关于镜头景深的计算

1、问题背景

在调试项目的过程中,我们需要知道所搭配镜头的对焦距离、景深范围是多少,

这属于基本的项目信息,很多时候往往就因为忽略了这些小的信息,而导致一系列问题。

比如之前调试的一款化妆镜的设备,客户反馈了一个运动模糊的问题,后面才知道,他搭配模组的景深范围只要10cm,

所以拍摄目标很容易移出景深范围之外,而导致出现拍摄模糊。

详细请查看此链接:关于运动模糊问题的分析及处理方法

关于对焦距离、景深范围具体是怎么理解,怎么计算的呢?这是本文要总结的内容。

2、问题分析

a、在分析景深之前需要了解一下弥散圆,以及容许弥散圆的概念

弥散圆,在焦点前后,光线开始聚集和扩散,点的影像变成模糊的,形成一个扩大的圆,这个圆就叫做弥散圆。

容许弥散圆,如果弥散圆的直径大于人眼的鉴别能力,在一定范围内实际影像产生的模糊是不能辨认的,

这个能辨认的最大弥散圆就称为容许弥散圆。比如,拿人眼的视力来衡量,若大于100度就需要配眼镜了。

b、景深计算公式

实际拍摄时 L >> f , 上面的景深公式可化简为,△L ≈

所以从公式可知,景深范围和光圈、物距、焦距的关系是:

1)与光圈数成正比,即光圈越大,景深越小;

2)与物距成正比,即物距越大,景深越大;

3)与焦距成反比,即焦距越大,景深越小;

在摄影中,实际应用中通常都是通过调整光圈,来控制景深,因物距和焦距会改变构图。

c、在项目中的实际应用

在实际项目中,我们也不用自己算的,只需要让模组厂提供一个景深表,

景深表中包含了不同对焦距离,所对应的景深范围,我们只要根据我们实际产品的应用需求,

选择合适的一个对焦距离、景深范围就可以了。

也可以用此景深表来计算其他项目的景深范围,表中都附计算公式,

只要输出 pixel size、EFL(有效焦距)、Fno(光圈数),就可以得到此项目的景深表。

解释一下景深表中的参数概念,及相关计算公式:

1)pixel size 需要在 sensor datasheet 中去查找

2)EFL(有效焦距)、Fno(光圈数),需要在镜头的规格书中去查找

3)弥散圆直径,是 pixel size x 2,我的理解是这就是容许弥散圆直径,根据奈奎斯特采样定理,

采样率需大于信号频率的2倍,才能完整采样,所以容许弥散圆直径就是 pixel size x 2 。

4)入瞳直径,是 f / Fno,就是有效通光孔径 D,光圈的计算公式是,Fno = f /D

5)超焦距,指的是当镜头对焦在无穷远时,景深近景位置到镜头的距离。

6)远景位置,近景位置,远景位置-近景位置就是景深范围,实际计算就是 L- △L1 ,L- △L2 。

7)像距,根据高斯公式 1/l +1/l' = 1/f 来计算的, l' = f*l / l -f

8)容许倍数,还不太清楚是什么。

上图中的景深表,可从此链接获取:

https://t.zsxq.com/15Idd0NS8

相关推荐
️Carrie️12 小时前
2.1.3 相机图像信号处理的基本流程
信号处理·isp·自动白平衡·坏点校正·黑电平校正·镜头阴影校正·颜色校正矩阵
DogDaoDao21 天前
H266/VVC 帧内预测中 ISP 技术
视频编解码·isp·h266·vvc·vtm·帧内预测·vvenc
Grayson_Zheng24 天前
如何用 ESP32-CAM 做一个实时视频流服务器
esp32·arduino·camera·电子信息
OkeyProxy1 个月前
解決當前IP地址僅適用於本地網路
proxy模式·ip地址·isp·代理ip·海外ip代理
楼兰公子1 个月前
相机主要调试参数
arm开发·驱动·camera·v4l2
杨德杰1 个月前
ISP算法之坏点校正DPC(二):Verilog硬件实现与仿真
图像处理·isp·isp pipline·dpc·坏点校正
时空自由民.2 个月前
(Image Signal Processor)ISP简介
isp
OkeyProxy2 个月前
ISP帳戶會記錄什麼資訊?
https·proxy模式·isp·代理ip·海外ip代理
小豆包的小朋友02172 个月前
ISP和IQ调试(一)
isp
杨德杰2 个月前
Verilog实现图像处理的行缓存Line Buffer
图像处理·verilog·fpga·isp·行缓存linebuffer