新技术在电动变焦镜头中的应用

电动变焦镜头的发展

　　近年来，随着国内森林防火、海事管理、铁道及油田监控需求的日益增加，对长焦距、大变倍电动镜头的需求也空前高涨，电动变焦镜头作为一个重要的部件，在视频监视设备中起着至关重要的作用。监控范围需求从几百米扩展到了几千米。随之对镜头焦距的需求也不断提高，从100mm、300mm到750mm，甚至更长，使得原来监控点需要配置多个短焦镜头的方案逐渐被淘汰。随着焦距的不断加长，实际应用中的问题也暴露出来，产品的升级和功能创新排到了议事日程上来。

　　然而，由于电动变焦镜头的发展遇到了来自各方面的阻力，如自然环境的限制、配套设备的限制等，因此只有不断改进产品，增加实用性功能，才能保证客户的需求得以实现。众所周知，电动变焦镜头多用于室外环境，而由于我国幅员辽阔，横跨多个气候带，必然受到许多自然环境的限制，如雾气、高温或低温等。而长焦距镜头的应用，如常规解码器、云台精度等已无法满足日益苛刻的要求，同时，焦距的增长也使得控制聚焦成为操作人员工作中的一个主要操作手段。另外，我们也发现，尽管摄像机的功能日益丰富，但其仍然无法在环境变化频繁的地区实现灵活的设置。

新技术解决镜头发展中的问题

　　面对如此多的环境影响及应用阻力，电动变焦镜头厂家必须积极应对。

低温环境工作

　　一般镜头的最低工作温度为零下10度左右，但在北方寒冷的气候环境中低于此温度的情况普遍存在，在这种环境下如何正常工作成了镜头厂商需要面对的棘手问题。针对这种情况，一些厂家对产品进行了改进，并在专业的实验室进行测试，使得镜头可以在零下20度的环境中稳定运行，保证了镜头产品能够在超低温环境中完成工作。
 
透雾

　　在森林、海面等环境，空气中有着大量的水蒸气，水蒸汽在遇冷时放热凝结液化形成小水滴，形成雾。而常规的视频监控设备在雾气中将失去其用武之地，尤其是在多雾的春季，视频监控这种安防手段产生的效果更是大打折扣。于是，透雾镜头的推出，打破了雾天环境限制的僵局。

　　透雾镜头需要和透雾摄像机配套才能得到很好的效果，有实力的厂商都会寻求适合自己镜头的摄像机进行配套，更有甚者干脆自己制造按照自己技术参数调制的摄像机产品，该摄像机可针对长焦透雾镜头多个方面进行优化，使得观测效果大幅度提升。

自动聚焦

　　前文提到焦距的增长使得控制聚焦成为操作人员工作中的一个主要操作手段。而在早期的短焦产品(100mm以下)中，监控距离最多只有几百米。由于监控距离较短，只要调整好摄像机和镜头后焦，就几乎不需要对监控物体进行聚焦操作，但是随着焦距增长到750mm的今天，监控距离已经延伸到了几公里，在这么长的纵向距离上进行聚焦操作就成了一件非常困难的事情。同时，云台每变动一个角度，都需要对画面进行聚焦，增加工作量的同时也造成对清晰画面获取的障碍。针对这种情况，一些厂商推出了自动聚焦系列产品，使得繁杂的聚焦工作一去不复返。下面我们来看看自动聚焦的如何提高了监控效率：

　　·画面发生了变化：当画面中的物体有移动时，需要重新聚焦，而自动聚焦镜头可以自动执行聚焦操作，让整个画面始终保持清晰，比如画面中的人物由远及近时，镜头自动聚焦功能会不断分析当前画面并聚焦，使人物在画面中始终保持清晰状态;

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      ·执行了变焦操作：当我们放大或缩小一个画面时，这中间必然会有一个变焦的过程，这使我们的关注点也随之不同。而在变焦过程中镜头的不断自动聚焦，可在停止变焦后马上得到清晰画面;

　　·对云台进行了操作：当我们对云台进行转动操作时，画面必然发生变化，即使是轻微的细小的变化，镜头也会启动自动聚焦功能，让每个画面始终清晰如一。
以上这些情况都是经常遇到的，如果没有自动聚焦，操作人员几乎在每个操控动作后都要进行聚焦操作，是件非常繁琐的事情。

提高预置位精度

　　在实际使用过程中，很多客户发现长焦距镜头的预置位精度不如中短焦镜头，这主要是由于当镜头焦距增长时，普通解码器在设计时主要考虑配置中短焦镜头，因此在预置精度上相对要求较低。在200mm以下的系统中，预置位置的细小偏差不会对画面产生什么影响。但是，随着焦距跨入750mm时代，这种偏差将被放大几倍，从而使得画面在调用预置位几次后就会模糊不清，即使使用较为昂贵的进口解码器，也会出现跑焦的情况。而在镜头内嵌入预置位管理系统，可以使得精度不再依赖于解码器，大大提升了控制精度。

第三方产品的控制

　　大家可能都有这样的经验，对于光照条件较好、运动较快的物体，我们希望摄像机采用较快的快门速度，以便抓拍出较为清晰的画面;同时在较暗的环境，希望能够降低快门速度，从而得到较为明亮的画面;在某些环境下，希望提高对比度来提高被监控物体的反差，方便监控。

　　以上这些都需要先对摄像机进行设置操作，才能取得较好的效果。但传统的操作模式是通过远程调用摄像机的菜单，然后逐项找到选项，再挨个进行调整，如果操作不慎，会将原来调整好的参数打乱，从而严重影响观测效果。为此，一些厂商提出了对摄像机操作的“宏命令”功能，即在镜头中设置几种设置参数的模式，遇到相应的环境可直接调用预设模式，可达到理想的监控效果，也就是将前端的各种设备通过集成来实现更方便的操作并发挥更大的作用。

结语

　　随着安防行业的飞速发展，CCTV监控系统对设备的要求也越来越高，镜头的使用直接影响画质的清晰程度，而面对环境、技术的挑战，电动变焦镜头自身也在不断地完善和成熟，相信在不久的将来，随着人们对电动变焦镜头提出更多的期待，它将更为人性化和智能化。作为高端镜头的电动变焦镜头，今后必将在高端视频监控领域占有重要的一席之地。