摄像头模组：CMOS图像传感器（Sensor）与镜头（Lens）参数指标

1. Sensor

1.1 Sensor尺寸

Sensor尺寸指的是对角线的长度，单位是英寸。长宽比通常是4：3。由于历史原因sensor中16mm为1’'。

尺寸（英寸）	实际宽度mm	实际高度mm	对角线长度
4/3"	18	13.5	22.5
1"	12.8	9.6	16
2/3"	8.8	6.6	11
1/1.8"	7.11	5.33	8.89
1/2"	6.4	4.8	8
1/2.5"	5.75	4.32	7.19
1/3"	4.8	3.6	6
1/4"	3.2	2.4	4

1.2 CMOS Image Sensor 接口

MIPI/DVP/LVDS

2. Lens

《光学镜头参数详解（EFL、TTL、BFL、FFL、FBL/FFL、FOV、F/NO、RI、MTF、TV-Line、Flare/Ghost）》

这是一个定焦镜头上面的参数：

• 16mm：焦距16mm
• IR：红外镜头
• 1/2’‘：靶面尺寸1/2’’
• 5MP：镜头分辨率，500w像素
• F4.0：也写作F/4.0，光圈系数，4.0光圈，焦距/孔径；其他条件不变情况下，光圈系数越小，光通量越大，图像越亮。

• 靶面尺寸：对应Sensor的尺寸，不能小于Sensor尺寸，当小于Sensor尺寸时会有暗角。
• 焦距：定焦镜头焦距是恒定不变的；凸透镜越凸，焦距越小；凸透镜越平，焦距越大。变焦镜头通过改变镜头内镜片的相对位置来改变镜头的焦距。镜头焦距定义为无限远聚焦时镜头的光学中心与相机的图像传感器（或胶片平面）之间的距离。在有些情况下，像距与焦距等价。
• 光圈值：F1.4、F2.0、F2.8、F4.0、F5.6、F8.0…，下一个是前一个的1.4倍（根号2），光通量是前一个的一半。

参考：镜头参数指标

2.1 镜头焦距与光圈对景深的影响

光圈不变情况下，镜头焦距大小与景深大小成反比：

• 焦距越大，景深越浅
• 焦距越小，景深越大

焦距不变情况下，光圈大小景深大小成反比：

• 光圈越大，景深越钱
• 光圈越小，景深越大

2.2 镜头接口

• 螺纹接口
  分为C口和CS口，区别是法兰距（镜头安装基准面到焦点的距离）不一样，即镜头底部与Senor距离不同。
  C接口的法兰距是17.526mm，而CS接口是12.5mm。

根据接口口径，可分为M12、M42等。M12指接口口径为12mm。

• 卡口
  一般用在单反相机。分为E口和EF口，区别也是法兰距不一样。

2.3 镜头总长TTL

• 光学总长是指由镜头中镜片的第一面到像面的距离
• 机构总长是指由镜筒端面到像面的距离

在更换镜头时，要考虑镜头总长是否合适。

2.4 FOV视场角

FOV由光圈大小影响；同一个镜头，光圈越大则FOV越大，光圈越小则FOV越小

视场角、光圈、景深之间的影响。

FOV越大，相同距离成像越小，景深越浅。

2.5 等效焦距

在当前Sensor+当前镜头中拍出的尺寸 与 全画幅相机+镜头拍出的尺寸一致，即视场角大小一致时，全画幅拍摄时的镜头焦距是多少？这就是等效焦距，即用全画幅相机拍摄出同样视场角的图像，用到的镜头焦距。

2.6 光圈

光圈影响进光量，光圈越大，进光量越多，成像越亮。
光圈影响景深，光圈越大，景深越小。

在选镜头时，需要根据场景，平衡进光量和景深，选择合适光圈的镜头。

3. 镜头成像原理

• 像距v：镜头到sensor的距离
• 物距u：物体到镜头的距离
• 焦距f：镜头焦距参数；定焦镜头，焦距固定；变焦镜头，焦距可变

自动对焦与自动聚焦：自动对焦AF，焦距不变，调整像距和物距（主要是像距离）；自动聚焦zoom，调整焦距，物距和像距不变

3.1 凸透镜成像原理

凸透镜成像原理是指利用光的折射的原理成像。

• u>2f，f
• u=2f=v：倒立等大的实像
• f2f：倒立放大实像（投影仪）

成像公式：1/u + 1/v = 1/f，符合这个条件才能形成清晰的图像。
在相机中，通常u >>> v，物距远远大于像距。所以，AF自动对焦过程，像距v很小的一个变化，就能引起物距u的很大变化。所以通常VCM推动的距离是很短的，却能控制一个很大的清晰成像范围。

成像大小：

• f不变时，像距v变大，物距u变小，成像变大（u+v减小）（AF VCM往外推时，清晰点靠近，物体成像变大）
• f不变时，像距v减小，物距u变大，成像变小（u+v变大）

换个焦距更长的镜头，像距不变，物距也要减小；如果不想减小物距，那就要减小像距。

3.2 不同光线对焦距的影响

不同波长的光在介质中的传播速度不同，折射率不同，故同一个透镜对不同波长的光，其焦距是不同的，这叫色散，和棱镜的色散道理相同。波长越长焦距越大。

不同颜色可见光的波长范围：
红：770～622nm；橙：622～597nm；黄：597～577nm；绿：577～492nm；蓝、靛：492～455nm；紫：455～350nm。

那我们思考一个问题，在监控摄像头中，在白天是使用彩色的视频图像，而夜晚是红外的视频图像；那如果在IR CUT切换前后，肯定焦点就变了，那就需要重新对焦。

为了适应全天候24小时的监控需求，很多场所不仅要求摄像机能够白天完成监视任务，还要在夜间能够呈现清晰的画面。而且近年，红外摄像机、红外灯大量普及，日夜型摄像机、高清晰彩色摄像机价格一定程度的下降，给镜头厂商也提供了大量的市场机会。IR监控摄像机镜头就这样孕育而生了。

IR镜头即红外镜头，它采用了特殊的光学玻璃材料，并用最新的光学设计方法，消除了可见光和红外光的焦面偏移，因此从可见光到红外光区的光线都可以在同一个焦面成像，使图像都能清晰。此外，IR红外镜头还采用了特殊的多层镀膜技术，以增加对红外光线的透过率，所以用IR镜头的摄像机比用普通镜头的摄像机夜晚监控的距离远，效果好。