【安防知識(shí)網(wǎng)】技術(shù)篇：多種技術(shù)助力電動(dòng)變焦鏡頭

　　據(jù)了解，目前電動(dòng)變焦鏡頭的高端技術(shù)和產(chǎn)品大多掌握在日本廠商手中。中國(guó)也有部分廠商生產(chǎn)電動(dòng)變焦鏡頭，但基本上都是由原來的軍工企業(yè)或者是光學(xué)研究所轉(zhuǎn)行過來的，盡管有很好的設(shè)計(jì)，但由于受到產(chǎn)品原材料、關(guān)鍵技術(shù)等多方面的影響，能夠生產(chǎn)出成品的較少，即使能生產(chǎn)成品其效果也與日系鏡頭有一定的差距。

　　上海聚勵(lì)電子馬佳慶就表示，電動(dòng)變焦鏡頭的開發(fā)需要有非常深厚的光學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)需要投入大量的研發(fā)資金，而且在開發(fā)過程中需要解決縱向色差、聚焦不實(shí)等諸多問題，因此目前市場(chǎng)上具有豐富電動(dòng)變焦鏡頭產(chǎn)品線的廠商非常的少，且價(jià)格也相當(dāng)?shù)陌嘿F。據(jù)了解，目前市場(chǎng)上應(yīng)用較多的電動(dòng)變焦鏡頭品牌主要有FUJINON(富士能)、TOKINA(圖麗)、KOWA、pentax(賓得)、computar等，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電動(dòng)變焦鏡頭的廠家主要有長(zhǎng)春佶達(dá)、福光等。而各個(gè)廠家為了增加自己的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，也都推出了各自的代表性技術(shù)以占領(lǐng)更多的市場(chǎng)份額，如KOWA的ED(Extra-low Dispersion)鏡片、3-CAM技術(shù)、透霧功能，TOKINA的SD(Super Low Dispersion)超低色散技術(shù)、可自動(dòng)聚焦技術(shù)，F(xiàn)UJINON的透霧功能等。

　　ED鏡片、SD技術(shù)解決色散問題

　　大多鏡頭廠家都表示，隨著鏡頭的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，設(shè)計(jì)工程師不可避免地要和“色散”打交道。據(jù)了解，光學(xué)玻璃所產(chǎn)生的影像色彩分散現(xiàn)象是指聚焦中心部分會(huì)出現(xiàn)同心圓狀的色散現(xiàn)象，即在聚焦影像的周圍形成異色光斑，并從中心部分逐漸向邊緣部分?jǐn)U大，鏡頭的焦距越長(zhǎng)，色散也就越明顯，而這種色散現(xiàn)象對(duì)于長(zhǎng)焦的電動(dòng)變焦鏡頭的影響也就愈加明顯。

　　為了解決色散給成像帶來的負(fù)面影響，各大鏡頭廠家的研發(fā)人員對(duì)各種鏡片材質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以找出好的解決方案。據(jù)了解，目前在技術(shù)上比較好的解決方式主要是采用ED超低色散鏡片和SD超低色散技術(shù)?？瓢残磐鮿傉劦?，普通望遠(yuǎn)鏡頭無法擺脫色散的困擾，在物體的邊緣會(huì)出現(xiàn)色滲現(xiàn)象，而采用ED超低色散鏡片則能較好地解決這一難題。ED鏡片從20世紀(jì)70年代便已經(jīng)產(chǎn)生了，其可以減少色差，并確保各類波長(zhǎng)的光線實(shí)際聚焦于同一點(diǎn)，使其具有相同的折射率，滿足進(jìn)光的需求，因此會(huì)產(chǎn)生明暗對(duì)比強(qiáng)烈但幾乎沒有顏色失真的影像。

　　上海聚勵(lì)劉郭艷也表示，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)玻璃被用在長(zhǎng)焦鏡頭時(shí)，會(huì)產(chǎn)生色差現(xiàn)象，在鏡頭里，它很不明顯，但是仍然產(chǎn)生焦外微小的色散，類似光學(xué)噪聲，對(duì)畫面有負(fù)面的影響。為了消除色差，圖麗應(yīng)用了有超低色散(SD)特性的特殊玻璃材料，能在很大程度上降低由色差造成的二次光譜和光學(xué)噪聲。

　　自動(dòng)聚焦，自帶預(yù)置位

　　由于電動(dòng)變焦鏡頭主要應(yīng)用于長(zhǎng)距離監(jiān)控，而且大多都是10倍以上的變焦倍數(shù)，因此需要頻繁地使用變焦功能，這樣就很容易發(fā)生畫面聚焦滯后的現(xiàn)象，而如何較好地完成自動(dòng)聚焦，則顯得相當(dāng)重要。據(jù)了解，自動(dòng)聚焦技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過程就是在攝像機(jī)上的視頻信號(hào)輸出端由一個(gè)三通接出兩路視頻信號(hào)，一路反饋給自動(dòng)聚焦鏡頭，鏡頭會(huì)自動(dòng)判斷主物面的位置，并根據(jù)其在攝像機(jī)圖像傳感器上聚焦情況自動(dòng)調(diào)整鏡頭的聚焦馬達(dá)，改變聚焦后的視頻信號(hào)又反饋給鏡頭，這樣往復(fù)三次，基本上就可以聚焦清晰，這時(shí)的視頻信號(hào)反映到監(jiān)視器上，即可成清晰的圖像。

　　上海聚勵(lì)馬佳慶談到，目前自動(dòng)聚焦技術(shù)上有兩大難點(diǎn)，一是在復(fù)雜場(chǎng)景下鏡頭如何判斷主要的監(jiān)控對(duì)象并聚焦清晰，二是遠(yuǎn)距離場(chǎng)景下如何實(shí)現(xiàn)清晰聚焦，這些難題成了大多數(shù)鏡頭廠商開發(fā)自動(dòng)聚焦鏡頭的瓶頸。自動(dòng)聚焦鏡頭適配的一般為1/3英寸或者1/2英寸的圖像傳感器，其鏡頭的特征主要在于長(zhǎng)焦，而通過鏡頭里的AF基板能直接把視頻信號(hào)輸入到后端，達(dá)到自動(dòng)聚焦的功能，但目前做得比較好的自動(dòng)聚焦廠家只是少數(shù)。

　　盡管自動(dòng)聚焦在實(shí)現(xiàn)過程中還有諸多瓶頸限制，但電動(dòng)變焦鏡頭的廠商為了實(shí)現(xiàn)畫面清晰，達(dá)到滿足監(jiān)控的需求，也做出了不同的嘗試，而大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士也都表示，在鏡頭里增加預(yù)置位功能將是電動(dòng)變焦發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。長(zhǎng)春市佶達(dá)智能工程有限公司總工程師段為眾便表示，鏡頭所帶的預(yù)置位與球機(jī)很相似，在鏡頭內(nèi)設(shè)置好預(yù)置位，通過解碼器給一個(gè)脈沖電流的信號(hào)，這樣便能達(dá)到快速聚焦的目的。不過目前用得并不廣泛，主要還是由于解碼器的精度沒跟上。不過伴隨著解碼器技術(shù)和工藝上的不斷提高，鏡頭中的預(yù)置位功能也將會(huì)逐漸普及起來。

　　透霧功能

　　由于電動(dòng)變焦鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域主要為森林、高速公路、海事、鐵路等領(lǐng)域，而在這些領(lǐng)域，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)霧天或由于灰塵等而形成陰霾天氣，使得能見度降低，從而導(dǎo)致了監(jiān)控畫面模糊不清。為此，是否具有透霧功能也成為了電動(dòng)變焦鏡頭的一大賣點(diǎn)。深圳市科安信實(shí)業(yè)有限公司王剛就表示，過去CCTV鏡頭還處于300mm以下時(shí)，觀測(cè)距離一般限定在1公里以內(nèi)，這種應(yīng)用對(duì)天氣能見度的要求比較低，但是焦距已經(jīng)發(fā)展到750mm的今天，霧天對(duì)監(jiān)控圖像的影響就不得不引起業(yè)內(nèi)的重視了。這種情況在森林防火、油田監(jiān)控和離海面較近的港口碼頭等遠(yuǎn)距離監(jiān)控中尤為重要。

　　據(jù)了解，透霧功能最早興起于英國(guó)，主要是通過對(duì)鏡頭硬件的處理，對(duì)鏡片的多次研磨、鍍膜，并搭配透霧攝像機(jī)一起使用才能達(dá)到效果。長(zhǎng)春佶達(dá)光學(xué)電子儀器廠段為眾向筆者解釋道，透霧功能其實(shí)采用的是一種多光譜技術(shù)，通過幾個(gè)不同波段的光譜進(jìn)行混合成像，由于在霧天，在空氣傳播中有一種特定波長(zhǎng)的紅外光，目前很多鏡頭很難捕捉到這種光，而通過采用多光譜技術(shù)，能使得這種特定波長(zhǎng)的紅外光在在鏡頭中聚焦，以達(dá)到看清監(jiān)視畫面的效果。

　　部分業(yè)內(nèi)人士表示，目前具有透霧功能的電動(dòng)變焦鏡頭已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的重點(diǎn)項(xiàng)目中，甚至成為了業(yè)主首選必須的功能。目前的透霧水平對(duì)霧氣的穿透效果已經(jīng)不錯(cuò)，但對(duì)于灰塵等陰霾天氣的作用并不明顯。由于特殊環(huán)境的監(jiān)控需求，透霧功能的發(fā)展前景將會(huì)相當(dāng)光明。