焦距与USB摄像头镜头调焦

概要¶

本文以宽动态摄像头配套的手动变焦镜头为例， 讲解了镜头的各个组成部分(焦距旋钮，对焦旋钮与光圈) ，与镜头调焦与对焦的流程介绍，最后提供了调焦流程的演示视频。
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1. 镜头结构介绍¶

结构1: 焦距(Focal Length)旋钮¶

在光学中，光学镜片中心到焦点(Focal Point)的距离叫做焦距（Focal Length）.

在我们手里拿到的这个手动变焦摄像头中，W—-T 所标示的就是调整焦距的旋钮。

焦距旋钮用于变焦ZOOM , 用于调整整个画面的可见范围。 旋转焦距旋钮是镜头调焦的第一步。
W : Wide Angle 广角（短焦)
越往W的方向扭，镜头的焦距就越短，可以看到的范围更大, 拍摄对象占比更小，观察到更宏观的信息。
T: Telephoto 长焦 越往T的方向扭，镜头的焦距就越长，可以看到的范围更小、拍摄对象占比更大, 可以看到更多细节。

注：对比图片为对焦之后的。

结构2: 对焦(Focus)旋钮¶

我们调节完焦距之后，大部分情况下， 画面都是很模糊的， 原因在于，焦点(facal point)没有准确的落在感光器件上， 可能落在了感光芯片之前，或者之后。 我们需要将焦点准确的落在感光器件上，我们就需要进行镜头调焦的第二步，旋转对焦(Focus)旋钮, 这个过程，就称之为对焦(Focus) 。

工作距离，就是调整镜头与视场平面之间的距离。
FAR 远距 使得更远处的光线的焦点落在感光芯片上。（理论上可以是无穷远）
NEAR 近距 使得更近处的光线的焦点落在感光芯片上，一般镜头都有一个最近距离的约束。例如阿凯正在使用的这款宽动态摄像头搭配的镜头，最近距离为1cm。

结构3: 光圈(Aperture)旋钮¶

光圈用于控制进入镜头光线的数量， 控制图像的亮度，光圈需要根据周围的光照强度动态调节。

OPEN 打开 为光圈调大方向，向此方向调节镜头会使镜头的光圈变大，这时进光量会增加，使图像更明亮，但过亮也会使图像曝光过度。调到底时光圈最大。
CLOSE 关闭 为光圈调小方向，向此方向调节镜头会使镜头的光圈变小，这时进光量会减少，使图像更昏暗，但过暗也会使图像不清楚。调到底时光圈最小，甚至完全关闭。

摄像头对于光线的最低要求，称之为敏感度 （也叫做最低照度）， 这取决于感光芯片。
根据最低照度对摄像头进行分类，依次为正常，月光级摄像头，星光级摄像头。
其中星光级摄像头的敏感度最强， 正常工作仅需要 0.0001Lux的光照强度。（注： lux 勒克斯为光照强度单位。）
星光级摄像头是整个USB摄像头品类里面最贵的(问清楚感光芯片的型号, 然后在淘宝上搜竞品, 一般不会被坑.),简易大家在买之前一定要问清楚到底是不是星光级摄像头, 主要看参数0.0001Lux, 因为有些商家会明明不是星光级摄像头,应标成星光级,然后告诉你是低照度的.
举例来讲,比如这个不良商家的这款索尼IMX322-星光级摄像头, 上面标识的是0.01lux, 但是也称之为星光级, 这是错误示范.
PS 关于摄像头配件:
单独配金属外壳,参考价格 10元
普通2.8-12mm 变焦摄像头参考价格 25元

2. 调焦过程总结¶

我们在上文介绍镜头结构的同时也讲解了调焦的过程， 我们在这里做一个简要总结。

1. 调节焦距旋钮，调整到合适的视野范围。
2. 调节对焦旋钮，就是调整镜头与视场平面之间的距离，选择近距还是远距。
3. 调整光圈，使图像曝光适度。