的四个变量有关。对一支镜头来说，不同工作距和不同光圈时对应的景深不一样。

每个镜头生产厂商给出“能清晰成像”的定义不同。要使用以上的景深公式前，要首先定义弥散圆直径。由于计算复杂，此公式并不实用。

决定景深的参数

*焦距越长，景深越小。

*F数越小（光圈越大），景深越小。

*工作距离越短（使用倍率越高），景深越小。

对景深的影响，工作距离>光圈>焦距

如果要获得大景深，要使用工作距离长的镜头，F数要小，焦距要短。如果是远心镜头，则选用倍率小的镜头。使用大尺寸芯片和配套镜头取图也可以提高图像的景深。

景深不是镜头的设计规格，而是设计后的结果，镜头设计师无法把景深作为一个目标参数去优化。

景深测试

在测试不同厂商镜头的景深时，一定要保证焦距、F数和工作距离在同等条件下。

如图所示，可以使用此方法来测试镜头的景深。

如果在同等测试条件下发现一个镜头比另一个景深好，那么要从工作距、光圈和焦距中找出原因，查看是否光圈有虚标。如果确认三个参数都相同，那么极有可能景深好的镜头本身成像品质就要好，是分辨率本身的差异，而非景深的差异。

光圈调最小以提高景深？

由于光圈缩小到镜头最佳光圈以下时，镜头衍射效应会随光圈关小变得越来越显著，图像质量会随光圈变小越来越差。在需要大景深的应用中，切记要平衡图像质量与景深两个指标。一味追求景深，500万分辨率的镜头只能提供100万的分辨率，在硬件上的花费就浪费了。

远心镜头的景深更大？

经过我们的实测验证，同等放大倍率和同等光圈下，远心镜头的景深并没有比FA镜头更好。

但是在这同样的景深范围中，远心镜头靠远心光路，可以实现比FA镜头更高的测量精度。

这是因为使用远心镜头时，即使物体离开最佳工作距离后图像变的模糊，模糊的灰度过渡也是均匀的，灰度曲线黑到白过渡的中心位置不会移动。虽然图像模糊了，识别出来的边缘位置不会动，不会很大的影响测量精度。

这就是我常说远心镜头景深更大的原因。其实不是景深更大，而是测的更准。