光學(xué)鏡頭—大變倍電動變焦鏡頭
2021-01-04
視野放遠(yuǎn),世界拉近;你難道不想知道“千里之外”發(fā)生什么嗎。“千里眼”不再是僅僅存在于神話中,現(xiàn)實(shí)中的大變倍電動變焦鏡頭讓你隨時隨地獲得“千里眼”。
變焦鏡頭是指在像面保持靜止下,通過改變系統(tǒng)的 2個及以上透鏡組之間的間隔,來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)焦距連續(xù)變化,達(dá)到小倍率、大視場時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和大倍率、小視場時識別目標(biāo)的目的。在電動變焦鏡頭中,電動是指在遠(yuǎn)程人為操控或程序設(shè)定時,利用鏡頭自帶的直流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)變倍、聚焦以及切換日夜或透霧模式等等功能。
在安防監(jiān)控行業(yè)中,電動變焦鏡頭是最早出現(xiàn)的一類可遠(yuǎn)程調(diào)整焦距、聚焦的變焦鏡頭。電動變焦鏡頭按可變組件的數(shù)量可分為:兩可變電動變焦鏡頭;三可變電動變焦鏡頭。兩可變電動變焦鏡頭是指焦距、聚焦可通過電機(jī)來變化,而光圈是通過攝像機(jī)驅(qū)動信號自動控制,即自動光圈。三可變電動變焦鏡頭是指焦距、聚焦、光圈三個參數(shù)均通過電動馬達(dá)驅(qū)動變化。
變焦鏡頭中的倍率或變焦比、變倍比是指長焦端的焦距與短焦端的焦距的比值。倍率超過10倍的變焦鏡頭一般統(tǒng)稱為大倍變焦鏡頭;反之,倍率不足10倍的變焦鏡頭一般統(tǒng)稱為小倍變焦鏡頭。變焦鏡頭按最大成像圓尺寸有三大類:1/3”、1/2”和1”。
變焦鏡頭的選擇原則如下: 鏡頭的最大成像圓尺寸不應(yīng)小于攝像機(jī)芯片的成像規(guī)格,也就是說1/2”的鏡頭可以與1/3”的攝像機(jī)一起使用;但是1/3”的鏡頭不應(yīng)該在1/2”的攝像機(jī)上使用,因?yàn)闀霈F(xiàn)圖像邊緣模糊及暗角問題。
電動變焦鏡頭與攝像機(jī)配合使用時,變焦,聚焦以及光圈等功能,可通過后端的控制器或攝像機(jī)的控制界面進(jìn)行人為地控制。電動變焦鏡頭的倍率有6倍,7倍,10倍的鏡頭,長焦端的焦距大多在100mm以下,稱為短焦距類電動變焦鏡頭;15倍,16倍,20倍,22倍等中倍數(shù)的,長焦端的焦距大多在100mm~300mm之間,稱為中等焦距類電動變焦鏡頭;再往上還有,30倍,33倍,50倍,60倍,一般焦距都在300mm以上的,有些甚至可以達(dá)到或超過1000mm,特別適合超遠(yuǎn)距離監(jiān)控,稱為長焦距類電動變焦鏡頭。經(jīng)過時代的選擇,長焦端焦距在200mm以下的電動變焦鏡頭基本被機(jī)芯鏡頭替代了;長焦端焦距在200mm~1000mm焦距段的電動變焦鏡頭,因?yàn)樘貏e適合在遠(yuǎn)距離及超遠(yuǎn)距離監(jiān)控項(xiàng)目使用,依然得到廣泛的使用。
在河道、高速公路、城市制高點(diǎn)、鐵路、森林防火、機(jī)場、邊防、海防、港口等需要大范圍、遠(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離的監(jiān)控項(xiàng)目上,一般要用到大倍長焦距的電動變焦鏡頭。該類監(jiān)控項(xiàng)目,在監(jiān)測系統(tǒng)中,有時需要在大范圍內(nèi)達(dá)到無縫監(jiān)控,其是通過多個監(jiān)控點(diǎn)的接力來實(shí)現(xiàn)的,其中單個攝像機(jī)監(jiān)視距離一般需在1-10公里左右。
為了能在灰塵、煙霧、小雨等惡劣天氣環(huán)境下,能夠?qū)崿F(xiàn)24小時的高清晰日夜監(jiān)控,還應(yīng)具備透霧功能,即在700nm~950nm紅外波段鏡頭具有很高的透過率,并同時配備透霧濾光片,以便在透霧模式下,利用近紅外線可以繞射微小顆粒的原理,拍攝到非常清晰、高對比度的黑白圖像,提升遠(yuǎn)距離觀察效果。
常見的電動變焦鏡頭在使用中會遇到一些需要解決的問題:
1.由于長焦鏡頭多使用在全天候監(jiān)控環(huán)境中,自動光圈技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的。隨之而來的問題是景深隨光圈的調(diào)整不斷變化,尤其是夜晚光圈全部打開,使得白天可以清晰觀察到的物體在此時可能會變得模糊。
2.另外,長焦鏡頭給我們帶來了更加廣泛的觀測場景,在同一個畫面中,可能會同時出現(xiàn)近、中、遠(yuǎn)景目標(biāo)同時出現(xiàn)的情況,對不同距離的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。通常監(jiān)控人員需要做的是不斷的對鏡頭進(jìn)行調(diào)焦,以達(dá)到理想的觀察效果。
3.在中遠(yuǎn)距離監(jiān)控中,部分場景會出現(xiàn)大霧等遮擋視野的天氣狀況。
電動變焦鏡頭大多應(yīng)用于室外較為廣闊的場景,而且一般都會覆蓋比較大的焦距范圍。由于焦距可以通過人為操作改變,對于場景中的重點(diǎn)部分可以拉近放大觀察,監(jiān)控效果十分優(yōu)秀。隨著安防行業(yè)的不斷發(fā)展和完善,以及國家對室外基建投入的增加,例如智慧城市、高速公路、鐵路道橋、森林防火、海防、水壩、港口、邊防、油田等行業(yè)及領(lǐng)域?qū)τ陔妱幼兘圭R頭的需求有了非常大的增長。
型號 |
分辨率 |
靶面尺寸 |
焦距 |
通光孔徑 |
光圈類型 |
V20601 |
2MP |
Φ9.2mm |
50~750mm |
F3.5 |
P或DC |
福特科自主研發(fā)設(shè)計(jì)的第一款大倍電動變焦鏡頭,觀測距離遠(yuǎn),目標(biāo)識別度高,透霧能力強(qiáng),畫面清晰。通過可變頻電機(jī)驅(qū)動功能完美解決了快速調(diào)焦與精細(xì)調(diào)焦沖突的問題,同時所具有的透霧功能可以解決容易受天氣影響導(dǎo)致圖像清晰度下降的問題。在使用多片超大口徑、超低色散玻璃鏡片,解決了傳統(tǒng)電動變焦鏡頭長焦距端圖像不夠清晰的問題。
(短焦正常模式 透霧模式關(guān)閉 透霧模式開啟)
圖一:短焦光路圖及效果對比圖
(長焦正常模式 透霧模式關(guān)閉 透霧模式開啟)
圖二:長焦光路圖及效果對比圖(目標(biāo)距離約10km)
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