安防行业高清监控镜头市场即将被点燃

提要:摄像机作为视频监控的先头部队,“高清飓风”对其影响自然最为激烈,以致大部分摄像机生产商业逐渐加大对高清摄像机的研发投入。没有匹配的高清镜头,前端高清摄像机也不能发挥出应有的效果。所以,前端镜头的选择也是工程商构建整个高清监控系统的重要部分。


  “多层复合镀膜”解决色差之利器

  镜头为什么需要镀膜?因为任何物体对光线都有反射作用,连无色透明的玻璃也不例外,差别在于光线的角度是否会形成反射效果。理想的镜片透光情况是光线能够完全透过镜头,并完整的在CCD上聚焦。然而,事实上每一种镜片都受到自身物理因素的限制,导致像差的产生,所以,当多种镜片结合成的镜头是不可能让理论上所有各种角度的光线完全穿过,会形成一定的炫光。而百万高清CCTV镜头较于普通CCTV镜头技术要求更加严格,所以绝大部分镜头都采用多层复合镀膜技术。

  多层镀膜的镜头,其镜头的透光率极高,镜片表面的直接反光很弱,正对着镜片玻璃逆光观看,只见镜头内“很黑”,只有从镜片的侧面观察才可以看到彩色的反光,这种反光多为深红、深蓝、深黄和深绿色。其中深绿色的镀膜可以同时增加光谱两端的蓝光和红光的透过率,只有光谱中部的黄绿色光才被反射回来。多层镀膜的镜头,其各个镜片不可能都镀上同一种增透膜,否则这个镜头就会发生偏色。

  IR红外对应技术提供全天候高清监控

  在24小时的全天候监控中,经常会发生白天画面清晰,夜晚画面模糊的现象,即便是高清监控系统也会出现此类问题。原因在于,由于光的波长不一样,通过镜头后的折射也不一样,这就产生了色差。色差是镜头清晰度下降、聚焦不实的重要因素,普通的CCTV镜头在光学设计的时候只针对350-700nm的波段光进行色差修正,高于700nm的红外光则不在考虑之内。这就造成了可见光与近红外光(700nm-1000nm)的聚焦面是分离的。根据此问题 ,通过特殊的镀膜设计与特殊光学材质的运用使得350-1000nm波段范围内的光都能很好的纠正色差,IR红外对应技术也相应产生。它的出现,可以使监控系统在红外光源的辅助下获得清晰的成像。

  “苛刻”的材料应用与精密的零部件加工

  随着CCTV镜头市场竞争的日趋激烈,越来越多的CCTV镜头使用塑料机身。从材料学的角度来说,金属部件的精度及耐用度固然要好于塑料,但随着塑胶加工技术的不断完善,其技术性能指标已经越来越高,而其成本低,易于大批量加工的优势得以体现。精密的零部件加工与严谨的装配工序是镜头性能的重要步骤,且高精度,高难度金属部件的生产是厂商机械加工能力的体现。PHENIX(凤凰)在CCTV镜头上所使用塑胶材质是添加了“钢塑纤维”的特殊材质,其热胀冷缩性能完全达到金属铝的标准,完全适用于最为严酷的监控环境,且通过最现代化的设备和加工技艺,PHENIX(凤凰)的最高模具精度可以达到惊人的1微米。通常CCTV厂家的产品使用温度为-10~-50℃,而PHENIX的产品为-20~+60℃。而且凤凰的镜头全部达到环保要求,不会在生产过程中对环境产生破坏,而大批量的注塑冲压成型设备使得高精度的模具立刻带来高品质的塑料部件。图丽高清镜头产品所用材料皆是高性能航天用工程塑料外壳,并采用特有的镜筒外壳防滑设计,在接口处采用耐磨铝合金,并非一般厂商采用的镀铬或塑料,不会出现滑丝现象。

  超低色散镜片还原真实色彩

  不同波长的光线会有不同的折射率,红、蓝、绿三种基本光源聚在不同焦点上,从而产生色散问题出现,当镜头的焦距越长,色散也就越明显。在现实生活中,长焦镜头的使用当然必不可少。ED(Extra-low Dispersion)和LD(Low Dispersion)镜片的出现能很好的改变此类问题,FUJINO、图丽、computar等专业镜头厂商的产品对ED镜片的使用毫不吝啬,腾龙则大多采用LD镜片作为解决色散的主要手段,也有用XLD超低色散镜片。

  镜头的选择需从实际出发

  百万高清镜头的种类有很多种:手动、自动光圈、手动、自动变焦、长焦、定焦、鱼眼、自动聚焦、红外对应镜头等,根据不同的行业需求与监控环境选用适合的镜头非常重要,毕竟这关系到监控系统、监控效果与投入成本。对于封闭的走廊、无光线直接照射的内室,选用手动变焦镜头比较合适,毕竟相对自动变焦镜头,前者成本较低。对于光线环境经常变化的监控场所,主要选择自动光圈。而自动光圈的控制信号又分为DC(直流电压控制)及VIDEO(视频信号控制)控制两种,目前,从工程商的应用情况来看,前者居多。

  定焦、变焦镜头的选用取决于被监视场景范围的大小,以及所要求被监视场景画面的清晰程度。一般来讲,如在电梯此类狭小的监控区域,优先选用短焦广角或者超广角定焦并且。如日产Computar T2Z2814CS-2镜头,这种镜头为1/3”CS型接口手动光圈镜头,其焦距2倍可调(手动调焦)。调焦范围为2.8-6.0mm,视场角变化范围为96°-47.2°,这种镜头非常适合在狭小的被监视环境中使用,在使用时可方便地根据实际需要,灵活实现对被监视场景的“点”或“面”的监视效果。或者选用鱼眼镜头,不过此类镜头造价相对昂贵许多,如不考虑成本的情况下,要实现无盲角监控还是一个不错的选择。

  在大范围监控场所下,一般选用长焦镜头。如在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求,而在室外的库区、码头、广场、车站等环境中,可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可。一般情况下,镜头倍数越大,价格越高,可在综合考虑系统造价允许的前提下,适当选用高倍数变焦镜头。如远程高清监控距离在1公里以上,甚至更远距离,这种远距离空气的成分变化,远处环境的影响都会要求这类镜头具有一些特殊的功能,如透雾透尘、日夜IR功能,来保证远程高清监控拍摄很好的效果。KOWA生产的长焦镜头具有3-CAM技术,该技术不需要轨道来定位镜片,镜片移动时采用螺旋推进,即镜片围绕主轴旋转前进,所以不会发生偏心的情况,对于长焦镜头的运用非常合适。目前KOWA生产的8-120m、8-240m、12-360mm等长焦镜头高达500万像素,不仅在清晰度上有优异表现,其透雾性能也相当不错。

  结束语

  随着高清监控发展的日趋明显,安防行业技术慢慢走向成熟,高清镜头除了光学性能的提升,镜头的生产和组装也发生着变化。如今,百万像素镜头面临的主要问题有两个:一是制造工艺、加工精密度等方面都比普通镜头要高;二是目前在监控高清领域,后端很多产品如传输设备、显示设备、录像设备、带宽等的高清化还不理想,面对如此挑战,百万高清监控镜头要想真正实现普及还有一定的难度。不过种种迹象表明,百万高清镜头的出头之日不会太久,在未来3-5年内,高清监控镜头将拥有理想的市场反应。

关键词:安防  监控镜头  

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