高清監(jiān)控鏡頭四大技術(shù)及發(fā)展趨勢

什么是高清鏡頭

高清鏡頭，也稱超百萬像素鏡頭，與普通鏡頭相比具有清晰度高、光譜透射能力強、做工更精密等優(yōu)勢。一般選取鏡頭成像圈中心及0.7視場的解像力作為評判鏡頭清晰度的標準，成像圈中心和0.7視場都能達到1000TVLine以上，才稱之為高清鏡頭。

四大核心技術(shù)

鏡頭本身是高精密光學(xué)器件，高清鏡頭尤其如此。高清鏡頭之所以具備較佳的高清性能，離不開其采用的關(guān)鍵技術(shù)：

超精密模造非球面技術(shù)

傳統(tǒng)的球面技術(shù)發(fā)展到今天，其設(shè)計技術(shù)和制造工藝都已相當(dāng)成熟，在光學(xué)行業(yè)的幾乎所有領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。然而在設(shè)計復(fù)雜高清鏡頭時，球面技術(shù)的成像效果無法達到最佳。非球面技術(shù)可以校正球面像差，大幅度提高鏡頭的成像質(zhì)量。非球面鏡片形狀是通過精確計算并由精密機器模造而成，一片非球面鏡片就能實現(xiàn)多個球面鏡片校正像差的效果。采用超精密模造非球面鏡片的鏡頭可以有效地減小鏡頭體積的同時，使得鏡頭的成像更清晰，透光度更好，色彩還原更加準確。

圖1 非球面技術(shù)

多層寬帶增透鍍膜技術(shù)

多層寬帶增透鍍膜技術(shù)，能最大程度地提高鏡頭的光線透過率，降低光線在每個光學(xué)鏡片表面的殘余反射。該技術(shù)可以將玻璃和空氣界面的可見光反射率抑制到0.5%以內(nèi)，同時將近紅外光的反射率降至約1%，如圖3所示。通過高質(zhì)量的鍍膜，減少了圖像上不必要的雜散光和鬼像，有效提高畫面的通透性，亦保證了可靠的高清效果。

圖2 普通單層增透鍍膜和多層寬帶增透鍍膜對比

超低色散材料技術(shù)

普通監(jiān)控鏡頭，在設(shè)計上也會考慮校正不同波長光線(紅、綠、藍)的像差，但通常是將兩頭的紅、藍兩種色光的聚焦同一位置上，但和中間的綠光焦點仍然不重合，即存在二級光譜的像差，限制鏡頭成像質(zhì)量進一步提升。為了校正二級光譜，如海康威視監(jiān)控高清系列鏡頭，廣泛使用了超低色散的光學(xué)玻璃材料，利用其不同于常規(guī)光學(xué)玻璃的色散特性，可以將紅、綠、藍等色光聚焦到同一個平面上，如圖4所示，鏡頭高清性能更優(yōu)。

圖3 超低色散玻璃校正二級光譜

精密變焦凸輪設(shè)計技術(shù)

對于高清變焦鏡頭而言，其成像質(zhì)量在很大程度上取決于變焦凸輪的精度。通過凸輪的旋轉(zhuǎn)，帶動變焦和聚焦組鏡片前后移動，從而實現(xiàn)焦距的連續(xù)變化和聚焦點的調(diào)節(jié)。如果凸輪的精度不佳，則在變焦和聚焦的過程中，不可避免的會出現(xiàn)透鏡光軸的偏移或者傾斜，導(dǎo)致成像質(zhì)量的嚴重下降。海康威視高清系列監(jiān)控鏡頭，采用精密變焦凸輪設(shè)計技術(shù)，能保證良好的凸輪制造精度，確保變焦和聚焦過程中的成像質(zhì)量，同時也保證了順滑而不失阻尼感的調(diào)節(jié)手感。

圖4 高清鏡頭使用的變焦凸輪

高清技術(shù)的發(fā)展趨勢

4K超高清技術(shù)

4K超高清技術(shù)出現(xiàn)之前，主流高清監(jiān)控鏡頭像素為六百萬以內(nèi)。4K超高清技術(shù)的出現(xiàn)，對鏡頭的解像力提出了更高的要求，4K鏡頭的設(shè)計、制造難度都會增大許多，即使日系鏡頭廠商，目前也只有寥寥幾家推出了4K鏡頭。?？低曈?014年10月發(fā)布了一款大靶面(1/1.7英寸)4K超高清鏡頭，這款鏡頭支持1200萬像素，能提供超高清的圖像細節(jié)的同時，具備165度超廣視角，很適合于廣場、道路等場景的監(jiān)控需求。

     圖5 4K超高清鏡頭拍攝效果

超大光圈技術(shù)

隨著安防監(jiān)控日趨高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，攝像機的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，很多監(jiān)控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機，尤其是低照度高清攝像機，以滿足全天候24小時監(jiān)控的需求。對于夜晚等低照度環(huán)境，如果攝像機采集光線不夠，會造成畫面很暗的情況，影響清晰度。攝像機低照度性能的提升，超大光圈鏡頭是關(guān)鍵技術(shù)之一。海康威視于2014年11月發(fā)布一款恒定超大光圈變焦鏡頭!

這款鏡頭僅從參數(shù)來看，就足夠震撼，至少是目前日系品牌鏡頭也找不到的。首先這款鏡頭采用超大光圈技術(shù)，光圈F數(shù)達到0.95，與光圈 F1.5的普通鏡頭相比，在相同焦距下拍攝低照度場景，這款鏡頭的圖像亮度要高很多。同時此款鏡頭采用恒定光圈技術(shù)，在全焦段任意焦距下使用時，鏡頭的最大光圈值都是0.95。在夜間等較暗的環(huán)境下，恒定超大光圈技術(shù)讓監(jiān)控畫面更亮，從而保證了夜間監(jiān)控的高清化。

圖6 低照度效果對比

來源：環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 環(huán)境監(jiān)控 http://www.dr4xxf.cn  本文采集于網(wǎng)絡(luò)，如有問題有聯(lián)系刪除