东正光学:你选择远心镜头,是觉得她景深大吗

In: 镜头知识 On: Monday, May 7, 2018 Hit: 2010

    不知从什么时候起,江湖上流传着一个传说:远心镜头的景深更大,如果要看有高低差物体,就选远心好了!

  这话对吗?只对了后半句,看高低差物体,用远心镜头没错,但绝不是因为景深大。

  我们来回忆一下景深都和什么相关。还记得景深的计算公式吗?

  其中分子是有效光圈数(Fno)以及容许的弥散圆大小(PCoC,通常目录定义为0.04mm,客户根据自己的需要改变该数值大小),而分母则是光学放大倍率的平方(β²)。从公式来看,其中并没有提到是否需要远心(远心度的参数)。

  我们再来看下斜尺实拍图,用0.5x远心镜头MML05-HR65D,和一个非远心微距镜头ML-MC35HR(调整至0.5x,工作距离70mm,调整F数和对比的远心镜头相同),这时候,我们排除了倍率和光圈的变量来对比,可以看出能看清的深度基本一致,可以说景深并没有受到是否是远心的影响。

  远心镜头 MML05-HR65D

  非远心微距镜头ML-MC35HR

  到这里,“远心镜头景深更大”的流言就不攻自破了。

  至于为什么会有这种说法,我们看到远心镜头的图片中,从头到尾的刻度间隔非常一致(即使两边很模糊,但刻线中心位置之间的距离也是一致的);而非远心镜头图片中,两侧的刻线间距明显不同,甚至数字“2”和“4”的大小都明显不同。就是说,在不同的高度,镜头的倍率变得不相同。相信提出这个说法的人,当时想要精准的看不同高度的物体,并做精确的测量,而他又发现只有远心镜头能做到这一点。显然,他也混淆了“景深”和“远心度”的概念。远心镜头解决的是近大远小(或者说是透视误差)带来的不同高度的倍率差,而不是景深。

  当然类似的说法还有“远心镜头畸变小,所以可以用来测量”。应用测量没有问题,但实际上,畸变也是和光学设计相关,即使非远心的CCTV镜头,也可以做到0.02%这个级别,只不过,远心的应用集中于测量及对位,因此在设计远心镜头的时候,我们更注重对畸变的优化。

  如下面两图对比,左图我们感觉针脚歪掉,其实并不是因为畸变大,而是由于非远心镜头的透视误差。针尖处的工作距离近,倍率大,所以之间间距看起来大;而针脚工作距离远,倍率小,所以间距看起来更小。这和上面斜尺刻度之间的间距对比是类似的。

  好了,现在你了解了吗?

  Tips

  要点

  1)镜头景深大小,和是否是远心镜头无关;

  2)景深只和以下参数相关:光学放大倍率,光圈大小,容许弥散圆直径大小(自行定义);

  3)畸变也是和光学设计相关,和是否远心无关。只是远心镜头的应用决定了,我们必须要把她们的畸变做的很小。

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Tags: 远心镜头

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