什么是等效焦距?
来源:深圳市凯茉锐电子科技有限公司2025-09-30
随着科技的发展,搭配数码影像传感器的数码相机已很大程度地取代了传统的 35mm 底片相机。 这也让视角成为选择相机镜头时必须考虑的重要光学规格。 视角与焦距和影像传感器的尺寸有着密切的关系,但由于数字影像传感器并不像35mm底片那样采用单一尺寸标准,因此焦距与视角不再具有统一的关联。 为了重新定义焦距和视角之间的关系,故诞生了「等效焦距」这个摄影术语。
「等效焦距」最早的定义为「35mm 等效焦距」,意思是「在 35mm 底片相机上,具有相同视角的焦距」。 现行主流的光学传感器有多种格式,由大到小分别为全片幅 (FF,36mm x 24mm)、APS-H (28.1mm x 18.7mm)、APS-C (23.5mm x 15.6mm),以及 M4/3 (17mm x 13mm)。 我们可以举例说明等效焦距在此类格式中的应用。 如果将 50mm 焦距镜头安装在配备 APS-C (Canon) 传感器的相机上,则视角约为 30°,但如果安装在配备 FF 传感器的相机上,则视角会增加到 45° 左右。 如果想在配备FF传感器的相机上达到30°左右的视角,则必须使用80mm的镜头。 也就是说,配备 APS-C 传感器的相机使用 50mm 镜头时,在配备 FF 传感器的相机上的等效焦距为 80mm。
为何需要运用等效焦距?
由于影像传感器的尺寸各异,监控摄影机所产生的影像大小也随之多样化,全方位满足各种监控需求。 以 3mm 焦距为例,即使是相同焦距的镜头,搭配不同的影像传感器,所产生的视角与放大倍率也会有所差异。
如何计算等效焦距?
全画幅的转换系数是1.0,也就是说不需要转换;
APS-C画幅相机的转化系数是1.5(尼康/索尼/宾得/富士)
APS-C画幅佳能的EOS数码单反转化系数为1.6;
M4/3画幅相机的转化系数是2.0;
一英寸画幅相机的转化系数是2.7。
补充:基本术语解释
感测器尺寸
顾名思义,传感器尺寸即是传感器有效影像区域的大小,以英吋表示,但令人困惑的是,这并非指感测器的实际尺寸。 以 1“ 传感器为例,其有效影像区域的实际尺寸为宽度 12.8 mm、高度 9.6 mm、对角线 16 mm。 在镜头和传感器实际规格标注上,「感测器尺寸」更侧重于说明与组件之间的搭配,而非实际尺寸大小。
焦距
当我们用相机拍摄物体时,经物体反射的光线由镜头收集后,会聚焦在焦平面上,也就是影像感测器所在的位置。 若拍摄物体距离相机趋近于无限远,焦平面距离镜头「参考点」的距离即为焦距。 由于典型的光学镜头是由多个镜片甚至是多个镜片组所组成,其结构较为复杂。 为了简化讨论,这里以单一凸透镜为例,其参考点即是透镜的中心。 焦距即为焦平面到镜片中心的距离。
视角( FOV)
「视角」系指相机图像传感器能够捕捉到的指定场景的角度范围。 而视角又区分为对角视角 (ӨD)、水平视角(ӨH) 与垂直视角 (ӨV)。 透过镜头的焦距及传感器尺寸,我们便能轻松计算出视角的理论大小。
畸变
畸变是衡量相机镜头所产生影像像差的指标。 根据其计算数值的正负号,可以区分为枕型畸变 (正号时) 与桶型畸变 (负号时)。 在光学系统中,畸变会使实际量测视角与理论计算视角产生误差。 桶型畸变会使系统的实际视角比计算值大,枕型畸变则会使系统的实际视角比计算值小。
根据所使用光学元件的特定应用,计算畸变的方式也可能有所不同。 对于相机来说,最为常见的计算方式是SMIA-Distortion和TV-Distortion,其中SMIA-Distortion的数值是TV-Distortion的两倍。
缩放倍率
缩放倍率是变焦镜头的一项重要规格。 它的定义是,当使用变焦范围的望远端进行拍摄,与使用广角端进行拍摄时相比,被拍摄物体影像所产生的放大倍率,具体来说,是像高的比例。
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