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焦距、等效焦距、视场角

2015-07-03 16:24:07 慧眼网

本文为了介绍焦距,等效焦距,视场角三者的定义和概念,帮助读者理解三者之间的关系。

1. 焦距的概念

焦距,是指镜头光学后主点到焦点的距离,是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小,视场角大小,景深大小和画面的透视强弱。镜头焦距的长短决定了被摄物在成像介质(胶片或CCD等)上成像的大小,也就是相当于物和像的比例尺。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时,镜头焦距长的所成的像大,镜头焦距短的所成的像小。 2015.07.03图一.png

2. 等效焦距概念

数码相机因为其感光元件(CCD或CMOS)的尺寸是随相机的不同而不同(如有1/2.5英寸,1/1.8英寸等),所以同样焦距的镜头在不同尺寸感光元件的数码相机上,成像的视角也不同。举个例子来说,50mm焦距的镜头用在135胶片相机上,其视角大约是46度,而用在APS-c画幅(感光元件对角线长度是135胶片的2/3)的单反相机上,其视角就是大约30度。而这50mm镜头在APS-c的机器上的拍摄视角大概与75mm焦距的镜头在的135胶片机的底片上成像的视角相当,都是大约30度。即50mm镜头转换成135胶片机的焦距就是75mm,也就是等效焦距。

3. 等效焦距计算公式

如下图所示,等效焦距计算公式可表示为:

等效焦距=(135胶片对角线/CCD对角线)/镜头实际焦距

2015.07.03图二.png

4. 等效焦距意义

仅仅以镜头的真实焦距,无法比较不同相机的拍摄范围(成像视角)。但对于用户来说,真正有意义的正是相机的拍摄范围(视角大小)。而由于一直以来大家通常以135胶片相机的镜头焦距来界定拍摄视角(135胶片相机的感光面尺寸是36 x 24mm,也就是我们平时在照相机馆中看到的最为普遍的那种胶卷。)所以大家也习惯于将不同尺寸感光元件上成像的视角,转化为135相机上同样成像视角所对应的镜头焦距。这样,不管我们采用的CCD/CMOS尺寸如何,我们就可以简单对比各款相机之间的视角大小了。

2015.07.03图三.png

5. 视场角

1.视场角定义:视场角,即FOV,是衡量照相系统拍摄范围能力的标准。

图五.png       

由上述公式所知,视场角随着像高的增大而增大,随着焦距的增加而减小。

(该公式仅适用畸变较小的情况,其中h是像高,f是镜头焦距)2015.07.03图四.png

2.视场角与焦距的关系

焦距越短,视场角越大,放大倍率越小,拍摄范围越大,拍摄画面中的人越小。反之视场角越小,放大倍率越大,拍摄画面中人越大。2015.07.03图五.png2015.07.03图六.png

注:1/3CCD对角线为6mm2015.07.03图七.png

3.不同视场角镜头效果对比

    下图是88度视场角镜头和60度视场角镜头效果对比,明显可以看出88度视场角镜头拍摄范围更大。

2015.07.03图八.png

目前舜宇手机镜头最大视场角达到99度,领先于国内外镜头厂商。

4.不同视场角镜头的实际应用

    一颗85度广角镜头和一颗35度长焦镜头组成的双摄像头模组,可以通过双摄模组间的镜头进行切换,实现2X以上的光学变焦功能。2015.07.03图九.png

资料由舜宇光学提供。


标签:焦距、等效焦距、视场角
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