淺談監(jiān)控?cái)z像機(jī)鏡頭國產(chǎn)化之路

　　?？低?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/鏡頭">鏡頭品牌起步于2010年，此時(shí)正值全球安防行業(yè)迅速發(fā)展，代表“中國制造”等中國廠家在市場競爭中攻城拔寨，對(duì)監(jiān)控鏡頭的需求不斷擴(kuò)大，催生了這一定位于中高端的監(jiān)控鏡頭品牌。

　　憑借對(duì)市場需求的精準(zhǔn)把握和對(duì)性能、品質(zhì)的不懈追求，短短的4年多時(shí)間內(nèi)，?？低曠R頭品牌經(jīng)歷了從標(biāo)清到高清，從普通到紅外，從定焦到變焦，從小靶面到大靶面的發(fā)展歷程。目前公司的鏡頭產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋了1/2.7”高清紅外變焦，1/1.8”高清紅外變焦，1/3”標(biāo)清和ITS高清等多個(gè)大的系列。

　　經(jīng)過三十多年發(fā)展，中國安防行業(yè)已形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模近5000億成熟產(chǎn)業(yè)鏈，并持續(xù)快速增長。這也使得監(jiān)控鏡頭國產(chǎn)化這條路，變得迫切和不斷加速。尤其是近幾年，日本數(shù)碼行業(yè)萎縮，而國內(nèi)光學(xué)制造業(yè)的不斷升級(jí)，國產(chǎn)鏡頭品牌正在逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)日系鏡頭品牌的突圍，甚至是超越。

　　超高清鏡頭

　　監(jiān)控?cái)z像機(jī)輸出圖形的清晰度如何，不僅取決于感光芯片像素大小、ISP技術(shù)及圖像處理技術(shù)等，鏡頭的解像力也十分關(guān)鍵。靶面一定時(shí)，鏡頭的像素?cái)?shù)越大，其解像力越高，更有利于滿足用戶在細(xì)節(jié)圖像上的需求。

　　在2014年北京安防展上，各個(gè)安防企業(yè)紛紛亮出了4K攝像機(jī)新品。4K技術(shù)出現(xiàn)之前，主流監(jiān)控鏡頭像素為六百萬以內(nèi)，4K技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)鏡頭的解像力提出了更高的要求，4K鏡頭的設(shè)計(jì)、制造難度都會(huì)增大許多，對(duì)于日系鏡頭廠商，目前也只有寥寥幾家推出了4K鏡頭。但4K鏡頭并非只有日系廠商能做到，隨著國內(nèi)光學(xué)制造技術(shù)水平的進(jìn)步，國內(nèi)一流鏡頭廠商已經(jīng)具備設(shè)計(jì)、制造4K鏡頭的能力。

　　海康威視于2014年10月就發(fā)布了一款大靶面(1/1.7英寸)4K鏡頭，這款鏡頭支持1200萬像素，能提供超清晰的圖像細(xì)節(jié)，同時(shí)達(dá)到165度超廣視角，很適合于廣場、道路等場景的監(jiān)控需求。

　　超低照度鏡頭

　　隨著安防監(jiān)控日趨高清化、網(wǎng)絡(luò)化，攝像機(jī)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，很多監(jiān)控條件差、光線昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機(jī)，尤其是低照度攝像機(jī)，以滿足全天候24小時(shí)監(jiān)控的需求。攝像機(jī)低照度性能的提升，大光圈鏡頭是關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　你也許會(huì)問，什么是大光圈鏡頭?為什么大光圈鏡頭能夠提升攝像機(jī)低照度效果呢?

　　鏡頭所起到的作用是采集被攝物體發(fā)出的光線，并將其會(huì)聚到攝像機(jī)感光芯片上，從而使景物成像。因此鏡頭采集進(jìn)來光線的多寡直接決定了攝像機(jī)圖像的亮度和清晰度。衡量鏡頭采集光線能力的參數(shù)，我們稱之為鏡頭的光圈F值，F(xiàn)值=f(鏡頭的焦距)/D(鏡頭的有效口徑)，F(xiàn)值越小，表示鏡頭采集光線的能力越強(qiáng)，反之鏡頭采集光線的能力越弱。常見監(jiān)控鏡頭的F值一般大于或等于1.4，當(dāng)F值小于或等于1.2時(shí)，便可稱之大光圈鏡頭了。

　　正所謂“工欲善其事，必先利其器”，?？低曈?014年11月發(fā)布一款超大光圈變焦鏡頭!

　　這款鏡頭僅從參數(shù)來看，就足夠震撼，至少是目前日系品牌鏡頭也找不到的。首先這款鏡頭采用超大光圈技術(shù)，光圈F數(shù)達(dá)到0.95，對(duì)數(shù)值不是很敏感的非專業(yè)朋友也許要問，光圈F數(shù)0.95是個(gè)什么概念?這樣說吧，在同等條件下，相比光圈數(shù)F1.4的普通鏡頭，這款鏡頭通光量增加一倍多!(計(jì)算公式1.42/0.952=2.17)。將其與日系某品牌12.5~50mm焦距，光圈 F1.5的鏡頭對(duì)比，在相近焦距下拍攝黑暗場景，這款鏡頭的圖像亮度要亮很多。

　　同時(shí)此款鏡頭采用恒定光圈技術(shù)，在全焦段任意焦距下使用時(shí)，鏡頭的最大光圈值都是0.95，這點(diǎn)也是目前日系品牌鏡頭沒有的。普通的變焦鏡頭，光圈值會(huì)隨著焦距增大而變大，例如某鏡頭廠家7~22mm的變焦鏡頭，7mm焦距時(shí)光圈值為1.6，而22mm焦距光圈值為3.2。

　　高精密加工工藝

　　監(jiān)控鏡頭本身是一種高精密光學(xué)器件，鏡片及結(jié)構(gòu)件的加工誤差在幾微米時(shí)，就有可能造成鏡頭整體品質(zhì)的明顯下降，因此鏡頭的良好品質(zhì)需要高精密的加工工藝支撐。

　　早期國內(nèi)鏡頭生產(chǎn)廠家，由于加工設(shè)備、工藝技術(shù)水平等均落后于日系廠家，很多關(guān)鍵工藝技術(shù)無法穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，這也制約著國內(nèi)監(jiān)控鏡頭整體品質(zhì)的提升。但近些年來隨著中國安防廠家在國內(nèi)外市場的異軍突起，光學(xué)制造商也抓住了這次機(jī)會(huì)并迎頭趕上，生產(chǎn)制造水平有了很大的提升，一些高精密加工工藝不再是日系鏡頭廠家所獨(dú)有，國內(nèi)鏡頭廠家也可以實(shí)現(xiàn)，而且可以做的更好。

　　比如下面這些高精密加工工藝，都已被品牌鏡頭應(yīng)用：

　　模壓玻璃非球面技術(shù)：鏡片表面不再是簡單球面，而是按設(shè)計(jì)值模壓而成的非球面;一片非球面鏡片可以頂替多片球面鏡片，減小鏡頭體積的同時(shí)，更好地校正的鏡頭像差。

　　精密變焦凸輪設(shè)計(jì)技術(shù)：如果凸輪的精度不佳，鏡頭在變焦和聚焦的過程中，會(huì)出現(xiàn)透鏡光軸的偏移或者傾斜，導(dǎo)致成像質(zhì)量的嚴(yán)重下降。精密變焦凸輪設(shè)計(jì)技術(shù)，能保證良好的凸輪制造精度，確保變焦和聚焦過程中的成像質(zhì)量，同時(shí)也保證了順滑而不失阻尼感的調(diào)節(jié)手感。

　　多層寬帶增透鍍膜技術(shù)：該技術(shù)可以將玻璃和空氣界面的可見光反射率抑制到0.5%以內(nèi)(一般鍍膜技術(shù)為5%)，同時(shí)將紅外光的反射率降至約1%，從而減少了攝像機(jī)圖像上不必要的雜散光和鬼像，有效提高畫面的通透性。

　　超低色散光學(xué)玻璃技術(shù)：盡可能地使紅、綠、藍(lán)光的聚焦面一致，最大程度降低色散，呈現(xiàn)高清畫面。

　　不斷專業(yè)、高端的外觀

　　如果說光學(xué)性能是一顆監(jiān)控鏡頭的“內(nèi)在”屬性，那么外觀便是其“外在”屬性。高端鏡頭與低端鏡頭的區(qū)別不僅在于“內(nèi)在”屬性的卓越，如高解像力、大光圈、大倍率等，“外在”屬性也往往體現(xiàn)出差異。早期，國產(chǎn)品牌鏡頭由于性能較低，往往走的是低端路線，因此外觀上也不是特別注重?，F(xiàn)在國產(chǎn)品牌高端系列鏡頭“內(nèi)在”已基本趕上日系，自然“外在”也越來越有檔次，外觀上絲毫不遜于日系品牌鏡頭。

　　如?？低暺放艭S/C鏡頭，一直在努力營造自己的獨(dú)特風(fēng)格和外觀：在定義每一款新產(chǎn)品之時(shí)，都會(huì)注意將科技元素融入到外觀設(shè)計(jì)中，強(qiáng)調(diào)簡潔、大氣的設(shè)計(jì)風(fēng)格，力求展現(xiàn)企業(yè)的文化和形象，突出產(chǎn)品的現(xiàn)代感和專業(yè)感。其中，高清變焦CS鏡頭系列采用黑色亞光塑料外殼設(shè)計(jì)，圓柱形鏡筒搭配直紋式調(diào)焦和聚焦環(huán)，精密的模具制造工藝使得變焦和調(diào)焦的手感順暢而不失平穩(wěn)，而且保證了外觀上嚴(yán)絲合縫，渾然天成的視覺效果。ITS高清鏡頭采用金屬外殼，主體部分為鋁合金加表面亞光氧化發(fā)黑，同時(shí)細(xì)目噴砂處理以保證細(xì)膩潤澤的質(zhì)感;相機(jī)接環(huán)則使用簡潔明快的鍍鉻鋁合金，黑白搭配凸顯科技感和現(xiàn)代感;聚焦環(huán)和光圈調(diào)節(jié)環(huán)直紋設(shè)計(jì)，美觀大方而又方便調(diào)節(jié)和鎖緊。

　　穩(wěn)定性、可靠性

　　由于攝像機(jī)使用環(huán)境越來越多樣化，這也對(duì)鏡頭的穩(wěn)定性和可靠性提出了很高要求。相比于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的鏡頭，監(jiān)控鏡頭面對(duì)的應(yīng)用環(huán)境要惡劣得多，這也導(dǎo)致許多傳統(tǒng)光學(xué)行業(yè)的廠家在進(jìn)入安防領(lǐng)域后，呈現(xiàn)水土不服的癥狀，其產(chǎn)品無法勝任多種氣候條件下長期穩(wěn)定工作的要求，這也是日系鏡頭比早期國產(chǎn)鏡頭優(yōu)秀的品質(zhì)之一。

　　?？低曇罁?jù)多年的鏡頭設(shè)計(jì)、開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將可靠性的設(shè)計(jì)理念，融入在鏡頭上，如采用了溫度補(bǔ)償光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)、耐振動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)等。鏡頭產(chǎn)品在正式發(fā)布之前，均需通過嚴(yán)苛的環(huán)境模擬測試，能夠保證在各種環(huán)境下成像同樣清晰銳利。鏡頭的穩(wěn)定性、可靠性不輸日系鏡頭。

　　打造中國鏡頭品牌效應(yīng)

　　工作有時(shí)候會(huì)和客戶打交道，有些客戶可能受以往品牌的影響，一直覺得日系監(jiān)控鏡頭要比國產(chǎn)的好很多，因此愿意忍受高價(jià)去買日系鏡頭，而后來用過像?？低暤葒a(chǎn)鏡頭后，才發(fā)現(xiàn)有些國產(chǎn)鏡頭其實(shí)也不錯(cuò)，效果不一定比日系鏡頭差，并且性價(jià)比往往比日系鏡頭高很多。對(duì)國產(chǎn)鏡頭信心不足，我相信這也是很多人的誤區(qū)，之所以會(huì)這樣，可能與國產(chǎn)監(jiān)控鏡頭仍缺少足夠的品牌效應(yīng)有關(guān)。畢竟經(jīng)過幾十年技術(shù)沉淀，和背后受本國發(fā)達(dá)的光學(xué)產(chǎn)業(yè)支撐，日系監(jiān)控鏡頭在全球范圍內(nèi)積累的較好的品牌效應(yīng)。

　　品牌效應(yīng)，這是目前國產(chǎn)鏡頭品牌缺少的，也是必須要做的，不能再一味地走低端、低價(jià)路線。中國監(jiān)控鏡頭廠商在做好鏡頭產(chǎn)品的同時(shí)，努力打造中國自主品牌，由“制造”向“創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型，才能在監(jiān)控鏡頭國產(chǎn)化道路上越走越深，“中國品牌”也才會(huì)越來越響亮。

　　筆者體會(huì)

　　筆者認(rèn)為，國內(nèi)光學(xué)產(chǎn)業(yè)起步并不比日本晚很多年，但缺乏產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)和規(guī)范，國內(nèi)光學(xué)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀仍落后于日本很多，正真做到攝像機(jī)監(jiān)控鏡頭國產(chǎn)化，還有很多工作要做。如果只為買到日系高精密加工檢測設(shè)備，或者處理芯片就滿足了，那么中國光學(xué)產(chǎn)業(yè)仍會(huì)被日本牽著鼻子走。只有真正掌握核心技術(shù)，能夠自主“創(chuàng)造”，才是攝像機(jī)鏡頭乃至光學(xué)產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化的根本。對(duì)于鏡頭研發(fā)，我想可能最需要的是“認(rèn)真”兩個(gè)字。