2025-07-31 21:02:11

F.No/光圈数 深度解析

F.No/光圈数 深度解析

更新时间：2025年5月

一、定义与计算公式

图1：光圈大小示意图

光圈数（F.No）是描述镜头通光能力的关键参数，其定义为：

\( \text{F.No} = \frac{\text{焦距（EFL）}}{\text{有效入瞳直径（D）}} \)

参数说明：

\( \text{焦距（EFL）} \)：镜头光学中心到成像面的距离

\( \text{有效入瞳直径（D）} \)：从镜头物体侧观测到的入射光瞳的实际直径，决定进入系统的光通量

二、光圈数对光学性能的影响

画面亮度

• F.No 越大（如 F/16），入瞳直径 D 越小，单位时间进光量越少，画面亮度越低

• F.No 越小（如 F/1.8），入瞳直径 D 越大，进光量显著增加，适合低光照环境拍摄

景深控制

• F.No 增大（如 F/8→F/16）时，景深范围扩展，前后景清晰度提升

• F.No 减小（如 F/2→F/1.4）时，景深变浅，背景虚化效果增强

系统灵敏度

• 小 F.No 值（大光圈）要求更高的装配精度，对机械误差容忍度更低

• 大 F.No 值（小光圈）系统稳定性更高，适用于工业检测等场景

三、参数关联性与典型应用

参数场景

F.No选择原则

应用示例

低光环境

优先小 F.No（F/1.4-F/4）

天文摄影、夜间监控

高景深需求

选择大 F.No（F/8-F/16）

工业检测、风光摄影

运动捕捉

平衡亮度与景深（F/4-F/8）

体育摄影、高速成像

四、常见误区澄清

误区：“F.No 数值越大代表通光量越大”

纠正：F.No 是焦距与入瞳直径的比值，实际通光量与 \( \frac{1}{(\text{F.No})^2} \) 成正比。例如 F/1.4 的通光量是 F/2 的2倍（因 \( 1/(1.4)^2 ≈ 0.51 \)，而 \( 1/(2)^2=0.25 \)，0.51/0.25≈2）。

通过合理调节 F.No，可精准控制成像亮度、景深及系统稳定性。实际选型需结合场景需求与设备性能综合权衡。