鏡頭技術在監(jiān)控日夜環(huán)境中的應用

一般日夜兩用攝像機在需要24小時連續(xù)監(jiān)控的道路、機場、港口或?qū)W校周界和工廠、住宅大樓、停車場中不休息不斷電的使用，因此對于高畫質(zhì)的日夜兩用攝像機的成像效果要求也越來越高。日夜兩用攝像機的優(yōu)勢，是即使在低照度，甚至沒有可見光照明的環(huán)境中，仍可運用夜間模式或使用近紅外線燈照射監(jiān)控對象，觀察到清晰的圖像，并且對監(jiān)控對象進行識別，但這些都須要一個適合的非球面鏡頭及鏡頭中的紅外線濾光成像技術的配合。如果只用一般的球面無紅線外濾光鏡頭，安裝在日夜兩用攝像機上，在夜間模式時，由于成像焦距無法集中且會產(chǎn)生色差的問題，使得影像產(chǎn)生焦距偏移，無法獲得到清晰的圖像。

為了克服這個問題，使鏡頭能夠適用于日夜兩用型攝像機，需要從可見光區(qū)域到近紅外線區(qū)域的范圍內(nèi)，盡量減少色差。對鏡頭而言，焦距越長，色差的補償就越困難;若在可見光區(qū)域和近紅外線區(qū)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機低色散光學鏡片來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，就可以進行日夜間的監(jiān)控模式或白天為彩色圖像夜間為黑白模式的Day/Night切換，也能將焦距偏移問題控制到無形，達到日夜24小時連續(xù)監(jiān)控的應用要求。除此之外，由于IR日夜兩用鏡頭的波長范圍較大，因此須注意透光率帶來的光斑問題，慎重的對鏡頭鍍膜效果做好預先的適用檢視及挑選。

鏡頭技術在攝像機透光口徑的關系應用

監(jiān)控用鏡頭及攝像機為了滿足夜視低照度的監(jiān)控需求，很多廠商開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，就是透過降低鏡頭的口徑F值以提高進光量，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，是會隨著鏡頭口徑的增加，且是成反比地減小，F(xiàn)值越小，性能越好。而為了得到較大的鏡頭進光量，有時會透過增加鏡頭的口徑r及長度，以得到更小的F值，從而提高鏡頭的性能。這是鏡頭技術上一種普遍的應用。但由于監(jiān)控攝像機受到設計及應用，還有安裝場所的因素限制，體積日益朝小型化發(fā)展，鏡頭本身也跟著必須要更加小巧，這也使得在鏡頭口徑設計上開始朝更加大去設計。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，這是一個鏡頭技術應用上的難點，因為產(chǎn)生像差會讓鏡頭光學性能產(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解決，以有效補償像差、實現(xiàn)小型化設計。以目前市面上的各種焦距手動變焦鏡頭，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，F(xiàn)1.0甚至更大都已存在可能。

鏡頭技術在攝像機成像大小的關系應用

監(jiān)控的攝像機角度涵蓋大小與鏡頭成像技術絕對是息息相關的，近來在影像高清化的口號下，監(jiān)控廣角化也成了監(jiān)控攝像機架設的考察重點，但這不是攝像機能完全承擔的問題，過去在很多如出入門口、梯間、公交車上、地鐵上及電梯內(nèi)和銀行柜員機區(qū)等狹小場所裝設攝像機，都有無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(jiān)控無死角的要求，然而鏡頭的成像技術改良，目前的技術只需用一臺廣角攝像機，就可以覆蓋所有獲監(jiān)控畫面要求。不過，在追求廣角化的同時，要注意避免隨之而來的問題，例如前鏡片口徑增大后攝像機外型尺寸跟著變大、圖像變形及失真率過高等問題，這些都是鏡頭技術與成像關系上要小心的部分，但還好的是，鏡頭技術相對也在廣角鏡頭加上多重焦距及手動變焦的技術產(chǎn)品上發(fā)展來解決這些應用問題。

鏡頭技術在影像高清化的應用

監(jiān)控在百萬像素鏡頭的需求已是一個既定的事實，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外。而為能真正了取得清晰細致的高清影像，從200萬到300萬，甚至500萬像素的百萬像素鏡頭都以正式商品化上市應用。但目前仍然存在一個問題，就是對于高倍數(shù)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，仍然眾說紛紜，甚至在部分實測下，結(jié)果證明百萬高清的高速球在跟同樣條件的高清百畫槍機比較下，其影像清晰度的效果仍然是有明顯差異的。

此外，仿真監(jiān)控攝像機的分辨率，在960H的芯片問世后，解晰度與辨識率也從過去的540TVL，提升到700TVL。因此鏡頭的高清技術為了配合這些高畫質(zhì)攝像機的產(chǎn)生也自燃異在技術發(fā)展上由原來最大200萬畫素一舉突破發(fā)展到500萬像素的技術程度。再者隨著CMOS

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

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