傳統(tǒng)安防時(shí)期，光學(xué)鏡頭作為攝像機(jī)、球機(jī)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(shí)別和處理效果。因此，光學(xué)鏡頭一直是監(jiān)控?cái)z像機(jī)的技術(shù)擔(dān)當(dāng)。而近年來，隨著人工智能應(yīng)用的逐漸深入，AI芯片、傳感器芯片、深度學(xué)習(xí)、智能算法等新技術(shù)漸起，曾經(jīng)鋒芒畢露的光學(xué)鏡頭技術(shù)貌似被業(yè)界遺忘。

實(shí)際上，經(jīng)過百年發(fā)展，光學(xué)鏡頭發(fā)展已經(jīng)十分成熟，而智能安防時(shí)代，攝像機(jī)不斷向“黑光”、“超星光”、大廣角、多鏡頭等技術(shù)發(fā)展，作為監(jiān)控設(shè)備最前端核心部件的存在，光學(xué)鏡頭技術(shù)也開始朝著智能化方向演進(jìn)。2019年安博會(huì)上，從各大光學(xué)鏡頭廠商展出的新產(chǎn)品來看光學(xué)鏡頭的最新技術(shù)變革!

介質(zhì)和光圈方面的技術(shù)演進(jìn)

攝像機(jī)光學(xué)鏡頭分為塑膠、玻璃或晶體等不同介質(zhì)的光學(xué)零件，早期，由于塑膠鏡片成像質(zhì)量比較差，當(dāng)時(shí)大多數(shù)廠商生產(chǎn)的光學(xué)鏡頭一般采用成本較高的玻璃鏡片。不過，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)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(shí)期，塑膠鏡片成為各大廠商追求的材質(zhì)。

從當(dāng)前來看，由于前端監(jiān)控設(shè)備的智能化升級(jí)需求，光學(xué)鏡頭已經(jīng)開始再次采用玻璃非球面技術(shù)，這種介質(zhì)使攝像機(jī)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(jià)格仍然相對(duì)較貴，因此主流光學(xué)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(duì)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(tái)相關(guān)技術(shù)人員介紹，光圈設(shè)計(jì)需要和鏡頭焦距相搭配，才能發(fā)揮鏡頭成像的最佳效果。當(dāng)前主流廠商在鏡頭光圈設(shè)計(jì)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(xué)展臺(tái)

宇瞳在2019年安博會(huì)展出的新產(chǎn)品YT10068/YT10069，采用F1.0大光圈設(shè)計(jì)，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(xué)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(jìn)行了技術(shù)升級(jí)。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(guān)產(chǎn)品需要有針對(duì)性進(jìn)行結(jié)構(gòu)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(xué)鏡頭采用玻璃非球面，而且優(yōu)化鏡片結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，由玻塑混合鏡片構(gòu)成，有效降低像差，提高產(chǎn)品性能。

同樣，鳳凰光學(xué)、騰龍等光學(xué)鏡頭廠商展臺(tái)也推出F1.0光圈設(shè)計(jì)鏡頭，不過，相比宇瞳光學(xué)和鳳凰光學(xué)展臺(tái)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(xué)防抖以及超高清、大廣角光學(xué)鏡頭。據(jù)騰龍展臺(tái)人員透露，騰龍F(tuán)1.0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(shè)計(jì)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(jī)開始成為主流廠商追捧的對(duì)象，例如?？怠⑷A為、科達(dá)等企業(yè)都開始大推低照度全彩系列產(chǎn)品，而光學(xué)鏡頭也正朝著這個(gè)方向演進(jìn)。

2019安博會(huì)上，國內(nèi)光學(xué)鏡頭廠商鳳凰光學(xué)和宇瞳光學(xué)展臺(tái)，低照度全彩已經(jīng)成為展臺(tái)最大亮點(diǎn)。宇瞳光學(xué)更是攜超星光鏡頭系列、4K鏡頭系列、一體機(jī)鏡頭系列新品盛裝亮相，切合時(shí)下流行的AI、高清主旋律。

宇瞳光學(xué)展臺(tái)

鳳凰光學(xué)展臺(tái)

根據(jù)鳳凰光學(xué)展臺(tái)相關(guān)人員介紹，鳳凰光學(xué)黑光全彩鏡頭特點(diǎn)是大光圈、低照度、在色彩還原、細(xì)節(jié)顯示及微光環(huán)境下表現(xiàn)出眾，同時(shí)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(tái)實(shí)測(cè)，F(xiàn)1.0全彩黑光鏡頭相對(duì)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(diǎn)少，效果更好。同時(shí)，同微光場(chǎng)景下，F(xiàn)1.0和F2.0全彩實(shí)拍對(duì)比，F(xiàn)1.0星光鏡頭夜間場(chǎng)景更加明亮。

騰龍展臺(tái)

富士展臺(tái)

相對(duì)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(tái)相關(guān)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(xué)鏡頭則主要負(fù)責(zé)濾光、透光率正畸任務(wù)。

總結(jié)

總體上來看，低照度全彩主要涉及到傳感器芯片、光圈設(shè)計(jì)和光學(xué)鏡頭介質(zhì)。攝像機(jī)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(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，才能最大化發(fā)揮攝像機(jī)低照度全彩影像質(zhì)量。其中，光學(xué)鏡頭應(yīng)可能滿足成像清晰、透光率強(qiáng)、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(dān)負(fù)進(jìn)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(yīng)超高清、低照度全彩、超廣角的視頻監(jiān)控應(yīng)用對(duì)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(tái)人員介紹，當(dāng)前光學(xué)鏡頭是跟著傳感器芯片進(jìn)行技術(shù)演進(jìn)，未來，光學(xué)鏡頭將和傳感芯片協(xié)同發(fā)展，以更好的滿足具體場(chǎng)景應(yīng)用。當(dāng)前來看，傳感器芯片正在將計(jì)算力和圖像增強(qiáng)算法進(jìn)行集成封裝，以大大提升前端整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的效率和性能，這無疑是攝像機(jī)成像技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)。