傳統(tǒng)安防時期，光學鏡頭作為攝像機、球機等視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端視頻信息采集入口的核心部件，其信息采集質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響后端的信息識別和處理效果。因此，光學鏡頭一直是監(jiān)控攝像機的技術擔當。而近年來，隨著人工智能應用的逐漸深入，AI芯片、傳感器芯片、深度學習、智能算法等新技術漸起，曾經(jīng)鋒芒畢露的光學鏡頭技術貌似被業(yè)界遺忘。
實際上，經(jīng)過百年發(fā)展，光學鏡頭發(fā)展已經(jīng)十分成熟，而智能安防時代，攝像機不斷向“黑光”、“超星光”、大廣角、多鏡頭等技術發(fā)展，作為監(jiān)控設備前端核心部件的存在，光學鏡頭技術也開始朝著智能化方向演進。2019年安博會上，從各大光學鏡頭廠商展出的新產(chǎn)品來看光字鏡頭的新技術變革!
介質(zhì)和光圈方面的技術演進
攝像機光學鏡頭分為塑膠、玻璃或晶體等不同介質(zhì)的光學零件，早期，由于塑膠鏡片成像質(zhì)量比較差，當時大多數(shù)廠商生產(chǎn)的光學鏡頭一般采用成本較高的玻璃鏡片。不過，隨著技術的不斷進步，塑膠成像能力得到大力的提升，加上塑膠成本大大低于玻璃鏡片，因此，很長一段時期，塑膠鏡片成為各大廠商追求的材質(zhì)。
從當前來看，由于前端監(jiān)控設備的智能化升級需求，光學鏡頭已經(jīng)開始再次采用玻璃非球面技術，這種介質(zhì)使攝像機即使在極度黑暗的環(huán)境中，仍能輸出彩色畫面。不過由于價格仍然相對較貴，因此主流光學鏡頭仍然是采用塑膠非球面介質(zhì)以及玻膠混合非球面介質(zhì)。 在鏡頭光圈方面，對于安防監(jiān)控鏡頭來說，光圈越大，一般意味著夜間成像質(zhì)量越佳。不過根據(jù)展臺相關技術人員介紹，光圈設計需要和鏡頭焦距相搭配，才能發(fā)揮鏡頭成像的理想效果。當前主流廠商在鏡頭光圈設計方面，已從F2.4光圈、2.0光圈鏡頭、1.6光圈鏡頭，演化到今年的最大光圈F1.0。
宇瞳光學展臺
宇瞳在2019年安博會展出的新產(chǎn)品YT10068/YT10069，采用F1.0大光圈設計，為下游客戶開發(fā)低照星光或全彩產(chǎn)品提供出色的光學支持。從以上展示圖片可以看出，同低照度條件下，F(xiàn)1.0拍攝的圖片明顯比其他光圈更清晰、更明亮。
此外，宇瞳這兩款新產(chǎn)品在接口上也進行了技術升級。之前行業(yè)超星光鏡頭多采用M16接口，體型較大，客戶開發(fā)相關產(chǎn)品需要有針對性進行結構調(diào)整。而此次展出的新品采用行業(yè)通用M12接口，通配性大大提高，減少了客戶的開發(fā)成本和周期。另外，宇瞳新品YT10068/YT10069光學鏡頭采用玻璃非球面，而且優(yōu)化鏡片結構，實現(xiàn)小型化設計，由玻塑混合鏡片構成，有效降低像差，提高產(chǎn)品性能。
同樣，鳳凰光學、騰龍等光學鏡頭廠商展臺也推出F1.0光圈設計鏡頭，不過，相比宇瞳光學和鳳凰光學展臺的高調(diào)宣傳，騰龍等外資廠商則明顯低調(diào)不少，仍然是主打光學防抖以及超高清、大廣角光學鏡頭。據(jù)騰龍展臺人員透露，騰龍F1.0光圈鏡頭早在很多年前就有推出，并不是近兩年才出來的新光圈設計產(chǎn)品。
低照全彩、4K高清鏡頭來襲
近年來，為了更好的滿足視頻監(jiān)控和視頻智能分析的需求，低照度全彩、大廣角全景、多鏡頭等攝像機開始成為主流廠商追捧的對象，例如海康、華為、科達等企業(yè)都開始大推低照度全彩系列產(chǎn)品，而光學鏡頭也正朝著這個方向演進。
2019安博會上，國內(nèi)光學鏡頭廠商鳳凰光學和宇瞳光學展臺，低照度全彩已經(jīng)成為展臺亮點。宇瞳光學更是攜超星光鏡頭系列、4K鏡頭系列、一體機鏡頭系列新品盛裝亮相，切合時下流行的AI、高清主旋律。
宇瞳光學展臺
鳳凰光學展臺
根據(jù)鳳凰光學展臺相關人員介紹，鳳凰光學黑光全彩鏡頭特點是大光圈、低照度、在色彩還原、細節(jié)顯示及微光環(huán)境下表現(xiàn)出眾，同時無需任何紅外線輔助光源就可以顯示清晰的彩色圖像。展臺實測，F(xiàn)1.0全彩黑光鏡對相對于F2.0紅外常規(guī)鏡頭，在同一低照度條件下，總體色彩還原度高，噪點少，效果更好。同時，同微光場景下，F(xiàn)1.0和F2.0全彩實拍對比，F(xiàn)1.0星光鏡頭夜間場景更加明亮。
騰龍展臺
富士展臺
相對來講，外資廠商在低照度全彩方面沒有做任何宣傳。據(jù)騰龍展臺相關人員介紹，所謂的低照度全彩成像效果主要是由傳感器芯片決定的，光學鏡頭則主要負責濾光、透光率以及正畸任務。
總結：
總體上來看，低照度全彩主要涉及到傳感器芯片、光圈設計和光學鏡頭介質(zhì)。攝像機感光元件的分辨率和鏡頭的解像力正好匹配，光圈大小也根據(jù)焦距進行相應的設計，才能發(fā)揮攝像機低照度全彩影像質(zhì)量。其中，光學鏡頭應可能滿足成像清晰、透光率強、像面照度分布均勻、圖像畸變小、光圈可調(diào)等要求。而傳感器主要是擔負進光量，未來將朝著更高感度、更高信噪比、更高靈敏度、更優(yōu)異低光照性能方面不斷提升，以適應超高清、低照度全彩、超廣角的視頻監(jiān)控應用對監(jiān)控系統(tǒng)本身的硬件系統(tǒng)整體性能提出更高的要求。
根據(jù)展臺人員介紹，當前光學鏡頭是跟著傳感器芯片進行技術演進，未來，光學鏡頭將和傳感芯片協(xié)同發(fā)展，以更好的滿足具體場景應用。當前來看，傳感器芯片正在將計算力和圖像增強算法進行集成封裝，以大大提升前端整個機器視覺系統(tǒng)的效率和性能，這無疑攝像機成像技術發(fā)展的大趨勢。
實際上，經(jīng)過百年發(fā)展，光學鏡頭發(fā)展已經(jīng)十分成熟，而智能安防時代，攝像機不斷向“黑光”、“超星光”、大廣角、多鏡頭等技術發(fā)展，作為監(jiān)控設備前端核心部件的存在，光學鏡頭技術也開始朝著智能化方向演進。2019年安博會上，從各大光學鏡頭廠商展出的新產(chǎn)品來看光字鏡頭的新技術變革!
介質(zhì)和光圈方面的技術演進
攝像機光學鏡頭分為塑膠、玻璃或晶體等不同介質(zhì)的光學零件，早期，由于塑膠鏡片成像質(zhì)量比較差，當時大多數(shù)廠商生產(chǎn)的光學鏡頭一般采用成本較高的玻璃鏡片。不過，隨著技術的不斷進步，塑膠成像能力得到大力的提升，加上塑膠成本大大低于玻璃鏡片，因此，很長一段時期，塑膠鏡片成為各大廠商追求的材質(zhì)。
從當前來看，由于前端監(jiān)控設備的智能化升級需求，光學鏡頭已經(jīng)開始再次采用玻璃非球面技術，這種介質(zhì)使攝像機即使在極度黑暗的環(huán)境中，仍能輸出彩色畫面。不過由于價格仍然相對較貴，因此主流光學鏡頭仍然是采用塑膠非球面介質(zhì)以及玻膠混合非球面介質(zhì)。 在鏡頭光圈方面，對于安防監(jiān)控鏡頭來說，光圈越大，一般意味著夜間成像質(zhì)量越佳。不過根據(jù)展臺相關技術人員介紹，光圈設計需要和鏡頭焦距相搭配，才能發(fā)揮鏡頭成像的理想效果。當前主流廠商在鏡頭光圈設計方面，已從F2.4光圈、2.0光圈鏡頭、1.6光圈鏡頭，演化到今年的最大光圈F1.0。
宇瞳光學展臺
宇瞳在2019年安博會展出的新產(chǎn)品YT10068/YT10069，采用F1.0大光圈設計，為下游客戶開發(fā)低照星光或全彩產(chǎn)品提供出色的光學支持。從以上展示圖片可以看出，同低照度條件下，F(xiàn)1.0拍攝的圖片明顯比其他光圈更清晰、更明亮。
此外，宇瞳這兩款新產(chǎn)品在接口上也進行了技術升級。之前行業(yè)超星光鏡頭多采用M16接口，體型較大，客戶開發(fā)相關產(chǎn)品需要有針對性進行結構調(diào)整。而此次展出的新品采用行業(yè)通用M12接口，通配性大大提高，減少了客戶的開發(fā)成本和周期。另外，宇瞳新品YT10068/YT10069光學鏡頭采用玻璃非球面，而且優(yōu)化鏡片結構，實現(xiàn)小型化設計，由玻塑混合鏡片構成，有效降低像差，提高產(chǎn)品性能。
同樣，鳳凰光學、騰龍等光學鏡頭廠商展臺也推出F1.0光圈設計鏡頭，不過，相比宇瞳光學和鳳凰光學展臺的高調(diào)宣傳，騰龍等外資廠商則明顯低調(diào)不少，仍然是主打光學防抖以及超高清、大廣角光學鏡頭。據(jù)騰龍展臺人員透露，騰龍F1.0光圈鏡頭早在很多年前就有推出，并不是近兩年才出來的新光圈設計產(chǎn)品。
低照全彩、4K高清鏡頭來襲
近年來，為了更好的滿足視頻監(jiān)控和視頻智能分析的需求，低照度全彩、大廣角全景、多鏡頭等攝像機開始成為主流廠商追捧的對象，例如海康、華為、科達等企業(yè)都開始大推低照度全彩系列產(chǎn)品，而光學鏡頭也正朝著這個方向演進。
2019安博會上，國內(nèi)光學鏡頭廠商鳳凰光學和宇瞳光學展臺，低照度全彩已經(jīng)成為展臺亮點。宇瞳光學更是攜超星光鏡頭系列、4K鏡頭系列、一體機鏡頭系列新品盛裝亮相，切合時下流行的AI、高清主旋律。
宇瞳光學展臺
鳳凰光學展臺
根據(jù)鳳凰光學展臺相關人員介紹，鳳凰光學黑光全彩鏡頭特點是大光圈、低照度、在色彩還原、細節(jié)顯示及微光環(huán)境下表現(xiàn)出眾，同時無需任何紅外線輔助光源就可以顯示清晰的彩色圖像。展臺實測，F(xiàn)1.0全彩黑光鏡對相對于F2.0紅外常規(guī)鏡頭，在同一低照度條件下，總體色彩還原度高，噪點少，效果更好。同時，同微光場景下，F(xiàn)1.0和F2.0全彩實拍對比，F(xiàn)1.0星光鏡頭夜間場景更加明亮。
騰龍展臺
富士展臺
相對來講，外資廠商在低照度全彩方面沒有做任何宣傳。據(jù)騰龍展臺相關人員介紹，所謂的低照度全彩成像效果主要是由傳感器芯片決定的，光學鏡頭則主要負責濾光、透光率以及正畸任務。
總結：
總體上來看，低照度全彩主要涉及到傳感器芯片、光圈設計和光學鏡頭介質(zhì)。攝像機感光元件的分辨率和鏡頭的解像力正好匹配，光圈大小也根據(jù)焦距進行相應的設計，才能發(fā)揮攝像機低照度全彩影像質(zhì)量。其中，光學鏡頭應可能滿足成像清晰、透光率強、像面照度分布均勻、圖像畸變小、光圈可調(diào)等要求。而傳感器主要是擔負進光量，未來將朝著更高感度、更高信噪比、更高靈敏度、更優(yōu)異低光照性能方面不斷提升，以適應超高清、低照度全彩、超廣角的視頻監(jiān)控應用對監(jiān)控系統(tǒng)本身的硬件系統(tǒng)整體性能提出更高的要求。
根據(jù)展臺人員介紹，當前光學鏡頭是跟著傳感器芯片進行技術演進，未來，光學鏡頭將和傳感芯片協(xié)同發(fā)展，以更好的滿足具體場景應用。當前來看，傳感器芯片正在將計算力和圖像增強算法進行集成封裝，以大大提升前端整個機器視覺系統(tǒng)的效率和性能，這無疑攝像機成像技術發(fā)展的大趨勢。
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