什么是光圈，他對光學(xué)鏡片有哪些影響？

光圈是一種攝影術(shù)語，它表示鏡頭中光線通過的孔徑大小，它也可以作為用來控制光線透過鏡頭進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面光量的裝置，它通常位于鏡頭內(nèi)部，光圈的大小直接決定了通過鏡頭進(jìn)入感光元件的光線數(shù)量，從而影響圖像的亮度和成像質(zhì)量。

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光圈及光圈裝置的介紹

光圈大小通常用F值來表示，F(xiàn)值是鏡頭的焦距與鏡頭通光直徑的比值（即相對孔徑的倒數(shù)）。F值越小，表示光圈越大，進(jìn)光量越多；反之，F(xiàn)值越大，光圈越小，進(jìn)光量越少。

當(dāng)它作為裝置時，也就是我們說的光闌（diaphragm），對于已經(jīng)制造好的鏡頭，我們不可能隨意改變鏡頭的直徑，但是我們可以通過在鏡頭內(nèi)部加入多邊形或者圓型，并且面積可變的孔狀光柵來達(dá)到控制鏡頭通光量，這個裝置就叫做光圈，光圈裝置一般由幾片極薄的金屬片組成，中間能通過光線，通過改變孔的大小來控制進(jìn)入鏡頭的光線量。從分類來看，一般分為固定光圈，貓眼式光圈，瞬時光圈，兼快門光圈。

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光圈對光學(xué)的影響

控制曝光量

光圈直接決定了鏡頭的進(jìn)光量，從而影響曝光量。在快門速度和感光度不變的情況下，增大光圈（即減小F值）可以增加進(jìn)光量，使畫面變亮；反之，則會使畫面變暗。

影響成像質(zhì)量

光學(xué)分辨率：在同樣的成像條件下，較小的光圈（較大的F值）能夠減少光線的散射，使到達(dá)傳感器的光線更集中，從而提高光學(xué)分辨率和圖像的清晰度。然而，光圈過小也會因衍射作用導(dǎo)致圖像清晰度下降，因此通常存在一個最佳光圈值（如F8左右），使得分辨率最佳。

像差控制：光圈較大時，遠(yuǎn)離鏡頭的光線條件可能導(dǎo)致像差增大，包括球差、色差等，從而影響圖像的清晰度。適當(dāng)縮小光圈有助于減少這些像差。

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控制景深

光圈還直接影響景深大小。景深是指拍攝主體前后一定范圍內(nèi)的清晰區(qū)域。光圈越大（F值越?。?，景深越小，背景虛化效果越明顯；光圈越?。‵值越大），景深越大，前后景都相對清晰。這種特性在拍攝人像、產(chǎn)品等需要突出主題的場景中非常有用。

其他影響

光圈大小還與鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)、鏡片性能等多方面因素密切相關(guān)。例如，大光圈鏡頭的光學(xué)成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度和加工制作難度通常較大，因此成本也較高。但這并不意味著大光圈鏡頭的光學(xué)性能一定優(yōu)于小光圈鏡頭，因?yàn)楣鈱W(xué)性能還受到鏡片性能、鍍膜技術(shù)等多種因素的影響。

不同種類的光圈裝置

固定光圈：固定光圈的大小不能隨意調(diào)整，使用這種光圈的鏡頭在單位時間內(nèi)的進(jìn)光量是恒定不變的。例如：一些對光學(xué)素質(zhì)要求不高的設(shè)備，如手機(jī)鏡頭、視頻攝像頭以及監(jiān)控器等，常常使用固定光圈。這是因?yàn)檫@些設(shè)備通常不需要復(fù)雜的曝光控制，固定光圈足以滿足其拍攝需求。

2. 貓眼式光圈：貓眼式光圈因其形似貓眼而得名，由一片中心有橢圓形或菱形孔的金屬薄片平分為二組成，將兩片有半橢圓形或半菱形孔的金屬薄片對排，相對移動便可形成貓眼式光圈。這種光圈結(jié)構(gòu)相對簡單，多用于一些簡單照相機(jī)中。它的光圈大小可以通過移動金屬薄片來改變，但調(diào)節(jié)范圍有限。

3. 虹膜式光圈（而非瞬時光圈）：虹膜式光圈是由多個相互重疊的弧形薄金屬葉片組成的，葉片的離合能夠改變中心圓形孔徑的大小。這種光圈因其工作原理類似于人眼的虹膜而得名。虹膜式光圈具有較大的調(diào)節(jié)范圍，可以精確地控制進(jìn)光量?，F(xiàn)代相機(jī)中廣泛使用的就是這種光圈類型。它可以通過手動調(diào)節(jié)鏡頭筒上的圓環(huán)或使用微處理器芯片控制微電機(jī)來自動改變光圈孔徑的大小。

4. 兼快門光圈：兼快門光圈是一種特殊的光圈設(shè)計(jì)，它除了具有控制進(jìn)光量的功能外，還兼有快門的功能，這種光圈通常出現(xiàn)在一些簡便照相機(jī)中。在按下快門的瞬間，光圈會開啟到預(yù)定的孔徑，并保持這個孔徑一段時間（即快門開啟時間），然后迅速閉合。這樣，光圈就同時完成了控制進(jìn)光量和控制曝光時間兩個任務(wù)。