Axis Communications - 镜头

选择合适的镜头
当您挑选好网络摄像机后，下一步就需要挑选合适的镜头以及系统中需要使用的其他相关部件。
有两种主要的镜头安装标准，分别是C-mount 和 CS-mount。他们都有一个1英寸长的螺纹并且看起来很相似。他们的不同在于镜头安装到摄像机后，镜头到传感器之间的距离：
CS-mount。 图像传感器到镜头之间的距离应为12.5 mm C-mount。图像传感器到镜头之间的距离应为17.5 mm。一个5 mm的垫圈(C/CS 连接环) 可用于将C-mount 镜头转换为CS-mount 镜头
C-mount是最初的标准，而CS-mount是对其的升级，该升级可降低制造成本并减小传感器尺寸。现在市场上销售的绝大多数摄像机和镜头都使用CS-mount标准。可以通过使用C/CS连接环将一个老的C-mount镜头安装到带有CS-mount接口的摄像机上。如果摄像机无法聚焦，则可能是因为使用了错误的镜头类型。
传感器尺寸
图像传感器有许多不同的尺寸，例如2/3", 1/2", 1/3" 和 1/4"，镜头则是按照这些尺寸来制造的。选择一个合适的镜头对于摄像机来说是十分关键的。一个适用于1/2"传感器的镜头可用于 1/2"、1/3" 和1/4" 传感器，但不适用于 2/3" 传感器。如果一个适用于较小传感器的的镜头使用在一个较大传感器的摄像机上，图像的角落处会呈现黑色。如果一个适用于较大传感器的镜头使用在一个较小传感器的摄像机上，摄像机所能获得的视角将会比镜头默认的视角要小 – 因为一部分信息由于在芯片外得不到处理而丢失(参看下图)。焦距
焦距决定了特定距离所能看到的水平区域大小 – 焦距越长，所能看到的区域越狭窄。
焦距需求示例中需要实现大约30°的水平视角区域。
镜头和传感器尺寸 1/2" 1/3" 1/4"
焦距 12 mm 8 mm 6 mm
大多数厂商都提供了简易的计算工具，用于计算各场景环境应该使用的镜头焦距大小。要发现出现在画面中的人物，则人的高度至少要占画面高度的10%。如要对人进行精确识别的话，则人的高度必须占到画面高度的30%及以上。因此，在设备实际投入使用前，检查所使用摄像机的性能、在屏幕上实际查看显示效果都非常重要。计算 - 英尺
当使用1/4" CCD传感器和一个4 mm镜头时，所能看到的一个10英尺处的物体的宽度。 H = D x h / f = 10 x 3.6 / 4 = 9 英尺计算 - 米
当使用1/4" CCD传感器和一个4 mm镜头时，所能看到的一个3米处物体的宽度。
H = D x h / f = 3 x 3.6 / 4 = 2.7 米镜头类型 定焦镜头: 焦距是固定的，例如 4 mm 手动变焦镜头: 此类镜头可手动调节镜头焦距。当焦距改变以后，需要对镜头进行重新对焦。最常用的类型是 3.5-8 mm 自动变焦镜头：焦距可以在一个范围内(例如6 到 48 mm)内进行调节，并且无需重新对焦，此类镜头可以是手动的或电动的(可通过远程进行控制)。
手动变焦镜头
定焦镜头

光圈
通常网络摄像机通过光圈或曝光时间来控制光通量。在传统摄像机中，曝光时间是固定的。光圈的的作用是用来调节和控制通过镜头的光的总量。有以下几种不同的镜头光圈类型：手动光圈
手动光圈镜头上的光圈通常在摄像机安装时进行设置，以适应当前环境中主要的光线条件。此类镜头的光圈无法根据现场环境照度的变化而随之变化，因此光圈通常被设置为“平均”值。
自动光圈
对于室外或照度会经常改变的场景来说，非常适合使用带有自动光圈 调节功能的镜头。光圈孔径通过摄像机来进行控制，它会被经常改变以保证图像传感器始终能接收到最佳级别的光线。
电动控制光圈: 连接到摄像机的输出，通过摄像机的处理器控制光圈。 视频控制光圈: 通过视频信号控制光圈。
自动光圈镜头适合于室外应用。光圈自动调节到达摄像机光通量使图像达到最佳的效果，并较好的保护图像传感器。小光圈减少光通量，可获得更好的景深(聚焦到极远的距离)。 大光圈可在低照度环境下获得较好的图像质量。光圈通过F值来定义。
F值 = 焦距 / 光圈直径
镜头的F值取决于焦距与光圈直径的比。直接影响传感器实际接收到的光的总量，并对最终的图像效果有着重要的影响。
F值越大，到达传感器的光就越少。 F值越小，到达传感器的光就越多，而在低照度环境下可获得较好的图像质量。下表显示了在各不同F值情况下到达图像传感器的光通量。
F值 f1.0 f1.2 f1.4 f1.7 f2.8 f4.0 f5.6
光通亮百分比 20 14.14 10 7.07 2.5 1.25 0.625
在照度有限的场景中，可在镜头前加装中灰密度滤光镜(neutral density filter)，降低镜头的光通量，使所有可见光均匀的进入镜头，迫使光圈充分打开以获得更好的图像质量。现在许多网络摄像机提供了自动光圈控制，以确保不同时间段内不停变化光线下获取的图像始终能保持清晰。
请参考：
镜头计算器 为了捕捉指定场景中特定距离的图像，镜头计算器用于计算所需使用的镜头的焦距。