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一篇文章读懂高清监控镜头技术发展趋势

2016-12-09 09:23
九一隐士
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  高清镜头,也称超百万像素镜头,与普通镜头相比具有清晰度高、光谱透射能力强、做工更精密等优势。一般选取镜头成像圈中心及0.7视场的解像力作为评判镜头清晰度的标准,成像圈中心和0.7视场都能达到1000TVLine以上,才称之为高清镜头。

  四大核心技术

  镜头本身是高精密光学器件,高清镜头尤其如此。高清镜头之所以具备较佳的高清性能,离不开其采用的关键技术:

  超精密模造非球面技术

  传统的球面技术发展到今天,其设计技术和制造工艺都已相当成熟,在光学行业的几乎所有领域都有广泛的应用。然而在设计复杂高清镜头时,球面技术的成像效果无法达到最佳。非球面技术可以校正球面像差,大幅度提高镜头的成像质量。

  非球面镜片形状是通过精确计算并由精密机器模造而成,一片非球面镜片就能实现多个球面镜片校正像差的效果。采用超精密模造非球面镜片的镜头可以有效地减小镜头体积的同时,使得镜头的成像更清晰,透光度更好,色彩还原更加准确。

一篇文章读懂高清监控镜头技术发展趋势

  图1非球面技术

  多层宽带增透镀膜技术

  多层宽带增透镀膜技术,能最大程度地提高镜头的光线透过率,降低光线在每个光学镜片表面的残余反射。该技术可以将玻璃和空气界面的可见光反射率抑制到0.5%以内,同时将近红外光的反射率降至约1%,如图3所示。通过高质量的镀膜,减少了图像上不必要的杂散光和鬼像,有效提高画面的通透性,亦保证了可靠的高清效果。

一篇文章读懂高清监控镜头技术发展趋势

  图2普通单层增透镀膜和多层宽带增透镀膜对比

  超低色散材料技术

  普通监控镜头,在设计上也会考虑校正不同波长光线(红、绿、蓝)的像差,但通常是将两头的红、蓝两种色光的聚焦同一位置上,但和中间的绿光焦点仍然不重合,即存在二级光谱的像差,限制镜头成像质量进一步提升。

  为了校正二级光谱,如海康威视监控高清系列镜头,广泛使用了超低色散的光学玻璃材料,利用其不同于常规光学玻璃的色散特性,可以将红、绿、蓝等色光聚焦到同一个平面上,如图4所示,镜头高清性能更优。

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  图3超低色散玻璃校正二级光谱

  精密变焦凸轮设计技术

  对于高清变焦镜头而言,其成像质量在很大程度上取决于变焦凸轮的精度。通过凸轮的旋转,带动变焦和聚焦组镜片前后移动,从而实现焦距的连续变化和聚焦点的调节。如果凸轮的精度不佳,则在变焦和聚焦的过程中,不可避免的会出现透镜光轴的偏移或者倾斜,导致成像质量的严重下降。

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