景深描述了镜头在一个空间中能够清晰成像的距离范围。上文讨论成像原理时只讨论了固定位置垂直于光轴的物平面，但实际的景物都有一定空间深度。如图3-17所示，根据公式（3.7），对于物距s，像平面一定在像距s′处的IP上。因此只有位于垂直光轴，且与像平面平行的被测物才能聚焦，不在这个对焦面的被测物体所成的像将是模糊的。对于到相机的距离更远的物距为s f 的物面上的物体，如图3-17所示，将成像于IP之前，像距为s′f。同样，对于到相机的距离更近的物距为s n的物面上的物体，将成像于IP之后，像距为s′n。在这两种情况下，物点在像平面IP前后都将成一弥散圆斑，直径分别为d′n和d′f。

图3-17　不同物距物体成像光路图

目前一般相机的传感器像素尺寸在几微米到十几微米之间，如果弥散圆斑的尺寸与像素尺寸接近，即使被测物有一定深度变化，仍然能够得到清晰的图像，可以认为是聚焦的。

从图3-17中可以看出，入瞳大小即同心光束的大小，决定着弥散斑的大小。当孔径光阑变小，入瞳相应变小，那么弥散斑的直径也会变小。若可接受的弥散斑直径为d′，假设d′＝d′f＝d′n，可得产生弥散斑直径为d′的s n 与s f：

F 为镜头的F数：

其中，d ENP表示ENP的直径。F数通常以的幂表示：F／1，F／1.4，F／2，F／2.8，F／4，F／5.6，F／8，F／11，F／16，F／22等。因为到达传感器的能量与时间t和入瞳面积A 成正比，也就是与F数的平方成反比：

当F数增大一级，如从F／4到F／5.6，图像的亮度将减少一半。

由（3.8）可得景深Δs：

假设s比f′／βp 大得多，我们可以用s代替s＋f′／βp，假设f′比分母其他项大得多，可得：

易知，F数、物距、镜头焦距是影响景深的重要因素。F数越大，镜头景深越大。但光圈不能任意增大景深，如果使用非常小的孔径光阑，光线将在光阑处发生衍射，物点在像面上所成的像为条纹圆环斑，从而降低图像清晰度。物距越小，景深越小；物距越大，景深越大。在望远镜系统中，我们就能观察到很大的景深。此外，镜头焦距越长景深越小，反之景深越大。

以135相机为例解释不同焦深镜头的作用。在135相机中，焦距在36—135 mm的镜头称为标准镜头。焦距大于135 mm的镜头称为长焦镜头。焦距越大，视野越窄，类似望远镜把远处景物拉近变大。135—200 mm 的长焦镜头适合人像拍摄，300 mm以上的超长焦镜头经常被用于野外拍摄、体育摄影等。焦距小于35 mm的镜头称为短焦镜头，也称作广角镜头。广角镜头的焦距小于标准镜头，视角更大，相同画幅内能够容纳更广的内容。因此广角镜头拍摄的图像空间感强烈，符合近大远小的成像特点，一般用于自然风景、建筑等摄影内容。