鏡頭技術(shù)在監控日夜環(huán)境中的應用

一般日夜兩用攝像機在需要24小時(shí)連續監控的道路、機場(chǎng)、港口或學(xué)校周界和工廠(chǎng)、住宅大樓、停車(chē)場(chǎng)中不休息不斷電的使用，因此對于高畫(huà)質(zhì)的日夜兩用攝像機的成像效果要求也越來(lái)越高。日夜兩用攝像機的優(yōu)勢，是即使在低照度，甚至沒(méi)有可見(jiàn)光照明的環(huán)境中，仍可運用夜間模式或使用近紅外線(xiàn)燈照射監控對象，觀(guān)察到清晰的圖像，并且對監控對象進(jìn)行識別，但這些都須要一個(gè)適合的非球面鏡頭及鏡頭中的紅外線(xiàn)濾光成像技術(shù)的配合。如果只用一般的球面無(wú)紅線(xiàn)外濾光鏡頭，安裝在日夜兩用攝像機上，在夜間模式時(shí)，由于成像焦距無(wú)法集中且會(huì )產(chǎn)生色差的問(wèn)題，使得影像產(chǎn)生焦距偏移，無(wú)法獲得到清晰的圖像。

為了克服這個(gè)問(wèn)題，使鏡頭能夠適用于日夜兩用型攝像機，需要從可見(jiàn)光區域到近紅外線(xiàn)區域的范圍內，盡量減少色差。對鏡頭而言，焦距越長(cháng)，色差的補償就越困難;若在可見(jiàn)光區域和近紅外線(xiàn)區域上的色差增大，焦距偏焦也就越明顯。因此必須采用非球面鏡片技術(shù)機低色散光學(xué)鏡片來(lái)抑制這樣的焦距偏移及色差。采用了此非球面鏡片成像技術(shù)，就可以進(jìn)行日夜間的監控模式或白天為彩色圖像夜間為黑白模式的Day/Night切換，也能將焦距偏移問(wèn)題控制到無(wú)形，達到日夜24小時(shí)連續監控的應用要求。除此之外，由于IR日夜兩用鏡頭的波長(cháng)范圍較大，因此須注意透光率帶來(lái)的光斑問(wèn)題，慎重的對鏡頭鍍膜效果做好預先的適用檢視及挑選。

鏡頭技術(shù)在攝像機透光口徑的關(guān)系應用

監控用鏡頭及攝像機為了滿(mǎn)足夜視低照度的監控需求，很多廠(chǎng)商開(kāi)始制造靈敏更高的低照度攝像機，并且在Sensor與鏡頭搭配朝向大口徑發(fā)展，就是透過(guò)降低鏡頭的口徑F值以提高進(jìn)光量，讓鏡頭可以使攝像機發(fā)揮低照度的功能。

但值得一提是鏡頭的F值，是會(huì )隨著(zhù)鏡頭口徑的增加，且是成反比地減小，F值越小，性能越好。而為了得到較大的鏡頭進(jìn)光量，有時(shí)會(huì )透過(guò)增加鏡頭的口徑r及長(cháng)度，以得到更小的F值，從而提高鏡頭的性能。這是鏡頭技術(shù)上一種普遍的應用。但由于監控攝像機受到設計及應用，還有安裝場(chǎng)所的因素限制，體積日益朝小型化發(fā)展，鏡頭本身也跟著(zhù)必須要更加小巧，這也使得在鏡頭口徑設計上開(kāi)始朝更加大去設計。更值得注的是要設計出更小的鏡頭F值，勢必要增加補償像差的設計，這是一個(gè)鏡頭技術(shù)應用上的難點(diǎn)，因為產(chǎn)生像差會(huì )讓鏡頭光學(xué)性能產(chǎn)生變化變形成像及外型此寸的增加。還好在這部分抑制性能變形及外形尺寸的增加，可以采用非球面透鏡設計來(lái)解決，以有效補償像差、實(shí)現小型化設計。以目前市面上的各種焦距手動(dòng)變焦鏡頭，就是因應這種需求而生，目前的鏡頭體積與口徑不斷的加大，F1.0甚至更大都已存在可能。

鏡頭技術(shù)在攝像機成像大小的關(guān)系應用

監控的攝像機角度涵蓋大小與鏡頭成像技術(shù)絕對是息息相關(guān)的，近來(lái)在影像高清化的口號下，監控廣角化也成了監控攝像機架設的考察重點(diǎn)，但這不是攝像機能完全承擔的問(wèn)題，過(guò)去在很多如出入門(mén)口、梯間、公交車(chē)上、地鐵上及電梯內和銀行柜員機區等狹小場(chǎng)所裝設攝像機，都有無(wú)法完全涵蓋所要景物的窘境，往往必須架設更多攝像機，才能達成監控無(wú)死角的要求，然而鏡頭的成像技術(shù)改良，目前的技術(shù)只需用一臺廣角攝像機，就可以覆蓋所有獲監控畫(huà)面要求。不過(guò)，在追求廣角化的同時(shí)，要注意避免隨之而來(lái)的問(wèn)題，例如前鏡片口徑增大后攝像機外型尺寸跟著(zhù)變大、圖像變形及失真率過(guò)高等問(wèn)題，這些都是鏡頭技術(shù)與成像關(guān)系上要小心的部分，但還好的是，鏡頭技術(shù)相對也在廣角鏡頭加上多重焦距及手動(dòng)變焦的技術(shù)產(chǎn)品上發(fā)展來(lái)解決這些應用問(wèn)題。

鏡頭技術(shù)在影像高清化的應用

監控在百萬(wàn)像素鏡頭的需求已是一個(gè)既定的事實(shí)，不管是用于任何一種行業(yè)應用，除了攝像機的影像感光器在往高清影像趨勢前進(jìn)外。而為能真正了取得清晰細致的高清影像，從200萬(wàn)到300萬(wàn)，甚至500萬(wàn)像素的百萬(wàn)像素鏡頭都以正式商品化上市應用。但目前仍然存在一個(gè)問(wèn)題，就是對于高倍數變焦鏡頭部分，應用于高速球的部分，由于機芯模塊的伸縮鏡片組是否也兼具有非球面的高透光率鏡片，仍然眾說(shuō)紛紜，甚至在部分實(shí)測下，結果證明百萬(wàn)高清的高速球在跟同樣條件的高清百畫(huà)槍機比較下，其影像清晰度的效果仍然是有明顯差異的。

此外，仿真監控攝像機的分辨率，在960H的芯片問(wèn)世后，解晰度與辨識率也從過(guò)去的540TVL，提升到700TVL。因此鏡頭的高清技術(shù)為了配合這些高畫(huà)質(zhì)攝像機的產(chǎn)生也自燃異在技術(shù)發(fā)展上由原來(lái)最大200萬(wàn)畫(huà)素一舉突破發(fā)展到500萬(wàn)像素的技術(shù)程度。再者隨著(zhù)CMOS

Sensor感光組件的像素的不斷的飆高，使得畫(huà)素點(diǎn)Pixel的尺寸也隨之變小，因此鏡頭的畫(huà)素轉換力MTF(ModulationTransferFunction);也就是將原攝取光學(xué)成像傳送的成為像素的鏡頭分辨率與反差呈現為解晰度能力方面的頻率數值也跟著(zhù)必須變大，才能解析分辨出更加細微的對應線(xiàn)條TVL(TVLine)。為能有效發(fā)揮高畫(huà)素的性能，這些鏡頭不僅在畫(huà)面中心，甚至是畫(huà)面邊緣，也都擁有高分辨率、高對比度。同時(shí)，監控鏡頭在成像技術(shù)上不僅降低了失真，現在的制造技術(shù)還兼具有防震、防撞的堅固結構，以及防止發(fā)生誤觸焦距偏移的固定旋鈕等，可以說(shuō)在技術(shù)整體上，監控鏡頭已在結構與應用技術(shù)上都比過(guò)去鏡頭改良進(jìn)步不少。

監控高清化已是這幾年來(lái)明顯的趨勢，監控應用市場(chǎng)對鏡頭的功能要求及應用需求也越來(lái)越高，加上攝像機在高清的發(fā)展上一直領(lǐng)先鏡頭的發(fā)展，在今年才看到鏡頭在夜視及透霧等新的應用技術(shù)上追了上來(lái)，也讓監控應用在鏡頭搭配上不再像前二年那樣捉襟見(jiàn)肘，看來(lái)這是高清監控之福。