国内厂商迎头赶上镜头技术逐步提升

2015-12-24 09:15郑展棒
中国公共安全 2015年14期
关键词:色散光圈镜片

文/本刊记者 郑展棒

从2010年高清概念的大举推广,到如今高清监控产品的遍地开花,带来的不仅仅是高清摄像机的快速增长,与之配套的各种设备也随之水涨船高。高清监控镜头作为前端监控不可或缺的配件,在高清摄像机的发展带动下,整体产业呈现出勃勃生机。

市场与技术特征

现阶段的高清监控镜头市场上,日系镜头依然是高端应用选择的主流。但过去以日系为主导的市场格局却被国内个别镜头厂商的崛起而打破。在光学设计上,日系品牌镜头确实要优于国内品牌,不过近几年国内厂商在高清监控镜头领域的强势发力,使得国内品牌镜头在技术上与日系品牌的差距在逐渐缩短,但国内镜头的成本优势对日系监控镜头起到了不小的冲击。如宇瞳光学率先在行业推出的2.8-12mm手动变焦高清监控镜头就迅速抢占了国内市场的半壁江山,以凤凰光学、福光科技、福特科光电为代表的国内品牌也不甘示弱,纷纷推出各种高清镜头以获得相应的市场份额,国内厂商镜头产品的高性价比吸引了不少监控厂商的青睐。

从镜头技术层面而言,要想获得出色的解析度效果,其关键的技术取决于镜头内置的镜片、镀膜技术、光学结构设计、制作工艺、材质等这几个部分。高清监控镜头就是摄像机的眼睛,是摄像机成像的必要组成部分。由于高清摄像机在解析度上达到了一个较高的标准,所以也要求对应的镜头产品的解析度上能满足摄像机的应用需求。所谓好马配好鞍,高清摄像机与高清镜头的关系也正是如此。相比普通监控镜头,高清百万像素镜头需要更高品质的镜片材料,更先进的镀膜水平、更合理的光学设计,更精密的零部件加工条件,更严谨的装配工艺,这样才能获得与高清摄像机相配的高清视频。

主流技术解析

高清镜头的结构与模拟监控镜头有着本质的区别,从里到外都有着与模拟产品不一样的设计与材质选择。当前高清监控镜头的主流技术有一下几点:

非球面技术:非球面技术是高清镜头非常重要的技术指标。由于一片非球面镜片相当于多片普通镜片,使用少量镜片制造高倍率变焦、高画质及轻量化的镜头便成为可能。该技术可以使得高清镜头实现小型化,同时又能获得最佳的成像品质。但不是所有的镜头厂商都能制造非球面镜片,这对厂商还有一定的技术门槛。据悉,宇瞳光学部分高清镜头采了用复合非球面镜片技术,起到了矫正球面像差、畸变等各种像差的效果,大幅提升了成像质量。

低色散镜片:色散会严重降低锐度,造成色散的原因是光的分解性(白光折射后分解成七色光谱的特性)。LD(Low Dispersion)采用低色散镜片,其对光的分解性及折射率非常之低。使用了LD低色散镜片的镜头,能有效降低色散,对于远摄端的轴向色差及广角端的放大色差,效果尤为显著。

多层镀膜技术:镜片的多层复合镀膜技术可以有效解决色彩还原性问题。

大光圈镜头:光圈的大小与摄像机的采光量有直接关系,大光圈镜头可以带来更好的低照度效果。大光圈要求镜头厂商在光学设计上达到一定水平,以为即便是标注的光圈值较大,但实际应用时的光圈指标并没有达到真实水平,这样就显得有些虚标了。

高精度马达:精确的马达是镜头实现实现变焦、对焦的重要硬件,决定了镜头聚焦和对角的准确性,同时,马达的优劣也决定了镜头的使用寿命。

温飘性能特征:镜头的温飘性就是镜头在高低温环境下是否能保持正常准确的工作,以宇瞳光学高清镜头为例,其全系列高清镜头均采用热膨胀系数低的光学材料,通过光学专业设计,镜头解像随着使用环境温度的变化(低温或高温),镜头的焦点位置不发生变化。

上述几个主流的高清镜头技术指标有着实际的参考意义,可以以此来衡量高清镜头的优劣,厂商也会参照这几点来设计镜头产品。如海康威视前推出的一款星光级变焦镜头HV0733D-6MP就拥有多种特性,该款变焦镜头采用超大光圈技术(SLA),光圈值达到F0.95;同时采用恒定光圈技术(FCA),实现全焦段(7~33mm)恒定超大光圈。此外,该款镜头采用多层宽带AR镀膜技术(MAC)、超低色散光学玻璃技术(EDG),有效地提高通光率,减轻普通镜头易出现的炫光、鬼影等现象;外观方面,此款镜头全金属机身,对镜头也起到很好的抗压、保护作用。

腾龙最新推出的对应200万高清红外镜头M13VG550IR则充分展示了优秀的低照度效果。该系列镜头焦距覆盖5-50mm,采用腾龙最先进光学设计可矫正各种色差,配合玻璃材质的运用和高精度制造工艺,不论在可见光还是NIR下,均拥有高画质和优秀的边缘分辨率。即使在可见光和红外光同时存在的夜间监控场合,依然确保清晰通透的细节表现。

福建福光自主开发、研制、生产的AF03610DB高端光学镜头,其体积小巧、结构紧密,可快速、准确聚焦;拥有超宽白平衡、数字降噪、超宽动态、强光抑制、自动光圈控制、连续跟踪自动对焦、隐私遮蔽、IR-CUT功能、低照度、增强型感红外、数字高速对焦等功能。据悉,这款镜头具有精密步进电机、操作系统简单、多级防雷/防电磁干扰/独特的防水处理、快装结构、维护方便等功能。

当然,行业内有其他镜头厂商在高清监控镜头也有所建树,无论在国内,还是国外市场,他们的镜头产品都有很强的竞争优势,也标志了国内光学技术的进步。

结束语

高清监控镜头的技术在不断进步,对应百万、200万、300万、500万,甚至是千万像素级别的高清镜头已屡见不鲜。从行业格局来讲,国内镜头厂商已逐渐替代日系品牌,成为市场主力;从镜头本身而言,应用于镜头的各种技术在不断革新,以适应高清监控的高速发展。

为深入了解高清镜头的发展状况,本刊还邀请了多个业内专家通过稿件形式与读者共同探讨。

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